Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số

Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số Tính toán, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ ĐỒ ÁN ƠTƠ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỘP SỐ TRỤC CẤP SỐ ( TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ TRỤC VÀ Ổ) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Trần Thanh Tâm Nguyễn Chiêu Anh (MSSV: B1503996) Ngành: Cơ khí Giao Thơng – Khóa: 41 Tháng 5/2019 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc BỘ MÔN: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ******** NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦACÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hƣớng dẫn: Trần Thanh Tâm Đề tài: Tính tốn, thiết kế hệ trục ổ hộp số trục cấp số Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chiêu Anh MSSV: B1503996 Lớp:TN1593A2 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung đồ án : * Các nội dung công việc đạt đƣợc : * Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài (ghi rõ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm thực có): e Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá : Cần Thơ,ngày…… tháng………năm 2019 Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Trần Thanh Tâm Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH iii LỜI NÓI ĐẦU iv CHƢƠNG .1 PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ CHUNG .1 1.1 Công dụng .1 1.2 Chọn sơ đồ động học: 1.3 Phân tích ƣu nhƣợc điểm: .1 1.4 Chọn hộp số 1.5 Hoạt động hộp số 1.6 Bảng thông số xe CHƢƠNG .4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ TRỤC VÀ Ổ HỘP SỐ TRỤC CẤP SỐ 2.1 Kết cấu trục 2.2 Tính sơ trục chọn vật liệu chế tạo trục 2.3 Tính bền trục 2.3.1 Tính bền trục trung gian .7 2.3.1.1 Tính bền trục số 2.3.1.2 Tính bền trục số .10 2.3.1.3 Tính bền trục số .13 2.3.1.4 Tính bền trục số lùi .16 2.3.2 Tính bền trục thứ cấp 19 2.3.2.1Tính bền trục gài số 19 2.3.2.2 Tính bền trục gài số .22 2.3.2.3 Tính bền trục gài số .25 2.3.3 Tính bền trục số lùi 28 2.4 Kiểm tra đô võng, góc xoay trục 31 2.4.1 Kiểm tra độ võng trục trung gian tiết diện bánh Z2 .31 2.4.2 Kiểm tra góc xoay trục trung gian tiết diện bánh Z1 33 2.5 Chọn ổ bi cho trục 34 2.5.1 Chọn ổ cho trục trung gian .35 2.5.2 Chọn ổ cho trục thứ cấp 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 GVHD: Trần Thanh Tâm i SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thông số bánh Bảng 2.2 Bảng thông số bánh số Bảng 2.3 Moment