Thiết kế môn học kết cấu tính toán mở đầu Kết cấu tính toán ôtô môn học chuyên ngành ngành khí ôtô Môn học trang bị cho sinh viên kiến thức chi tiết, cụm, tổng thành ôtô Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, ôtô phát triển ngày đa dạng đại Từ kiến thức môn học, sinh viên có điều kiện nghiên cứu, tiếp thu ứng dụng công nghệ tiên tiến ngành ôtô Bài thiết kế môn học nhằm hai mục đích: - Tìm hiểu sâu số kết cấu ôtô - Nó điều kiện để kết thúc môn học Do kiến thức hạn hẹp, điều kiện thực tế nên làm em chắn nhiều thiếu sót, kính mong thầy giáo hớng dẫn giúp đỡ thêm Em xin chân thành cảm ơn SV : Trần Đăng Khôi Sv: Trần Đăng K hôi Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán phần giới thiệu đề tài Thiết kế truyền lực vi sai dạng kép thông qua ôtô với số liệu sau - Loại xe: Tải - Tải trọng tác dụng lên cầu trớc: Ga1 = 3800KG - Tải trọng tác dụng lên cầu sau: Ga2 = 9225KG - Loạ động : Xăng - Mômen cực đại: - Công suất cực đại: N e max = 180 / 3200(ml ) / n N - Bánh xe: 14,00 20 - Tỷ số truyền hộp số, truyền lực chính: 6,17; 3,40; 1,79; M e max = 47,5 / 1900( KGm) / n M 1,0; 0,78; 6,85 Sv: Trần Đăng K hôi Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán phần giới thiệu chung hệ thống truyền lực kép thông qua Truyền lực kép thông qua loại truyền lực sử dụng xe ôtô có hai cầu sau chủ động Sơ đồ nguyên lý nh hình vẽ Truyền lực từ hộp số đến dùng trục đăng Mômen đợc phân chia cho cầu cầu sau nhờ vi sai hai cầu Giữa cầu trớc cầu sau có thêm trục đăng Truyền động đến bánh xe cầu thông qua vi sai bánh xe nguyên lý truyền lực kép thông qua Mômen từ hộp số qua đăng truyền đến vi sai hai cầu Bộ vi sai hai cầu có nhiệm vụ chia mômen thành hai phần: phần cho truyền lực cầu giữa, phần cho truyền lực cầu sau Truyền lực cầu có hai cặp bánh răng: Một cặp bánh côn để biến chuyển động quay quanh trục dọc thành chuyển động quay quanh trục ngang đồng thời tăng phần tỷ số truyền; Một cặp bánh trụ để tăng tỷ số truyền dẫn động vi sai hai bánh xe Trục đăng nối cầu với cầu sau đảm bảo cho truyền lực bình thờng hai cầu có dao động tơng đối Từ phân tích ta thấy vi sai cấu quan trọng truyền lực kép thông qua Sau ta phân tích nguyên lý vi sai Dựa theo sơ đồ cấu vi sai hai cầu Sv: Trần Đăng K hôi Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Nạng chữ thập c quay với vận tốc c ; kéo theo bánh hành tinh 3; bánh quay với vận tốc ; ống quay với vận tốc Vận tốc tơng đối bánh 1,2 so với cần c là: 1c = c 2c = c 1c c Tỷ số truyền khâu khâu là: i12 = c = 2 c i12 ( c ) = c i12 = (1 i12 ) c Đây vi sai đối xứng nên tỷ số truyền hai bánh bị động = -1 + = c Khi hai cầu chuyển động vận tốc = = c Đối với mômen ta có: M c = M + M Với M c : Mômen nạng c M ; M : Mômen cho bánh Sv: Trần Đăng K hôi Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Đối với công suất : N c N ms = N + N ; Do N = f(M,w) ; ta có: c M ( ) = ( c ) M c M ms 1 M M1 = c M c ms 