Tính toán thiết kế trục các đăng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (563.73 KB, 28 trang )

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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC CÁC ĐĂNG

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Lớp:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Tp.HCM, ngày … tháng … năm …

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Đề số:…….

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

TÊN MÔN HỌC : Đồ án Động cơ đốt trongNGÀNH: Công nghệ kỹ thuật ô tô1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm……):

2. Tên đề tài : Tính tốn thiết kế Hệ thống truyền lực chính...

4. Nội dung nhiệm vụ : ...

Giới thiệu tổng quan về đề tài...

Trình bày cơ sở lý thuyết...

Giảng viên hướng dẫn(Ký và ghi rõ họ tên)Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: ……./……../………

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

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ

THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN

TÊN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao lại cho sinh viên đóng vào cuốn báo cáo)

1. Tên đề tài: Tính tốn thiết kế trục các đăng

2. Giảng viên hướng dẫn:

3. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm 3):

(Giảng viên hướng dẫn ghi)

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

TuầnNgàyNội dung thực hiệnKết quả thực hiện của sinh viên(Giảng viên hướng dẫn ghi)

Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án = 50% x Tính chủ động, tích cực, sáng tạo +

%50 x Đáp ứng nội dung nhiệm vụ

Tổng điểm kết thúc học phần = Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án x 40% + Điểm

chấm báo cáo GVHD x 30% + Điểm chấm báo cáo GVPB x 30%

Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá về q trình thực hiện đồ án; Điểm báo cáo bảo vệ đồ án mơn học; Điểm q trình (Ghi theo thang điểm 10), giảng viên chuyển điểm vào bảng điểm Viện đã giao.

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký nháy vàophần điểm chỉnh sửa.

Họ tên sinh viênMã số SV

Tiêu chí đánh giá về q trình thực hiện

đồ ánvề q trình thực hiện đồ án Tổng điểm tiêu chí đánh giá(tổng 2 cột điểm 1*50%

+2*50%)Tính chủ động,

tích cực, sáng tạo

Đáp ứng nội dungnhiệm vụ

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)TP. HCM, ngày … tháng … năm ……….Giảng viên hướng dẫn(Ký và ghi rõ họ tên)

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

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình làm bài đồ án, chúng em được các thầy cô giáo trong viện kỹ thuật ôtô hướng dẫn và giúp đỡ. Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Phan Quốc Minhđã luôn trực tiếp hướng dẫn chúng em hoàn thành bài đồ án này.

Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu đề tài, do kiến thức chuyên ngành cịn hạn chế nênnhóm em vẫn cịn nhiều thiếu sót khơng tìm hiểu, đánh giá và trình bày về đề tài. Rất mongnhận được sự quan tâm góp ý của các thầy/cô giảng viên bộ môn để đề tài của em được đầyđủ và hoàn chỉnh hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

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

Mục Lục

Chương 1: Giới thiệu...1

1.1. Đặt vấn đề:...1

1.2. Mục tiêu đề tài:...1

1.3. Nội dung đề tài:...1

1.4. Phương pháp nghiên cứu:...2

3.2. Số vòng quay cực đại và số vòng quay nguy hiểm của trục...13

3.3. Ứng suất xoắn của trục...14

3.4. Ứng suất xoắn cực đại của trục...15

3.5. Góc xoắn cực đại của trục...15

Chương 4: Xây dựng mô phỏng...17

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển...19

Tài liệu tham khảo...20

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Mục lục hình ảnh

Hình 2.1: Trục các đăng 2 khớp nối

Hình 2.2: Trục các đăng 3 khớp nốiHình 2.3: Ổ đỡ giữa

Hình 2.4: Khớp nối trượt

Hình 2.5: Khớp nối đỡ trung gianHình 2.6: Vịng bi đỡ trục các đăngHình 2.7: Dấu ghi nhớ trục các đăng

Hình 2.8: Khớp nối bi chữ thập trục các đăng loại lắp ổ bi mỏng (không thể tháo rời) Và

Khớp nối bi chữ thập trục các đăng loại nắp ổ bi cứng (có thể tháo rời)

