do an tinh toan thiet ke o to cua thay PGS.TS Nguyen Van Phung huong dan

ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP TỚI QUÁ TRÌNH PHANH XE A/ Khi phanh xe không tách ly hợp, momen quán tính khi phanh tạo ra: Ở tay số truyền 1: 1 max1... TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH RĂNG: a... T

Chương 1: LY HỢP

Ta có: Ja = 10,2 Nm/ sec2 là momen quán tính chủ động của xe qui dần về trục A

Jm = 1,5 Nm/ sec2 là momen quán tính động cơ qui dần về trục M

Jb = 0,022 Nm/ sec2 là momen quán tính tại đoạn B

β = 1,3 là hệ số dự trữ

1 ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP ĐẾN SỰ GÀI SỐ TRUYỀN

A/ Trường hợp gài số không tách ly hợp, xung lượng tạo ra l à:

4 4

2

a h b a h

a h

m b

J i w w i

P r t

J i

J J







 B/ Khi có tách ly hợp, xung l ượng tạo ra là:

'

4 4

2

a h b a h

a h b

J i w w i

P r t

J i J







So sánh 2 trường hợp gài số có tách ly hợp và gài số không tách ly hợp:

2

'

4 4

2

4 4

a h

m b a h

b

J i

J J

P r t

J

P r t i

J









Ở tay số truyền 1 ih1 = 3,11

2

'

4 4

2

4 4

10, 2 3,11

0,022 1,5

10, 2 3,11

0,022

P r t

P r t







0,0346 = 3,4%

Ở tay số truyền 2 ih2 = 1,77

2 '

4 4

2

4 4

10, 2 1,77

0,022 1,5

10, 2 1,77

0,022

P r t

P r t







0,021 = 2,1%

Ở tay số truyền 3 ih3 = 1

2

'

4 4

2

4 4

10, 2 1

0,022 1,5

10, 2 1

0,022

P r t

P r t







0,0166 = 1,66%

Jm, Wm

Jb

A B

M

-2 ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP TỚI QUÁ TRÌNH PHANH XE

A/ Khi phanh xe không tách ly hợp, momen quán tính khi phanh tạo ra:

Ở tay số truyền 1:

1 max1

0,7.9,81.4,55.3,11

1,5

p

o h

j b

g i i

r





Với φ = 0.7 hệ số bám

g = 9,81 gia tốc trọng trường

i = 3,11 tỉ số truyền ở tay số 11

i = 1,77 tỉ số truyền ở tay số 22

i = 1 tỉ số truyền ở tay số 33

r = 0,33 ( m ) bán kính bánh xe b

j = 1 hệ số tính đến các khối lượng chuyển động quay trong hệ thống

Ở tay số truyền 2:

2 max 2

0,7.9,81.4,55.1,77

1,5

p

o h

j b

g i i

r





Ở tay số truyền 3:

3 max3

0,7.9,81.4,55.1

1,5

p

o h

j b

g i i

r





B/ Khi phanh xe có tách ly hợp, momen quán t ính khi phanh tạo ra:

M j pmax 0 vì Jm = 0

Momen ma sát đĩa ly hợp:

Mc= β.Memax = 1,3.230 = 299 ( Nm)

Kết luận:

Mipmax1> Mc ly hợp sẽ bị trượt

Mipmax2 và Mipmax3 < Mc ly hợp sẽ không trượt

Ta có tốc độ xe ở từng tay số là:

Ở tay số 1:

1

1

4,55.3,11

M b

o h

n r

v

i i

Ở tay số 2:

2

2

4,55.1,77

M b

o h

n r v

i i

Ở tay số 3:

3

M b o

n r

v

i i

Ta có tốc độ góc trục khuỷu động cơ:

2 1000

60.3600 3

M m

n

2.3,14.1000 3600( 1500)

-Tốc độ góc quay của bánh xe ứng với từng tay số:

Ờ tay số 1:

1 1

1000 1000.31,9

3600 3600.0,33

b

b

v w

r

Ở tay số 2:

2 2

3600 3600.0,33

b

b

v w

r

Ở tay số 3:

1000 1000.99, 22

3600 3600.0,33

b

b

v w

r

Từ đó ta tính được tốc độ góc của trục thứ cấp hộp số ứng với từng tay số:

Ở tay số 1:

wa1 = wb1.io = 26,85.4,55 = 122,17 ( rad/s)

Ở tay số 2:

wa2 = wb2.io = 47,14.4,55 = 214,49 ( rad/s)

Ở tay số3:

wa3 = wb3.io = 83,52.4,55 = 380 ( rad/s)

Kết luận:

Vì wa1,wa2,wa3 > wm nên bánh xe không bị trượt

Tính toán momen quán tính của trục thứ cấp hộp số ứng với từng tay số truyền:

Ở tay số 1:

Ma1 = Pcản.rb = rb(wa1 + 0,044V12 ) = 0,33( 122,17 + 0,044.31,92 ) = 55,1 ( Nm )

Ở tay số 2:

Ma2 = Pcản.rb = rb(wa2 + 0,044V22 ) = 0,33( 214,49 + 0,044.562 ) = 116,32 ( Nm )

Ở tay số 3:

Ma3 = Pcản.rb = rb(wa3 + 0,044V32 ) = 0,33( 380 + 0,044.99,222 ) = 268,34 ( Nm )

Kết luận:

Ma1, Ma2, Ma3 < Mc nên ly hợp không bị trượt

3 TÍNH TOÁN CÔNG TRƯỢT KHI ĐÓNG LY HỢP ĐỘT NGỘT :

2

c m a m a

M J J w w L





Do ly hợp không bị trượt nên không tính được công trượt khi đóng ly hợp đột ngột

4 T ÍNH TOÁN CÔNG TRƯỢT KHI ĐÓNG LY HỢP TỪ TỪ ÊM DỊU:

t t

L M w  w   J w  w

Do ly hợp không bị trượt nên không tính công trượt khi ly hợp đóng từ từ êm dịu

5 TÍNH TOÁN LỰC ÉP ĐĨA LY HỢP:

tb

M

P

R i



 

Với μ = 0,25 đến 0,3: hệ số ma sát

i : số cặp đĩa ly hợp

i = m+n -1

m: số đĩa chủ động

n : số đĩa bị động

Rtb: bán kính trung bình ly hợp

2

tb

R R

R  

2

12,63

e M R

c

Với c = 3,6

R1 = 0,53R2 = 0,53 12,63 = 6,7 ( cm)

12,63 6,7

2

tb

299 0,3.19,33.10 1

6 TÍNH TOÁN ÁP SUẤT ÉP ĐĨA LY HỢP:

606,12

q

F  R R

[ q ] = 150 đến 300 ( KN/ m2 ) nên q = 16,840 ( KN/m2 ) là rất tốt

7 TÍNH TOÁN CÔNG TRƯỢT RIÊNG:

l

F i  R R

 [ l ] = 1000 đến 2000 ( KJ/m2 )

Vì ly hợp không bị trượt nên không có công trượt riêng

8 TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘ ĐĨA LY HỢP:

.. 273(o )

n

L

C g



Với δ: hệ số công trượt

1

2n

  đối với đĩa bị động

1

n

  đối với đĩa chủ động

C: tỷ nhiệt Thép và gang C = 500 ( J/Kgđộ )

gn : Khối lượng riêng của đĩa ly hợp

[ T ] = 281 đến 283 ( oK)

Vì ly hợp không bị trượt nên không tính nhiệt độ đĩa ly hợp

9 TÍNH TOÁN CÔNG TÁCH LY HỢP

( 1, 2 ) (606,12 1, 2.606,12).3

h

P P S

Với Sh = ( 0,75 đến 1).i

i = 3

Chương 2 : HỘP SỐ CƠ KHÍ

TOÁN CÁC THÔNG

SỐ KÍCH THƯỚC

tiết bánh răng:

3 max

e

A C M

Chọn C = 15

Memax = 230 Nm momen cực đại của động cơ

A 15 2303 91,9 ( mm)

b Mođun pháp tuyến:

m = ( 0,032 đến 0,04 ).A

Chọn m= 0,035.A = 0,035.91,9 = 3,2 ( mm )

c Đường kính trục bánh răng:

- Đường kính trục sơ cấp:

3 3

1 5,3 emax 5,3 230

- Đường kính trục thứ cấp:

d2 = 0,45A = 0,45 91,9 = 41,36 ( mm )

d Số răng ở các tay số truyền:

Ở tay số truyền 1 ih1 = 3,11

1

1

2 cos 2.91,9.1 (1 h ) 3, 2(1 3,11)

A Z

m i



Với β = 0 : góc nghiêng của đường răng

'

1 1.h1

Z Z i 14.3,11 = 44 ( răng )

Ở tay số truyền 2 ih2 = 1,77

2

2

2 cos 2.91,9.1 (1 h ) 3, 2(1 1, 77)

A Z

m i



'

2 2.h2

Z Z i 21.1,77 = 37 ( răng )

Ở tay số truyền 3 ih3 = 1

3 3'

3

2 cos 2.91,9.1 (1 h ) 3, 2(1 1)

A

Z Z

m i



2 TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH RĂNG:

a Lực vòng P:

xoa n e h t

P



Ở tay số truyền 1 ih1 = 3,11

1 max 1

1

2 2.230.3,11.0,9

e h t

M i P

m Z



V ới ηt = 0,9 hiệu suất truyền lực

1' max ' 1

1

2 2.230.3,11.0,9

e h t

M i P

m Z



Ở tay số truyền 2 ih2 = 1,77

max 2 2

2

e h t

M i P

m Z



2

e h t

M i P

m Z



Ở tay số truyền 3 ih3 = 1

3 3' max ' 3

3

e h t

M i

P P

m Z



b Lực hướng kính:

cos

Ptg





Với β = 0 : góc nghiêng của đường răng

α = 200 : góc ăn khớp bánh răng

Ở tay số truyền 1:

1

' 1

Ở tay số truyền 2:

2

20 10,9 20

Ở tay số truyền 3:

' 3

20 4, 46 20

c Lực chiều trục:

Q = Ptg β = 0 ( vì β = 0 )

3 T ÍNH TOÁN KI ỂM TRA BỀN BÁNH RĂNG:

 Theo ứng suất uốn:

u

p

y b t

 

Với b: bề rộng bánh răngb = ( 4,4 đến 7 )m = 3,2.5 = 16 (mm)

y: hệ số dạng răng

t: bước răng t = π.m = 3,14.3,2 = 10 (mm)

) / ( 93 1 10 16 093 , 0

74 , 28

.

2 1

t b

y

P



-) / ( 39 , 0 10 16 146 , 0

14 , 9

.

2 '

1

' 1

'

t b

y

P



) / ( 59 , 0 10 16 115 , 0

9 , 10

.

2 2

2

t

b

y

P



) / ( 28 , 0 10 16 140 , 0

19 , 6

.

2 '

2

'

2

'

t

b

y

P



) / ( 22 , 0 10 16 129 , 0

46 , 4

.

2 3

3 '

3

t b y

P

u



b/Tính theo ứng suất tiếp xúc:













cos 418 , 0









b

PE

tx

E=2,1.105 MN/m2 là môđun đàn hồi



 r sin

Tay số truyền 1:

2

14 2 , 3 2

1

r    ; 2. 3,22.44 70,4( )

' 1 '

sin 22,4.sin200 7,7

1

 r ; '.sin 70,4.sin200 24

1

'

24

1 7 , 7

1 20 cos 16

10 1 , 2 74 , 28

418 ,

0

5

m MN



















σtx< tx =1500÷3000 MN/m2 : Nên đảm bảo bền.

