TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU Ô TÔ TOYOTA INNOVA G 2.0 MT 2006

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

---o0o---

<b>BÀI TIỂU LUẬN GIỮA KỲ </b>

<b>MÔN HỌC PHẦN: TÍNH TỐN KẾT CẤU Ơ TƠ </b>

<b>TÍNH TỐN, THIẾT KỂ KẾT CẤU Ơ TƠ </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

---o0o---

<b>BÀI TIỂU LUẬN GIỮA KỲ </b>

<b>MƠN HỌC PHẦN: TÍNH TỐN KẾT CẤU Ơ TƠ </b>

<b>TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU Ô TÔ </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>LỜI CẢM ƠN </b>

Qua một kỳ đã tham gia và học tập mơn Tính tốn kết cấu ơ tơ dưới sự giảng dạy và hướng dẫn tận tình của ThS. Trần Anh Sơn – Giảng viên bộ môn Khung gầm, cả nhóm cảm thấy sự sâu sắc và nhiệt huyết của thầy đặt ở trong các bài giảng trên lớp. Qua đó, chúng em đã trang bị được cho bản thân những kiến thức vững chắc về cấu tạo, động học và động lực học các chi tiết của hệ thống khung gầm ô tô như: ly hợp, hộp số, truyền động các đăng/bán trục,… cùng với đó là phương pháp tính bền cho các chi tiết trong hệ thống khung gầm và quan trọng hơn là để áp dụng vào thực hành, thực tập và làm nghề trong tương lai.

Dưới đây là nhận thức của cả nhóm qua một kỳ được học tập và rèn luyện mơn Tính tốn kết cấu ơ tơ. Do cịn thiếu khả năng về trình bày và kinh nghiệm trong việc tìm kiếm và lọc các thông tin nên bài báo cáo của cả nhóm sẽ có những sai sót. Nhóm chúng em kính mong nhận được những ý kiến đóng góp và sự chỉ dẫn từ các Quý Thầy Cô và các bạn sinh viên để bài báo cáo này được hoàn thiện một cách tốt nhất. Một lần nữa, cả nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Trần Anh Sơn và trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM - khoa Công Nghệ Động Lực đã tạo điều kiện học tập, cung cấp cho lớp môi trường hoạt động và làm việc chuyên nghiệp.

<b>NHÓM CHÚNG EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<small>1.Tính và lựa chọn tỷ số truyền hộp số dọc 5 cấp có một số OD _________________ 11.1 Tỷ số truyền số 1 ___________________________________________________ 11.2 Tỷ số truyền các số trung gian _________________________________________ 22.Tính số răng của cặp bánh răng số (số 1, 2, 3, 4, 5) thỏa tỷ số truyền hộp số ______ 32.1 Khoảng cách giữa các trục ____________________________________________ 32.2 Chọn mơ – đun pháp tuyến và góc nghiêng của bánh răng ___________________ 32.3 Xác định số răng của các bánh răng _____________________________________ 33.Xác định moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số (khi sang số 1-3, 2-4, 4-5, 5-3, 4-2, 2-1, ly hợp không ly khi gài số, bộ đồng tốc bị hỏng). ___________ 54.Tính cơng trượt của ly hợp trong trường hợp đóng ly hợp êm dịu nhất (biết xe di chuyển tay số 2 với tốc độ 50 km/h trên đường nhựa tốt, đạp ly hợp gài số 3, 4) ____ 115.Tính công trượt của ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền _______________ 146.Xác định kích thước (R1 , R2) của đĩa ma sát của ly hợp thỏa điều kiện bền theo áp suất cho phép ________________________________________________________ 157.Xác định đường kính trục các đăng (D,d) theo số vịng quoay nguy hiểm và ứng suất xoắn _______________________________________________________________ 168. Kiểm nghiệm bền trục các đăng theo ứng suất xoắn và góc xoắn ______________ 189. Thiết kế đường kính bán trục thoả điều kiện bền ___________________________ 1910.Kiểm nghiệm bền bán trục ___________________________________________ 24</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>THÔNG SỐ KỸ THUẬT </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Momen xoắn cực đại của động cơ: M<small>emax</small> = 186 (N.m)