Hình 4.1: Mặt bíchHình 4.2: Trục chữ thập

Hình 4.3: Trục truyền các đăngHình 4.4: Trục các đăng hoàn chỉnh

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

Chương 1: Giới thiệu

1.1. Đặt vấn đề:

Khi công nghệ lẫn kinh tế ngày càng phát triển, thì việc có một chiếc ơ tơ khơng cịn khókhăn như trước nữa. Bằng chứng là ta có thể dễ dàng bắt gặp nhiều loại xe ô tô khác nhautrên các đường phố ở Việt Nam. Sự phát triển không ngừng về chất lượng và số lượng, đikèm theo đó các trang bị và động cơ phải luôn được cải tiến để phù hợp với nhu cầu ngườisử dụng. Những địi hỏi về tốc độ, cơng suất động cơ ngày càng tăng, qua đó ta phải cải tiến,thiết kế các chi tiết một cách thông minh và hoạt động tối ưu nhất. Hệ thống truyền lực chínhgồm có hộp số, vi sai, trục các đăng. Một trong số đó là trục các đăng – chi tiết đặc biệt quantrọng, khơng thể thiếu trong q trình chuyển động của ơ tơ và cũng là chi tiết chính cho đồán này.

1.2. Mục tiêu đề tài:

Mục tiêu của nhóm là giúp các bạn sinh viên hiểu hơn về kết cấu, công dụng, nguyên lý hoạtđộng của hệ thống truyền lực chính. Nghiên cứu, thiết kế và tìm hiểu các kiến thức về chitiết trục các đăng trên xe. Đồng thời, đưa ra các hướng phát triển thiết kế trục các đăng

1.3. Nội dung đề tài:

Tuần 1: Giao đề tài.

Tuần 2: Phân tích và lấy số liệu chi tiết thiết kế.Tuần 3: Lên kế hoạch, quy trình thiết kế chi tiết.Tuần 4: Tính tốn và thiết kế sơ bộ hệ thống.

Tuần 5, 6: Thiết kế chi tiết theo quy trình đã vạch ra.

Tuần 7, 8: Hoàn chỉnh bản vẽ thiết kế 2D gồm 3 hình chiếu và mặt cắtTuần 9: Chỉnh sửa bản vẽ thiết kế 2D (nếu cần).

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

Tuần 10: Hồn chỉnh đồ án. Đóng thành cuốn cho giảng viên ký duyệt để tiến hành bảo vệđồ án.

1.4. Phương pháp nghiên cứu:

Thu thập thông tin từ tài liệu của môn kết cấu ô tô và nguồn internet. Sử dụng phần mềm vẽ kỹ thuật là Solidwork để mô phỏng chi tiết dưới dạng 3D.

1.5. Kết cấu của đồ án:

Gồm có 5 chương:Chương 1: Giới thiệu.Chương 2: Cơ sở lý thuyết.Chương 3: Tính tốn, thiết kế.

Chương 4: Xây dựng mơ phỏng (nếu có).Chương 5: Kết luận và hướng phát triển.

1.6. Tổng quan

Hệ thống truyền lực ôtô là bộ phận có chức năng truyền cơng suất từ động cơ ô tô đến cácbánh xe. Trên hệ thống truyền lực có các bộ phận như bộ ly hợp, bộ vi sai, hợp số và trụccác đăng. Hệ thống truyền lực có các nhiệm vụ cơ bản như truyền, biến đổi moment quay vàsố vòng quay từ động cơ đến bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc củađộng cơ, cắt dòng truyền trong thời gian ngắn hoặc dài, đổi chiều chuyển động nhằm tạo nênchuyển động lùi cho ô tô, tạo khả năng chuyển động “mềm mại” và tính năng việt dã. Cácyêu cầu hệ thống truyền lực trên ô tô: Truyền công suất từ động cơ đến bánh xe chủ độngvới hiệu suất cao,độ tin cậy lớn, thay đổi được moment của động cơ một cách dễ dàng, cấutạo đơn giản, dễ bảo dưỡng,sửa chữa.