đƣờng kính tiết diện số trục trung gian 10 Bảng 2.4 Bảng thông số bánh số 10 Bảng 2.5 Moment đƣờng kính tiết diện số trục trung gian 13 Bảng 2.6 Bảng thông số bánh số 13 Bảng 2.7 Moment đƣờng kính tiết diện số trục trung gian 16 Bảng 2.8 Bảng thông số bánh số 16 Bảng 2.9 Moment đƣờng kính tiết diện số trục trung gian 19 Bảng 2.10 Bảng thông số bánh số trục thứ cấp 19 Bảng 2.11 Moment đƣờng kính tiết diện số trục thứ cấp 22 Bảng 2.12 Bảng thông số bánh số trục thứ cấp 22 Bảng 2.13 Moment đƣờng kính tiết diện số trục thứ cấp 25 Bảng 2.14 Bảng thông số bánh số trục thứ cấp 25 Bảng 2.15 Moment đƣờng kính tiết diện số trục thứ cấp 28 Bảng 2.16 Bảng thông số bánh số lùi 28 Bảng 2.17 Moment đƣờng kính tiết diện số lùi trục số lùi 31 Bảng 2.18 Đƣờng kính trục tiết diện lắp bánh 31 Bảng 2.19 Bảng tóm tắt ổ bi trục .38 GVHD: Trần Thanh Tâm ii SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ hộp số trục cấp số Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế hộp số trục cấp số Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng số trục trung gian Hình 2.3 Biểu đồ moment số trục trung gian Hình 2.4 Sơ đồ lực tác dụng số trục trung gian .11 Hình 2.5 Biểu đồ moment số trục trung gian 12 Hình 2.6 Sơ đồ lực tác dụng số trục trung gian .14 Hình 2.7 Biểu đồ moment số trục trung gian 15 Hình 2.8 Sơ đồ lực tác dụng số trục trung gian .17 Hình 2.9 Biểu đồ moment số trục trung gian 18 Hình 2.10 Sơ đồ lực tác dụng số trục thứ cấp 20 Hình 2.11 Biểu đồ moment số trục thứ cấp .21 Hình 2.12 Sơ đồ lực tác dụng số trục thứ cấp 23 Hình 2.13 Biểu đồ moment số trục thứ cấp .24 Hình 2.14 Sơ đồ lực tác dụng số trục thứ cấp 26 Hình 2.15 Biểu đồ moment số trục thứ cấp .27 Hình 2.16 Sơ đồ lực tác dụng trục số lùi 29 Hình 2.17 Biểu đồ moment số lùi trục số lùi 30 GVHD: Trần Thanh Tâm iii SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số LỜI NÓI ĐẦU Nƣớc ta trình cơng nghiệp hố đại hố Trong đó, giao thông vận tải lĩnh vực thiếu đƣợc huyết mạch ngành nghề Đất nƣớc muốn lên lĩnh vực phải đƣợc đầu tƣ phát triển Chính mà ngành khí tơ nƣớc ta ngành trình phát triển mạnh để phuc vụ cho nhu cầu cấp bách này, với nhiều nhà máy sản xuất tiên tiến mọc lên Ơ tơ đƣợc sử dụng rộng rãi thực tế đời sống tiện ích mà mang lại Trên Ơ tơ, có nhiều phận cấu thành, động trái tim xe, phận động lực tạo mô men xoắn giúp cho xe chuyển động đƣờng hệ thống truyền lực phần thiếu xe Nó giúp truyền mơmen xoắn từ động đến bánh xe, hộp số phận quan trọng hệ thống dẫn động