Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
ThiÕt kÕ m«n häc
ThiÕt kÕ tÝnh to¸n truyÒn lùc chÝnh vi sai «t«
t¶i víi c¸c th«ng sè ® · cho
I. ThiÕt kÕ cÆp b¸nh r¨ng nãn cña truyÒn lùc chÝnh:
2
1
1. Chän vËt liÖu chÕ t¹o b¸nh r¨ng lµ thÐp hîp kim 12XHM, ®é
cøng 60 HRC.
øng suÊt uèn vµ xo¾n cho phÐp lµ:
u (700 900) N / mm 2
(1500 2500) N / mm 2
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
2.
Chän tû sè truyÒn i 1 =2.
Víi tû sè truyÒn i 1 =2 ta chän sè r¨ng cña b¸nh nhá lµ Z 1 =15
suy ra sè r¨ng b¸nh lín lµ Z 2 =i 1 Z 1 =30
3. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè bé truyÒn:
1)ChiÒu dµi nãn tÝnh theo c«ng thøc kÝnh nghiÖm:
L=14 3
M em·i1 143 410.2 131mm
2) M« ®un mÆt mót lín:
ms
2L
2
Z1 Z 2
2
2.131
15 2 30 2
7,8mm
chän m s =8mm
3) B¸n k×nh vßng trßn chia:
1
1
r1 m s Z 1 .8.15 60mm
2
2
1
1
r2 m s Z 2 .8.30 120mm
2
2
4) Gãc mÆt nãn l¨n(mÆt nãn chia)
tg 1 =(1/i 1 )=(1/2)=0,5 suy ra 1 =27 0 2 =90-27=63 0
5) ChiÒu cao r¨ng:
chiÒu cao ®Çu r¨ng h’=m s =8mm
chiÒu cao ch©n r¨ng h”=1,25m s =10mm
6) BÒ réng r¨ng:
b=0,3L=0,3.131=39,3 chän b=40mm
7) b¸n kÝnh ®êng trßn trung b×nh:
r t b 1 =(L-b/2)Sin 1 =(131-40/2)sin27 0 =50,4mm
r t b 2 =(L-b/2)Sin 2 =(131-40/2)sin63 0 =99mm
TÝnh to¸n kiÓm tra:
Lùc t¸c dông t¬ng hç gi÷a hai b¸nh r¨ng ph©n thµnh 3 thµnh
phÇn:
Lùc vßng:
Lùc híng t©m:
Lùc däc trôc:
P
M tt
rtb 2
P r =Ptgsin
P r =Ptgcos
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Víi : lµ gãc ¨n khíp gi÷a 2 b¸nh r¨ng ( =20 0 )
M t t : lµ m« men tÝnh to¸n ®îc chän theo gi¸ trÞ bÐ h¬n cña
hai c¸ch tÝnh .
TÝnh theo ®éng c¬:
M t t =M e m a x i h 1
i h 1 : tû sè truyÒn ë tay sè 1
: HiÖu suÊt truyÒn ®éng chung cña c¶ hÖ thèng chän =0,8
M e m a x lµ m« men lín nhÊt cña ®éng c¬
Suy ra: M t t =0,8.410.7,44=2287(Nm)
TÝnh theo ®iÒu kiÖn b¸m cña b¸nh xe víi ® êng
M t t =r b x G
: hÖ sè b¸m cña b¸nh xe víi mÆt ® êng =0,3
G : träng lîng b¸m G =R
R: ph¶n lùc cña mÆt ®êng lªn b¸nh xe R=(G a 1 +G a 2 )/2
r b x : lµ b¸n kÝnh b¸nh xe
Suy ra:
1
1
M tt ( 25750 69500).0,3(9 20)25,4 6895 N m
2
2
So s¸nh hai gi¸ trÞ tÝnh to¸n nh trªn ta lÊy M t t =2287(Nm) ®Ó tÝnh
to¸n:
Lùc vßng t¸c dông lªn b¸nh bÞ dÉn P2
2287
23109 N
99.10 3
Lùc däc trôc P a 2 =23109tg20 0 .cos63 0 =2247(N)