2 M + ( M c M ) = M c c M ms i12 = (1 i12 ) c c = c i12 Từ phơng trình : (1 i12 )( c ) = i12 Thay vào phơng trình mômen; với điều kiện i12 = ta có: M c M ms 2 M Mms M2 = c + 2 M1 = Khi ma sát thì: M + M = M c Khi mômen cầu không nhau, vi sai có nhiệm vụ phân phối mô men hợp lý để đảm bảo cho xe hoạt động bình thờng Trong khuôn khổ thiết kế môn học này, với kiến thức Chi tiết máy,Cơ học, Vật liệu học em trình bày chi tiết phần tính toán thiết kế truyền lực vi sai đặt cầu sau Sv: Trần Đăng K hôi Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Sv: Trần Đăng K hôi Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán phần thiết kế truyền lực I Phân chia tỷ số truyền Tryền lực kép có hai cặp bánh ăn khớp Một cặp bánh côn truyền lực từ đăng ,một cặp bánh trụ để tăng tỷ số truyền từ trục truyền lực vào vi sai Tỷ số truyền đợc phân nh sau: - Cấp I: Tỷ số truyền cặp bánh côn: i1 = 1,7125 - Cấp II: Tỷ số truyền cặp bánh trụ: i2 = II Chọn vật liệu Truyền lực làm việc điều kiện khó khăn, đòi hỏi bánh răng, trục chịu lực, chịu ma sát lớn Do vật liệu chế tạo phải loại thép có tính cao Đồng thời yêu cầu đồng thiết kế chế tạo, ta chọn vật liệu chế tạo bánh vật liệu chế tạo trục nh Chọn vật liệu thép hợp kim có kí hiệu: 25 - thấm bon, tính nh sau: b = 1150 Mpa ch = 950 Mpa HRC = 60 Theo công thức (6.1) sách Tính toán thiết kế hệ dẫn độg khí Trịnh Chất Lê văn Uyển ta tính ứng suất cho vật liệu nh sau : - tx0 lim K HL ứng suất tiếp xúc cho phép: [ tx ] = Mpa SH - ứng suất uốn cho phép: [ u ] = u0lim K FC K FL Mpa SF Trong đó: Sv: Trần Đăng K hôi Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán tx0 lim : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ sở Tra bảng (6- 2) ta có: tx0 lim =23.HRC = 23.60 = 1380Mpa S H : Hệ số an toàn tính tiếp xúc; tra bảng (6-2) có S H = 1,2 K HL : Hệ số tính đến tuổi rhọ động cơ; K HL = [ tx ] = 1380.1 = 1150 Mpa 1,2 u0lim : ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ sở Tra bảng (6-2) ta có: u0lim = 1000Mpa K FC : Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải Do đặt tải bên nên K FC = S F : Hệ số an toàn tính uốn; tra bảng (6-2) có S F = 1,55 K FL : Hệ số tuổi thọ xét đến thời hạn phục vụ; K FL = [ u ] = 1000 = 645,16 Mpa 1,55 III Thiết kế truyền bánh côn xoắn 1.Định đờng kính chia bánh côn chủ động Theo công thức(6-52b) Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí -Trịnh Chất, Lê văn Uyển; ta có: d e1 = K d T1 K H (1 K be ).K be i.[ tx ] mm Trong đó: K d : Hệ số phụ thuộc vật liệu loại Với loại côn xoắn, vật liệu thép, tra bảng (6-5) có: K d = 83,5Mpa1 / K H : Hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành bánh côn, phụ thuộc tỷ số truyền loại Sv: Trần Đăng K hôi Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán K be :Hệ số chiều rộng vành K be = Tính tỷ số b = 0,25 ữ 0,3 Chọn K be =0,3 Re K be i 0,3.1,7125 = = 0.3022 Từ tra bảng (6-2) ta chọn K be 0,3 K H =1,10 i: tỷ số truyền truyền; i= 1,7125 T1 = M eM i1 ck 475000.6,17.0,89 = = 1304183,75 N mm Là mômen sinh 2 trục chủ động i1 : tỷ số truyền hộp số tay số I i1 = 6,17 CK : Hiệu suất khí CK = 0,89 d e1 = 83,5.3 1304183,75.1,1 = 120,65mm (1 0,3).0,3.1,7125.1150 Lấy d e1 = 121mm Xác định chiều dài côn Theo công thức (6-52a): Re = K R i + 1.3 T1 K H (1 K be ).K be i.