1.7. Kết luận

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

Sau khi thảo luận và đưa ra ý kiến. Nhóm chúng em chọn Trục các đăng để làm đề tài chođồ án lần này.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Trục các đăng là bộ phận quan trọng, không thể thiếu trong cấu tạo của các loại xe ơ tơ.Khơng những nó giúp truyền động cho các cầu bánh xe mà nó cịn giúp góp phần làm cho ơ-tơ được chuyển động mượt mà và dễ dàng hơn.

Trục các đăng hay còn được gọi là trục dẫn động. Đây là một trong các sản phẩm cơ khíthơng dụng cũng là bộ phận thuộc hệ thống truyền lực trên ô-tô.

Trong ô-tô, trục các-đăng truyền công suất từ hộp số ngang, dọc tới bộ vi sai. Chúng có khảnăng di chuyển lên xuống tương ứng với điều kiện vận hành và triệt tiêu sự thay đổi về chiềudài bằng rãnh then.

Có thể ví bộ truyền động trục dẫn động giống với hệ thống ống dẫn khí, dẫn thủy lực hoặcđường dây điện đi khắp các nơi cần thiết trên ô-tô. Nhưng với bộ truyền động các đăng thìchúng khơng những truyền lực mà cịn truyền được cả mơmen.

Thơng qua việc kết nối đó, trục các đăng sẽ thực hiện nhiệm vụ chính của nó là truyềnmơmen xoắn và lực.

Ngồi việc truyền chuyển động giữa các cụm đặt cách xa nhau thì nó cịn giúp cho việc tháolắp các cụm, cơ cấu truyền lực được diễn ra dễ dàng hơn.

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

2.2. Yêu cầu.

Để đảm bảo cơng dụng nêu trên ngồi các yêu cầu chung về sức bền và sức kéo và kết cấugọn nhẹ, truyền động các-đăng trên ô tô cịn thỏa mãn các u cầu đặc trưng sau:

khơng được có dao động, va đập, khơng có tải động lớn do momen quán tính gây ra.

- Trục đặc:

Loại trục này thường rất nhỏ, gọn, không tốn nhiều không gian. Nhưng lại không thể thayđổi độ dài. Chúng thường được dùng ở các vị trí như giữa hộp giảm tốc cầu tới bánh xe chủđộng.

2.3.2. Theo kết cấu khớp các đăng.

- Khớp các đăng mềm:

Loại khớp này thường được dùng để nối dài trục các đăng. Thơng thường chúng có kíchthước nhỏ và nên được làm từ cao su có độ bền cao để tránh bị hỏng do tác động của môitrường.

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

- Khớp các đăng khác tốc:

Loại khớp các đăng khác được sử dụng phổ biến nhờ ưu điểm góc thay đổi mơ men lớn, cócấu tạo đơn giản với giá thành rẻ. Đại diện cho loại này là trục các đăng khớp chữ thập,thường được dùng ở bộ truyền giữa hộp số và hộp giảm tốc cầu xe.

2.3.4. Theo số lượng khớp các đăng trong bộ truyền.

- Loại đơn: chỉ sử dụng một khớp các đăng trong bộ truyền động.

- Loại kép: được sử dụng khi truyền mơ-men xoắn giữa hai cụm có khoảng cách lớn.

2.4. Cấu tạo.

Trục các đăng được xem là bộ phận không thể thiếu đối với hệ thống truyền động của cácloại phương tiện. Trục các đăng có cấu tạo bao gồm 2 bộ phận: Trục các đăng và khớp cácđăng.

2.4.1. Trục các đăng.

Trục các đăng là một ống thép nhẹ bằng thép các bon, đủ khoẻ để chống xoắn và cong.Bìnhthường trục các đăng là một ống liền có hai khớp nối ở hai đầu hình thành các khớp các

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

đăng.Vì có đơi chút rung động ở tốc độ cao, nên ngày nay người ta thường sử dụng trục cácđăng loại có 3 khớp nối.

- Trục các đăng 2 khớp:

Tổng chiều dài mỗi đoạn của trục cac đăng 2 khớp là tương đối lớn, điều này có nghĩa là: khitrục cac đăng đang quay ở tốc độ cao, trục có xu hướng bị cong một chút và rung độngnhiều. Hơn nữa do độ khơng cân bằng cịn sót lại, vì vật cần có độ cân bằng chính xác cao đểgiảm đến mức tối thiểu sự sai lệch và rung động như kể ở trên.

