Giáo trình trục cacđăng

Nhằm mục đích đó, mỗi đầu trục các đăng đều được lắp một khớp các đăng để hấp thụ những thay đổi theo phương thẳng đứng về góc độ của hệ thống treo.. Trục các đăng: II.1 Cấu tạo: Là ống

CHƯƠNG VI : TRUYỀN ĐỘNG CÁC

ĐĂNG

Truyền động các đăng là cơ cấu nối và truyền dẫn momen Dùng truyền momen xoắn giữa các cụm truyền lực không cố định chung trong một vỏ, và luôn bị chuyển dịch vị trí tương đối giữa chúng Sự dịch chuyển vị trí tương đối này tùy vào điều kiện mặt đường và mức tải

Cơ cấu các đăng được thiết kế để truyền lực thật êm từ hộp số đến bộ vi sai mà không chịu ảnh hưởng những thay đổi kể trên Nhằm mục đích đó, mỗi đầu trục các đăng đều được lắp một khớp các đăng để hấp thụ những thay đổi theo phương thẳng đứng về góc độ của hệ thống treo Hơn nữa, một khớp trượt được lắp thêm để hấp thụ những thay đổi giữa hộp số và bánh xe

II Trục các đăng:

II.1 Cấu tạo:

Là ống thép rỗng với hai khớp hai đầu cố định, được làm bằng thép cácbon và đủ độ bền để chịu được lực xoắn và lực uốn Trục này quay nhanh và nhiều hơn các bánh xe, nó phải thẳng và hoàn toàn cân bằng

Lý Thuyết Khung Gầm Ôtô  Trang 91

Hình 5.1: Các dao động khi xe hoạt động.

Hệ thống treo

Trục quay để truyền động

Di chuyển dọc trục sau khi hệ thống treo

dịch chuyển

3

II.2 Phân loại:

a Kiểu trục các đăng hai khớp:

Loại này khi trục các đăng quay ở tốc độ cao, trục có xu hướng bị cong và rung động nhiều do chiều dài mỗi đoạn tương đối lớn

b Kiểu trục các đăng ba khớp:

Ngược lại trường hợp trên, trục gồm hai đoạn nên

chiều dài của mỗi đoạn ngắn hơn, vì vậy độ cong và độ rung sẽ giảm khi trục quay ở tốc độ cao

II.3 Sự hoạt động của trục các đăng:

Khi xe chuyển động, trục thứ cấp hộp số quay khớp trượt Khớp trượt sau đó làm quay khớp các đăng trước, trục các đăng, khớp các đăng sau và nạng sau trên bộ

vi sai Bộ vi sai chứa các bánh răng sẽ truyền lực đến các bán trục sau Các bán trục làm quay các bánh xe

II.4 Đường truyền lực và chiều dài láp truyền:

Khi xe va chạm mạnh trên đường, hệ thống treo sau và lò xo bị nén lại Lúc này đường chuyền lực thay đổi, nhờ có khớp các đăng nên cho phép đường truyền lực gấp lại mà không thiệt hại đến trục chủ động

Hình 5.2.a: Trục các đăng hai khớp.

Khớp các

Khớp

trượt

Trục các đăng Khối cân bằng

Khớp các

đăng Khớp các đăng

Trục trung gian

Khớp các đăng

Khối cân

bằng

Trục các đăng Khối cân

bằng

Khớp

trượt

Hình 5.2.b: Trục các đăng ba khớp

Sự chuyển động cầu sau làm cho khoảng cách giữa cầu sau và hộp số thay đổi Khớp trượt cho phép thay đổi chiều dài này

II.5 Cấu trúc của khớp trượt:

Khớp trượt cho phép bất kỳ sự thay đổi chiều dài ở láp truyền bằng cách trượt vô hay trượt ra ở phần sau vỏ hộp số

Đường kín ngoài của khớp trượt được làm nhẵn Bề mặt nhẵn này lắp vào bề mặt của bạc đạn và phốt làm kín ở hộp số

Phốt làm kín phía sau hộp số nằm trên khớp trượt và ngăn cản dầu bôi trơn rò rỉ ra phía sau hộp số

II.6 Cân bằng trục các đăng:

Trục các đăng quay ở tốc độ cực đại của động cơ

ở số cao nó phải hoàn toàn cân bằng Vật cân bằng trọng lượng của trục phải được hàn vào trục và được cân chỉnh tại nơi sản xuất

Lý Thuyết Khung Gầm Ôtô  Trang 93

Bề mặt ngoài của khớp trượt

Các răng

then hoa

Khớp trượt Đệm làm kín phía sau hộp số

Hoạt động quay và trượt

Các răng then hoa

Khớp trượt

Phần sau của vỏ hộp số

Hình 5.3: Khớp trượt.