Ngoài nhiệm vụ trên, hộp số cịn giúp thay đổi mơmen xoắn truyền đến bánh xe, giúp cho xe dừng lại thời gian dài mà không cần phải dừng động giúp xe thay đổi chuyển động cần thiết Đƣợc phân công hƣớng dẫn thầy Trần Thanh Tâm thầy cô môn Kỹ Thuật Cơ Khí giúp nhóm đồ án thiết kế ơtơ chúng em có nguồn động lực có thêm kiến thức để hoàn thành phần thiết kế hộp số cho xe ô tô khách trục cấp số tiến độ đƣợc giao Tuy nhiên, hạn chế thời gian chƣa có nhiều kinh nghiệm nên đồ án không tránh khỏi mắc phải thiếu sót mong đƣợc góp ý Thầy Trần Thanh Tâm q thầy môn Cần Thơ, ngày 24 tháng 02 năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Chiêu Anh GVHD: Trần Thanh Tâm iv SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số CHƢƠNG PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ CHUNG 1.1 Công dụng Thay đổi moment quay từ động đến bánh chủ động cho phù hợp với mômen cản, tốc độ chuyển động ô tô Đổi chiều chuyển động ô tô Ngắt truyền lực tới bánh chủ động thời gian dài 1.2 Chọn sơ đồ động học: Hộp số khí trục số tiến số lùi: Hình 1.1 Sơ đồ hộp số trục cấp số 1.3 Phân tích ƣu nhƣợc điểm: Ƣu điểm: Tăng hệ số truyền thẳng Kết cấu đơn giản gọn nhỏ Cho phép tăng tốc độ cực đại mà không cần tăng cơng suất động Tăng tính kinh tế nhiên liệu Nhƣợc điểm: Ổ bi đầu trục thứ cấp thƣờng có kích thƣớc nhỏ, đƣợc đặt trục sơ cấp, làm việc với trạng thái căng thẳng gài số truyền trung gian GVHD: Trần Thanh Tâm SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số 1.4 Chọn hộp số Hợp số thiết kế theo kiểu: hộp số khí có cấp điều kiển tay, sử dụng đồng tốc Ƣu điểm Giá thành rẽ, chế tạo kết cấu đơn giản Quá trình gài số êm dịu dễ dàng, tránh va đập gây vỡ bánh (so với hộp số khơng có đồng tốc) Hiệu suất truyền động cao, làm việc với độ tin cậy tốt Dễ sửa chữa Nhƣợc điểm: Do phải điều khiển cấu sang số tay nên tốn sức lực lái Tốn thời gian sang số, hợp số làm việc không êm dịu nhƣ hộp số tự động Khi cần nhiều tỷ số truyền kết cấu hộp số cồng kềnh phức tạp 1.5 Hoạt động hộp số Xe chuyển động với số 1: Động lực từ động => trục sơ => Za’ => Za => trục trung gian => Z1 => Z1’ =>trục thứ Xe chuyển động với số 2: Động lực từ động => trục sơ => Za’ => Za => trục trung gian => Z2 => Z2’ =>trục thứ Xe chuyển động với số 3: Động lực từ động => trục sơ => Za’ => Za => trục trung gian => Z3 => Z3’ =>trục thứ Xe chuyển động với số 4: Động lực từ động => trục sơ => Za’=>trục thứ Xe chuyển động với số lùi: Động lực từ động => trục sơ => Za’ => Za => trục trung