Hình 2.1: Trục các đăng 2 khớp nối

- Loại có 3 khớp nối:

Chiều dài của mỗi đoạn trục của trục các đăng loại 2 đoạn, 3 khớp ngắn hơn và do đó độcong do không cân bằng ngắn hơn. Độ rung ở tốc độ cao cũng giảm. Vì những ưu điểm này,ngày nay người ta thường sử dụng kiểu trục cacđăng 3 khớp nhiều hơn.

Hình 2.2: Trục các đăng 3 khớp nối

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

- Ổ đỡ giữa: Ổ đỡ giữa đỡ hai phần của trục các đăng ở giữa, và được lắp qua mặt bích vàocác rãnh then hoa ở đầu trục trung gian. Bản thân ổ đỡ giữa gồm có ống lót cao su che chắnổ đỡ, và ổ đỡ này lại đỡ các trục các đăng và được lắp vào thân xe bằng một giá đỡ.

Hình 2.3: Ổ đỡ giữa2.4.2. Khớp nối trượt trục các đăng:

Khớp nối trượt ở trục thứ cấp của hộp số, cho phép bất kỳ sự thay đổi chiều dài ở láp truyềnbằng cách trượt vô hay trượt ra của hộp số.

Nạng cacđăng bị trượt đến trục thứ cấp của hộp số và lắp vừa vào phần vỏ dư ra của hộp số.Đệm làm kín tiếp xúc với nạng cacđăng, nạng cacđăng nằm trên phần bạc lót ở trong vỏ dưra. Nạng trục các đăng quay cùng với trục thứ cấp của hộp số, nhưng nó tự do trượt vô vàtrượt ra hộp số.

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

- Đường kính ngồi của nạng được làm nhẳn. Bề mặt nhẳn này lắp vào bề mặt của bạc đạnvà phốt vào kín đầu ở trong hộp số.

- Vỏ mang trục mở rộng để đỡ nạng khi nó trượt trong hộp số. Phốt làm kín phía sau có hộpsố nằm trên nạng và ngăn cản dầu bơi trơn rị rỉ ra phía sau hộp số. Phốt làm kín giữ bụi trênđường không vào hộp số và tách rời nạng.Thông thường mặt ngồi của khớp nối trượt đượcbơi trơn bởi dầu hộp số. Dầu hộp số ngăn chặn bôi trơn ống máng trục, nạng và phốt làmkín.

Tuy nhiên, một vài loại nạng địi hỏi bơi dầu nặng lên các rãnh trượt của chúng. Các rãnhtrượt được làm kín từ dầu hộp số. Điều này làm cho dầu bôi trơn ngăn cách các rãng trượt.

2.4.3. Khớp nối đỡ trung gian trục các đăng.

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

Gối để trung gian gồm có: giá đỡ, vịng đỡ cao su và vịng bi.

Khớp nối đỡ trung gian được dùng để giữ điểm giữa của trục chủ động hai khúc. Trọng tâmcủa bạc đạn được bắt vào sườn xe hoặc dưới khung xe. Nó nâng đỡ trung tâm các trục chủđộng nơi hai trục nối nhau.

Hình 2.5: Khớp nối đỡ trung gian

1- vịng cao su giảm chẩn; 2- trục chủ động trước;

3- bạc đạn đỡ trung tâm; 4- trục chủ động sau; 5- bộ phận bắt ngang.

Vòng bi đỡ trục cacđăng đỡ hai phần của trục cacđăng ở vị trí giữa và được lắp qua mặt bíchđến các then đặt ở đầu trục trung gian. Vòng bi đỡ trục cacđăng được minh họa dưới đây,bao gồm ống cao su bọc ngồi vịng bi, vịng trong đễ trục cacđăng và được lắp vào khungxe bởi giá đỡ.

Thực tế trục cacđăng được chia làm hai đoạn, sự dao động của trục cacđăng được hấp thụbởi ống cao su để ngăn dao động truyền đến khung xe. Vì vậy, sự rung động và tiếng ồn gâyra bởi trục cacđăng ở phạm vi tốc độ cao được giảm tới mức tuyệt đối nhỏ.

