Thiết kế thiết bị chẩn đoán hệ thống kéo ô tô

Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn
lời nói đầu

Trong những năm gần đây, nền kinh tế nớc ta đang vơn lên hoà nhập với khu vực
và thế giới. Bên cạnh sự phát triển của các ngành kinh tế khác thì ngành vận tải ô tô
cũng có những chuyển biến không ngừng.
Với xu thế phát triển của ngành ô tô nh hiện nay thì mức độ đòi hỏi đối với công
tác chẩn đoán kĩ thuật ô tô ngày một cao hơn. Các kết quả chẩn đoán đòi hỏi phải có
tính khách quan, tính chính xác và độ tin cậy cao hơn. Có nh thế thì mới đáp ứng đợc
nhu cầu của sự phát triển đối với ngành ô tô.
Để đáp ứng nhu cầu nói trên, biện pháp tốt nhất là áp dụng việc tự động hoá vào
trong quá trình chẩn đoán. Để đảm bảo chất lợng xe trong quá trình sử dụng thì việc
thờng xuyên đánh giá chất lợng xe là việc làm hết sức quan trọng .Vì vậy cần thiết
phải có các trạm kiểm định, với các trang thiết bị dùng cho công tác thử nghiệm và
chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của xe . Đề tài nghiên cứu đi theo hớng này : Thiết kế
thiết bị chẩn đoán hệ thống kéo trên ô tô , do GVC.TS . Nguyễn Đức Tuấn hớng
dẫn nhằm mục đích giúp chúng ta hiểu thêm về cơ sở của quá trình tự động hoá việc
chẩn đoán , kiểm định ôtô .
* Phạm vi đề tài nhằm giải quyết một số nội dung sau :
- Tổng quan về vấn đề nghiên cứu .
- Tính toán động học và động lực học bệ thử .
- Thiết kế truyền động .
- Nghiên cứu xây dựng phần mềm góp phần tự động hoá quá trình chẩn đoán
kiểm định ô tô .

Chơng 1
Tổng quan về các loạI băng thử và lựa chọn
ơng án thiết kế

1.1) tổng quan về các thiết bị chẩn đoán.

ph-

Các thiết bị chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của ô tô và các tổng thành của nó
rất đa dạng .Chúng đợc dùng để mô hình hoá quá trình làm việc của ôtô ,đo
các thông số chẩn đoán và làm cơ sở để thiết lập quá trình chung chẩn đoán kỹ
thuật .

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
-1-


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

Ngày nay trên thế giới đã và đang sử dụng nhiều phơng pháp và thiết bị chẩn
đoán khác nhau .Các phơng pháp và thiết bị chẩn đoán này không ngừng đợc
hoàn thiện nhờ áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại .
Các thiết bị chẩn đoán đợc dùng để xác định giá trị của các thông số chẩn
đoán .Loại thiết bị chẩn đoán thờng đi liền với phơng pháp chẩn đoán ,do vậy
thiết bị chẩn đoán cũng rất đa dạng .
Theo phơng pháp sử dụng ngời ta chia các thiết bị chẩn đoán ra làm 2 loại
chính :
a) Thiết bị chẩn đoán di động : Các dụng cụ này có thể là các dụng cụ xách
tay hoặc các thiết bị đo(Đồng hồ đo áp lực ,lực kế ,nhiệt kế) .Loại thiết bị di
động thờng đợc mang theo xe để tiến hành chẩn đoán trên đờng
b) Thiết bị chẩn đoán cố định : Thiết bị này thờng là các bệ thử đặt cố định
(bệ thử công suất ,bệ thử phanh,bệ thử tổng hợp ,bệ thử dao động...). Mỗi loại

bệ thử này đợc chia thành nhiều loại khác nhau.
Với bệ thử công suất : Có thể thử trên bệ thử con lăn hoặc trên bệ thử băng
tải(ít dùng) .Bệ thử con lăn lại đợc chia thành 3 loại :
- Bệ thử dạng lực : thiết bị chất tải là phanh cơ khí ,phanh thuỷ lực hoặc
phanh điện từ .Bệ thử chẩn đoán ô tô ở chế độ chuyển động đều và do lực kéo
ở các bánh xe chủ động ,hiệu suất truyền lực ,suất tiêu hao nhiên liệu ở tay số
truyền thẳng với chế độ mô men xoắn và công suất động cơ cực đại.
-Bệ thử dạng quán tính : Thiết bị chất tải trên bệ thử quán tính thờng có
dạng bánh đà .Trên bệ thử quán tính ô tô thờng đợc chẩn đoán ở chế độ chuyển
động không đều .Trong trờng hợp này công suất đợc xác định thông qua việc
đo các đại lợng gia tốc góc ,thời gian hoặc quãng đờng tăng tốc của bánh xe
(hoặc con lăn trên bệ thử) khi bớm ga mở hoàn toàn trong phạm vi tốc độ đã
cho ở tay số truyền thẳng.
-Bệ thử liên hợp : Loại bệ thử này hiện nay rất ít đợc sử dụng nên trong
phạm vi đề tài không đề cập đến

1.2) đánh giá chung

Hiện nay trên thế giới đã và đang sử dụng tất cả các loại băng thử trên .Tuy
nhiên tuỳ thuộc vào diều kiện kinh tế ,kỹ thuật mà sử dụng các loại băng thử
khác nhau ,có thể là loại con lăn ,loại băng tải ,loại tấm phẳng hoặc loại không
sử dụng lực bám giữa bánh xe với bề mặt tựa...Nhng xu hớng chung của các bệ
thử là dùng loại bệ thử con lăn dạng lực hoặc quán tính ,đồng thời áp dụng
những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại để đa ra các kết quả đo ,kiểm tra
chính xác hơn.
ở nớc ta đã và đang thừa kế những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại trên
thế giới .Do đó các bệ thử con lăn dạng lực hay dạng quán tính cũng đang đợc
sử dụng phổ biến ở các trạm kiểm định ,trạm BDSC ,viện nghiên cứu .

