Thiết kế thiết bị chẩn đoán hệ thống kéo ô tô

Theo phơng pháp sử dụng ngời ta chia các thiết bị chẩn đoán ra làm 2 loại chính : a Thiết bị chẩn đoán di động : Các dụng cụ này có thể là các dụng cụ xách tay hoặc các thiết bị đoĐồng

lời nói đầu

Trong những năm gần đây, nền kinh tế nớc ta đang vơn lên hoà nhập với khu vực

và thế giới Bên cạnh sự phát triển của các ngành kinh tế khác thì ngành vận tải ô tô cũng có những chuyển biến không ngừng

Với xu thế phát triển của ngành ô tô nh hiện nay thì mức độ đòi hỏi đối với công tác chẩn đoán kĩ thuật ô tô ngày một cao hơn Các kết quả chẩn đoán đòi hỏi phải có tính khách quan, tính chính xác và độ tin cậy cao hơn Có nh thế thì mới đáp ứng đợcnhu cầu của sự phát triển đối với ngành ô tô

Để đáp ứng nhu cầu nói trên, biện pháp tốt nhất là áp dụng việc tự động hoá vào trong quá trình chẩn đoán Để đảm bảo chất lợng xe trong quá trình sử dụng thì việc thờng xuyên đánh giá chất lợng xe là việc làm hết sức quan trọng Vì vậy cần thiết phải có các trạm kiểm định, với các trang thiết bị dùng cho công tác thử nghiệm và chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của xe Đề tài nghiên cứu đi theo hớng này : ” Thiết kếthiết bị chẩn đoán hệ thống kéo trên ô tô ’’, do GVC.TS Nguyễn Đức Tuấn hớng dẫn nhằm mục đích giúp chúng ta hiểu thêm về cơ sở của quá trình tự động hoá việc chẩn đoán , kiểm định ôtô

* Phạm vi đề tài nhằm giải quyết một số nội dung sau :

- Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1) tổng quan về các thiết bị chẩn đoán.

Các thiết bị chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của ô tô và các tổng thành của nó

rất đa dạng Chúng đợc dùng để mô hình hoá quá trình làm việc của ôtô ,đo

các thông số chẩn đoán và làm cơ sở để thiết lập quá trình chung chẩn đoán kỹ

thuật

Ngày nay trên thế giới đã và đang sử dụng nhiều phơng pháp và thiết bị chẩn

đoán khác nhau Các phơng pháp và thiết bị chẩn đoán này không ngừng đợc hoàn thiện nhờ áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại

Các thiết bị chẩn đoán đợc dùng để xác định giá trị của các thông số chẩn

đoán Loại thiết bị chẩn đoán thờng đi liền với phơng pháp chẩn đoán ,do vậy thiết bị chẩn đoán cũng rất đa dạng

Theo phơng pháp sử dụng ngời ta chia các thiết bị chẩn đoán ra làm 2 loại chính :

a) Thiết bị chẩn đoán di động : Các dụng cụ này có thể là các dụng cụ xách

tay hoặc các thiết bị đo(Đồng hồ đo áp lực ,lực kế ,nhiệt kế) Loại thiết bị di

động thờng đợc mang theo xe để tiến hành chẩn đoán trên đờng

b) Thiết bị chẩn đoán cố định : Thiết bị này thờng là các bệ thử đặt cố định

(bệ thử công suất ,bệ thử phanh,bệ thử tổng hợp ,bệ thử dao động ) Mỗi loại

bệ thử này đợc chia thành nhiều loại khác nhau

Với bệ thử công suất : Có thể thử trên bệ thử con lăn hoặc trên bệ thử băng tải(ít dùng) Bệ thử con lăn lại đợc chia thành 3 loại :

- Bệ thử dạng lực : thiết bị chất tải là phanh cơ khí ,phanh thuỷ lực hoặc phanh điện từ Bệ thử chẩn đoán ô tô ở chế độ chuyển động đều và do lực kéo