Tay số truyền 2:

) ( 6 33 2

21 2 , 3 2

2

r    .2 3,22.37 59,2 ( )

' 2 '

sin 33,6.sin200 11,5

2

 r ; '.sin 59,2.sin200 20,25

2

'

25 , 20

1 5 , 11

1 20 cos 16

10 1 , 2 9 , 10

418 ,

0

5

m MN



















Tay số truyền 3:

2

29 2 , 3 2

3

'

3

' sin 46 , 4 sin 20 0 15 , 87

3

' 3

87 , 15

1 87 , 15

1 20 cos 16

10 1 , 2 46 , 4

418 ,

0

5

m MN



















8/ kiểm tra trục bánh răng hộp số:

a-Theo ứng suất uốn:

1

1

,

0 d

M u

u 



.2

l P

với ( l = 0,4 ( m )

4 , 0 74 , 28 2

P

10 748 , 5

1

,

0

2 9

3

6 3

1

m MN d

M u





b-theo ứng suất xoắn:

2

2

,

0 d

M x

x 



M

x

=M

emax

.i

h1

.η

t

= 230.3,11.0,9 = 643,77 ( Nm )=643,77.10

-6

( MNm )

10 77 , 643

2

,

0

2 9

3

6 3

2

m MN d

M x





chương 3

T ÍNH TOÁN CÁC ĐĂNG

1) Tính độ bền các đăng.

Kiểm tra theo số vòng quay nguy hiểm:

Ta có số vòng quay cực đại:

max max

1, 2 1, 2.5600

p h p h

n

i i i i

Từ: max

3

e b

o h

n r V

i i

Ta có số vòng quay có ích:

max 3 150.4,5.1

5382,77 0,38 0,38.0,33

o h e

b

V i i

n

r

Số vòng quay của cac đăng:

5382,77

1196, 2 4,5

e

cd

o

n

n

i

Số vòng quay nguy hiểm:

max

1, 2 1, 2.6720 8064

t

Nhận xét: n t n cd an toàn

2) Tính toán đường kính các đăng:

-nt = 12.104.D/l2 D = 24

10 12

.l

n t

10 12

5 , 1

8064 =0,1512 ( m )

nt =12.104. 22 2

l

d

D   d = D-2 =D-2.2,5.10-3 = D - 0,005

10 44 , 1

4 (

4

4 2

2







D

2.D2 - 0,01.D - 2,775.103 D=0,04 ( m )

d = D- 0,005 = 0,0035 ( m )

3) Kiểm tra theo ứng suất xoắn.

τ=



cos

.

max

x

p h e

w

i i M

=6,28230.10.3,611.0.,9851 =115,64.106(N/m2)=115,64 ( MN/m2 ) với Memax=230(N.m)

wx=

2

2



 D

=

2

10 5 , 2 04 , 0 14 ,

=6,28.10-6( m3 ) cosα = cos100 = 0,985

[τ]=(100300) ( MN/m2 )  τ < [τ]  an toàn.

D=0,1512(m)

τ =



cos

. 1

max

x

p h e

w

i i M

= 8 , 07 10 ( / ) 8 , 07 ( / )

985 , 0 10 09 , 0

1 11 , 3



wx=

2

.



 D

2

10 5 , 2 1512 , 0 14 ,

τ << [τ]= (100300)( MN/m2)  an toàn

4) Kiểm tra bền theo góc xoắn ()

 =



cos

.

x

pi hi e

J G

i i M

) ( 0731 0 0025 0 0756 0

) ( 0756 0 2

1512 0 2

2

1

2

m r

r

m

D

r



















G = 80.10

9

(GN/m

2

)   0 , 78 10 6 (N/m3 )

jx =

2

)

1

2

2

2 , 139 ).

0731 , 0 0756 , 0

 =0,026 ( kg.m2 )

với : m =

g

l r

.( 2 ) .

1

2

2 

=

81 , 9

10 78 , 0 5 , 1 ).

0731 , 0 0756 , 0 (

14 ,



=139,2 ( kg )  =

985 , 0 026 0 10 80 14

,

3

5 , 1 11 , 3 230 180

9 0

= 3.10-5 ( độ )

-  <[] = (3050)  Đạt yêu cầu.