1.3) lựa chọn phơng án thiết kế

i) các phơng án thử chất lợng kéo đang đợc sử dụng
1.Khái niệm chung
Chất lợng kéo của ô tô là thông số hiệu qủa có tính tổng quát ,nó đặc trng
cho tình trạng kỹ thuật của hầu hết các tổng thành trên ô tô.
Chất lợng kéo giảm tức là giảm công suất và tăng tiêu hao nhiên liệu .Khi
đó ,khả năng leo dốc và khả năng vợt đờng lầy lội của ô tô là khó khăn .
Trong quá trình sử dụng ,tình trạng kỹ thuật của các tổng thành bị biến xấu
có thể dẫn tới h hỏng và ảnh hởng tới chất lợng kéo của ô tô .Theo thống kê ,

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
-2-


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

gần nh 50% các nguyên nhân gây ra các tổn hao công suất và tiêu hao nhiên
liệu có thể sử lý đợc nhờ chẩn đoán và điều chỉnh hợp lý .
Các kết quả nghiên cứu về ứng dụng chẩn đoán trong xi nghiệp vận tải đã chỉ
rõ nhờ chẩn đoán và điều chỉnh kịp thời mà mức khôi phục lực kéo tính trung
bình cho các loại xe là 13% và tiêu hao nhiên liệu kiểm tra cũng giảm đến giá
trị tơng tự .
Để hạn chế tốc độ biến xấu tình trạng kỹ thuật của toàn bộ ô tô nói chung và
của các tổng thành mà chất lợng của hệ thống kéo liên quan đến nói riêng ngời
ta thờng sử dụng các bệ thử để chẩn đoán điều chỉnh chúng theo định kỳ .Chẩn
đoán chất lợng kéo thờng đợc tiến hành trên bệ thử động lực học .Mục đích
của sử dụng bệ thử là tạo ra chế độ tải trọng và đặc tính tính tốc độ của ô tô tơng tự nh khi nó chuyển động trên đờng nhng chi phí về kinh tế và thời gian ít
hơn nhiều.

2.Các loại bệ thử
Khi chẩn đoán ô tô trên bệ thử có thể xác định đợc lực kéo ,lực phanh ,công
suất ,tốc độ ,tiêu hao nhiên liệu ,hiệu suất của hệ thống truyền lực và tình trạng
kỹ thuật của các tổng thành chủ yếu(Ly hợp theo mức độ trợt ,các đăng theo
độ dơ ,hộp số theo độ ồn và rung động...).
Các bệ chẩn đoán động lực học thờng gồm 3 bộ phận cơ bản : bộ phận
truyền động ,bộ phận chất tải và bộ phận đo ghi.
Bộ phận chất tải để mô hình hoá quá trình chuyển động thực tế của ô tô trên
bệ thử .Theo hình thức chất tải ,bệ chẩn đoán lực kéo đợc chia ra làm 2 loại :
a)Bệ thử dạng lực :
Thiết bị chất tải thờng là phanh điện từ ,phanh cơ khí hay phanh thuỷ lực .Bệ
thử này thờng chẩn đoán ô tô ở chế độ chuyển động đều và đo lực kéo ở các
bánh xe chủ động ,đo hiệu suất truyền lực ,suất tiêu hao nhiên liệu ở tay số 1
của hộp số ứng với mômen xoắn cực đại(Memax ) .
Kết cấu của bệ thử gồm các con lăn ,thiết bị chất tải , thiết bị đo ghi, và quạt
gió để làm mát động cơ trong quá trình thử nghiệm .Số lợng con lăn trên một
bánh có thể là 1 hoặc 2 .Do một số hạn chế của loại 1 con lăn mà ngày nay
loại 2 con lăn đợc dùng phổ biến .Các con lăn đợc đặt song song đối xứng
hoặc không đối xứng qua mặt phẳng thẳng đứng song song với trục và đi qua
trục bánh xe .
Để giảm sự trợt các con lăn đợc nối với nhau bằng truyền động xích ,trên
mặt con lăn có tạo gân để đảm bảo hệ số bám = 0,6ữ0,7.
Thiết bị chất tải để tạo ra chế độ tải trọng cho ô tô trên bệ thử dới dạng
phanh con lăn . Con lăn đợc làm bằng phanh điện thuỷ lực hay cơ khí
*Phanh thuỷ lực : Quá trình hãm trục con lăn đợc tạo ra do công chi phí việc
dịch chuyển chất lỏng (nớc) giữa stato và roto và do ma sát giữa roto với chất
lỏng và do nội ma sát của chất lỏng .
Phanh thuỷ lực thờng đợc đặt trên trục của 1 trong các con lăn .Rô to chính
là một trong các con lăn còn stato là xi lanh treo cân bằng đặt trên nó.Thay đổi
tải trọng đợc tạo ra bằng cách cung cấp nớc nhiều hay ít vào phanh thuỷ lực

.Roto truyền năng lợng nhận đợc qua chất lỏng đến stato và tạo ra mô men
xoắn tren đó. Mô men xoắn trên stato cân bằng tơng ứng với mô men kéo lên
bánh xe và đợc đo bằng cảm biến áp lực .
Phanh thuỷ lực có u điểm là khả năng quá tải tốt nhng nhợc điểm là thiết bị
cồng cềnh và khả năng tự điều chỉnh kém ,không đo đợc hiệu quả hệ thống và
vệ sinh kém .

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
-3-


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

*Phanh cơ khí: Quá trình hãm đợc thực hiện nhờ phanh guốc hoặc phanh đĩa
đặt trên 1 trong các con lăn ,ma sát phanh hấp thụ cơ năng của động cơ và biến
thành nhiệt năng .Tải trọng thay đổi đợc nhờ việc thay đổi lực nén của dẫn
động phanh .Giá trị mômen phanh đo đợc nhờ cảm biến áp lực .Phanh cơ khí
có các loại phanh guốc , phanh đĩa , phanh giải .Kết cấu loại này đơn giản dễ
chế tạo nhng đờng đặc tính của chúng không đạt yêu cầu và kém khả năng tự
điều chỉnh vì mô men phanh gần nh không phụ thuộc vào tốc độ quay
*Phanh điện : So với 2 loại phanh trên phanh điện có u điểm nổi trội hơn vì
tính thuận nghịch của nó ,có thể làm việc đợc ở cả 2 chế độ động cơ và máy
phát .ở chế độ máy phát có khả năng cung cấp điện năng cho lới điện ,khi thử
nhiều động cơ sẽ có ý nghĩa kinh tế .
Trong phanh điện lại có phanh điện một chiều và phanh điện xoay chiều :
- Phanh điện một chiều :Có thể thay đổi chế độ tốc độ bằng cách thay đổi
dòng kích thích tạo ra mô men , phanh điện từ cân bằng với mô men xoắn trên
bánh xe .