ở các bánh xe chủ động ,hiệu suất truyền lực ,suất tiêu hao nhiên liệu ở tay số truyền thẳng với chế độ mô men xoắn và công suất động cơ cực đại

-Bệ thử dạng quán tính : Thiết bị chất tải trên bệ thử quán tính thờng có dạng bánh đà Trên bệ thử quán tính ô tô thờng đợc chẩn đoán ở chế độ chuyển

động không đều Trong trờng hợp này công suất đợc xác định thông qua việc

đo các đại lợng gia tốc góc ,thời gian hoặc quãng đờng tăng tốc của bánh xe (hoặc con lăn trên bệ thử) khi bớm ga mở hoàn toàn trong phạm vi tốc độ đã cho ở tay số truyền thẳng

-Bệ thử liên hợp : Loại bệ thử này hiện nay rất ít đợc sử dụng nên trong phạm vi đề tài không đề cập đến

1.2) đánh giá chung

Hiện nay trên thế giới đã và đang sử dụng tất cả các loại băng thử trên Tuy nhiên tuỳ thuộc vào diều kiện kinh tế ,kỹ thuật mà sử dụng các loại băng thử khác nhau ,có thể là loại con lăn ,loại băng tải ,loại tấm phẳng hoặc loại không

sử dụng lực bám giữa bánh xe với bề mặt tựa Nhng xu hớng chung của các bệthử là dùng loại bệ thử con lăn dạng lực hoặc quán tính ,đồng thời áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại để đa ra các kết quả đo ,kiểm tra chính xác hơn

ở nớc ta đã và đang thừa kế những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới Do đó các bệ thử con lăn dạng lực hay dạng quán tính cũng đang đợc

sử dụng phổ biến ở các trạm kiểm định ,trạm BDSC ,viện nghiên cứu

Chất lợng kéo giảm tức là giảm công suất và tăng tiêu hao nhiên liệu Khi

đó ,khả năng leo dốc và khả năng vợt đờng lầy lội của ô tô là khó khăn

Trong quá trình sử dụng ,tình trạng kỹ thuật của các tổng thành bị biến xấu

gần nh 50% các nguyên nhân gây ra các tổn hao công suất và tiêu hao nhiên liệu có thể sử lý đợc nhờ chẩn đoán và điều chỉnh hợp lý

Các kết quả nghiên cứu về ứng dụng chẩn đoán trong xi nghiệp vận tải đã chỉ

rõ nhờ chẩn đoán và điều chỉnh kịp thời mà mức khôi phục lực kéo tính trung bình cho các loại xe là 13% và tiêu hao nhiên liệu kiểm tra cũng giảm đến giá trị tơng tự

Để hạn chế tốc độ biến xấu tình trạng kỹ thuật của toàn bộ ô tô nói chung vàcủa các tổng thành mà chất lợng của hệ thống kéo liên quan đến nói riêng ngời

ta thờng sử dụng các bệ thử để chẩn đoán điều chỉnh chúng theo định kỳ Chẩn

đoán chất lợng kéo thờng đợc tiến hành trên bệ thử động lực học Mục đích của sử dụng bệ thử là tạo ra chế độ tải trọng và đặc tính tính tốc độ của ô tô t-

ơng tự nh khi nó chuyển động trên đờng nhng chi phí về kinh tế và thời gian ít hơn nhiều

truyền động ,bộ phận chất tải và bộ phận đo ghi

Bộ phận chất tải để mô hình hoá quá trình chuyển động thực tế của ô tô trên

bệ thử Theo hình thức chất tải ,bệ chẩn đoán lực kéo đợc chia ra làm 2 loại :

a)Bệ thử dạng lực :