[ tx ] mm Trong đó: K R : Hệ số phụ thuộc vật liệu K R = 0,5 K d = 0,5.83,5 = 41,75 Mpa / Re = 41,75 1,7125 + 1.3 1304183,75.1,1 = 120mm (1 0,3).0,3.1,7125.1150 Định số răng: Dựa vào d e1 , tra bảng (6-22) ta chọn: Z = 18; Z = 31 Xác định góc nửa nón: + = 90 , : Góc nửa nón bánh chủ động bánh bị động = arctg (1 / i ) = arctg (1 / 1,7125) = 30,28 = 90 30,28 = 59,72 Sv: Trần Đăng K hôi Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Tính đờng kính trung bình môđun trung bình - Đờng kính trung bình: d m1 = (1 0,5 K be )d e1 = (1 0,5.0,3).121 = 103mm - Môđun trung bình: mtm = d m1 / Z = 103 / 18 = 5,7 mm - Chọn góc nghiêng răng: m = 40 - Môđun pháp trung bình: Theo công thức (6-57): mnm = mtm cos m = 5,7 cos 40 = 4,6667 Lấy mnm = 4,5mm Tính chiều rộng vành b = K be Re = 0,3.120 = 36mm Kiểm nghiệm bánh độ bền tiếp xúc ứng suất tiếp xúc sinh bề mặt truyền phải nhỏ giá trị ứng suất cho phép Theo công thức (6-58): tx = Z M Z H Z 2.T1 K H i + [ tx ] ; Trong đó: b.i.d m21 0,85 Z M : Hệ số kể đến tính vật liệu cặp bánh ăn kớp Tra bảng (6-5) có: Z M = 274 Mpa1 / Z H : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Tra bảng(6-12) có: Z H =1,42 Z : hệ số trùng khớp Phụ thuộc vào hệ số trùng khớp dọc hệ số trùng khớp ngang Theo công thức (6-36) : Z = 1/ ; = [1,88 3,2.(1 / Z + / Z ) ] cos m = 1,31 Z = 0,874 K H : Hệ số tải trọng tính tiếp xúc Theo công thức (6-39) có: K H = K H K H K HV Trong đó: Sv: Trần Đăng K hôi 10 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán - Tỷ số truyền: i= - m.Z1 4.22 = = 92,8mm cos cos18,5 Đờng kính vòng chia: m.Z 4.88 d2 = = = 371,2mm cos cos18,5 - Đờng kính đỉnh răng: - Đờng kính đáy răng: d1 = d a1 = d1 + 2.m = 92,8 + 2.4 = 100,8mm d a = d + 2.m = 371,2 + 2.4 = 379,2mm d f = d1 2,5.m = 92,8 2,5.4 = 82,8mm d f = d 2,5.m = 371,2 2,5.4 = 361,2mm V Thiết kế trục Trục truyền lực chịu tải lớn Nó có nhiệm vụ mang bánh truyền mômen Để hệ thống làm việc tốt, trục cần đảm bảo yêu cầu công nghệ Chọn vật liệu chế tạo Ta chọn vật liệu chế tạo trục giống vật liệu chế tạo bánh Chọn vật liệu thép hợp kim có kí hiệu: 25 - thấm bon, tính nh sau: b = 1150 Mpa ch = 950 Mpa HRC = 60 Tính sơ đờng kính trục Trong truyền lực kép có trục là: Trục chủ động mang bánh côn truyền chuyển động từ cácđăng xuống trục bị động mang hai bánh ăn khớp với bánh côn bánh trụ Đờng kính sơ trục: Theo công thức (10-9) có: dk = Sv: Trần Đăng K hôi Tk mm 0,2.