-Phanh điện xoay chiều : Dùng động cơ không đồng bộ dây cuốn .Loại
phanh này có kết cấu đơn giản ,kích thớc nhỏ gọn .Nhợc điểm là không đảm
bảo điều chỉnh tốc độ quay trong phạm vi rộng nên phải có hộp số kèm theo .
Khi sử dụng loại phanh điện làm thiết bị chất tải thì tuỳ thuộc vào cách
hãm con lăn mà phân ra :
+ Hãm động năng: Động cơ kéo con lăn và động cơ điện quay ,toàn bộ cơ
năng của động cơ ô tô cung cấp cho máy điện biến thành nhiệt năng nung
nóng các động cơ trong máy phát (Tổn hao do dòng Fucô) .
+Hãm ngợc : Vừa nối máy với nguồn làm cho roto quay vừa cho động cơ ô
tô nổ làm quay roto theo chiều ngợc lại làm sinh ra năng lợng trong máy
điện là rất lớn .Năng lợng này chủ yếu biến thành nhiệt năng nung nóng máy
điện .
Hai phơng pháp trên ít đợc sử dụng do chúng có những những nhợc điểm
sau:
-Nhiệt năng tạo ra trong máy điện là rất lớn có thể dẫn tới cháy các cuộn
dây .
-Đặc tính làm việc không phù hợp với đặc tính của ô tô thử nghiệm
-Giới hạn đo hẹp
+Hãm tái sinh:Cung cấp điện năng cho máy điện từ lới điện đồng thời cung
cấp cơ năng cho máy điện từ động cơ ô tô .Hãm tái sinh xuất hiện khi cơ năng
do động cơ ô tô cung cấp lớn hơn năng lợng điện năng do lới điện cung cấp
.Lúc đó tốc độ quay của rôto lớn hơn tốc độ quay của từ trờng quay stato và
động cơ điện trở thành máy phát điện .Thay đổi giá trị mô men hãm bằng cách
thay đổi giá trị điện trở gắn với rôto .Ưu điểm của phơng pháp này là :
-Có lợi về năng lợng :Có thể sử dụng năng lợng điện phát ra của máy điện
trong quá trình thử nghiệm hoà lên mạng điện .
-Giới hạn đo rộng .
-Đặc tính làm việc phù hợp với đặc tính của ô tô thử nghiệm
-Khả năng quá tải tốt : Có thể hãm đợc động cơ ô tô có công suất lớn hơn
công suất bản thân máy điện từ 5ữ 7 lần .

Để chẩn đoán chất lợng kéo ngời ta có thể sử dụng một trong các phơng án
trên .Giá trị lực kéo lực kéo đợc xác định nhờ cảm biến áp lực hoặc cơ cấu gắn
với vỏ động cơ điện (Máy điện cân bằng) .Có thể chẩn đoán ô tô trên bệ thử ở
trạng thái tĩnh và trạng thái động nhng do đặc thù của từng chế độ và phơng
pháp thử ngời thờng chẩn đoán chất lợng kéo ở trạng thái động .

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
-4-


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

b/Bệ thử dạng quán tính
Thiết bị chất tải là các bánh đà và ô tô chẩn đoán ở chế độ chuyển động
không đều. Khi đó lực kéo đợc xác định thông qua các giá trị của các đại lợng
gia tốc góc ,thời gian và quãng đờng tăng tốc .
Nguyên lý chuẩn đoán chung chất lợng kéo trên bệ thử quán tính là đo
quãng đờng và thời gian tăng tốc trong khoảng tốc độ (v1-v2) nhờ các dụng cụ
đo chuyên dùng (máy đếm số vòng quay,đồng hồ bấm giây ,gia tốc kế...) Đặc
tính phanh kéo đợc xây dựng nhờ việc ghi lại giá trị các tốc độ quay , mô men
quán tính của con lăn (hay bánh đà )khi tăng tốc .
+Ưu điểm của các loại bệ thử dạng quán tính :
- Có thể chuẩn đoán đợc ô tô ở tốc độ cao do đó mô phỏng đợc sát với thực
tế nên hay dùng cho các phòng thí nghiệm ,viện nghiên cứu.
- kết cấu đơn giản, dễ vận hành
+Nhợc điểm :
- Tính vạn năng kém ,mỗi loại ô tô mang chuẩn đoán lại phải có một khối lợng quán tính tơng ứng .
- Với bệ thử quán tính dùng động cơ ô tô kéo gây ồn và ô nhiễm môi trờng

do khí thải của động cơ ô tô .

II) lựa chọn phơng án thiết kế

Dựa vào đặc tính kỹ thuật ,u nhợc điểm của loại bệ thử trên kết hợp với tình
hình thực tế ở Việt Nam ta có thể đa ra một loại bệ thử có các điều kiện về
kinh tế kỹ thuật có thể đáp ứng đợc với công tác thử nghiệm cho các loại xe
không đồng đều về chủng loại ,hình dáng ,kích thớc đang đợc sử dụng tại Việt
Nam .Bệ thử đợc thiết kế phải đáp ứng đợc các nhu cầu sau :
+ Chi phí sản xuất ,lắp ráp sử dụng nhỏ .
+ Chiếm diện tích nhỏ .
+ Độ ổn định cao đòi hỏi trình độ vận hành sự dụng không cao lắm .
+ Tính vạn năng cao .
+ Dễ điều khiển .

sơ đồ các phơng án thiết kế bệ thử :

Từ các thực tế yêu cầu trên ta chọn phơng án thiết kế trên bệ thử lực ,đo lực
kéo ở trạng thái động ,bệ thử dạng con lăn ,thiết bị chất tải là phanh điện .Đo
lực kéo ở chế độ tốc độ ứng với mô men xoắn cực đại của động cơ ,vận tốc ô tô
khi thử kéo khoảng (10 20) km/h ở tay số 1.Máy điện làm việc ở chế độ
hãm tái sinh.
Các thông số của ô tô thử nghiệm : Xe E240 Elegance --- Mercedes-Benz
Giá trị các thông số
1.Số chỗ ngồi
2.Trọng lợng bản thân
3.Trọng lợng toàn bộ
4.Chiều dài toàn bộ
5.Chiều rộng toàn bộ
6.Bánh xe

7.Chiều rộng lốp
8.Mômen xoắn cực đại
9.Công suất cực đại

Ký hiệu
G0
Ga
LB
Btb
205/65 R15
Bl
Memax
Nemax

Đơn vị

Giá trị

Hành khách
KG
KG
mm
mm

4
1590
2090
4818
1799

mm
KG.m/v/p
Kw/v/p

205
24/4500
125/5500

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
-5-


Thiết kế tốt nghiệp
10.Hiệu suất của HTTL
8.Vệt sau bánh xe
9.Tỷ số truyền lực chính
10.Tỷ số truyền tay số 1