Thiết bị chất tải thờng là phanh điện từ ,phanh cơ khí hay phanh thuỷ lực Bệ

thử này thờng chẩn đoán ô tô ở chế độ chuyển động đều và đo lực kéo ở các bánh xe chủ động ,đo hiệu suất truyền lực ,suất tiêu hao nhiên liệu ở tay số 1 của hộp số ứng với mômen xoắn cực đại(Memax )

Kết cấu của bệ thử gồm các con lăn ,thiết bị chất tải , thiết bị đo ghi, và quạt gió để làm mát động cơ trong quá trình thử nghiệm Số lợng con lăn trên một bánh có thể là 1 hoặc 2 Do một số hạn chế của loại 1 con lăn mà ngày nay loại 2 con lăn đợc dùng phổ biến Các con lăn đợc đặt song song đối xứng hoặc không đối xứng qua mặt phẳng thẳng đứng song song với trục và đi qua trục bánh xe

Để giảm sự trợt các con lăn đợc nối với nhau bằng truyền động xích ,trên mặt con lăn có tạo gân để đảm bảo hệ số bám  = 0,60,7

Thiết bị chất tải để tạo ra chế độ tải trọng cho ô tô trên bệ thử dới dạng phanh con lăn Con lăn đợc làm bằng phanh điện thuỷ lực hay cơ khí

*Phanh thuỷ lực : Quá trình hãm trục con lăn đợc tạo ra do công chi phí việc dịch chuyển chất lỏng (nớc) giữa stato và roto và do ma sát giữa roto với chất lỏng và do nội ma sát của chất lỏng

Phanh thuỷ lực thờng đợc đặt trên trục của 1 trong các con lăn Rô to chính

là một trong các con lăn còn stato là xi lanh treo cân bằng đặt trên nó.Thay đổitải trọng đợc tạo ra bằng cách cung cấp nớc nhiều hay ít vào phanh thuỷ

lực Roto truyền năng lợng nhận đợc qua chất lỏng đến stato và tạo ra mô men xoắn tren đó Mô men xoắn trên stato cân bằng tơng ứng với mô men kéo lên bánh xe và đợc đo bằng cảm biến áp lực

Phanh thuỷ lực có u điểm là khả năng quá tải tốt nhng nhợc điểm là thiết bị cồng cềnh và khả năng tự điều chỉnh kém ,không đo đợc hiệu quả hệ thống và

vệ sinh kém

*Phanh cơ khí: Quá trình hãm đợc thực hiện nhờ phanh guốc hoặc phanh đĩa

đặt trên 1 trong các con lăn ,ma sát phanh hấp thụ cơ năng của động cơ và biếnthành nhiệt năng Tải trọng thay đổi đợc nhờ việc thay đổi lực nén của dẫn

động phanh Giá trị mômen phanh đo đợc nhờ cảm biến áp lực Phanh cơ khí

có các loại phanh guốc , phanh đĩa , phanh giải Kết cấu loại này đơn giản dễ chế tạo nhng đờng đặc tính của chúng không đạt yêu cầu và kém khả năng tự

điều chỉnh vì mô men phanh gần nh không phụ thuộc vào tốc độ quay

*Phanh điện : So với 2 loại phanh trên phanh điện có u điểm nổi trội hơn vì tính thuận nghịch của nó ,có thể làm việc đợc ở cả 2 chế độ động cơ và máy phát ở chế độ máy phát có khả năng cung cấp điện năng cho lới điện ,khi thử nhiều động cơ sẽ có ý nghĩa kinh tế

Trong phanh điện lại có phanh điện một chiều và phanh điện xoay chiều :

- Phanh điện một chiều :Có thể thay đổi chế độ tốc độ bằng cách thay đổi dòng kích thích tạo ra mô men , phanh điện từ cân bằng với mô men xoắn trên bánh xe