[ ] ; Trong đó: 18 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Tk : Mômen xoắn trục thứ k [ ] : ứng suất xoắn cho phép Với thép hợp kim : [ ] = 12 ữ 20 Chọn [ ] = 17Mpa Trục chủ động: T1 = 1304183,75 N mm - d1 = 1304183,75 = 73,5mm 0,2.17 Chọn d = 75mm - Trục bị động: T2 = 2233414,6 N mm d2 = 2233414,6 = 82,74mm 0,2.17 Chọn d = 85mm Tính gần trục Do trục bị động chịu tải lớn trục chủ động nên ta cần tính gần tính xác cho trục bị động a.Xác định khoảng cách gối đỡ: - Chọn khoảng cách bề mặt ổ lăn bề mặt bánh là: k1 =10mm - Sv: Trần Đăng K hôi Chon chiều rộng trung bình ổ lăn là: b0 = 40mm 19 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán l3 l2 l1 Từ hình vẽ, ta tính đợc khoảng cách sau: l1 = 0,5.(b0 + b2 ) + k1 = 0,5.( 40 + 83,5) + 10 = 71,75mm l = b0 + 2.k1 + b2 = 40 + 2.10 + 83,5 = 163,5mm l = l + 0,5(b0 + b1 ) = 163,5 + 0,5(40 + 36) = 201,5mm b.Tính lực tác dụng lên trục: Lực tác dụng lên trục thông qua cặp bánh Sau ta phân tích lực tác dụng lên cặp bánh răng: - Tại cặp bánh côn xoắn: Giả thiết điểm đặt lực điểm đ- ờng bán kính trung bình Hợp lực tác dụng lên bánh phân tích thành ba thành phần: Lực vòng P, lực dọc trục Q lực hớng kính R Ba lực có quan hệ hình học với góc nửa nón bánh góc xoắn Theo công thức (6-3),(6-4) sách Kết cấu tính toán ôtô - Trờng Đại học GTVT Ta có: 2.T - Lực vòng: P1 = d = m1 - Lực dọc trục: Sv: Trần Đăng K hôi 2.1304183,75 = 25324 N 103 20 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Q1 = P1 (tg sin + sin m cos ) cos m Q1 = 25324 (tg 20 sin 30,28 + sin 40 cos 30,28 ) = 24413,4 N cos 40 Lực hớng kính: - R1 = P1 (tg cos sin m cos ) cos m R1 = 25324 (tg 20 cos 30,28 sin 40 cos 30,28 ) = 24413,3 N cos 40 Tại cặp bánh trụ, nghiêng: Trên cặp bánh trụ, nghiêng có ba thành phần lực tác dụng là: Lực vòng P, lực dọc trục Q lực hớng kính R Ta có: 2.M 2.2233414,6 = 48134 N 92,8 - Lực vòng: P2 = d = w1 - Lực dọc trục: Q2 = P2 tg = 48134tg18,5 = 16105,4 N - Lực hớng kính: R2 = P2 - Với tw = arccos( tg tw cos a cos t ) : Góc ăn khớp aw a = 0,5.m.( Z + Z ) = 0,5.4.(22 + 88) = 220 tg tg 20 t = arctg ( ) = arctg ( ) = 210 cos cos18,5 Sv: Trần Đăng K hôi 21 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán 220 cos 210 a tw = arccos( ) = 27,7 232 tg 27,7 R2 = 48134 = 26806,4 N cos18,5 c Tính phản lực lên ổ bi Coi trục nh dầm tuý, lực đặt vào bánh răng, ổ bi coi nh gối đỡ Ta tính phản lực lên gối ng trình cân mômen phơng trình cân lực Chọn hệ tạo độ : OXYZ nh hình vẽ ta có: M YB = l1 R2 + l Y A l R1 = Theo phơng Y: YA = l R1 l1 R2 201,5.24423,3 71,75.26806,4 = l2 163,5 Y A = 18323,6 N Sv: Trần Đăng K hôi 22 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Phơng trình cân lực theo phơng Y: Y = Y B R2 Y A + R1 = YB = R2 + Y A R1 = 24413,3 + 18323,6 26806,4 YB = 15730,5 N - Tính phản lực theo phơng X: Phơng trình cân mômen theo phơng X B: M BX XA = = 0; l1 P2 l X A + l P1 = l1 P2 + l P1 71,75.48134 + 201,5.25324 = = 52332,7 N l2 163,5 Phơng trính cân lực theo phơng X: X =0 X B P2 + X A P1 = X B = P1 + P2 X A = 25324 + 48134 52332,7 = 21125,3 d.Vẽ biểu đồ mômen Trục bị động chịu mômen uốn mômen xoắn, ta lần lợt vẽ biểu đồ cho dạng mômen Theo phơng Y: Đoạn BC: M yBC = YB z1 = z1 = Khi z1 = l1 = 71,75mm ; M yBC = 15730,5.71,75 = 1128677,7 N mm Đoạn CA: M yCA = YB l1 R2 ( z l1 ) Khi: z = 0; M yCA = YB l1 + R2 l1 = 1128677,7 + 26806,4.71,75 = 3052037 N mm z = l l ; M yCA = YB l1 R2 (l 2.l1 ) M yCA = 1128677,7 26806,7.