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

Hình 2.6: Vòng bi đỡ trục các đăng

Chú ý: Trước khi tháo vịng bi trục cacđăng, dấu ghi nhớ vị trí phải được đánh lên mặt bíchtrục cacđăng và trục trung gian để đảm bảo độ chính xác khi lắp nạng cacđăng sau khi bảodưỡng. Nếu các chi tiết được lắp láp khơng có chuẩn là dấu ghi nhớ, thì sự rung động vàtiếng ồn có thể sinh ra khi xe chuyển động.

Hình 2.7: Dấu ghi nhớ trục các đăng2.4.4. Khớp nối bi chữ thập của trục các đăng.

Gồm 2 loại: Kiểu lắp vòng bi cứng và kiểu lắp vòng bi mềm.

Khớp nối bi chữ thập thường được sử dụng vì nó có cấu tạo đơn giản và chức năng chínhxác. Nó có hai nạng, một nạng được hàn với trục cacđăng và nạng khác gắn lyền với bíchnối hoặc khớp trượt, còn bi chữ thập (trục bi chữ thập) được lắp vào giữa chúng qua các

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

vòng bi. Trục bi chữ thập được rèn từ loại thép cacbon đặt biệt và có 4 cổ trục được biếncứng bề mặt có độ bền cao và chống mịn.

Vịng bi đũa kim được lắp vào trong nắp vòng bi, nắp vòng bi được lắp ép vào lỗ trên nạngđể giảm đến mức tối thiểu sự cản trở khi hoặt động giữa các cổ trục và nạng.

Để ngăn cản vòng bi nhảy ra ngoài khi trục cacđăng quay ở tốc độ cao, hoặc là vòng hãm,hoặc là tấm hãm được dùng để xiết chặt nắp vòng bi trong nắp vòng bi kiểu cứng. Đối vớinắp vịng bi kiểu mềm, thì nắp vịng bi được xẽ rãnh.

Vì vậy nắp vịng bi kiểu mềm khơng thể tháo ra được.

Hình 2.8: Khớp nối bi chữ thập trục các đăng loại lắp ổ bi mỏng (không thể tháo rời)

Và Khớp nối bi chữ thập trục các đăng loại nắp ổ bi cứng (có thể tháo rời)

2.4.5. Kết cấu của một khớp các đăng đơn có trục chữ thập.

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

Hình 2.9: a) Cấu tạo khớp cac đăng đơn có trục chữ thập

b) Nguyên lí khớp cac đăng đơn có trục chữ thập- Nếu hai trục đồng tâm thì tốc độ quay của chúng như nhau

- Nếu hai trục khơng đồng tâm (góc lệch a) thì tốc độ quay của chúng khác nhau - Nếu góc lệch a càng lớn thì sự chênh lệch càng lớn.

Sự quay không điều trên trục bị động 2 làm tăng tải trọng động cho thân trục bị động và cácchi tiết truyền lực sau nó, nhất là khi góc lệch a lớn.

2.5. Nguyên lý hoạt động.

Trục các đăng vận hành dựa trên nguyên lý truyền lực, và momen xoắn giữa các cụm truyềnđộng đặt xa nhau như hộp số và cơ cấu vi sai hoặc cầu xe. Những cụm này luôn thay đổikhoảng cách khi xe vận hành.

Khi phương tiện chuyển động, chiều dài các đăng thay đổi. Chính vì vậy, then hoa được thiếtkế để có thể liên kết di động cùng khớp các đăng. Liên kết này gồm một ống trục các đăngcó rãnh then hoa ở phía trong và một trục các đăng có rãnh then hóa ở phía ngồi. Khi vị trícầu xe thay đổi thì các khớp then hoa trượt trên nhau để thay đổi chiều dài trục các đăng.

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

=> Đó chính là tất cả những gì nhóm chúng em muốn chia sẻ về trục các đăng và để hiểuthêm về kết cấu trục các đăng nhóm em sẽ trình bày tính tốn và thiết kế phần trục rỗng củatrục các đăng xe ô tô.

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