-Phanh điện xoay chiều : Dùng động cơ không đồng bộ dây cuốn Loại phanh này có kết cấu đơn giản ,kích thớc nhỏ gọn Nhợc điểm là không đảm bảo điều chỉnh tốc độ quay trong phạm vi rộng nên phải có hộp số kèm theo Khi sử dụng loại phanh điện làm thiết bị chất tải thì tuỳ thuộc vào cách hãm con lăn mà phân ra :

+ Hãm động năng: Động cơ kéo con lăn và động cơ điện quay ,toàn bộ cơ năng của động cơ ô tô cung cấp cho máy điện biến thành nhiệt năng nung nóng các động cơ trong máy phát (Tổn hao do dòng Fucô)

+Hãm ngợc : Vừa nối máy với nguồn làm cho roto quay vừa cho động cơ ôtô nổ làm quay roto theo chiều ngợc lại làm sinh ra năng lợng trong máy

điện là rất lớn Năng lợng này chủ yếu biến thành nhiệt năng nung nóng máy

do động cơ ô tô cung cấp lớn hơn năng lợng điện năng do lới điện cung

cấp Lúc đó tốc độ quay của rôto lớn hơn tốc độ quay của từ trờng quay stato

và động cơ điện trở thành máy phát điện Thay đổi giá trị mô men hãm bằng cách thay đổi giá trị điện trở gắn với rôto Ưu điểm của phơng pháp này là : -Có lợi về năng lợng :Có thể sử dụng năng lợng điện phát ra của máy điện trong quá trình thử nghiệm hoà lên mạng điện

-Giới hạn đo rộng

-Đặc tính làm việc phù hợp với đặc tính của ô tô thử nghiệm

-Khả năng quá tải tốt : Có thể hãm đợc động cơ ô tô có công suất lớn hơn công suất bản thân máy điện từ 5 7 lần

Để chẩn đoán chất lợng kéo ngời ta có thể sử dụng một trong các phơng án trên Giá trị lực kéo lực kéo đợc xác định nhờ cảm biến áp lực hoặc cơ cấu gắn với vỏ động cơ điện (Máy điện cân bằng) Có thể chẩn đoán ô tô trên bệ thử ở trạng thái tĩnh và trạng thái động nhng do đặc thù của từng chế độ và phơng pháp thử ngời thờng chẩn đoán chất lợng kéo ở trạng thái động

b/Bệ thử dạng quán tính

Thiết bị chất tải là các bánh đà và ô tô chẩn đoán ở chế độ chuyển động không đều Khi đó lực kéo đợc xác định thông qua các giá trị của các đại lợng gia tốc góc ,thời gian và quãng đờng tăng tốc

Nguyên lý chuẩn đoán chung chất lợng kéo trên bệ thử quán tính là đo quãng đờng và thời gian tăng tốc trong khoảng tốc độ (v1-v2) nhờ các dụng cụ

đo chuyên dùng (máy đếm số vòng quay,đồng hồ bấm giây ,gia tốc kế ) Đặc tính phanh kéo đợc xây dựng nhờ việc ghi lại giá trị các tốc độ quay , mô men quán tính của con lăn (hay bánh đà )khi tăng tốc

+Ưu điểm của các loại bệ thử dạng quán tính :

- Có thể chuẩn đoán đợc ô tô ở tốc độ cao do đó mô phỏng đợc sát với thực

tế nên hay dùng cho các phòng thí nghiệm ,viện nghiên cứu

- kết cấu đơn giản, dễ vận hành

II) lựa chọn phơng án thiết kế

Dựa vào đặc tính kỹ thuật ,u nhợc điểm của loại bệ thử trên kết hợp với tình hình thực tế ở Việt Nam ta có thể đa ra một loại bệ thử có các điều kiện về kinh tế kỹ thuật có thể đáp ứng đợc với công tác thử nghiệm cho các loại xe không đồng đều về chủng loại ,hình dáng ,kích thớc đang đợc sử dụng tại Việt Nam Bệ thử đợc thiết kế phải đáp ứng đợc các nhu cầu sau :