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn
tl
B2
i0
I1

mm

0,93
1536
4,15
3,87

sơ đồ bệ thử :

1- Con lăn ; 2 ,3- Bộ truyền xích ; 4- Thiết bị nâng và phanh ; 5- Trục ; 6Hộp giảm tốc ; 7- Khớp nối ; 8-Động cơ điện ; 9- Đồng hồ đo ;

Chơng 2
TíNH TOáN Động học và động lực học
2.1) Tính toán động học bệ thử

i) Tính toán bệ thử :
1) Bán kính con lăn:
- Lốp có ký hiệu 205/65 R15 nghĩa là :
+ 205 : Bề dày lốp Bl tính theo mm ;
+ 65 : Chỉ số prôfin ;
+ R : Cấu trúc lớp xơng lốp ;
+ 15 : Đờng kính vành lốp d tính theo insơ ;
Công thức tính bán kính thiết kế của lốp :
ro = B + 25,4.d/2 = 205 + 25,4.15/2 = 395,5 (mm)
Với lốp có áp suất cao chọn đợc : = 0,945
: hệ số kể đến sự biến dạng của lốp
==> bán kính làm việc của bánh xe rbx = 395,5.0,945 = 374 (mm)= 0,374 (m)
-Bán kính con lăn đợc xác định theo điều kiện giảm cản lăn cho bánh xe chủ
dộng
r cl = 0,4.rbx = 0,4.374 = 149 mm =0,149(m)
2) Chiều dài con lăn:

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
-6-

Thiết kế tốt nghiệp

L CL =

K n.mãa K t . min
2

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

+ 2.a = 2 B1 + 2.a =2.205 +2.150 = 710 (mm)

Trong đó:
- a: hệ số kể đến chủng loại xe ôtô.Với xe con lấy a=150 (mm).
- B 1 :Bề rộng của một lốp.
- Knmax: Khoảng cách giữa 2 mép ngoài của lốp ;
- Ktmin : Khoảng cách giữa 2 mép trong của lốp ;
3) Chiều rộng bệ thử:
Bbt =Kn.max + 2.a = B2 + 2(Bl + a) = 1536 + 2.(205 + 150 ) = 2246 (mm)
4) Khoảng cách giữa các trục con lăn:
Chọn loại bệ thử hai con lăn song song đối xứng qua tâm bánh xe.Dựa vào
điều kiện ổn định của ôtô
Lc 2.(rbx + rcl ).


1+ 2

= 600 (mm).

: Hệ số bám giữa bánh xe và con lăn chọn = 0,7
chọn Lc = 700 (mm).

5-Góc lệch giữa con lăn với bánh xe:
Có quan hệ giữa góc và Lc :
Lc = 2(rbx + rcl).sin 700 ==>
sin 700/1046 = 0,669 => 42
Lấy = 450
so sánh với điều kiện ổn định của con lăn:
tg> 1> 0,7 => thoả mãn điều kiện ổn định của ô tô trên bệ con lăn .
Sơ đồ Kích thớc con lăn

Con lăn

Lcl=710

Bl=205
a=150

Dcl=298
Lc=700

Bánh xe

B2=1536
Bbt=2246

II) thông số động học của bệ thử :
1) Tốc độ thử :
Để xác định các thông số chẩn đoán chung của ôtô trên bệ thử ta cần phải

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
-7-

Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

biết chế độ đo.Trên bệ thử dạng lực chỉ thử ở tốc độ nhỏ và ôtô chuyển động
đều.
Chọn tốc độ thử kéo là vt = (10 - 20) km h.
2) Tính toán ở tốc độ thử :
* ở tốc độ thử vtmin = 10 km/h :
- Tốc độ bánh xe chủ động :
nbxmin =

30.Vt 30 10000
=
= 71( v )
p
..rbx 3600 .0,374

- Tốc độ quay của con lăn :
nclmin =

rbx
374
.nbx =
71 = 178( v )
ph
rcl
149

* ở tốc độ thử vtmax = 20 km/h :
- Tốc độ bánh xe chủ động :
nbxmax =

30.Vt 30 20000
=
= 142 ( v )
p
.rbx
3600 .0,374

- Tốc độ quay của con lăn :
n =

rbx
374
.nbx =
142 = 356( v )
ph
rcl
149

3-Tỉ số truyền của hộp số:
chọn sơ bộ tốc độ quay của động cơ là 2500 v phút.
ibx=nđc ncl=4,14.
ih=ixích.ih.số=4,14
chọn ixích=2 ta có ih.số=2,07.

2.2) tính toán động lực học bệ thử

I) Chọn động cơ điện(Phanh điện) :
Khi thử kéo với tốc độ thử của ô tô vtmax = 20 (km/h) ứng với tay số 1.


N k max

Nđcđ bt
* Nkmax : Công suất tại bánh xe chủ động ứng với Memax ở tay số 1.
Nkmax = Pkmax . vtmax

Memax .i1 .i0 . tl
24.3,87.4,15.0,93 20000
Vtmax =
.
= 5324,8 (KG.m/s)
rbx
0,374
3600
5324,8
Nkmax =
= 52,24 (KW)
102

Nkmax =

* bt : Hiệu suất truyền động của bệ thử
2
2
2

bt = x . k . hs . o
Với x : Hiệu suất của bộ truyền xích ( x = 0,93) ;
k : hiệu suất của khớp nối ( k = 1) ;
hs : hiệu suất của hộp số (hs = 0.93) ;
o : hiệu suất của 1 cặp ổ lăn ( o = 0.99) ;

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
-8-


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

bt = 0,93 2.1.0,93.0,99 2 = 0,79

=>
==> Nđcđ

52,24
= 66,1 (KW)
0,79

Chế độ làm việc của động cơ theo đề tài lựa chọn đóng vai trò là phanh điện.
Có thể làm việc ở chế độ của máy phát, phơng pháp hãm là hãm tái sinh.
Do đặc thù của phơng pháp hãm tái sinh làm việc đợc với công suất đầu vào
lớn hơn 5 - 7 lần công suất phát ra của động cơ. Do đó, để tiết kiệm ta chon
động cơ có ký hiệu : AO2-72-6 có N = 20 (KW) ,nđb = 1000 (v/p) ,
nđm = 970 , Hiệu suất 0,905 .
II) Xác định tỷ số truyền của bệ thử :