(163,5 2.71,75) = 592543,7 N mm Đoạn DA: M yDA = R1 z = ; Khi z = z = l l ; M yDA = R1 (l l ); M yDA = 24413,3.(201,5 163,5) = 92770,5 N mm Mômen uốn theo trục X: Tơng tự nh tính theo trục Y, ta có: Sv: Trần Đăng K hôi 23 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Đoạn BC: M xBC = X B l1 = 21125,3.71,75 = 1515740,3N mm Đoạn CA: M xCA = X B l1 P2 ( z l1 ) Khi : z = : M xCA = X B l1 + p l1 = 1515740,3 + 48134.71,75 = 4969354,8 N mm z = l l1 : M xCA = X B l1 P2 (l 2.l1 ) M xCA = 1515740,3 48134.20 = 553060,3 N mm Đoạn DA; M xDA = P1 (l3 l ) = 25324(201,5 163,5) = 962312 N mm Mômen xoắn trục có khoảng hai trục Giá trị mômen trục M X = T2 = 2233414,6 N mm Từ ta vẽ đợc biểu đồ mômen: Từ biểu đồ mômen, ta thấy mặt cắt nguy hiểm tiết diện lắp bánh trụ Do vậy, cần kiểm tra lại tiết diện trục mặt cắt Theo công thức: d Sv: Trần Đăng K hôi M td : Trong đó: 0,1.[ ] 24 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán M td = M u2 + 0,75.M x ; M u = M ux2 + M uy2 = 4969354,8 + 3052037 = 5831759 N mm M x = 2233414,6 N mm M td = 5831759 + 0,75.2233414,6 = 5144145N mm [ ] : ứng suất cho phép thép; tra bảng có : [ ] = 60Mpa d 5144145 = 85,7mm ; 0,1.60 Chọn d = 86 mm e.Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi Tại tiết diện chịu ứng suất uốn ứng suất xoắn, hệ số an toàn mỏi s phải thoả mãn điều kiện: s= s s s2 + s2 [ s] [ s ] = 1,5 ữ 2,5 : Hệ số an toàn phải đạt đợc s : Hệ số an toàn xét riêng uốn s = k a + m s : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất xoắn s = k a + m , : Giới hạn mỏi uốn mỏi chu kỳ đối xứng = 0,4. b = 0,4.1150 = 460Mpa = 0,25. b = 0,25.1150 = 287,5Mpa a , a : Biên độ ứng suất uốn ứng suất xoắn tiết diện m , m :ứng suất uốn ứng suất xoắn trung bình Sv: Trần Đăng K hôi 25 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Theo công thức (15-6) Chi tiết máy tập Nguyễn trọng M W 0,5.T = W0 m = 0; a = max = Hiệp, có: m = a = 0,5. max W ,W0 :Mômen cản uốn mômen cản xoắn tiết diện trục ta tính cho tiết diện lắp bánh trụ trục bị động, ta có: M = M td = 5144145N mm T = M x = 2233414,6 Nmm .d 3,14.86 = = 62413mm 32 32 .d 3,14.863 Ư W0 = = = 124826mm 16 16 5144145 a = = 98,44 N / mm 62413 0,5.2233414,6 m =a = = 8,95N / mm 124826 ƯW = , : Hệ số xét đến ảnh hởng ứng suất trung bình đến độ bền mỏi Với trục làm thép, có: = 0,15; = 0,59 , : Hệ số xét đến ảnh hởng kích thớc tiết diện trục đến độ bền mỏi Tra bảng (15-2) có: = 0,7; = 0,59 = 1,1 : Hệ số tăng bền k , k :Hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn.Tra