+ Chi phí sản xuất ,lắp ráp sử dụng nhỏ

Các thông số của ô tô thử nghiệm : Xe E240 Elegance - Mercedes-Benz Giá trị các thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị

8.Mômen xoắn cực đại Memax KG.m/v/p 24/4500

10.HiÖu suÊt cña HTTL tl 0,93

rcl 0 , 4 r bx  0 , 4 374  149mm =0,149(m)

2) ChiÒu dµi con l¨n:

LCL K n m a K t 2 a 2B 2 a

min

- Knmax: Khoảng cách giữa 2 mép ngoài của lốp ;

- Ktmin : Khoảng cách giữa 2 mép trong của lốp ;

3) Chiều rộng bệ thử:

Bbt =Kn.max + 2.a = B2 + 2(Bl + a) = 1536 + 2.(205 + 150 ) = 2246 (mm)

4) Khoảng cách giữa các trục con lăn:

Chọn loại bệ thử hai con lăn song song đối xứng qua tâm bánh xe.Dựa vào

điều kiện ổn định của ôtô

so sánh với điều kiện ổn định của con lăn:

tg  1 0,7 => thoả mãn điều kiện ổn định của ô tô trên bệ con lăn

Sơ đồ Kích thớc con lăn

B2=1536 Bbt=2246

Bl=205

a=150

Lcl=710

Dcl=298 Con lăn

10000 30

20000 30



max



* Nkmax : Công suất tại bánh xe chủ động ứng với Memax ở tay số 1

Nkmax = Pkmax vtmax

0 1 max

t bx

tl V r

i i

= .200003600

374 , 0

93 , 0 15 , 4 87 , 3 24

= 5324,8 (KG.m/s)

Nkmax =

102

8 , 5324

= 52,24 (KW)

* bt : Hiệu suất truyền động của bệ thử

bt = x2 k2 hs o2

Với x : Hiệu suất của bộ truyền xích ( x = 0,93) ;

k : hiệu suất của khớp nối ( k = 1) ;

hs : hiệu suất của hộp số (hs = 0.93) ;

o : hiệu suất của 1 cặp ổ lăn ( o = 0.99) ;

=> bt = 0 , 93 2 1 0 , 93 0 , 99 2 0 , 79



==> Nđcđ 0 , 79

24 , 52

 = 66,1 (KW)

Chế độ làm việc của động cơ theo đề tài lựa chọn đóng vai trò là phanh điện

Do đặc thù của phơng pháp hãm tái sinh làm việc đợc với công suất đầu vào lớn hơn 5 - 7 lần công suất phát ra của động cơ Do đó, để tiết kiệm ta chon

149 , 0

Khi thử lực kéo của ô tô trên bệ thử, máy điện làm việc ở chế độ hãm tái sinh nên tốc độ quay của động cơ điện do con lăn dẫn động phảilớn hơn tốc độ quay đồng bộ của động cơ điện đợc chọn ở trên Chọn sơ

bộ tốc độ quay của động cơ điện do con lăn dẫn động là ndcd = 1500 (v/p)

=> ihs =

1500

356

= 0,23 => Lấy ihs = 0,25 => Hộp số ở đây là hộp tăng tốc

==> ih = 1 0,25 = 0,25

IIi) các lực tác dụng lên bánh xe và con lăn:

* Phân tích các lực tác dụng lên con lăn và bánh xe :

+ Z1 ,Z2 : Phản lực từ bánh xe tác dụng lên con lăn ;

+ Ga2 : Trọng lợng cầu chủ động sau ;

ở xe con có thể coi Ga2 = Ga/2 = 2090/2 = 1045 (KG) ;

+  : Góc đặc trng cho vị trí tơng đối giữa con lăn với bánh xe ô tô

Nh tính toán ở trên đã có  = 45 ;

+ Pk1 ,Pk2 : Lực kéo tiếp tuyến do bánh xe tác dụng lên con lăn ;