* Tỷ số truyền từ động cơ đốt trong đến bánh xe ô tô :
itl = i1 . io = 3,87 . 4,15 = 16
* Tỷ số truyên của bánh xe và con lăn :
ibx-cl =

rcl 0,149
=
= 0,4
rbx 0,374

* Tỷ số truyền của bệ thử
ih = ix . ihs
+ ix= ix2 = ix3 =1
+ ihs=

ncl
ndcd

Khi thử lực kéo của ô tô trên bệ thử, máy điện làm việc ở chế độ
hãm tái sinh nên tốc độ quay của động cơ điện do con lăn dẫn động phải
lớn hơn tốc độ quay đồng bộ của động cơ điện đợc chọn ở trên .Chọn sơ
bộ tốc độ quay của động cơ điện do con lăn dẫn động là ndcd = 1500
(v/p)
=>

ihs =

356
= 0,23 => Lấy ihs = 0,25 => Hộp số ở đây là hộp tăng
1500

tốc .
==> ih = 1 . 0,25 = 0,25
IIi) các lực tác dụng lên bánh xe và con lăn:

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
-9-


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

* Phân tích các lực tác dụng lên con lăn và bánh xe :
+ Z1 ,Z2 : Phản lực từ bánh xe tác dụng lên con lăn ;
+ Ga2 : Trọng lợng cầu chủ động sau ;
ở xe con có thể coi Ga2 = Ga/2 = 2090/2 = 1045 (KG) ;
+ : Góc đặc trng cho vị trí tơng đối giữa con lăn với bánh xe ô tô
Nh tính toán ở trên đã có = 45 ;
+ Pk1 ,Pk2 : Lực kéo tiếp tuyến do bánh xe tác dụng lên con lăn ;
+ Mkbx : Mômen xoắn của bánh xe ;
+ wbx ,wcl1 ,wcl2 : vận tốc góc chỉ chiều quay của bánh xe ,con lăn 1 ,con lăn
2;
* Vì cặp con lăn là đối xứng nên có thể coi :
Z1 = Z2 = Z và Pk1 = Pk2 = Pk
* Từ hình vẽ có : (Z1+Z2).cos =Ga2.
mặt khác: Z1=Z2=Z 2Z.cos= Ga2 Z = 1045/2.cos45
==> Z = 739 (KG) .
* Theo điều kiện bám :
P = Z. = 739 . 0,7 = 517 (KG)

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 10 -


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

==> Mômen bám của bánh xe :
M = P.rbx = Pk.rbx = 517 . 0,374 = 193 (KG.m)
* Mômen kéo tác dụng lên trục bánh xe khi đứng trên con lăn :
Mkbx = M = 193 (KG.m)
* Mômen kéo tác dụng lên trục con lăn:
Mkcl = Pk.rcl = P.rcl = 517 . 0,149 = 77 (KG.m)
* Mômen kéo tác dụng lên trục máy điện :
Mkđcđ = Mkcl . ih = 77 . 0,25 = 19,25 (KG.m)
Lập đợc bảng :
Trục thông
số
i

Trục động
cơ ôtô

Trục bánh
xe ôtô

16

n(v/p)

4500

Trục con lăn
0,4

142

M(KG.m)
24
193
Có công thức tính công suất tại trục con lăn :
Từ Me =

Trục động cơ
điện
0,25

356

1424

77

19,25

10 4.Ne
1,047.ncl .M cl 1,047.356.770
=> Ncl =

= 28,7 (KW)
=
1,047.ne
10 4
10 4

Chú ý : Mcl = 77 (GK.m) = 770 (N.m)

Chơng 3 : thiết kế bộ Phận truyền động
3.1) Tính toán hộp số :

Do kết cấu của bệ thử nh đã trình bầy ở trên ,đồng thời do tốc độ
từ con lăn đến động cơ lớn nên ta chọn hộp tăng tốc bánh răng trụ răng
nghiêng một cấp .
Sơ đồ hộp tăng tốc

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 11 -


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

Từ trục con lăn
I

II
Ra trục động cơ

I) thiết kế bộ truyền bánh răng nghiêng một
cấp :
* Công suất trục I :
NI = Ncl = 28,7 (KW)
* Công suất trục II :
NII = NI . I-II = NI . br . ol = 28,7 . 0,97 . 0,99 = 27,5 (KW)
Với : br : Hiệu suất của 1 cặp bánh răng br = 0,97
ol : Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn ol = 0,99
* Công suất của động cơ điện :
Nđc = NII . II-đc = NII . ol . k = 27,5 . 0,99 . 1 = 27,2 (KW)
Với : k : Hiệu suất của khớp nối k = 1
Bảng các thông số tính toán :
Thông số

Trục

Trục I

trụcIi

0,25
356
28,7

i
n (v/p)
N (KW)

1424
27,5

Trục Động cơ
điện
1

1) Chọn vật liệu:
* Bánh răng lớn chọn thép 35 thờng hoá:
b = 520( N
ch

);
mm 2
= 270( N
);
mm 2

HB = 180
* Bánh răng nhỏ chọn thép 45 thờng hoá:
b = 600(

mm 2

)

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 12 -

1424
27,2

Thiết kế tốt nghiệp
ch = 300( N

mm 2

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

)

HB =220
2) Xác định ứng suất tiếp và ứng suất uốn cho phép :
a) ứng suất tiếp xúc cho phép :
* Bánh lớn :

[ ] tx1 = 2,6.170 = 442 ( N

mm 2 )

* Bánh nhỏ :

[ ] tx 2 = 2,6.220 = 572 ( N

mm 2 )

Với 2,6 là hệ số ứng suất mỏi cho phép khi bánh răng làm việc ở chế độ lâu
dài.
b) ứng suất uốn cho phép :
Khi răng làm việc 2 mặt (Răng chịu ứng suất thay đổi đổi chiều) :

[ ] U
Với

1,5. 1 .K n''
=
K .n

- n : Hệ số an toàn (thép rèn) : n= 1,5 ;
- K : Hệ số tập chung ứng suất chân răng : K = 1,8 ;
- K n'' : Hệ số chu kỳ ứng suất uốn lấy K n'' = 1 ;
- Giới hạn mỏi của thép ở bánh lớn :
1 = 0,43.520 = 223,6( N mm 2 )

- Giới hạn mỏi của thép 45 ở bánh nhỏ:
1 = 0,43.600 = 258( N

mm 2

)