η<small>t</small> : Hiệu suất hệ thống truyền lực. Vì là xe du lịch vi sai một cấp nên chọn η<small>tl </small>=

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>2. Tính số răng của cặp bánh răng số (số 1, 2, 3, 4, 5) thỏa tỷ số truyền hộp số </b>

<b>2.1 Khoảng cách giữa các trục </b>

Xe ô tô du lịch ta chọn hệ số kinh nghiệm C = 14

A = C√𝑀³ _{𝑒𝑚𝑎𝑥} = 14. √186³ = 79,92 𝑚𝑚

<b>2.2 Chọn mô – đun pháp tuyến và góc nghiêng của bánh răng </b>

- Mô – đun pháp tuyến xe du lịch: m = 2,25 ÷ 3

<b>2.3 Xác định số răng của các bánh răng </b>

Theo kinh nghiệm, số răng chủ động của cặp bánh răng gài số ở số truyền thấp được chọn: Z<small>1</small>= 16 răng và chọn sơ bộ Z<small>a</small>= 13 răng

- Tỷ số truyền của cặp bánh răng gài số 1:

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Tỷ số truyền của cặp bánh răng gài số của các số trung gian: 𝑖_𝑔𝑖 =^𝑖<small>ℎ𝑖</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>3. Xác định moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số (khi sang số 1-3, 2-4, 4-5, 5-3, 4-2, 2-1, ly hợp không ly khi gài số, bộ đồng tốc bị hỏng). </b>

<b>Xác định moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số (khi xe di chuyển tay số 5 với tốc độ 90 km/h, không đạp ly hợp khi gài số 3, bộ đồng tốc bị hỏng) </b>

V = 90 km/h = 25 m/s

Chọn moment quán tính của phần chủ động: J<small>m</small> = 1,5 Nms<small>2</small>

Chọn moment quán tính của phần bị động: J_l = 0,022 Nms<small>2</small>

- Phương trình xung lượng khi gài số không tách ly hợp khi gài số 3:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>Xác định moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số (khi xe di chuyển tay số 1 với tốc độ 20 km/h, không đạp ly hợp khi gài số 3, bộ đồng tốc bị hỏng) </b>

V = 20 km/h = 5,555 m/s

Chọn moment quán tính của phần chủ động: J<small>m</small> = 1,5 Nms² Chọn moment quán tính của phần bị động: J_l = 0,022 Nms<small>2</small>

- Phương trình xung lượng khi gài số không tách ly hợp khi gài số 3:

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>chuyển tay số 4 với tốc độ 70 km/h, không đạp ly hợp khi gài số 5, bộ đồng tốc bị hỏng) </b>

V = 70 km/h = 19,44 m/s

Chọn moment quán tính của phần chủ động: J<small>m</small> = 1,5 Nms² Chọn moment quán tính của phần bị động: J_l = 0,022 Nms<small>2</small>

- Phương trình xung lượng khi gài số không tách ly hợp khi gài số 5:

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>Xác định moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số (khi xe di chuyển tay số 4 với tốc độ 70 km/h, không đạp ly hợp khi gài số 2, bộ đồng tốc bị hỏng) </b>

V = 70 km/h = 19,44 m/s

Chọn moment quán tính của phần chủ động: J<small>m</small> = 1,5 Nms² Chọn moment quán tính của phần bị động: J_l = 0,022 Nms<small>2</small>

- Phương trình xung lượng khi gài số không tách ly hợp khi gài số 2:

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<b>chuyển tay số 2 với tốc độ 30 km/h, không đạp ly hợp khi gài số 4, bộ đồng tốc bị hỏng) </b>