+ Mkbx : Mômen xoắn của bánh xe ;

+ wbx ,wcl1 ,wcl2 : vận tốc góc chỉ chiều quay của bánh xe ,con lăn 1 ,con lăn

047 , 1



cl

cl M n

= 28,7 (KW) Chú ý : Mcl = 77 (GK.m) = 770 (N.m)

Ch ơng 3 : thiết kế bộ Phận truyền động

3.1) Tính toán hộp số :

Do kết cấu của bệ thử nh đã trình bầy ở trên ,đồng thời do tốc độ

từ con lăn đến động cơ lớn nên ta chọn hộp tăng tốc bánh răng trụ răngnghiêng một cấp

Với : br : Hiệu suất của 1 cặp bánh răng br = 0,97

ol : Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn ol = 0,99

* Công suất của động cơ điện :

);

(520

2

2

mm N mm N

mm



2) Xác định ứng suất tiếp và ứng suất uốn cho phép :

a) ứng suất tiếp xúc cho phép :

b) ứng suất uốn cho phép :

Khi răng làm việc 2 mặt (Răng chịu ứng suất thay đổi đổi chiều) :

 

n K

K n

U

.

5 ,

1 '' 1

6 , 223 520 43 ,

258600.43,

1 6 , 223 5 , 1

1 258 5 , 1

A  

 

3

' 2

2

2

6

.

.

10 05 , 1 1

A

N K i

7 , 28 3 , 1 1 25 ,

2 6

n A

) 1 25 , 0 (

1000 60

356 200 14 , 3 2 ) 1 (

1000

.

60

.

200 2 1

2

mm i

Zt = Z1 + Z2 =  

3

985 , 0 200 2 cos

2

n m

131

- Sè r¨ng b¸nh lín : Z1 =

1 25 , 0

* TÝnh chÝnh x¸c gãc nghiªng:

200 2

3 131

5 , 2

,

0

7 , 28 3 , 1 19100000

.

10 1 , 19

2 1

1 //

1 1

2 1

6 1

mm N

b n Z m Y

N K

u

u n

, 53

2 2

1 1

) ( 1777 10

.

20

.

) ( 4811 356

320

7 , 28 10 55 , 9 2

N tg

P

N s

co

tg

P

N d

M

o a

o

o r

Ii) tÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc vµ TÝnh then :

Chän vËt liÖu lµm trôc I lµ thÐp 35 thêng ho¸ cã 520( 2)

d  C 3

n

Với N : Công suất truyền (KW) ;

n : Tốc độ quay của trục (v/p) ;

* Khe hở giữa các bánh răng và thành trong của hộp : l1 =10 (mm) ;

* Khoảng cách từ thành trong của hộp tới mặt bên của ổ lăn : l2 = 10 (mm) ;

* Chiều dầy của nắp ổ : l3 = 15 (mm ) ;

* Chiều dầy ổ bi là : Bôl = 25 (mm) ;

* Chiều dầy bánh răng : Bbr = 60 (mm)

Từ những kích thớc chọn ở trên ta có thể vẽ phác đợc sơ đồ hộp tăng tốc và xác định đợc các khoảng cách :

a = b = Bbr/2 + l1 + l2 + Bôl/2 = 60/2 + 10 + 10 + 25/2 = 62,5 (mm)

320

=> MU n-n= 147992 , 5 2  150343 , 7 2 = 210962 (N.mm)

* §êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm n-n :

Theo bang (7-2) chän [] = 48 (N / mm2)

d1 n-n

  0 , 1 48 52,6( )

699332

1 ,

, 150343

Mtđ = M2U  0 , 75 M X2  166803 2  184427 2  230940 (Nmm)

1424

5 , 27 10 55 ,

Từ đó ta có : d2 m-m 34 , 1 ( )

58 1 , 0

230940

Đờng kính ở tiết diện m-m lấy d2 m-m = 40 (mm) vì trục có rãnh then Đờng kính chỗ lắp ổ lăn lấy = 35 (mm) Đờng kính đầu ra hộp tăng tốc lấy = 30 (mm)

3) Tính chính xác trục :

n =  n

n n

n n

.