bảng (15- 3) có: k = k = Sv: Trần Đăng K hôi 26 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán 460 s = = 3,27 98,44 + 0.98,44 1,1.0,7 287,5 s = = 17,9 8,95 + 0,1.8,95 1,1.0.59 3,27.17,9 s= = 3,2 3,27 + 17,9 Ta thấy s = 3,2 > [ s ] ; Vậy đạt yêu cầu độ bền mỏi f Chọn ổ bi kích thớc then Từ tính toán trục trên, ta chọn đờng kính trục tiết diện nh sau: - Trục I: Đờng kính tiết diện lắp bánh chọn d Ibr = 75mm Đờng kính tiết diện đặt ổ lăn, chọn: d Iol = 80mm - Trục II: Mọi tiết diện chọn d = 85mm Chỉ tạo rãnh then tiết diện lắp bánh côn lắp bánh trụ ép nóng chế tạo liền trục Dựa vào đờng kính trục, ta chọn then có kích thớc; b = 22mm; h = 14mm; t1 = 9mm; t = 5,4mm Tren trục đềm có lực dọc trục nên ta chọn ổ đũa côn cỡ trungcó kí hiệu : 7317 Với kích thớc: d = 85mm; D = 180mm; D1 = 190mm; B = 41mm; c1 = 35mm; t = 44,5mm r = 4mm; r1 = 1,5; a = 8; = 11,830 ổ trục có ký hiệu : 7316 Với kích thớc: d = 80mm; D = 175mm B = 40; c1 = 35; t = 44; r = 4; r1 = 1,5; = 11,830 Sv: Trần Đăng K hôi 27 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Và ổ đũa trụ ngắn có ký hiệu :2616 Với kích thớc: d = 80mm; D = 175mm; B = 60mm b = 12mm; r = 4mm VI.Tính toán thiết kế vi sai 1.Chọn tỷ số truyền Trong vi sai có bánh hành tinh bánh bán trục Tỷ số truyền vi sai tỷ số truyền cặp bánh hành tinh vi sai ăn khớp Chọn i= Loại truyền động bánh côn thẳng Coi bánh vi sai chủ động, bánh bán trục bị động Định đờng kính chia bánh côn chủ động d e1 = K d T1 K H (1 K be ).i.[ tx ] ; Trong đó: K d = 100Mpa / T1 = M vs N mm 2.q.i M vs = M eM i1 i0 ck = 475000.6,17.6,85.0,89 = 17867317,4 N mm Vì laọi truyền lực kép thông qua nên phải chia đôi hai cầu M vs = 8933658,7 N mm q = : Số bánh hành tinh i = T1 = 8933658,7 = 558353,7 N mm 2.4.2 K H = 1,1 [ tx ] = 1150Mpa K be = 0,3 d e1 = 100.3 Sv: Trần Đăng K hôi 558353,7 = 103,4mm (1 0,3).0,3.2.1150 28 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Tính chiều dài côn Re = K R i + 1.3 T1 k H (1 K be ) K be i.[ tx ] K R = 0,5.K d = 0,5.100 = 50 Re = 50 2 + 1.3 558353,4.1,1 = 115,6mm (1 0,3).0,3.2.1150 Định số Dựa vào đờng kính chia ngoài, tra bảng ta chọn số nh sau: Z = 17; Z = 2.17 = 34 Định góc nửa nón + = 90 1 = arctg ( ) = arctg ( ) = 26,56 i 0 = 90 = 63,44 6.Tính đờng kính trung bình môđun trung bình d m1 = (1 0,5k be ).d e1 = (1 0,5.0,3).103,4 = 88mm Môđun trung bình: mtb = d m1 88 = = 5mm Z1 17 7.Chiều rộng vành b = k be Re = 0,3.115,6 = 34,68mm Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc tx = Z M Z H Z 2.T1 K H i + [ tx ] b.i.d m1 0,85 tx = 274.1,42.0,87 2.558353,7.1,2 = 867,2 Mpa < [ tx ] = 1150 Mpa 34,68.2.88 2.0,85 Kiểm nghiệm bánh độ bền uốn Theo công thức ứng suất uốn: Sv: Trần Đăng K hôi 29 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán u1 = 2.T1 K F Y Y YF 0,85.b.m.d m1 = u1 < [ u ] = 645,16 Mpa 2.58353,7.1,4.0,76.0,714.4,8 = 267 Mpa 0,85.43,68.5.88 Vậy truyền đạt yêu cầu độ bền uốn 10 Tính trục cho bánh hành tinh d T1 0,1.