Trọng lượng cân bằng

Ống rỗng tạo thành phần chính của trục

Hình 5.4: Vật cân bằng được

hàn vào trục

III Khớp các đăng:

III.1 Công dụng:

Hấp thụ sự thay đổi gốc độ gây ra bởi sự thay đổi vị trí tương đối của bộ vi sai so với hộp số Như vậy lực truyền từ hộp số đến bộ vi sai êm hơn Khớp các đăng phải thỏa mãn các yêu cầu:

Truyền lực mà không thay đổi vận tốc góc

 Truyền lực êm và không gây tiếng ồn

 Cấu tạo đơn giản và ít xẩy ra sự cố

III.2 Phân loại:

Các loại khớp các đăng:

 Khớp chữ thập: - Kiểu nắp vòng bi cứng

- Kiểu nắp vòng bi mềm

 Khớp nối mềm

 Khớp vận tốc không đổi: - Kiểu Rzeppa

- Kiểu các đăng kép

- Kiểu Tripod

- Kiểu rãnh chữ thập

- Kiểu khuỷu ống kép

Vì khớp chữ thập và khớp vận tốc không đổi sử dụng phổ biến, nên chỉ giới thiệu hai loại trên ở phần cấu tạo và hoạt động

III.3 Cấu tạo và hoạt động:

Lực vào

Lực ra

Lực quay qua một góc

Nạng chủ

động

Trục chữ thập

Nắp bạc đạn

Hình 5.5: hoạt động của khớp các đăng

Trục chữ thập

Lỗ bơm dầu

Bạc đạn kim

Nạn

g Nắp vòng bi

Phe gài

Trục chữ thập

Nạn g

a=

300

r2

r1 A

B A

III.1 Khớp chữ thập:

Thường được sử dụng vì có cấu tạo đơn giản và chức năng chính xác Gồm có hai nạng, và trục chữ thập được lắp vào giữa hai nạng qua các vòng

bi Trục chữ thập có bốn cổ trục được biến cứng bề mặt có độ bền cao và chống mòn

Thay đổi vận tốc góc khớp chữ thập:

Hình 5.6.c minh họa sự thay đổi tốc độ của trục bị động B Tạo thành một góc 300 so với trục chủ động A, khi trục chủ động A quay với tốc độ không đổi

Trục chủ động A quay một vòng, trục bị động B cũng quay một vòng

Bán kính quay khớp lớn nhất (r2) khi trục chữ thập vuông góc với trục chủ động Có bán kính nhỏ (r1) khi trục chữ thập không vuông góc với trục chủ động r1<

r2

Lý Thuyết Khung Gầm Ôtô  Trang 95

Hình 5.6.d: Đồ thị thể hiện sự thay đổi

tốc độ của trục

A và B.

Tốc độ của trục

bị động

Tốc độ của trục chủ động

CHU KỲ QUAY CỦA TRỤC CÁC ĐĂNG

A: trục chủ động; B: trục bị động

Hình 5.6.c: Vị trí của khớp các đăng so với trục chủ động khi xe chuyển

động.

Do vận tốc dài nạng khớp các đăng của trục bị động thay đổi mỗi khi quay góc 900, có sự thay đổi về vận tốc góc tương đối so với trục chủ động Sự thay đổi vận tốc góc này lớn khi góc (a) giữa trục chủ động A và trục bị động B lớn Vì thế cần phải giảm góc a đến mức tối thiểu để đạt được vận tốc góc ít thay đổi nhất

Sự thay đổi vận tốc của khớp chữ thập bị loại bỏ bởi hai khớp các đăng đặt tại đầu trục chủ động ( từ hộp số) và trục bị động ( vào bộ vi sai) Mặt khác, trục

chủ động và trục bị động được đặt song song với nhau để ngăn cản sự thay đổi về tốc độ quay và momen

xoắn (Hình 5.6.e)

3.2 Khớp các đăng đồng tốc:

a Nguyên lý hình thành:

Khi hai đường tâm trục thay đổi, (thay đổi góc nghiêng truyền môment ) điều kiện đồng tốc ( 1

=  2 ) được thực hiện nếu:

 Giữ nguyên khoảng cách từ điểm truyền lực tới điểm giao nhau của hai đường tâm trục

 Điểm truyền lực luôn luôn nằm trên mặt phẳng phân giác của góc tạo nên giữa hai đường tâm trục

Trong trường hợp kết cấu bi tại chỗ truyền lực thực hiện truyền lực thông qua các viên bi cầu Các viên bi phải nằm giữa phần chủ động và phần bị động

Để giữ các viên bi truyền lực luôn nằm trên mặt phẳng phân giác, các kết cấu cụ thể thực hiện theo các kiểu khác nhau:

- Tự định vị trên các rãnh cong

- Dùng các vòng bi định vị

Lý Thuyết Khung Gầm Ôtô  Trang 97

Khớp các đăng phía trước

Đồng tốc

Khớp các đăng phía sau

Khớp các

đăng phía

trước

Khớp các đăng phía sau

SONG SONG

Hình 5.6.e

Thường trên các cầu trước chủ động việc truyền lực đòi hỏi góc đánh lái lớn (300-400), vì vậy các khớp các đăng đồng tốc có khả năng đáp ứng tốt

b Khớp vận tốc không đổi kiểu Tripod: ( chạc ba)

Cấu tạo: Một thân bao hình trụ, trên đó có xẻ ba rãnh dọc theo đường sinh

Thân bao hình trụ nối với phần trục chủ động bằng then hoa Trục bị động lắp then hoa với một chạc ba và được cố định nhờ hai vành hãm Trên các đầu trục của chạc ba bố trí các con lăn với hình bao con lăn dạng cầu Con lăn vừa quay trên trục và vừa di chuyển dọc theo trục Các con lăn bị hạn chế không chạy ra ngoài bởi gờ cao trên rãnh của thân bao hình trụ Toàn bộ khớp được bọc trong một vỏ bọc cao su đàn hồi

Con lăn

b)

Chạc ba

Hình 5.7: Các đăng kiểu Tripod.

a) mặt cắt; b) các chi

tiết

Nạng chủ

Con

a)

Nạng chủ

Khớp có khả năng truyền lực với góc lệch của hai đường tâm trục 450, có khả năng di chuyển dọc trục lớn Với một góc truyền lớn hơn 250 không có khả năng giữ điểm truyền lực nằm trong mặt phẳng phân giác, vì vậy khó đảm bảo khả năng đồng tốc Tuy nhiên so với các kiểu các đăng đồng tốc khác, công nghệ chế tạo và giá thành thấp hơn

Loại này cùng với các dạng các đăng bi khác tạo nên trục truyền ( hai đầu hai dạng khớp khác nhau) dùng cho hệ trống treo độc lập

c Khớp vận tốc không đổi kiểu Rzeppa:

Cấu tạo kiểu các đăng này được dùng phổ trên ôtô cả với cầu chủ động dầm liền và hệ treo độc

lập Chúng có cấu tạo như hình 5.8.a

Trục chủ động nối liền với bánh răng bán trục của cầu xe và đầu ngoài lắp then hoa với một phần qủa Lý Thuyết Khung Gầm Ôtô  Trang 99

Nạng chủ động

Nạng bị động

A

B

)

C)

Nạng chủ động

Bi truyền lực

Vỏ bao kín

Vỏ khớp các đăng

Hình: 5.8.a:các đăng bi Rzeppa

A) mặt cắt; B) hình dạng bên ngoài;

C) các chi tiết.

cầu, trên bề mặt ngoài quả cầu có sáu nửa rãnh tròn Trục bị động là một hốc cầu có sáu nửa rãnh tròn trong, chứa các viên bi Các viên bi nằm trong rãnh tròn giữa các nữa rãnh trong và ngoài và được định vị bằng vòng định vị dạng cầu Vòng định vị nằm sát với hốc cầu của trục chủ động, đóng vai trò tạo nên mặt phẳng phân giác chứa các viên bi Góc lệch tối đa giữa hai đường tâm trục khoảng 400, tương ứng với góc xoay viên bi ra khỏi vị trí trung gian mỗi bên 200

Kết cấu này cho phép thay đổi chiều dài trục bằng mối ghép then hoa giữa trục bị động với quả cầu trong, nhưng không lớn Sự dịch chuyển của nó bị hạn chế bởi vòng hãm trên đầu trục bị động

Khớp được bôi trơn bằng dầu truyền lực, và được bọc bởi vỏ cao su xếp

III.4 Khớp nối đỡ trung gian:

Khớp nối đỡ trung gian dùng giữ điểm giữa trục các đăng ba khớp (có trục trung gian và trục các đăng) Nâng đỡ trung tâm trục nơi hai trục nối nhau

Khớp nối đỡ trung gian gồm có một bạc đạn bị bịt kín cho phép trục quay tự do Phía ngoài bạc đạn được giữ bởi một miếng cao su dày Sự dao động trục được hấp thụ bởi ống cao su để ngăn dao động truyền đến khung xe, vì vậy sự rung động và tiếng ồn gây ra bởi trục các đăng

ở phạm vi tốc độ cao được giảm đến mức tuyệt đối nhỏ

Lý Thuyết Khung Gầm Ôtô Trang 100

Bạc đạn đũa

Hình 5.8.b: Mặt cắt ngang của khớp đỡ nối đỡ trung gian

Vòng đệm cao su

Trục các đăng

Bộ phận bắt ngang

Trục các đăng

Bạc đạn đỡ trung tâm Trục trung

gian

Lyù Thuyeát Khung Gaàm OÂtoâ Trang 101