7.4. KHỚP NỐI ĐÀN HỒI
7.6.2 Cấu tạo các đăng đồng tốc
7.6.2.1. Các đăng bi đồng tốc kiểu Vâyxơ Hình 7.24 là các chi tiết của các đăng Vâyxơ
Đặc điểm cấu tạo
Khớp có hai nạng 3 và 4 được chế tạo liên tục, nạng có cấu tạo hình dáng, kích thước hoàn toàn giống nhau. Mỗi nạng có bốn rãnh được bố trí đối xứng nhau, và đường tâm của các rãnh này là các cung tròn có bán kính giống nhau, chiều dài của rãnh là góc lệch giới hạn của hai trục. Ở trạng thái lắp ráp bốn rãnh
Hình 7.24: Các chi tiết của khớp các đăng đồng tốc Vâyxơ
a.Các chi tiết tháo rời : b)khi lắp ráp 1: Viên bitrung tâm, 2: các viên bi xung
quanh, 3,4 : các nạng các đăng, 5: trục các đăng, 6: chốt định vị xuyên qua viên
bi 1, 7: chốt hãm
chứa bốn viên bi (2) ở giữa có một viên nhỏ hơn (1) đặt ở đầu mút hai nạng để định vị các nạng này.
Khi quay trục 5, nạng 4 quay theo các viên bị xung quanh làm nạng 3 quay, cả bốn viên bi sẽ dịch chuyển để sao cho năm viên bi luôn luôn nằm trên mặt phẳng phân giác của các góc lệch hai trục (hình 2.4.b)
7.6.2.2. Khớp các đăng đồng tốc kiểu cam
Khớp các đăng đồng tốc kiểu cam được mô tả trên hình 7.25 Đặc điểm cấu tạo :
Khớp các đăng đồng tốc kiểu cam (thông thường) gồm: hai nạng 1 và 5 hai cam 2 và 4 và đĩa 3. Mỗi nạng đều có bề mặt trụ trong như nhau (C). Mỗi cam có bề mặt trụ ngoài A và rãnh trong B. Khi lắp ráp thành khớp thì bề mặt trụ ngoài của cam A sẽ ép vào bề mặt trong C của các nạng, còn đĩa 3 nằm trong hai rãnh B của hai cam. Như vậy mỗi trục quay cùng với mỗi nạng vừa có thể quay xung quanh đường tâm của đĩa 3 lại vừa có thể quay quanh đường tâm của các bề mặt trụ ngoài A của các cam. Nghĩa là chúng có thể quay quanh hai đường tâm trục luônvuông góc với nhau. Như vậy khớp các đăng cam kép thực chất là truyền động khớp các đăng kép khác tốc bố trí nối tiếp nhau nên trục 6 và trục của nạng 1 luôn có cùng tốc độ góc.
Hình 7.25: Các chi tiết của các đăng đồng tốc kiểu cam 1,5: nạng các đăng, 2,4: các cam, 3: đĩa của khớp các đăng
Người ta cũng có thể làm hai khớp các đăng khác tốc nối tiếp nhau và nạng ở giữa nối với các ổ của hai trục chữ thập và yêu cầu các ngõng trục của nạng giữa phải cùng nằm trên một mặt phẳng. Để đảm bảo định vị các nạng 1, 5 các cam 2, 4 và đĩa 3 và đảm bảo đường tâm đĩa 3 luôn cắt đường tâm chốt quay lái người ta dùng các ống lót định tâm, cùng các vòng chặn...
Người ta ứng dụng khớp các đăng đồng tốc vào trong các bán trục của cầu chủ động dẫn hướng của ôtô :
- Cho phép truyền mômen xoắn từ bánh răng bán trục ra bánh xe chủ động đều nhau (về tốc độ góc của hai đoạn trục qua khớp các đăng).
- Cho phép bánh xe dẫn hướng vẫn truyền lực lại lệch được phương chuyển động để thay đổi hướng chuyển động của ôtô.
7.7. TÍNH TOÁN SỐ VÕNG QUAY NGUY HIỂM CỦA TRỤC CÁC ĐĂNG
Trong lý thuyết dao động người ta thường xét đến hiện tượng cộng hưởng ở những trục dài và quay với những tốc độ lớn nào đó. Trục các đăng thuộc các diện xét trên. Các đăng khi chế tạo có sai số, cân bằng thiếu chính xác nên khối
lượng của trục phân bố không đều trọng tâm của nó bị lệch một đoạn là e so với đường tâm của trục. Khi quay sẽ sinh ra lực li tâm cho trục có độ võng y. Xét điều kiện cân bằng của trục theo hình 7.26 ta có lực li tâm bằng lực đàn hồi.
3 2
l yEJ . C ) e y (
m (7-11)
2 3
3
l m CEJ
e y m
Hình 7.26 : Sơ đồ trục khi võng
Độ võng y nếu tiến đến vô cùng có nghĩa là xảy ra hiện tượng cộng hưởng phá hoại trục, khi tốc độ góc của trục đạt đến một giá trị giới hạn (nguy hiểm)
t: tốc độ tới hạn
m l
J E C
t .
. .
3
hoặc
m l
J E nt C
. . . . 30
3
(7-12)
Trong đó:
nt: võng quay tới hạn (v/p)
C: hệ số xét đến ảnh hưởng của gối tựa E: mô đun đàn hồi (N.m-2)
J: mômen quán tính của tiết diện trục (m4) l: chiều dài của trục các đăng (m)
m: khối lượng của trục (kg)
Ví dụ: tính vòng quay nguy hiểm của một trục tròn đặc đường kính D đặt tự do trong các gối đỡ. Ta có:
g 4 l D g m G 64 ; J D
2
4
= 0,78.106 N.m-3 (trọng lượng riêng của thép) E = 2,10.1011N.m-2. C =
5
384 thay vào (7-12) Ta có:
2 4
t l
.D 10 . 12
n (7-13)
Từ đó ta có các công thức tính ntcó trục các đăng bằng thép:
Loại điểm tựa Trục đặc Trục rỗng
1 Đặt tự do trong điểm tựa 12.104lD2 4 22 2 l
d 10 D
.
12
2 Ngàm ở các điểm tựa 27,5.14lD2 4 22 2
l d 10 D
. 5 ,
27
Để nâng cao giá trị tốc độ vòng quay tới hạn nhằm tăng tốc độ lớn nhất của ôtô phải giảm chiều dài của trục (1) bằng cách phân thành các đoạn các đăng trung gian và các đăng chính, trục các đăng nên làm rỗng. Đối với loại trục các đăng hở nằm tự do ở các gối tựa chiều dài l được thừa nhận là khoảng cách giữa các tâm điểm của khớp nối các đăng. Khi chọn kích thước của trục các đăng cần tính đến hệ số dự trữ theo số vòng quay nguy hiểm.
0 , 2 2 , n 1
n
max
t
Trong đó: nmax số vòng quay cực đại của trục các đăng ứng với tốc độ lớn nhất của xe ôtô (v/p)
Khi cần tính toán và thiết kế truyền động các đăng người ta dựa vào cách bố trí các đăng trên xe, tính toán số vòng quay nguy hiểm, tính toán sức bền của trục, nạng, trục chữ thập theo uốn, dập, cắt, xoắn theo sức bền vật liệu.