gian => Z5 => ZL=> Z5’ =>trục thứ 1.6 Bảng thơng số xe Ơ tơ khách 10 chỗ Tải trọng:1100kg Trọng lƣợng xe dự kiến: 1500kg Sử dụng lớp 195/70 R15 Chiều dài sở: 2540mm Chiều rộng sở: 1650mm Tỷ số truyền lực dự kiến: Động xăng xylanh: GVHD: Trần Thanh Tâm SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số Nemax= 160 Hp/4800 v/ph Memax= 260Nm/3600 v/ph Tỷ số truyền tay số: ih1  max G.rbx tr26/[2] M e max i0 tl Trong Ga: Trọng lƣợng tồn ôtô Ga= (1100+1500).9,81= 25506 (N)  max =0,39 : hệ số cản chuyển động lớn ( bảng 2-1 tr43 [1]) Hoặc  max  f  i rbx: Bán kính làm việc bánh xe Bán kính thiết kế: 𝑑 15 2 r0 = 0,7B+( ).25,4 = 0,7.195 +( ).25,4 = 327 mm B: Bề rộng lớp d: Đƣờng kính vành bánh xe Bán kính làm việc: rbx = r0 𝜆= 327.0,93 = 304,11 mm  0,304 m 𝜆: Hệ số kể đến biến dạng lốp áp suất thấp Memax: Mômen quay cực đại động Memax = 260 (Nm)  tl : hiệu suất truyền lực, ôtô khách truyền lực cấp  t = 0,85 [2] i0: tỷ số truyền truyền lực i0 = i h1   max Ga rbx 0,39 25506 0,304 = = 3,42 260 0,85 M e max i0  tl Hộp số cấp với số số truyền thẳng: 𝑖ℎ4 = 𝑖ℎ3 = 𝑖ℎ2 = 3 𝑖ℎ1 = 3,42 = 1,51 𝑖ℎ1 = 3,422 = 2,27 𝑖𝐿 = 3,42 lấy 𝑖ℎ1 GVHD: Trần Thanh Tâm SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số Bảng 2.13 Moment đƣờng kính tiết diện số trục thứ cấp Tiết diện Giá trị A Bánh B 𝑍2′ Moment uốn (N.mm) + 𝑀2 𝑀𝑢𝑥 𝑢𝑦 𝑀𝑢 = 872771,7 0 1057046,4 596336 53,3 44 Moment tổng hợp (N.mm) 𝑀𝑢2 + 𝑀𝑥2 𝑀𝑡ℎ = Đƣờng kính tiết diện (mm) 𝑑≥ 𝑀𝑡ℎ 0,1 𝜎 𝜎 = 70 𝑁/𝑚𝑚2 Chọn đƣờng kính trục chỗ lắp bánh 𝑍2′ 55 mm Chọn đƣờng kính trục B 45 mm Lấy đƣờng kính trục lớn bảng tính có then tiết diện lắp bánh 2.3.2.3 Tính bền trục gài số Momen xoắn Mx trục thứ cấp gài số 3: Mx = Memax.ia.ig1 = 260000.1,88.0,82 = 400816 (N.mm) Bảng 2.14 Bảng thông số bánh số trục thứ cấp Bánh Z3 ’ Đƣờng kính Góc Momen Lực vòng chia nghiêng xoắn vòng P d(mm) β (Nmm) (N) 72,2 170 GVHD: Trần Thanh Tâm 400816 25 11102,94 Lực hƣớng tâm R (N) 4225,79 Lực dọc trục Q (N) 3394,5 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số Hình 2.14 Sơ đồ lực tác dụng số trục thứ cấp Tính phản lực gối đỡ: 𝑀𝐴𝑦 = 𝑅3′ 80 + 𝑄3′ 72,2 − 𝑅𝑦𝐵 231 = → 𝑅𝑦𝐵 = 1993,96 (N) 𝐹𝑦 = −𝑅𝑦𝐴 + 𝑅3′ − 𝑅𝑦𝐵 = → 𝑅𝑦𝐴 = 2231,83 (N) 𝑀𝐴𝑥 = −𝑃3′ 80 + 𝑅𝑥𝐵 231 = → 𝑅𝑥𝐵 = 3845,17 (N) 𝐹𝑥 = 𝑅𝑥𝐴 − 𝑃3′ + 𝑅𝑥𝐵 = → 𝑅𝑥𝐴 = 7257,77 𝑁 GVHD: Trần Thanh Tâm 26 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số Hình 2.15 Biểu đồ moment số trục thứ cấp GVHD: Trần Thanh Tâm 27 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số Bảng 2.15 Moment đƣờng