V = 30 km/h = 8,333 m/s

Chọn moment quán tính của phần chủ động: J<small>m</small> = 1,5 Nms² Chọn moment quán tính của phần bị động: J_l = 0,022 Nms<small>2</small>

- Phương trình xung lượng khi gài số không tách ly hợp khi gài số 4:

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>Xác định moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số (khi xe di chuyển tay số 2 với tốc độ 30 km/h, không đạp ly hợp khi gài số 1, bộ đồng tốc bị hỏng) </b>

V = 30 km/h = 8,333 m/s

Chọn moment quán tính của phần chủ động: J<small>m</small> = 1,5 Nms² Chọn moment quán tính của phần bị động: J_l = 0,022 Nms<small>2</small>

- Phương trình xung lượng khi gài số không tách ly hợp khi gài số 1:

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b>(biết xe di chuyển tay số 2 với tốc độ 50 km/h trên đường nhựa tốt, đạp ly </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Vậy công trượt trường hợp này là:

<b>Tính cơng trượt của ly hợp trong trường hợp đóng ly hợp êm dịu nhất (biết xe di chuyển tay số 5 với tốc độ 50 km/h trên đường nhựa tốt, đạp ly </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>5. Tính cơng trượt của ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền </b>

Công trượt của ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền là khi trạng thái xe đứng yên lúc đó cơng trượt sẽ là lớn nhất. Do đó ta có 𝜔<small>𝑚</small> = 𝜔<small>𝑀</small> (tốc độ góc tại moment xoắn cực đại) và 𝜔<small>𝑏</small> = 0 ; 𝛼 = 0

Do xe đang đứng yên nên v = 0 m/s và 𝛼 = 0, chọn hệ số cản lăn f= 0.015 - Moment cản chuyển động quy dẫn về trục ly hợp:

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<b>6. Xác định kích thước (R<small>1</small> , R<small>2</small>) của đĩa ma sát của ly hợp thỏa điều kiện bền theo áp suất cho phép </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<b>• Đường kính trục theo số vịng quay nguy hiểm (𝒏</b>_𝒕<b>). </b>

- Số vịng quay nguy hiểm trục :

<b>• Đường kính trục theo ứng suất xoắn. </b>

trong q trình làm việc trục các đăng số 2 sẽ xoắn, uốn , kéo. Với ứng

<b>suất xoán là lớn nhất. chọn góc xoắn = 6<small>0</small></b>

- Mơ men chống xoắn cực đại:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<b>8. Kiểm nghiệm bền trục các đăng theo ứng suất xoắn và góc xoắn. </b>

<b> Theo ứng suất xoắn </b>

- Mô men chống xoắn Thỏa điều kiện bề theo ứng suất xoắn

<b>Theo góc xoắn </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Với góc xoắn cho phép [𝜃] = 3° ÷ 9°

<b> 𝜽 = 𝟎, 𝟐𝟓𝟖° <[θ]=>thỏa đk cho phép góc xoắn </b>

<b>9. Thiết kế đường kính bán trục thoả điều kiện bền (chọn hệ số dư bền 2.5). </b>

Trong đó : 𝑍₁, 𝑍₂- Phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe trái và phải. 𝑌₁, 𝑌₂- Phản lực ngang tác dụng lên bánh xe trái và phải.

𝑋₁, 𝑋₂- Phản lực của lực qua các bánh xe chủ động. B=1510(mm)=1,51(m)-Chiều rộng cơ sở xe(m)

𝑚₂𝐺₂-Lực thẳng tác dụng lên cầu sau.

Y-Lực quán tính phát sinh khi xe chuyển động trên đường nghiêng hoặc đang quay vòng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

❖ Trường hợp 1 (Lực X đạt giá trị cực đại Xi=Xmax).