1

m a

.

1

m a

: : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp

* Trục I: Đờng kính trục d1= 60 (mm)

Chọn vật liệu làm trục là thép 35 thờng hoá có 520( 2)

mm

N

b 

ở tiết diện nguy hiểm n-n :

+ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng :

) / ( 2 , 11 18760

Mu = 210962 (N.mm)

W = 18760 (mm3 ) Tra bảng (7-3b) ;+ Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động :

) / ( 2 , 19 40000

0

mm N W

- Hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then : k = 1,63 , k = 1,5

- Tập trung ứng suất do lắp căng, chọn kiểu lắp T3 ,áp suất sinh ra trên

n = 6,3 và n = 2,8

8 , 2 3 , 6

8 2 3 , 6

* Trục II : Đờng kính trục d2 = 40 (mm)

Chọn vật liệu làm trục là thép 45 thờng hoá có 600( 2)

mm

N

b 

ở tiết diện nguy hiểm m-m :

+ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng :

) / ( 2 , 30 5510

Mu = 166803 (N.mm)

W = 5510 (mm3 ) Tra bảng (7-3b) ;+ Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động :

) / ( 6 , 15 11790

0

mm N W

- Hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then : k = 1,63 , k = 1,5

- Tập trung ứng suất do lắp căng, chọn kiểu lắp T3 ,áp suất sinh ra trên

n = 3,3 và n = 4,7

==> 2,7

7 , 4 3 , 3

7 , 4 3 , 3

Để cố định bánh răng theo phơng tiếp tuyến ,truyền mômen và chuyển

động từ trục đến bánh răng hoặc ngợc lại ta dùng then

* Trục I :

+ Đờng kính trục để lắp then là d2 = 60 (mm) Tra bảng (7-23) chọn then có các kích thớc sau : b = 18 ; h= 11 ; t = 5,5 ; t1 = 5,6 ; k = 6,8 , chiều dài then l

= 0,8 lm với lm : chiều dài moayơ ==> Lấy l = 50(mm)

+ Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức :

.

2

2

mm

N l

k d

769901

.

2

769901

+ Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức :

 .( ).

.

2

2

mm

N l

k d

184427

.

2

c

X c

l b d

184427

2

1 => Vậy then ta chọn là phù hợp b) Chọn ổ lăn :

* Bôi trơn ổ lăn: Bô phận ổ đợc bôi trơn băng mỡ, vì vận tốc bộ truyền bánh răng thấp nên không dùng đợc phơng pháp bắn toé để hắt dầu từ trong hộp giảm tốc lên bôi trơn bộ phận ổ Có thể dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 - 100C và vận tốc dới 1500 (v/p) Lợng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của

bộ phận ổ Để mỡ không chảy ra ngoài nên làm vòng chắn dầu

* Che kín ổ lăn : Để che kín các trục ra tránh sự xâm nhập của bụi bẩn và tạp chất vào ổ cũng nh ngăn mỡ chảy ra ngoài , dùng phớt ứng với d = 35 (mm)

và d = 55 (mm)

3.2) Tính toán khớp nối :

Khớp nối có nhiệm vụ nối trục ra của hộp tăng tốc với trục của máy điện Chọn khớp nối là nối trục vòng đàn hồi (dạng đĩa) có cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ và dễ chế tạo 1) Mômen truyền qua nối trục :

Mk = k.Mx =1,25.184427 = 239755 (N.mm)Trong đó Mx = 184427 (N.mm)

k : Hệ số tải trọng động ; Lấy k = 1,25 2) Kích thớc của khớp nối đợc chọn :