kính tiết diện số trục thứ cấp Tiết diện Giá trị Bánh A B 𝑍3′ Moment uốn (N.mm) + 𝑀2 𝑀𝑢𝑥 𝑢𝑦 𝑀𝑢 = 654045,3 0 767091,1 400816 47,9 38,5 Moment tổng hợp (N.mm) 𝑀𝑢2 + 𝑀𝑥2 𝑀𝑡ℎ = Đƣờng kính tiết diện (mm) 𝑑≥ 𝑀𝑡ℎ 0,1 𝜎 𝜎 = 70 𝑁/𝑚𝑚2 Chọn đƣờng kính trục chỗ lắp bánh 𝑍3′ 50 mm Chọn đƣờng kính trục B 40 mm Lấy đƣờng kính trục lớn bảng tính có then tiết diện lắp bánh 2.3.3 Tính bền trục số lùi Chọn chiều dài trục số lùi L = 61,5 Momen xoắn Mx trục số lùi: Mx = Memax.ia.iL = 260000.1,88.1 = 488800 (N.mm) Bảng 2.16 Bảng thông số bánh số lùi Bánh ZL Đƣờng kính Góc Momen Lực vịng chia nghiêng xoắn vịng P d(mm) β (Nmm) (N) 54 00 GVHD: Trần Thanh Tâm 488800 28 18103,7 Lực hƣớng tâm R (N) 6589,2 Lực dọc trục Q (N) SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số Hình 2.16 Sơ đồ lực tác dụng trục số lùi Tính phản lực gối đỡ: 𝑀𝐴𝑦 = 𝑅𝐿 30,75 − 𝑅𝑦𝐵 61,5 = → 𝑅𝑦𝐵 = 3294,6 (N) 𝐹𝑦 = −𝑅𝑦𝐴 + 𝑅𝐿 − 𝑅𝑦𝐵 = → 𝑅𝑦𝐴 = 3294,6 (N) 𝑀𝐴𝑥 = −𝑃𝐿 30,75 + 𝑅𝑥𝐵 61,5 = → 𝑅𝑥𝐵 = 9051,9 (N) 𝐹𝑥 = 𝑅𝑥𝐴 − 𝑃𝐿 + 𝑅𝑥𝐵 = → 𝑅𝑥𝐴 = 9051,9 𝑁 GVHD: Trần Thanh Tâm 29 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số Hình 2.17 Biểu đồ moment số lùi trục số lùi GVHD: Trần Thanh Tâm 30 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số Bảng 2.17 Moment đƣờng kính tiết diện số lùi trục số lùi Tiết diện Bánh A Giá trị B 𝑍𝐿 Moment uốn (N.mm) + 𝑀2 𝑀𝑢𝑥 𝑢𝑦 𝑀𝑢 = 296207,1 488800 571545,4 488800 41,2 43,4 41,2 Moment tổng hợp (N.mm) 𝑀𝑢2 + 𝑀𝑥2 𝑀𝑡ℎ = Đƣờng kính tiết diện (mm) 𝑑≥ 𝑀𝑡ℎ 0,1 𝜎 𝜎 = 70 𝑁/𝑚𝑚2 Chọn đƣờng kính trục chỗ lắp bánh 𝑍𝐿 45 mm Chọn đƣờng kính trục A B 45 mm Lấy đƣờng kính trục lớn bảng tính có then tiết diện lắp bánh Bảng 2.18 Đƣờng kính trục tiết diện lắp bánh Bánh Đƣờng kính (mm) Za Z1 Z2 Z3 Z5 Z1 ’ Z2 ’ Z3 ’ Z5 ’ ZL Za ' 50 50 55 55 55 50 55 50 55 45 45 2.4 Kiểm tra võng, góc xoay trục 2.4.1 Kiểm tra độ võng trục trung gian tiết diện bánh Z2 Độ võng lực gây ra: - Độ võng lực R2 gây nên: 𝑦𝑅2 = 𝑅2 𝑎 𝑏 3.𝐸.𝑗 𝑙 - Độ võng lực Ra gây nên: GVHD: Trần Thanh Tâm 31 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô 𝑦𝑅𝑎 = Hộp số trục cấp số 𝑅𝑎 𝑎.(𝑙−𝑥) 6.𝐸.𝑗 𝑙 [2.l.b - 𝑏2 − (𝑙 − 𝑥)2 ] Độ võng moment gây nên: - Độ võng moment uốn bánh Z2 gây nên: ′ 𝑦𝑍2 =− 𝑀2 𝑎 (−3𝑎 + 3.𝐸.𝑗 2.𝑎 𝑙 + 𝑙) - Độ võng moment uốn bánh Za gây nên: 𝑀𝑎 ′ 𝑦𝑍𝑎 = 6.𝐸.𝑗 [ 𝑥3 - 3𝑥 + (2.l + 𝑙 3.𝑎 𝑙 ).x - 3.𝑎2 ] Trong đó: R2, Ra lực hƣớng tâm bánh tƣơng ứng a khoảng cách từ tâm ổ bi A tới bánh b khoảng cách từ tâm ổ bi B tới bánh E modun đàn hồi 2,1.105 MN/m2 J momen quán tính trục, 𝐽 = 𝜋.