<i>Khi truyền lực kéo cực đại: </i>

ih – Tỉ số truyền hộp số (khi lực kéo cực đại thì tính ở tay số 1) ❖ Trường hợp 2 (Lực Y đạt giá trị cực đại Y=Ymax)

𝑋₁ = 𝑋₂ = 0

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Trong đó: φ1 – hệ số bám ngang, có thể lấy φ1 ≈ 1 m2 = 1 khi xe trượt ngang

❖ Trường hợp 3 ( Lực Z đạt giá trị cực đại Z=Zmax)

Ứng suất cho phép của các bán trục như sau:

- Khi nửa trục chịu uốn và xoắn, thì ứng suất tổng hợp cho phép sẽlà:

- [<small>th</small>] = 600 750 MN/m<small>2</small>. Chọn [<small>th</small>] = 600 MN/m<small>2</small>

- Với hệ số dư bền là 2.5 => [<small>th</small>] = 240 MN/m<small>2</small> để tính d cho 3 trường hợp. Đối với dòng xe du lịch tính tốn , thiết kế bán trục giảm tải ½.

Chọn b=40(mm) –khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm bạc đạn (ổ đỡ). ❖ Trường hợp 1 ( Lực X đạt giá trị cực đại Xi=Ximax)

<i>Khi truyền lực kéo cực đại : </i>

Ứng suất uốn tại tiết diện bạc đạn với tác dụng đồng thời các lực 𝑋₁và 𝑍₂.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

=> Ở trường hợp truyền lực kéo cực đại, ứng suất tổng hợp sinh ra trên các bán trục là lớn nhất vì bán trục chịu cả ứng suất uốn của Z1, Z2 gây ra trong mặt phẳng thẳng đứng và X1, X2 gây ra trong mặt phẳng ngang, cùng với đó là chịu cả cả ứng suất xoắn do X1, X2 gây ra. Vì vậy, khi thiết kế đường kính bản trục ta có thể lấy ứng suất tổng hợp làm tiêu chuẩn để tính toán, kiểm nghiệm bền. Với hệ số dư bền là 2.5 dùng để xe có thể hoạt động trong nhiều trường hợp khác cùng với đó là vận hành xe ở tay số 1 để xe có lực kéo lớn nhất.

<i>Khi truyền lực phanh cực đại </i>

Ứng suất uốn được xác định theo phương trình:

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

𝜎_𝑢 =^𝑏𝑚^2𝑝^𝐺²

0,2𝑑<small>3</small> √1 + 0,75<small>2</small> = 240. 10⁶ =>d=0,021(m)

❖ Trường hợp 2 (Lực Y đạt giá trị cực đại Y=Ymax) Ứng suất uốn tại tiết diện đặt bạc đạn ngoài:

❖ Trường hợp 3 (Lực Z đạt giá trị cực đại Z=Zmax) -Lúc này các bán trục chỉ chịu uốn :

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<b>10. Kiểm nghiệm bền bán trục. </b>

❖ Trường hợp 1 (Lực X đạt giá trị cực đại Xi=Ximax) - Moment uốn do X1, X2 gây nên trong mặt phẳng ngang:

<i>Khi truyền lực kéo cực đại </i>

Ứng suất uốn tại tiết diện bạc đạn với tác dụng đồng thời các lực X1 và Z2

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

= 31,059 (MN/𝑚²) <600(MN/𝑚²)(thoả mãn điều kiện bền). - Ứng suất tổng hợp cả uốn và xoắn là:

<i>Khi truyền lực phanh cực đại </i>

Ứng suất uốn được xác định theo phương trình: = 19,86(MN/𝑚² ) < 600(MN/𝑚²) (thoả mãn điều kiện bền)

❖ Trường hợp 2 (Lực Y đạt giá trị cực đại Y=Ymax) Ứng suất uốn tại tiết diện đặt bạc đạn ngoài:

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

= 253,27 (MN/𝑚² ) < 600(MN/𝑚²) (thoả mãn điều kiện bền)

❖ Trường hợp 3 (Lực Z đạt giá trị cực đại Z=Zmax) -Lúc này các bán trục chỉ chịu uốn :

</div>