Với đờng kính trục ra hộp tăng tốc là d2 = 30 (mm) , Tra bảng (9-11) đợc

- Chiều dài toàn bộ lv = 28 3) Chọn vật liệu : Nối trục làm bằng gang Cy 21-40 , chốt bằng thép 45 thờng hoá, vòng đàn hồi bằng cao su

ứng suất dập cho phép của vòng cao su []d = 2,5 (N / mm2)

ứng suất uốn cho phép của chốt []u = 60 (N / mm2)

4) Kiểm nghiệm sức bền dập của vòng cao su :

 

  2

14 28 97 6

184427

25 , 1 2

.

.

2

d d

d c

v O

X d

d l D Z

M K

 

  6

, 47 97

14 6 1 , 0

33 184427

25 , 1

.

1 , 0

.

3

3

u u

u O

c

c X u

D d z

l M K

+ 2 bộ truyền xích dẫn động con lăn với con lăn.

+ 2 bộ truyền xích dẫn động con lăn tới trục đầu vào của hộp tăng tốc

Để đơn giản chọn 4 bộ truyền xích là nh nhau nên chỉ cần thiết kế 1 bộ truyền xích là đủ

I) Thiết kế bộ truyền xích dẫn động con lăn với con lăn :

1) Chọn loại xích răng để làm việc êm dịu ( bớt va đập cho các bộ truyền còn

-Kđc =1,25 khoảng cách trục không điều chỉnh đợc -Kb =1 hệ số xét đến khả năng bôi trơn, bôi trơn nhỏ giọt -KC =1 bộ truyền làm việc 2 ca

163 98

0

16 10 ] [

10

700 2 2

30 30

2

) (

2 2

2 1 2 2



A

t Z Z t

A Z

356 30

u

Theo bảng (6-7) tìm đợc [u] = 50 => điều kiện u  [u] đợc thoả mãn

* Tính chính xác khoảng cách trục A :

.) ( 704 2

30 30 104 2

30 30 104

2 4

2

2 2 1 2

2 1 2

1

mm

Z Z Z

Z X Z

Z X

05 , 19 180

7 , 28 15 , 1 10 6

.

10

.

N n

t Z

-Kđc =1,25 khoảng cách trục không điều chỉnh đợc -Kb =1 hệ số xét đến khả năng bôi trơn, bôi trơn nhỏ giọt -KC =1 bộ truyền làm việc 2 ca

=> K = 1.1.1.1,25.1.1 = 1,25

* Công suất tính toán của bộ truyền xích

Nt =K.KZ.Kn.N ;

163 98

0

16 10 ] [

10

5 , 571 2 2

30 30

2

) (

2 2

2 1 2 2



A

t Z Z t

A Z

356 30

30 30 90 2

30 30 90

2 4

2

2 2 1 2

2 1 2

1

mm

Z Z Z

Z X Z

Z X

182( ).

30

180 sin

05 , 19 180

7 , 28 15 , 1 10 6

.

10

.

N n

t Z

.580

2

2

mm N mm N

- Con l¨n võa chÞu uèn võa chÞu xo¾n

- ChiÒu dµi con l¨n : LCL = 710 (mm)

- Kho¶ng c¸ch gi÷a hai gèi trôc :

* XÐt mÆt c¾t nguy hiÓm A-A :

+Trong mÆt ph¼ng YOZ cã m«men uèn :

MYOZ=

4

910 739 4

Vµ m«men xo¾n :

MX = P.rCL = 517.149 = 77033 (N.mm)

VËy m«men uèn ë mÆt c¾t nguy hiÓm A-A :

M u A-A = M2YOZ M XOY2  168122 2  117617 2  205180 (N.mm) + TÝnh øng suÊt uèn :

- øng suÊt uèn t¸c dông lªn con l¨n :

u

t u

d D d

- D : §êng kÝnh ngoµi cña con l¨n ;

- d : §êng kÝnh trong cña con l¨n ;