𝐷 64 ; D đƣờng kính trục l khoảng cách ổ bi x khoảng cách từ tiết diện xét đến tâm ổ bi A M2, Ma lần lƣợt momen lực dọc trục bánh sinh ′ ′ Độ võng phải thỏa điều kiện: 𝑦𝑅2 + 𝑦𝑅𝑎 + 𝑦𝑍2 + 𝑦𝑍𝑎 ≤ 0,2 mm 𝑦𝑅2 = 𝑅2 𝑎 𝑏 = 3.𝐸.𝑗 𝑙 𝑅𝑎 𝑎 𝑙−𝑥 𝑦𝑅𝑎 = 𝜋 55 261 64 3.2,1.10 = 0.0202 [2.l.b - 𝑏2 − 𝑙 − 𝑥 ] 6.𝐸.𝑗 𝑙 = 5153,4 135 126 3557,1 30.(261−227) 𝜋 55 6.2,1.10 261 64 [2.261.231 - 2312 − (261 − 135)2 ] = 0.0047 ′ 𝑦𝑍2 =− 𝑀2 𝑎 −3𝑎 + 3.𝐸.𝑗 2.𝑎 𝑙 +𝑙 =− 149441 ,2 135 3.2,1.10 𝜋 55 64 −3.135 + 2.135 261 + 261 = 0.0003 ′ 𝑦𝑍𝑎 = = 𝑀𝑎 6.𝐸.𝑗 [ 𝑥3 - 3𝑥 + (2.l + 𝑙 149441 ,2 𝜋 55 6.2,1.10 64 [ 135 261 3.𝑎 𝑙 ).x - 3.𝑎2 ] - 31352 + (2.261 + 3.135 261 ).135 - 3.1352 ] = 0.0063 ′ => yR2 + yRa + yZ2 + y′Za GVHD: Trần Thanh Tâm 32 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số = 0.0202 + 0.0047 + 0.0003 + 0.0063 = 0,0315 ≤ 0,2 mm (thỏa) 2.4.2 Kiểm tra góc xoay trục trung gian tiết diện bánh Z1 Góc xoay lực gây ra: - Góc xoay lực R1 gây nên: 𝑅1 𝑎.𝑏.(𝑏−𝑎) 𝛿𝑅1 = 3.𝐸.𝑗 𝑙 - Góc xoay lực Ra gây nên: 𝑅𝑎 𝑎 𝛿𝑅𝑎 = 6.𝐸.𝑗 𝑙 [3.(l - x)2 + 𝑏2 − 𝑙 𝑏] Góc xoay moment gây nên: - Góc xoay moment uốn bánh Z1 gây nên: ′ 𝛿𝑍1 =− 𝑀1 𝐸.𝑗 (−𝑎 + 𝑎2 𝑙 𝑙 + ) - Góc xoay moment uốn bánh Za gây nên: ′ 𝛿𝑍𝑎 = 𝑀𝑎 6.𝐸.𝑗 ( 3𝑥 𝑙 - 6x + 2.l + 3.𝑎 𝑙 ) Trong đó: R1, Ra lực hƣớng tâm bánh tƣơng ứng a khoảng cách từ tâm ổ bi A tới bánh b khoảng cách từ tâm ổ bi B tới bánh E modun đàn hồi 2,1.105 MN/m2 J momen quán tính trục, 𝐽 = 𝜋.𝐷 64 ; D đƣờng kính trục l khoảng cách ổ bi x khoảng cách từ tiết diện xét đến tâm ổ bi A M1, Ma lần lƣợt momen lực dọc trục bánh sinh Góc xoay phải thỏa điều kiện: 𝛿𝑅1 + 𝛿𝑅𝑎 + 𝛿′𝑍1 + 𝛿′𝑍𝑎 ≤ 0,002 𝑟𝑎𝑑 𝛿𝑅1 = 𝑅1 𝑎.𝑏.(𝑏−𝑎) 𝛿𝑅𝑎 = = 3.𝐸.𝑗 𝑙 𝑅𝑎 𝑎 6.𝐸.𝑗 𝑙 = 6585,4.227.34.(34−227) 𝜋 50 3.2,1.10 64 261 = -0,000195 [3.(l - x)2 + 𝑏2 − 𝑙 𝑏] 3557,1.30 𝜋 50 6.2,1.10 261 64 [3.(261 - 227)2 + 2312 - 261 231] = -6,75.10-5 GVHD: Trần Thanh Tâm 33 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô ′ 𝛿𝑍1 =− Hộp số trục cấp số 𝑀1 (−𝑎 + 𝐸.𝑗 =− 𝑎2 𝑙 149441,2 𝜋.50 2,1.10 𝑙 + ) (−227 + 227 261 + 261 ) 64 = -0,00013 𝑀𝑎 ′ 𝛿𝑍𝑎 = 6.𝐸.𝑗 = ( 3𝑥 𝑙 - 6x + 2.l + 149441,2 𝜋.50 6.2,1.10 64 4( 3.227 261 3.𝑎 𝑙 ) − 6.227 + 2.261 + 3.30 261 = -9,18.10-5 => 𝛿𝑅1 + 𝛿𝑅𝑎 + 𝛿′𝑍1 + 𝛿′𝑍𝑎 = -0,000195 + (-6,75.10-5) + (-0,00013) + (-9,18.10-5) = -0,000487 ≤ 0,002 𝑟𝑎𝑑 (thỏa) 2.5 Chọn ổ bi cho trục Để chọn ổ cần xác định hệ số khả làm việc C ứng với chế độ tải trọng thay đổi ô tô: C = Qtd.K1.K2.K3.