* ứng suất uốn cho phép của bánh lớn :

[ ] U 1 = 1,5.223,6.1 = 124,2( N mm 2 )
1,8.1,5

* ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ :

[ ] U 2 = 1,5.258.1 = 143,3( N mm 2 )
1,8.1,5

3) Chọn sơ bộ hệ số tải trọng : K = 1,3 .
4) Chọn hệ số chiều rộng bánh răng : A =

b
= 0,3. .
A

5) Xác định khoảng cách trục A :
Lấy hệ số phản ánh khả năng sự tăng tải tính theo sức bền tiếp xúc của bánh
răng nghiêng so với bánh răng thẳng ' = 1,25 ;

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 13 -


Thiết kế tốt nghiệp

6
A ( i + 1) 3 1,05.10
[ ] tx 2 .i

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

2


K .N
.
'
n2 . . A

2

6
A ( 0,25 + 1) 3 1,3.28,7 1,05.10 = 194(mm).
1424.1,25.0,3 572.0,25

=> Chọn sơ bộ : A =200 mm.
6) Tính vận tốc vòng bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo :
V =

2. . A.n1
2.3,14.200.356
=
= 5,96 m
s
60.1000.(i + 1) 60.1000.(0,25 + 1)

Theo tốc độ này (3-11 trong sách Thiết kế chi tiết máy) ta chọn cấp chính xác
8.
7) Định chính xác hệ số tải trọng K :
* Chiều rộng bánh răng b = A. A = 0,3.200 = 60(mm)
=> Chọn b = 60 (mm) .
* Đờng kính bánh răng lớn : d1 =
Do đó

=

2. A
2.200
=

= 320(mm)
i + 1 0,25 + 1

b
60
=
= 0,19
d1 320

* Theo bảng (3-12) ta có :

Ktt.bảng=1,15

=> Hệ số tập trung tải trọng thực tế Ktt=

1,15 + 1
= 1,075
2

Tra bảng (3-14) lại có Kđ = 1,3
Vậy : K = Ktt . Kđ =1,075 . 1,3 = 1,39 khác ít so với hệ số chọn K =1,3
Nên có thể lấy A = 200 (mm) .
8) Xác định môđun ,số răng ,góc nghiêng và chiều rộng bánh răng :
* Môđun pháp : mn = (0,01 0,02)A = 2 4 (mm) .
chọn mn = 3 (mm) .
* Chọn sơ bộ góc nghiêng bánh răng : = 10 o => cos = 0.985

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 14 -

Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

- Tổng số răng của 2 bánh :
Zt = Z1 + Z2 =

2. A.. cos 2.200.0,985
=
= 131
mn
3

- Số răng bánh lớn : Z1 =

Zt
131
=
= 104,4 => Lấy Z1 = 105
i + 1 0,25 + 1

-Số răng bánh nhỏ : Z2 = 0,25 . 105 = 26,25 => Lấy Z2 = 26
* Tính chính xác góc nghiêng:
Cos =

Z t .mn 131.3
=
= 0,9825
2. A

2.200

2,5.mn
=> =10 o
= 44 < b = 60 mm.
o
sin 10

9) Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
* Số răng tơng đơng bánh lớn:
Ztđ1=

105
= 108,2 chọn Ztđ1=109
co.s 2

Ztđ2=

26
= 26,79 chọn Ztđ2=27
co.s 2

* Hệ số dạng răng bánh lớn: Y1 = 0,517 Theo bảng (3-18)
* Hệ số dạng răng bánh nhỏ Y2 = 0,44
* Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn :
u1 =

19,1.10 6.K .N
[ ] u1
Y1 .mn2 .Z 1 .n1 .b. //

19100000.1,3.28,7
=
= 45,5 [ ] u1 = 124,2( N / mm 2 )
0,517.9.105.356.60.1,5

==>Thỏa mãn .

Bánh răng nhỏ :
u 2 = u1 .

Y1
= 53,4 [ ]u 2 = 143,3( N / mm 2 )
Y2

==> Thỏa mãn .

10) Các thông số hình học :

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 15 -


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

* Môđun pháp : mn = 3 (mm) .
* Số răng: Z1 = 105 (răng) ; Z2 = 26 (răng).
* Góc ăn khớp: n =20 .

* Góc nghiêng : = 10 O .
* Khoảng cách trục : A = 200 (mm) .
* Chiều rộng bánh răng : b = 60 (mm) .
* Đờng kính vòng chia(vòng lăn) :
dc1 =

3.105
= 320 (mm) .
cos

dc2 =

3.26
= 79 (mm) .
cos

* Đờng kính vòng đỉnh :
Dc1 = 320 + 2.3 = 326 (mm) .
Dc2 = 79 + 2.3 = 85 (mm) .
*Đờng kính vòng chân răng:
Di1 = 320 - 2.3 = 314 (mm) .
Di2 = 79 - 2.3 = 73 (mm) .
11) Tính toán lực tác dụng lên trục:
2.M x 2.9,55.10 6.28,7
=
= 4811( N )
d
320.356
P.tg 20 o
r =

= 1777( N )
co.s10 o
a = P.tg10 o = 848( N )
=

Ii) tính toán thiết kế trục và Tính then :
Chọn vật liệu làm trục I là thép 35 thờng hoá có b = 520( N mm 2 ) ;
Chọn vật liệu làm trục II là thép 45 thờng hoá có b = 600( N mm 2 ) .

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 16 -


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

1) Tính sơ bộ trục :
Tính sơ bộ trục theo công thức :
dC
Với

3

N
(mm)
n

N : Công suất truyền (KW) ;
n : Tốc độ quay của trục (v/p) ;

C : Hệ số tính toán ,có thể chọn C = 120

* Trục I:

N = 28,7 KW ;
n = 356 (v/p) ;
c=120 ;
d1 120.3 28,7 = 51,8(mm)
356

* Trục II:

chọn d1 = 55 (mm) .

