L ời nói đầu
2.1.3Lý thuyết về truyền động các đăng đồng tố c
a) Nguyên lý cấu tạo
Các khớp các đăng đồng tốc thường được sử dụng trong dẫn động cầu dẫn hướng chủ động và dẫn động các bánh xe chủ động trong trường hợp hệ thống treo độc lập, chúng có thểđảm bảo góc nghiêng giữa các trục lên tới 500.
Trên các ô tô hiện nay thường sử dụng một số loại khớp các đăng đồng tốc như: khớp chữ thập kép, khớp các đăng cam và khớp các đăng dạng bi. Trong đó khớp các đăng dạng bi được sử dụng phổ biến nhất. Các khớp các
đăng dạng bi bao gồm hai nạng, bên trong các nạng này có các rãnh với biên
dạng xác định để bố trí các viên bi. Điều kiện đồng tốc của các khớp các đăng này được giải thích trên sơđồ sau (trên hình 18).
Giả sử có hai bánh răng côn ăn khớp với nhau có điểm tiếp xúc là P nằm trong mặt phẳng phân giác của góc tạo bởi các trục 1 và 2 của các bánh răng. Xét vận tốc tiếp tuyến tại điểm tiếp xúc P ta có: 2 2 1 1.r .r VP =ω =ω
Do điểm P nằm trong mặt phẳng phân giác của góc tạo bởi hai trục nên luôn thoả mãn điều kiện: r1 = r2 và vì vậy ω1=ω2. Điều này có nghĩa là các trục 1 và 2 luôn quay đồng tốc với nhau. Các khớp các đăng đồng tốc dạng bi đều
được chế tạo dựa vào nguyên lý trên.
Hình 19 Khớp các đăng bi với các rãnh chia a, b - Cấu tạo
c - Sơđồ nguyên lý đồng tốc giữa các trục
Trên hình 19 là kết cấu của khớp các đăng đồng tốc có các rãnh chia. Khớp bao gồm các trục 1 và 5, ở đầu mỗi trục là các nạng hình bán cầu ở phía trong có khoét các rãnh 2 và 4. Khi lắp vào với nhau các nạng được bố trí trong
các mặt phẳng vuông góc và giữa chúng là các viên bi cầu 3. Để định tâm các
nạng người ta sử dụng chốt 7 và viên bi định tâm 6, một đầu của chốt nằm trong tâm của nạng 4 và đầu còn lại nằm trong viên bi 6. Một số khớp các đăng có cấu tạo tương tự như trên nhưng không có chốt 7. Các rãnh trong các nạng được
Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D
định tâm 6. Với kết cấu như vậy, dù cho các trục 1 và 5 tạo với nhau một góc γ
bất kỳ nào đó thì các viên bi 3 vẫn luôn nằm trong mặt phẳng phân giác chia đôi góc này. Như vậy các trục 1 và 5 luôn quay đồng tốc với nhau theo nguyên tắc
đã trình bày ở trên.
Một trong những biến thể của khớp các đăng đồng tốc dạng rãnh chia là khớp các đăng với các rãnh thẳng (trên hình 20).
Hình 20 Khớp các đăng bi với rãnh thẳng
Khớp này cho phép các trục làm việc với các góc khác nhau đông thời cho phép có độ dịch chuyển dọc trục ( l1 là kích thước tối thiểu của khớp khi nó bị
nén, còn l2 là kích thước tối đa khi khớp bị kéo ra ).
Trên hình 21 mô tả kết cấu của khớp các đăng bi với các rãnh có tiết diện thay đổi. Nó bao gồm lõi 1, vòng cách 2, các viên bi 3 và vỏ dạng bán cầu 4. Các tâm của các rãnh trên lõi và trên vỏ là o1 và o2 nằm cách đều tâm o của khớp các đăng. Do vị trí của các đường tâm với các rãnh so với tâm o của khớp thay
đổi theo góc giữa các trục sao cho các viên bi luôn nằm trong mặt phẳng phân giác của góc này nên điều kiện đồng tốc luôn luôn được bảo đảm.
b) Động học của cơ cấu các đăng đồng tốc ( loại bi )
Khớp nối các đăng có tỷ số truyền giữa hai trục luôn luôn bằng 1 là khớp
đồng tốc. Loại này thường dùng ở các xe có cầu trước là chủđộng. Nguyên tắc cơ bản của khớp này là điểm truyền lực luôn luôn nằm trên mặt phẳng phân giác của góc giao nhau giữa hai trục.
Hình 22 trình bày sơ đồ động học của khớp các đăng đồng tốc loại bi. Trục các đăng thực hiện thay thế bằng hai trục 1 và 5 với các đoạn có chiều dài là x và y tiếp xúc với nhau tại P. Nếu trục 1 quay đi một góc φ1 thì trục 5 sẽ
quay một góc φ2 thì điểm P sẽđến vị trí P1.
Hình 22 Sơđồđộng học các đăng loại bi
Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D
Xét các tam giác vuông: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
P1QR ⇒P Q = P R.Sin1 1 φ1
P1QS ⇒P Q = P S.Sin1 1 φ2
AP1R ⇒P R = x.Sin1 θ
CP1S ⇒P S = y.Sin1 θ1
Vậy: P Q= x.Sin1 φ1.Sinθ, P Q= y.Sin1 φ2.Sinθ1
Hay: 1 2 1 x.Sinθ.Sinφ Sinφ = y.Sinθ
Gọi OP1 = Z, thay x và y bằng các giá trị đã biết thông qua các tam giác AOP1 và COP1, ta có: 2 2 2 2 2 2 1 Z = x +a -2a.x.cosθ Z = y +b -2b.y.cosθ Giải hệ phương trình bậc 2 để tìm x và y. Ta có: 2 2 2 1 2 2 2 1 x= ± Z -a sin θ +a.cosθ y= ± Z -b sin θ +b.cosθ
Nếu θ = θ1 và a = b thì sinφ2 = sinφ1. Như vậy điều kiện đồng tốc giữa hai trục 1 và 5 được thực hiện.
c) Ưu, nhược điểm của cơ cấu các đăng đồng tốc
• Ưu điểm:
- Các đăng đồng tốc được dùng phổ biến trên cầu trước chủđộng, đảm bảo truyền mômen chủđộng giữa cầu xe và bánh xe dẫn hướng, khi bánh xe thường xuyên thay đổi góc dẫn hướng.
- Kết cấu không phức tạp.
- Khớp các đăng đồng tốc có trục chủ động và trục bị động quay cùng một tốc độ nên hiệu suất của truyền động cao.
- Ứng suất thường không lớn do các diện tích tiếp xúc rất rộng.
- Đảm bảo được góc nghiêng giữa các trục tới 500, cho phép truyền mômen xoắn dưới góc α = 220, làm việc với độ tin cậy cao.
• Nhược điểm:
- Kết cấu và chế tạo phức tạp, bảo dưỡng, sửa chữa khó khăn. - Trên thực tế thì khớp các đăng đồng tốc không thểđồng tốc được.