(ntt.h)0,3 ≤ Cbảng Trong đó: Qtđ: lực tƣơng đƣơng tác dụng lên ổ 𝑄𝑡𝑑 = 3,33 𝛿1 𝑡1 𝑄13,33 + 𝛿2 𝑡2 𝑄23,33 + ⋯ + 𝛿𝑥 𝑡𝑥 𝑄𝑥3,33 𝛿𝑥 : hệ số vòng quay số truyền x, 𝛿𝑥 = 𝑛𝑥 𝑛 𝑡𝑡 nx: số vòng quay số truyền x ntt: số vịng quay tính tốn với ih = vận tốc trung bình 9,7 m/s ntt = 𝑣𝑡𝑏 𝑖0 30 𝑟𝑏 𝜋 = 9,7.4.30 𝜋.0,304 = 1219 vòng/phút tx: tỷ lệ thời gian làm việc số truyền x với thời gian làm việc ô tô (tra bảng trang 38,[1]) 𝑄𝑥 : lực hƣớng kính qui dẫn tác dụng lên ổ bi số truyền x (công thức trang 39,[1]) Qx = Rx + m(Ax ± S1 ± S2) Trong đó: m: hệ số qui dẫn lực dọc trục hƣớng kính, m = 1,5 Ax: lực dọc trục S: lực chiều trục sinh tác dụng lực hƣớng kính GVHD: Trần Thanh Tâm 34 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số S1 = 1,3.R1.tanβ S2 = 1,3.R2.tanβ 𝑅1 = 2 𝑅𝐴𝑥 + 𝑅𝐴𝑦 𝑅2 = 2 𝑅𝐵𝑥 + 𝑅𝐵𝑦 K1: vòng quay, K1 = K2: hệ số tính chất tải trọng, K2 = (đối với ô tô) K3: hệ số tính đến chế độ làm việc ổ lăn, với ổ lăn hộp số ô tô máy kéo, nhiệt độ làm việc thƣờng dƣới 3980K, nên K3 = h: thời gian yêu cầu làm việc ổ (vận tải 160000km), h= 160000 9,7.3,6 = 4581,9 ℎ 2.5.1 Chọn ổ cho trục trung gian Dự kiến chọn ổ bi côn đỡ chặn cho đầu A trục trung gian, kiểu 46000, β = 10,3° (bảng 17P trang 346,[2]) nx trục trung gian 𝑛𝑥 = 𝛿𝑥 = 𝑛𝑥 𝑛 𝑡𝑡 = 2553 1219 4800 1,88 = 2553 𝑣ị𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 = 2,1 Lực hƣớng kính qui dẫn số 1: 𝑅1 = 2 𝑅𝐴𝑥 + 𝑅𝐴𝑦 = 6017,82 + 4006,12 = 7229,3 N 𝑅2 = 2 𝑅𝐵𝑥 + 𝑅𝐵𝑦 = 13974,42 + 6136,42 = 15262,3 N S1 = 1,3 7229,3.tan(10,3°) = 1707,9 N S2 = 1,3 15262,3.tan(10,3°) = 3605,7 N Qx = Rx + m(Ax ± S1 ± S2) Q1 = 15262,3 + 1,5.( 2432,6 - 1707,9 + 3605,7) = 21757,9 N Lực hƣớng kính qui dẫn số 2: 𝑅1 = 2 𝑅𝐴𝑥 + 𝑅𝐴𝑦 = 5897,2 N 𝑅2 = 2 𝑅𝐵𝑥 + 𝑅𝐵𝑦 = 6678,9 N S1 = 1,3 5897,2.tan(10,3°) = 1393,21 N GVHD: Trần Thanh Tâm 35 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số S2 = 1,3 6678,9.tan(10,3°) = 1577,9 N Q2 = 6678,9 + 1,5.( 1282,2– 1393,21 + 1577,9) = 8879,4 N Lực hƣớng kính qui dẫn số 3: 𝑅1 = 2 𝑅𝐴𝑥 + 𝑅𝐴𝑦 = 5891,4 N 𝑅2 = 2 𝑅𝐵𝑥 + 𝑅𝐵𝑦 = 4232,1 N S1 = 1,3 5891,4.tan(10,3°) = 1391,9 N S2 = 1,3 4232,1.tan(10,3°) = 999,8 N Q3 = 5891,4 + 1,5.( 546,7 – 1391,9 + 999,8) = 6123,5 N 𝑄𝑡𝑑 = = 3,33 𝛿1 𝑡1 𝑄13,33 + 𝛿2 𝑡2 𝑄23,33 + ⋯ + 𝛿𝑥 𝑡𝑥 𝑄𝑥3,33 3,33 2,1 0,005 21757,93,33 + 2,1 0,035 8879,43,33 + 2,1 0,2 6123,53,33 = 6758,6 N = 675,9 daN C = Qtd.K1.K2.K3.(ntt.h)0,3 ≤ Cbảng C = 675,9.1.1.1.