N = 27,5 KW ;
n = 1424 (v/p) ;
c=120 ;
d2 120.3 27,5 = 32,19(mm)
1424

chọn d2 = 35 (mm)

2) Tính gần đúng trục :
Tham khảo bảng (7-1) cùng với các hình vẽ ta có thể chọn các kích thớc sau :
* Khe hở giữa các bánh răng và thành trong của hộp : l1 =10 (mm) ;
* Khoảng cách từ thành trong của hộp tới mặt bên của ổ lăn : l2 = 10
(mm) ;
* Chiều dầy của nắp ổ : l3 = 15 (mm ) ;
* Chiều dầy ổ bi là : Bôl = 25 (mm) ;
* Chiều dầy bánh răng : Bbr = 60 (mm)

Từ những kích thớc chọn ở trên ta có thể vẽ phác đợc sơ đồ hộp tăng
tốc và xác định đợc các khoảng cách :
a = b = Bbr/2 + l1 + l2 + Bôl/2 = 60/2 + 10 + 10 + 25/2 = 62,5
(mm)

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 17 -


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

a) Tính trục I :
Pr1 = 1777 (N) ;
P1 = 4811 (N) ;
Pa1= 848 (N) ;
a = b = 62,5 (mm)
(a + b) = 2.62,5 = 125 (mm) ;
dc1 = 320 (mm)
* Tính phản lực các gối trục :
mAY=Pa1.d1/2 Pr1.a + RBY.(a +
b) = 0
Rby =

848.

320
1777.62,5
2

125

=>Rby = 197 (N) .
=>RAY = Pr1 - RBY = 1777 - 197 =
1580 (N) .
mA.X = P1.a - RBX.(a + b) = 0

4811.62,5
=> RBX 125
= 2405,5 (N) .
RA.X = P1 - RBX = 4811 - 2405,5 = 2405,5 (N) .
* Tính mômen uốn ở tiết diện nguy hiểm n-n :
2
2
Mu n-n = M UY
+ M UX

Trong đó
(N.mm) .

MUY=Pa1.d1/2 + RBY.b = 848.320/2 + 197.62,5 = 147992,5
MU.X =RBX.b = 2405,5.62,5 = 150343,7 (N.mm).

=>

MU n-n= 147992,5 2 + 150343,7 2 = 210962 (N.mm).

* Đờng kính trục tại tiết diện nguy hiểm n-n :
Theo bang (7-2) chọn [] = 48 ( N / mm 2 )

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 18 -


Thiết kế tốt nghiệp

d1 n-n 3

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn
M t .d
699332
=3
= 52,6(mm)
0,1.[ ]
0,1.48

6
Mx = 9,55.10 .28,7 = 769901 (N.mm)

356

Mtđ = M 2U + 0,75.M X2 = 210962 2 + 0,75.7699012 = 699332 (N.mm)
Đờng kính ở tiết diện n-n lấy = 60 (mm) vì trục có rãnh then. Đờng kính chỗ lắp ổ
lăn lấy = 55 (mm) .Đờng kính đầu vào hộp tăng tốc lấy = 50 (mm) .
b) Tính trục II :
Pr2 = 1777 (N) ;
P2 = 4811 (N) ;
Pa2 = 848 (N) ;
a = b = 62,5 (mm)
(a + b) = 2.62,5 = 125 (mm) ;

dc2 = 79 (mm)
* Tính phản lực tại các gối trục :
mCY = -Pr2.a - Pa2.d2/ 2 +RDY.115 =
0
RDY= 1156 (N)
RCY= Pr2 - RDY = 621 (N)
RDX=RCX = P2/2 = 2405,5 (N)
* Mômen uốn tại mặt cắt nguy
hiểm m-m :
2
2
MU m-m = M UY
=
+ M UX

72250 2 + 150343,7 2 = 166803

(N.mm)
Trong đó : MU.X=RCX.b = 150343,7 (N.mm)
MUY =RDY.b = 72250 (N.mm)
* Tính đờng kính trục ở tiết diện m-m :

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 19 -


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

Mtđ = M 2U + 0,75.M X2 = 1668032 + 184427 2 = 230940( Nmm)
Với

6
Mx = 9,55.10 .27,5 = 184427 (N.mm)

1424

Từ đó ta có :

d2 m-m

3

230940
= 34,1(mm)
0,1.58

Đờng kính ở tiết diện m-m lấy d2 m-m = 40 (mm) vì trục có rãnh then. Đờng
kính chỗ lắp ổ lăn lấy = 35 (mm) .Đờng kính đầu ra hộp tăng tốc lấy = 30
(mm) .
3) Tính chính xác trục :

n=

Với

n =

n =

n .n
n2 + n2

[ n]

1

.
K
: Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp .
. a + . m
.

1
K
. a + . m
.

.

: : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp .

* Trục I: Đờng kính trục d1= 60 (mm)
Chọn vật liệu làm trục là thép 35 thờng hoá có b = 520( N mm 2 ) ;
ở tiết diện nguy hiểm n-n :
+ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng :
a = ma. x = min =

M u 210962

=
= 11,2( N / mm 2 )
W
18760

; m = o.

Mu = 210962 (N.mm)
W = 18760 (mm 3 ) Tra bảng (7-3b) ;
+ Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ
mạch động :

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 20 -


Thiết kế tốt nghiệp

a =m =

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

M X 769901
=
= 19,2( N / mm 2 )
W0
40000

Mx = 769901 (N.mm)
Wo = 40000 (mm 3 ) Tra bảng (7-3b)

+ 1 = 0,45.520 = 234( N / mm 2 ).
+ 1 = 0,25.520 = 130( N / mm 2 ).
+ Hệ số xét đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi ,
chọn theo vật liệu chế tạo trục là thép cacbon trung bình : = 0,1 , =

0.05 .
+ Hệ số tăng bền = 1
+ Chọn các hệ số k , k , , theo bảng (7-4) và (7-8) :
- Hệ số kích thớc xét đến ảnh hởng của kích thớc tiết diện trục đến giới
hạn mỏi : = 0,78 , = 0,67
- Hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then : k = 1,63 , k = 1,5
- Tập trung ứng suất do lắp căng, chọn kiểu lắp T3 ,áp suất sinh ra trên
bề mặt ghép lớn hơn hoặc bằng 30 ( N / mm 2 ) . Tra bảng (7-10) ta có :
=>
K
K
= 1 + 0,6.( - 1) = 2,38



Thay vào công thức tính n và n có :
n = 6,3 và n = 2,8
==> n =

6,3.2.8
6,3 2 + 2,8 2

= 2,56 > [n] = ( 1,5 - 2,5 )

* Trục II : Đờng kính trục d2 = 40 (mm)

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 21 -

K
= 3,3
.


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

Chọn vật liệu làm trục là thép 45 thờng hoá có b = 600( N mm 2 ) ;
ở tiết diện nguy hiểm m-m :
+ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng :
a = ma. x = min =

M u 166803
=
= 30,2( N / mm 2 )
W
5510

; m = o.