Lùc híng t©m P r 2 =23109tg20 0 .sin63 0 =7494(N)
C¸c lùc t¸c dông lªn b¸nh dÉn cã ®é lín b»ng ®é lín c¸c lùc ®·
tÝnh vµ cã chiÒu ngîc l¹i
Ta cã: P 1 =P 2 ;P r 1 =P a 2 ;P a 1 =P r 2
kiÓm tra bÒn theo øng suÊt tiÕp xóc:
2
(i1 1)
PE
tx
[ tx ]
b cos (l 0,5b)i1 sin
tx
(2 2 1)
23109.2,15.10 5
975.2 M / mm 2 [ tx ] 19.60 1140N / mm 2
0
0
40 cos 20
(131 0,5.40)2 sin 20
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
víi y: lµ hÖ sè d¹ng r¨ng víi Z 2 =50y=0,51
§èi víi b¸nh r¨ng nhá tÝnh t ¬ng tù víi hÖ sè d¹ngr¨ng
y 1 =0,49 = 178N/mm 2 <[ ] u
II. TÝnh to¸n trôc cña truyÒn lùc chÝnh
§êng kÝnh trôc tÝnh s¬ bé tÝnh theo ®iÒu kiÖn xo¾n
d
Mx
2287.10 3
38,8mm
0,2[ ]
0,2.1600
chän d=40mm
([] øng suÊt xo¾n cho phÐp cña vËt liÖu chän [ ]=1600n/mm 2 )
§èi víi truyÒn lùc chÝnh hiÖn nay chñ yÕu lµ bè trÝ trôc kiÓu
c«ng son. §Ó gi¶m bít ®é c«ng son t¨ng ®é cøng v÷ng cho
trôc ta chän 2 æ ®ì chÆn (bi nãn) cã chiÒu nãn h íng vÒ b¸nh
r¨ng. S¬ ®å trôc nh h×nh vÏ
L
l'
l+a
C¸c kÝch thíc L;l’;l+a ®îc tÝnh chän theo gi¸o tr×nh CTM
L=50mm,
l’=2,5d=100mm
l+a=12+12=24mm
TÝnh c¸c ph¶n lùc cña c¸c gèi:
Trong mÆt ph¼ng (zox):
m B =0
R z A .100+42.P r 1 -50.P a 1 =0
R z A =(50.7494-42.2247)/100=2803(N)
R z B =P r 1 -R z A =-556(N)
Trong mÆt ph¼ng (xoy):
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
m A =0 -R y B .100+P(42+100)=0
R y B =142.23109/100=32815(N)
R y A =P-R y B =-9740(N)
Tõ ®ã ta vÏ ®îc c¸c biÓu ®å m« men uèn vµ xo¾n trôc theo c¸c
ph¬ng:
P
Pa
A
z
Pr
B
x
RBz
RAz
y
280326
Muu
(N.mm)
Muz
Mx
T¹i mÆt c¾t nguy hiÓm gèi B:
®å m« men
t¸c2 dông
trôc( Nmm)
MBiÓu
280326
970578 2lªn
1010250
u M ux M uy
2
2
øng suÊt t¬ng ®¬ng kÓ c¶ xo¾n:
2
2
M u M ux 0,75M x 1010250 2 0,75.1155450 2 1421936( Nmm)
§êng kÝnh trôc ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
d 3
M td
1421936
3
55,7mm
0,1.[ ]
0,1.100
chän d=58mm
§êng kÝnh trôc truyÕn lùc chÝnh lµ d=58mm
III. TÝnh to¸n cÆp b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng
M« men xo¾n ë trôc chñ ®éng Mx=2310900Nmm
Tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng i 2 =3.165
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Kho¶ng c¸ch gi÷a hai trôc:
A (i 1)
1,05.10 2
[]
tx
2
Mxk
9,55.10 6 .i
2
A
