TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TIỂU LUẬN CUỐI MƠN “THIẾT KẾ Ô TÔ” GVHD : GVC.MSc Đặng Quý SVTH : Nguyễn Ngọc Vương MSSV : 17645151 Lớp : 17645SP2B TP.HCM, tháng năm 2018 Đề bài: Tính tốn bền bán trục giảm tải cầu sau chủ động xe tải Các thông số cho trước: - Chiều rộng sở xe: B = 2190mm = 2,190m Chiều cao trọng tâm xe: hg = 1480mm 1,480m Hệ số bám ngang: φy = 0,95 Khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm bạc đạn: b = 8mm = 8.10-3m Tải trọng tĩnh tác dụng lên cầu sau: G2 = 107900N Đường kính bán trục mặt cắt nguy hiểm: d = 77mm = 77.10-3m Bán kính bánh xe: rb = 528mm = 0.528m Momen xoắn cực đại động cơ: Memax = 1520N.m Hệ số tải trọng động: kđ = 3,5 Tỉ số truyền tay số: ih1 = 6,2 Tỉ số truyền truyền lực chính: i0 = 3,2 Hệ số bám dọc φ = 0,8  Xác định lực tác dụng lên bán trục Trong đó: - Z1, Z2: Phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe trái phải Y1, Y2: Phản lực ngang tác dụng lên bánh xe trái phải X1, X2: Phản lực lực vòng truyền qua bánh xe chủ động Lực X1, X2 thay đổi chiều phụ thuộc vào bánh xe chịu lực kéo hay lực phanh (XK hay XP), lực X = Xmax xe chạy thẳng - m2G2: Lực thẳng đứng tác dụng lên cầu sau - G2: Phần trọng lượng xe tác dụng lên cầu saukhi xe đứng yên mặt phẳng nằm ngang - m2: Hệ số thay đổi trọng lượng tác dụng lên cầu sau phụ thuộc vào điều kiện chuyển động  Trường hợp xe truyền lực kéo: m2 = m2k - Ta tính cho xe tải nên chọn: m2k = 1,2  Trường hợp xe phanh: m2 = m2p - Ta tính cho xe tải nên chọn: m2p = 0,95 - Y: Lực quán tính phát sinh xe chuyển động đường nghiêng quay vòng Lực đặt độ cao trọng tâm xe Ở trạng thái cân ta có: Y = Y1 + Y2  Tính toán bán trục giảm tải  Trường hợp1: X i = X imax ; Y = 0; Z = Z Mômen uốn X1, X2 gây nên mặt phẳng nằm ngang: M ux1 = M ux1 = X b = X b Mômen xoắn X1, X2 gây nên: M x1 = M x2 = X r bx = X r bx Nếu đặt bên trục vỏ cầu mà ổ bi cạnh khoảng cách b lấy đến ổ bi ngồi Mơmen uốn Z , Z gây nên mặt phẳng thẳng đứng: M uz1 = M uz1 = Z b = Z b  Khi truyền lực kéo cực đại: - Ứng suất uốn tiết diện ổ bi với tác dụng đồng thời lực X Z trục bên trái X , Z trục bên phải: 2 M ux1  M uz1 b X 12  Z12 b X 22  Z 22 u    Wu 0,1d 0,1d Trong đó: d: Đường kính bán trục tiết diện tính [m] X , X , Z , Z tính [MN] Thay biểu thức X , X , Z , Z tính truyền lực kéo cực đại trường hợp 1, ta có: u  M e max ih io b ( m G )  ( ) 2k 0, 2d rb 8.103 1520.6, 2.3, 2  (1, 107,9.10  )  ( )  12399325, 24[N/ m ] 0,528 0, 2.0,077  12, 399325[MN / m ] - Ứng suất tổng hợp uốn xoắn là:  th   M th 2  M  M  M ux1 uz x 0,1d 0,1d M e max ih io M e max ih io b ( m G )  ( ) ( ) 2k 0, 2d rb b 8.103 1520.6,2.3,2 1520.6,2.3, 2 2  (1,2 107,9.10  )  ( )  ( )  330513279,5[N/ m ] 0,528 0, 2.0,0773 8.103  330,513280[MN/ m ] Đối với trục bên phải tính tương tự trục bên trái  Khi truyền lực phanh cực đại: 2 M ux1  M uz1 b X 12  Z12 b X 22  Z 22 u    Wu 0,1d 0,1d Thay biểu thức X , X , Z , Z tính truyền lực phanh cực đại trường hợp 1, ta có: u  b.m2 p G2 0, 2d 1  8.103.0,95.107,9.103   0,82  11501508,1[N/ m ] 0,2.0,077  11,501508[ MN / m ]  Trường hợp 2: X i = (X = X = 0), Y = Y max = m G φy; Z1 ≠ Z2 (xe bị trượt ngang, m2 = 1, φ1=0,98) Lúc trục bị uốn, kéo nén, nhiên ứng suất nén kéo tương đối nhỏ nên ta bỏ qua lúc tính tốn Nữa trục bên phải chịu tổng số mô men uốn sinh Z Y sinh Nữa trục bên trái chịu hiệu số mô men uốn sinh Z Y M u1  Y1.rb  Z1.b M u  Y2 rb  Z b Trong đó: - Mu1: Mô men uốn trục bên trái vị trí bạc đạn ngồi Mu2: Mơ men uốn trục bên phải vị trí bạc đạn ngồi Thay giá trị, Y1, Y2, Z1, Z2 từ biểu thức tính trường Sau M u1 M u để xem M > M hay M < M lập tỷ số u1 u2 u1 u2 Nếu M u1 > M u2 trục tính theo M u1 Ngược lại M u1 < M u2 trục tính theo M u2 M u1 B  2hg 1 1.rbx  b  M u B  2hg 1 1.rbx  b Trong thực tế b nhỏ nhiều so với r b h g cho nên: M u1   M u1  M u Mu2 Cho nên trường hợp nầy ta tính theo M u1 : u   M u1 Y1.rb  Z1b Z1 (1.rb  b)   Wu1 0,1d 0,1d 2hg 1 G2 (1  )(1.rb  b) 0, 2d B 107,9.103 2.1, 480.0,98  (1  )(0,98.0,528  8.103 )  1399439848[ N / m2 ] 0,2.0,077 2,19 =1399,439848[MN/m ]  G2 Trường hợp 3: X i = 0; Y = 0; Z i = Z imax =k đ Lúc trục uốn, mô men uốn: M u1  M u  Z1max b  kd Ứng suất uốn tiết diện bạc đạn ngoài: u  M u1 G2 b  k d 0,1d 0, 2d 107,9.103.8.103  3,5  33088517,15[N/ m ] 0,2.0,077 =33,088517[MN/m ] G2 b ... số mô men uốn sinh Z Y sinh Nữa trục bên trái chịu hiệu số mô men uốn sinh Z Y M u1  Y1.rb  Z1.b M u  Y2 rb  Z b Trong đó: - Mu1: Mơ men uốn trục bên trái vị trí bạc đạn ngồi Mu2: Mô men... XP), lực X = Xmax xe chạy thẳng - m2G2: Lực thẳng đứng tác dụng lên cầu sau - G2: Phần trọng lượng xe tác dụng lên cầu saukhi xe đứng yên mặt phẳng nằm ngang - m2: Hệ số thay đổi trọng lượng... Trường hợp xe truyền lực kéo: m2 = m2k - Ta tính cho xe tải nên chọn: m2k = 1,2  Trường hợp xe phanh: m2 = m2p - Ta tính cho xe tải nên chọn: m2p = 0,95 - Y: Lực quán tính phát sinh xe chuyển