Mu = 166803 (N.mm)
W = 5510 (mm 3 ) Tra bảng (7-3b) ;
+ Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ
mạch động :

a =m =

M X 184427
=
= 15,6( N / mm 2 )
W0
11790

Mx = 184427 (N.mm)
Wo = 11790 (mm 3 ) Tra bảng (7-3b)
+ 1 = 0,45.600 = 270( N / mm 2 ).
+ 1 = 0,25.600 = 150( N / mm 2 ).
+ Hệ số xét đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi ,
chọn theo vật liệu chế tạo trục là thép cacbon trung bình : = 0,1 , =

0.05 .
+ Hệ số tăng bền = 1
+ Chọn các hệ số k , k , , theo bảng (7-4) và (7-8) :
- Hệ số kích thớc xét đến ảnh hởng của kích thớc tiết diện trục đến giới
hạn mỏi : = 0,85 , = 0,73
- Hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then : k = 1,63 , k = 1,5

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 22 -


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

- Tập trung ứng suất do lắp căng, chọn kiểu lắp T3 ,áp suất sinh ra trên
bề mặt ghép lớn hơn hoặc bằng 30 ( N / mm 2 ) . Tra bảng (7-10) ta có :

K
= 2,7
.

=>
K
K
= 1 + 0,6.( - 1) = 2



Thay vào công thức tính n và n có :
n = 3,3 và n = 4,7
3,3.4,7

==> n =

3,3 2 + 4,7 2

= 2,7 > [n] = ( 1,5 - 2,5 )

4) Tính then và ổ lăn :
a) Tính then :
Để cố định bánh răng theo phơng tiếp tuyến ,truyền mômen và chuyển
động từ trục đến bánh răng hoặc ngợc lại ta dùng then .
* Trục I :
+ Đờng kính trục để lắp then là d2 = 60 (mm) .Tra bảng (7-23) chọn then có

các kích thớc sau : b = 18 ; h= 11 ; t = 5,5 ; t1 = 5,6 ; k = 6,8 , chiều dài then l
= 0,8 lm với lm : chiều dài moayơ ==> Lấy l = 50(mm)
+ Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức :
d =

2.M X
[ d ].( N
).
mm 2
d .k .l

- Mx = 769901 (N.mm)

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 23 -


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

- d = 60 (mm) ; k = 6,8 (mm) ; l = 50 (mm) ;

[ ] d

= 150.( N

==> d 1 =

mm 2

) Tra bảng (7-20) ;

2.769901
= 75,5 [ ] d .
60.6,8.50

+ Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức :
c =

Với

2.M X
[ ] c ;
d .b.l

[ ] c = 120.( N / mm 2 ) ; b = 18 (mm)
2.769901
= 28,5 [ ] c =>
60.18.50

==> c1 =

Vậy then ta chọn là phù hợp .

* Trục II :
+ Đờng kính trục để lắp then là d2 = 40 (mm) .Tra bảng (7-23) chọn then có
các kích thớc sau : b = 12 ; h= 8 ; t = 4,5 ; t1 = 3,6 ; k = 4,4 (Đờng kính chân
răng di1 = 73 (mm) , đờng kính trục là 40 (mm) nên bánh răng không cần làm
liền trục) .Chiều dài then l = 0,8 lm với lm : chiều dài moayơ ==> Lấy l =

50(mm)
+ Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức :
d =

2.M X
[ d ].( N
).
mm 2
d .k .l

- Mx = 184427 (N.mm)

d = 40 (mm) ; k = 4,4 (mm) ; l = 50 (mm) ;

[ ] d
=>

= 150.( N

d1 =

mm 2

) Tra bảng (7-20) ;

2.184427
= 50 [ ] d .
40.4,4.50

+ Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức :

c =

Với

2.M X
[ ] c ;
d .b.l

[ ] c = 120.( N / mm 2 ) ; b = 12 (mm)

==> c1 =

2.184427
= 15,3 [ ] c =>
40.12.50

Vậy then ta chọn là phù hợp .

b) Chọn ổ lăn :

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 24 -


Thiết kế tốt nghiệp

GVHD : TS . Nguyễn Đức Tuấn

Trục I và II đều có lực hớng tâm Pa1 , Pa2 nên chọn ổ bi đỡ chặn .
* Trục I : Với đờng kính ngõng trục bằng 55 (mm), theo bảng 17P chọn ổ bi

đỡ chặn 36311với các kích thớc sau : D = 120 (mm) ; B = 30 (mm) ; Cbảng =
60000 .
* Trục II : Với đờng kính ngõng trục bằng 35 (mm), theo bảng 17P chọn ổ bi
đỡ chặn 36307 với các kích thớc sau : D = 80 (mm) ; B = 21 (mm) ;
Cbảng
= 41000 .
* Chọn kiểu lắp ổ: T1ô .
* Để cố định trục theo phơng dọc trục dùng nắp ổ và điều chỉnh khe hở của ổ
bằng các tấm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp tăng tốc .Nắp ổ lắp với hộp tăng
tốc bằng vít , loại nắp này dễ chế tạo và dễ lắp .
* Bôi trơn ổ lăn: Bô phận ổ đợc bôi trơn băng mỡ, vì vận tốc bộ truyền bánh
răng thấp nên không dùng đợc phơng pháp bắn toé để hắt dầu từ trong hộp
giảm tốc lên bôi trơn bộ phận ổ. Có thể dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm
việc từ 60 - 100C và vận tốc dới 1500 (v/p). Lợng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của
bộ phận ổ. Để mỡ không chảy ra ngoài nên làm vòng chắn dầu .
* Che kín ổ lăn : Để che kín các trục ra tránh sự xâm nhập của bụi bẩn và tạp
chất vào ổ cũng nh ngăn mỡ chảy ra ngoài , dùng phớt ứng với d = 35 (mm)
và d = 55 (mm).

3.2) Tính toán khớp nối :
Khớp nối có nhiệm vụ nối trục ra của hộp tăng tốc với trục của máy điện
Chọn khớp nối là nối trục vòng đàn hồi (dạng đĩa) có cấu tạo đơn giản, giá
thành rẻ và dễ chế tạo .
1) Mômen truyền qua nối trục :
Mk = k.Mx =1,25.184427 = 239755 (N.mm)
Trong đó

Mx = 184427 (N.mm)
k : Hệ số tải trọng động ; Lấy k = 1,25 .

2) Kích thớc của khớp nối đợc chọn :

SVTH : Đào Việt Long Cơ khí ô tô K38 A
- 25 -