(1219.4581,9)0,3 = 36449,2 ≤ Cbảng = 37500 Ta chọn ổ bi côn đỡ chặn cỡ đặc biệt nhẹ ký hiệu 2007108, d = 40 mm, D = 68 mm, B = 19,2 mm 2.5.2 Chọn ổ cho trục thứ cấp Dự kiến chọn ổ bi côn đỡ chặn cho đầu B trục thứ cấp, β = 11,4° (bảng 18P trang 349,[2]) nx trục thứ cấp 𝑛𝑥 = 4800 𝑛1 = 1,88.1,83 𝑛2 = 1,88.1,22 𝑛3 = 4800 𝑖𝑎 𝑖𝑥 = 1395 vòng/phút 4800 4800 1,88.0,82 = 2093 vòng/phút = 3114 vòng/phút 𝛿𝑥 𝑡ạ𝑖 𝑡𝑟ụ𝑐 𝑡ℎứ 𝑐ấ𝑝 𝑏ằ𝑛𝑔 𝛿𝑥 = 𝛿1 = 𝛿2 = 𝛿3 = 𝑛1 1219 𝑛2 1219 𝑛3 1219 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 𝑛𝑥 𝑛𝑡𝑡 = 1,14 = 1,7 = 2,6 GVHD: Trần Thanh Tâm 36 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số Lực hƣớng kính qui dẫn số 1: 𝑅1 = 2 𝑅𝐴𝑥 + 𝑅𝐴𝑦 = 2544,12 + 215,62 = 2553,2 N 𝑅2 = 2 𝑅𝐵𝑥 + 𝑅𝐵𝑦 = 147412 + 6794,32 = 16231,4 N S1 = 1,3 2553,2.tan(11,4°) = 669,3 N S2 = 1,3 16231,4.tan(11,4°) = 4254,7 N Qx = Rx + m(Ax ± S1 ± S2) Q1 = 16231,4 + 1,5.( 5284,6 + 669,3 - 4254,7) = 18780 N Lực hƣớng kính qui dẫn số 2: 𝑅1 = 2 𝑅𝐴𝑥 + 𝑅𝐴𝑦 = 7682,7 N 𝑅2 = 2 𝑅𝐵𝑥 + 𝑅𝐵𝑦 = 6926,8 N S1 = 1,3 7682,7.tan(11,4°) = 2013,8 N S2 = 1,3 6926,8.tan(11,4°) = 1815,7 N Q2 = 6926,8 + 1,5.( 4153 + 2013,8 - 1815,7) = 13453,5 N Lực hƣớng kính qui dẫn số 3: 𝑅1 = 2 𝑅𝐴𝑥 + 𝑅𝐴𝑦 = 7593,2 N 𝑅2 = 2 𝑅𝐵𝑥 + 𝑅𝐵𝑦 = 4331,4 N S1 = 1,3 7593,2.tan(11,4°) = 1990,4 N S2 = 1,3 4331,4.tan(11,4°) = 1135,4 N Q3 = 4331,4 + 1,5.( 3394,5 + 1190,4 - 1135,4) = 10705,7 N 𝑄𝑡𝑑 = = 3,33 3,33 𝛿1 𝑡1 𝑄13,33 + 𝛿2 𝑡2 𝑄23,33 + ⋯ + 𝛿𝑥 𝑡𝑥 𝑄𝑥3,33 1,14 0,005 187803,33 + 1,7 0,035 13453,53,33 + 2,6 0,2 10705,73,33 = 9553,3 N = 955,3 daN C = Qtd.K1.K2.K3.(ntt.h)0,3 ≤ Cbảng C = 955,3.1.1.1.(1219.4581,9)0,3 = 36984 ≤ Cbảng = 37500 Ta chọn ổ bi côn đỡ chặn cỡ đặc biệt nhẹ ký hiệu 2007108, d = 40 mm, D = 68 mm, B = 19,2 mm Đối với đầu A trục thứ cấp sử dụng bi kim: GVHD: Trần Thanh Tâm 37 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số C = 2453.d0,7.l Trong đó: d: đƣờng kính vịng ngồi ổ bi kim, d = 41 mm dk: đƣờng kính kim, chọn dk = 3mm l chiều dài làm việc kim, l = (0,5 ÷ 1).d = 20mm C = 2453.410,7.20 = 660201,1 Bảng 2.19 Bảng tóm tắt ổ bi trục Đƣờng kính Đƣờng kính trong(mm) ngồi(mm) 2007108 40 68 19,2 2007108 40 68 19,2 2007108 40 68 19,2 Trục Ký hiệu ổ Trục thứ cấp Trục trung gian Trục sơ cấp GVHD: Trần Thanh Tâm 38 Bề rộng(mm) SVTH: Nguyễn Chiêu Anh Đồ án thiết kế ô tô Hộp số trục cấp số TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thanh Tâm, Bài giảng thiết kế ô tô, Đại học Cần Thơ [2] Nguyễn Trọng Hiệp-Nguyễn Văn Lẫm (2007), Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục [3] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển (1999), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 2, NXB Giáo dục GVHD: Trần Thanh Tâm 39 SVTH: Nguyễn Chiêu Anh ... = 1 135 ,4 N Q3 = 43 3 1 ,4 + 1,5.( 33 94, 5 + 1190 ,4 - 1 135 ,4) = 10705,7 N