k: hÖ sè t¶i träng k=1,5
[] t x : øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp
A hÖ sè bÒ réng A =0,4
Tõ ®ã ta tÝnh ®îc kho¶ng c¸ch trôc A:
2
A (3,165 1 ) 1,05.10
1140
2
2310900.1,5
6
9,55.10 .3,165.0,4
=260,2mm
chän A=262mm
BÒ réng b¸nh r¨ng b= A .A=0,4.262=104.8mm lÊy b=15mm
§êng kÝnh vßng trßn l¨n b¸nh r¨ng nhá d 1 2A 126mm
i 1
§êng kÝnh vßng trßn l¨n b¸nh r¨ng lín d 2 =2A-d 1 =398mm
m« ®un r¨ng m=(0,010,02)Am=(2,625,14)mm chän m=4mm
tæng sè r¨ng 2 b¸nh Z 1 Z 2 2A 131mm
m
sè r¨ng b¸nh r¨ng nhá
Z1
Z
131
32
i 1 3,165 1
sè r¨ng b¸nh r¨ng lín: Z 2 =96
KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn vµ søc bÒn tiÕp xóc cña cÆp b¸nh r¨ng:
u
2.K.M x
19,1.10 6 KN
2
ym Zb
ym 2 bZ
víi y: lµ hÖ sè d¹ng r¨ng Z 1 =32 y 1 =0,452
Z 2 =96 y 2 =0,512
øng suÊt uèn ®èi víi b¸nh r¨ng nhá
u1
2.1,5.2310900
285 N / mm 2 [] u 700 N / mm 2
2
0,452.4 .32.105
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
u2
2.1,5.2310900
252 N / mm 2 [] u 700 N / mm 2
0,512.4 2 .32.105
KiÓm tra øng suÊt theo ®iÒu kiÖn tiÕp xóc(kiÓm tra ®èi víi b¸nh
r¨ng lín)
tx
1,05.10 6
Ai
(i 1) 3 KN 1,05.10 6
bn 2
Ai
( i 1) 3 iM x
9,55.10 6 b
Thay sè:
1,05.10 6 (3,165 1) 3 1,5.2310900
1126 N / mm 2 <[] t x =114o
tx=
6
262.3,165
9,55.10 .105
Nh vËy cÆp b¸nh r¨ng tho¶ m·n c¶ ®iÒu kiÖn tiÕp xóc vµ ®iÒu kiÖn
uèn.
C¸c th«ng sè cña cÆp b¸nh r¨ng trô:
M« ®un r¨ng
M=4(mm)
Sè r¨ng
Z 1 =32
Z 2 =96
ChiÒu dµi r¨ng b=105(mm)
Gãc ¨n khíp
=20 0
§êng kÝnh vßng trßn chia(® êng trßn chia) d 1 =126mm;
d 2 =398(mm)
Kho¶ng c¸ch trôc A=262mm
§êng kÝnh ®Ønh r¨ng
D e 1 =126+2.4=134(mm)
D e 2 =398+2.4=406(mm)
§êng kÝnh vßng ch©n D i 1 =126-2,5.4=116(mm)
D i 2 =398-2,5.4=388(mm)
C¸c lùc t¸c dông
Lùc vßng: P1 P2
M x 2310900
36680 N
r1
63
Lùc híng t©m: P r =P.tg20 0 =18340.tg20 0 =6675(N)
IV. ThiÕt kÕ vi sai ®èi xøng:
C¸c th«ng sè cña cÆp b¸nh r¨ng nãn hµnh tinh-nöa trôc.
ChiÒu dµi nãn tÝnh nh TLC: L n =136(mm)
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Chän nãn r¨ng th¼ng ; gãc ¨n khíp =20 0
ChiÒu dµi r¨ng: b=0,4L n =0,4.136=54,4(mm) chän b=56mm
M« ®un cña b¸nh r¨ng vi sai:
mn=
3( k 1) M 0
Z n qL n (1 3 )y
øng suÊt cho phÐp =100N/mm 2
K hÖ sè h·m vi sai K =0,2
M« men trªn vá vi sai M o =M e m a x i h 1 .i 0 .
M 0 =410.7,44.6,33.0,8=14481774(Nmm)
Z n sè r¨ng cña b¸nh r¨ng nöa trôc chän Z n =50
q:sè b¸nh r¨ng hµnh tinh
mn=
3(1 0,2).14481774
4,56(mm)
100.50.4.136.0,6..049
chän
m n =5mm
§êng kÝnh vßng chia cña b¸nh r¨ng nöa trôc lµ:
d 2 = m n .Z n =250mm
§êng kÝnh vßng chia cña b¸nh r¨ng hµnh tinh d 1 =60mm
C¸c lùc t¸c dông lªn 2 b¸nh r¨ng:
Lùc vßng : khi xe chuyÓn ®éng th¼ng(kh«ng quay vßng) th×
c¸c b¸nh r¨ng ¨n khíp trong vi sai chÞu lùc vßng cùc ®¹i:
Pk max
M0
qd 2
M o : m« men trªn vá vi sai
q: sè b¸nh r¨ng hµnh tinh
d 2 : ®êng kÝnh vßng trßn chia cña b¸nh r¨ng nöa trôc
Pk max
14481774
14482N
4.250
Trêng hîp h·m vi sai b¸n trôc sÏ truyÒn toµn bé m« men nªn:
Pk max
M0
28964 N
qr2
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Khi tÝnh to¸n søc bÒn cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp ta ph¶i lÊy gi¸ trÞ
P l m a x lín ®Ó tÝnh.
P r =Ptgcos=28964.0,364.0,97=10226(N)
P a =Ptgsin=28964.0,364.0,23=2461(N)
KiÓm tra søc bÒn cña b¸nh r¨ng vi sai
KiÓm tra theo søc bÒn uèn r¨ng:
24.M e max i h1 h
b
r12 bt 2 (1
sin ) 2
2r1
h: chiÒu cao r¨ng h=1,25m n =1,25.5=6,25mm
t: bíc r¨ng t=.m n =5.3,14=15,7mm
r 1 : b¸n kÝnh vßng trßn l¨n r 1 =30mm
b: bÒ réng b¸nh r¨ng b=56mm
24.410.7,44.6,25.10 3
47( N / mm 2 ) [] 100 N / mm 2
56
30 2 56.15,7 2 (1
sin 13,5) 2
60
Theo øng suÊt tiÕp xóc
0,418
PE
1
1
(
)
b cos 1 2
1 , 2 l lµ b¸n kÝnh t¬ng ®¬ng
1 =r 1 sin=4,7(mm)
2 =r 2 sin=58(mm)
0,418
28964.2,15.10 5
1
1
(
) 2413N / mm 2
56. cos 13,5
58,3
4,7
<[] d =(15002500)N/mm 2
TÝnh trôc cña b¸nh r¨ng hµnh tinh :
Trôc cña b¸nh r¨ng hµnh tÝnh theo ®iÒu kiÖn chÌn dËp;
M0
M0
[] d d 1
r' d 1 hq
r' hq[]
(d 1 diÖn tÝch tiÕt diÖn dËp )
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
r’=c+l+h/2=4+56+20/2=70mm
[] d øng suÊt dËp cho phÐp [] d =60N/mm 2
d
1448774
43mm
70.20.4.60
Theo ®iÒu kiÖn c¾t
M0
4M 0
[] d 1
r' d 1 q
r' q[]
d1
4.14481774
28,6 mm
70..4.80
so s¸nh hai ®iÒu kiÖn trªn ta chän d 1 =44mm
PhÇn I
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Më ®Çu
¤T« m¸y kÐo ®îc sö dông nhiÒu trong nÒn kinh tÕ quèc
d©n, chóng lµ nh÷ng
Ph¬ng tiÖn kh«ng thÓ t¸ch rêi cuéc sèng cña chóng ta.
Nghµnh « t« m¸y kÐochiÕm mét vÞ trÝ hÕt søc quan träng ®èi víi
sù ph¸t triÓn cña c¸c nghµnh kh¸c trong nÒn kinh tÕ quèc d©n. Sù
ph¸t triÓn cña nghµnh « t« m¸y kÐo kh«ng t¸ch rêi víi sù ph¸t
triÓn cña lý thuyÕt KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n « t« m¸y kÐo v× ®ã lµ c¬
së ®Ó thiÕt kÕ, chÕ t¹o « t« m¸y kÐo. M«n häc kÕt cÊu vµ tÝnh
to¸n « t« m¸y kÐo lµ m«n häc g¾n liÒn víi nghµnh c¬ khÝ GTVT
®Æc biÖt lµ nghµnh C¬ khÝ « t« vµ nghµnh C¬ giíi ho¸ XDGT.
Trong néi dung m«n häc nµy thiÕt kÕ m«n häc lµ mét phÇn quan
träng cña m«n häc. Qua ®ã gióp cho sinh viªn cñng cè , ®i s©u
vµo néi dung m«n häc phôc vô tèt cho nh÷ng m«n häc chuyªn
nghµnh kh¸c.
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Tµi liÖu tham kh¶o
1. NguyÔn h÷u cÈn – Phan ®×nh kiªn ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n « t«
m¸y kÐo (NXB §H vµ THCN Hµ Néi -1984)
2. D¬ng ®×nh KhuyÕn (Bé m«n ¤ t« m¸y kÐo - §H BK)
Híng dÉn thiÕt kÕ tÝnh to¸n truyÒn lùc cÇu chñ ®éng
3. NguyÔn träng HiÖp – NguyÔn v¨n LÉm . ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y (
NXBGD)
4.ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n « t« m¸y kÐo. ( §H GT S¾t – Bé)
PhÇn II
KÕt cÊu cña truyÒn lùc chÝnh vi sai
KÕt cña cña truyÒn lùc chÝnh «t« cã rÊt nhiÒu lo¹i, tuú vµo
®iÒu kiÖn lµm viÖc víi t¶i träng nhá hay lín, tû sè truyÒn lín hay
bÐ mµ cã c¸c kÕt cÊu phï hîp. VÝ dô ®èi víi «t« t¶i, «t« buýt th×
kÕt cÊu truyÒn lùc chÝnh lµ cÆp b¸nh r¨ng nãn r¨ng th¼ng lµ chñ
yÕu. HiÖn nay ®èi víi «t« con th× truyÒn lùc chÝnh cña nã chñ
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
yÕu lµ truyÒn ®éng hypèit... tuy vËy ®èi víi «t« t¶i lo¹i trung
b×nh vµ lo¹i lín th× truyÒn lùc chÝnh kÐp ® îc øng dông nhiÒu h¬n
c¶, nã phï hîp víi tû sè truyÒn lín vµ kho¶ng c¸ch vá vi sai tíi
mÆt ®êng nhá. TruyÒn lùc chÝnh lo¹i kÐp nµy gåm hai cÆp b¸nh
r¨ng: mét cÆp b¸nh r¨ng nãn mét cÆp b¸nh r¨ng trô. Cã hai ph ¬ng
¸n ®Æt b¸nh r¨ng. Ph ¬ng ¸n mét lµ cÆp b¸nh r¨ng nãn vµ vi sai ®Æt
ngay sau hép sè hay gi÷a cÇu, b¸nh r¨ng trô ®Æt trªn nöa trôc. Ph ¬ng ¸n hai lµ hai cÆp b¸nh r¨ng cïng ®Æt trong mét vá vµ vi sai
®Æt sau cÆp thø hai, ph ¬ng ph¸p nµy hiÖn nay rÊt phæ biÕn. Trong
c¶ hai ph¬ng ¸n trªn th× kÝch th íc cña kÕt cÊu ®Òu lín cång kÒnh,
®¾t tiÒn v× thªm chi tiÕt. Khi ®Æt cÆp b¸nh r¨ng nãn vµ trô trong
cung mét vá th× cã hai ph ¬ng ph¸p. Mét lµ trôc cña b¸nh r¨ng
nãn vµ trôc cña b¸nh r¨ng trô ®Æt lÖch nhau mét gãc . Hai lµ
trôc cña b¸nh r¨ng nãn vµ b¸nh r¨ng trô ®Æt trïng nhau(h×nh vÏ
a,b). Ta chän kÕt cÊu mµ hai trôc cña banh r¨ng nãn vµ b¸nh r¨ng
trô trïng nhau.
a
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
b
§èi víi bé truyÒn vi sai, ngµy nay bé truyÒn vi sai ®èi xøng
kiÓu b¸nh r¨ng nãn cã u ®iÓm râ dÖt vµ ®îc dïng trªn hÇu hÕt
c¸c lo¹i xe. Nh vËy ®èi víi bé truyÒn lùc chÝnh kÐp nµy ta sÏ
chän bé truyÒn vi sai ®èi xøng kiÓu b¸nh r¨ng nãn.
- Xem thêm -