[ ] d 558353,7 = 42,63mm 0,1.17 Theo công thức: Lấy d = 43mm 11 Các thông số vi sai: - Chiều dài côn ngoài: Re = 115,6mm - Chiều rộng vành răng: b = 34,68mm - Tỷ số truyền: i =2 - Số : Z = 17; Z = 34 - Góc nửa nón: = 26,56 ; = 63,44 - Đờng kính chia ngoài: - Đờng kính trung bình: - Môđun pháp: m = mm - Chiều cao ngoài: he = 2.m + 0,2.m = 11mm - Chiều cao đầu ngoài: hae1 = (1 + x n ).m cos m ; d e1 = 103,4mm d e = 2.130 = 206,8mm d m1 = 88mm d m = i.d m1 = 2.88 = 176mm cos m 1 x n = 2(1 ) = 2.(1 ) = 0,32 Z1 22 i hae1 = (1 + 0,32).5 = 6,6mm hae = 2.m hae1 = 2.5 6,6 = 3,4mm - Đờng kính đỉnh ngoài: d ae1 = d e1 + 2.hae1 = 103,4 + 2.6,6 = 116,6mm d ae = d e + 2.hae = 206,8 + 2.3,4 = 213,6mm Sv: Trần Đăng K hôi 30 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán h fe1 = he hae1 = 11 6,6 = 4,4mm - Chiều cao chân ngoài: - Góc côn đỉnh răng: = i + - Góc côn chân răng: fi = i fi h fe = he hae = 11 3,4 = 7,6mm Trong : , fi : Góc đầu góc chân a1 = arctg ( hae1 6,6 ) = arctg ( ) = 3,27 Re 115,6 a = arctg ( hae 3,4 ) = arctg ( ) = 1,685 Re 115,6 f = arctg ( f = arctg ( h fe1 Re h fe Re ) = arctg ( 4,4 ) = 2,18 115,6 ) = arctg ( 7,6 ) = 3,76 115,6 a1 = + a1 = 26,56 + 3,27 = 29,83 a = + a = 63,44 + 1,685 = 65,125 f = f = 26,56 2,18 = 24,38 f = f = 63,44 3,67 = 59,77 Sv: Trần Đăng K hôi 31 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán tài liệu tham khảo Kết cấu tính toán ôtô -ĐH GTVT Chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp Tập 1,2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí Trịnh Chất , Lê Văn Uyển Sv: Trần Đăng K hôi Lý thuyết ôtô - Nguyễn Hữu Cẩn 32 Lớp :CK ÔTÔ -K39 [...]... f 2 = 2 f 2 = 63,44 3,67 = 59,77 0 Sv: Trần Đăng K hôi 31 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán tài liệu tham khảo 1 Kết cấu và tính toán tô -ĐH GTVT 2 Chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp Tập 1,2 3 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Trịnh Chất , Lê Văn Uyển 4 Sv: Trần Đăng K hôi Lý thuyết tô - Nguyễn Hữu Cẩn 32 Lớp :CK ÔTÔ -K39 ... kính R Ba lực này có quan hệ hình học với nhau là các góc nửa nón của bánh răng và góc xoắn của răng Theo công thức (6-3),(6-4) sách Kết cấu tính toán tô - Trờng Đại học GTVT Ta có: 2.T - 1 Lực vòng: P1 = d = m1 - Lực dọc trục: Sv: Trần Đăng K hôi 2.1304183,75 = 25324 N 103 20 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Q1 = P1 (tg sin 1 + sin m cos 1 ) cos m Q1 = 25324 (tg 20 0 sin... Đăng K hôi 27 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Và ổ đũa trụ ngắn có ký hiệu :2616 Với các kích thớc: d = 80mm; D = 175mm; B = 60mm b = 12mm; r = 4mm VI .Tính toán thiết kế vi sai 1.Chọn tỷ số truyền Trong bộ vi sai có 4 bánh răng hành tinh và 2 bánh răng bán trục Tỷ số truyền của vi sai là tỷ số truyền của một cặp bánh răng hành tinh vi sai ăn khớp Chọn i= 2 Loại truyền động là bánh... truyền lực chính kép có 2 trục là: Trục chủ động mang bánh răng côn truyền chuyển động từ cácđăng xuống và trục bị động mang hai bánh răng ăn khớp với bánh răng côn và bánh răng trụ Đờng kính sơ bộ của trục: Theo công thức (10-9) có: dk = 3 Sv: Trần Đăng K hôi Tk mm 0,2.[ ] ; Trong đó: 18 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Tk : Mômen xoắn ở trục thứ k [ ] : ứng suất xoắn cho phép Với... 645,16Mpa u1 = u1 Vậy cặp bánh răng dủ điều kiện bền uốn Từ những tính toán trên ta có các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng côn xoắn nh sau: - Chiều dài côn ngoài: Re = 120mm - Chiều rộng vành răng: b = 36mm - Tỷ số truyền: i1 = 1,72 - Số răng: Z 1 = 18; Z 2 = 31 - Góc nghiêng của răng: m 40 0 Sv: Trần Đăng K hôi 12 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán - Góc nửa nón: 1 = 30,28... 85mm 3 Tính gần đúng trục Do trục bị động chịu tải lớn hơn trục chủ động nên ta chỉ cần tính gần đúng và tính chính xác cho trục bị động a.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ: - Chọn khoảng cách giữa bề mặt ổ lăn và bề mặt bánh răng là: k1 =10mm - Sv: Trần Đăng K hôi Chon chiều rộng trung bình của ổ lăn là: b0 = 40mm 19 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán l3 l2 l1 Từ hình vẽ, ta tính. .. Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán Z = 4 3 = 1,88 3,2( Z = 1 1 + ) = 1,7 Z1 Z 2 4 1,7 = 0,876 3 K H : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc Theo công thức (6-39) có: K H = K H K H K HV Trong đó: K H : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng Tra bảng (6-21) có: K H = 1,07 K H : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi bánh răng đồng... Mômen xoắn trên trục chỉ có ở trong khoảng giữa hai trục Giá trị của nó chính bằng mômen trên trục M X = T2 = 2233414,6 N mm Từ đó ta vẽ đợc biểu đồ mômen: Từ biểu đồ mômen, ta thấy mặt cắt nguy hiểm là tiết diện lắp bánh răng trụ Do vậy, cần kiểm tra lại tiết diện trục tại mặt cắt này Theo công thức: d Sv: Trần Đăng K hôi M td : Trong đó: 0,1.[ ] 24 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán. .. chân răng không đợc vợt quá một gia trị ứng suất cho phép Theo công thức (6-43) có: u = 2.M T K F Y Y YF 1 bw d w1 m [ u ] Trong đó: M T = 2233414,6 N mm : Mômen trên trục chủ động Sv: Trần Đăng K hôi 16 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán bw = 83,5 : Chiều rộng vành răng d w1 = 92,8mm : Đờng kính vòng lăn bánh răng chủ động m = 4mm: Môđun răng K F : Hệ số tải trọng khi tính về uốn... kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về tiếp xúc Tra bảng (6-7) có: K H = 1,07 i : tỷ số truyền cặp bánh răng; i= 4 a w = 43.(4 + 1).3 Sv: Trần Đăng K hôi 2233414,6.1,07 = 232mm 1150 2.4.0,36 14 Lớp :CK ÔTÔ -K39 Thiết kế môn học kết cấu tính toán 2 Định môđun pháp Theo công thức kinh nghiệm: m= (0,01 0,02)aw Chọn m= 4mm 3 Định số răng Theo công thức (6-31) có: