Giao an tính toán kết cấu oto chuong 4

CHƯƠNG 4. TRUYỀN ĐỘNG CÁC ĐĂNG
Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
Kết cấu trục truyền

Khớp các đăng khác tốc
Khớp nối các đăng đồng tốc
Tính toán các đăng


Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
4.1.1. Nhiệm vụ
Truyền động các
đăng dùng để truyền
mômen xoắn giữa
các trục không
thẳng hàng. Các trục
này lệch nhau một
góc α > 00 và giá trị
của α thường thay
đổi.


Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
4.1.2. Yêu cầu
- Để đảm bảo công dụng trên, ngoài các yêu cầu chung về sức bền và kết
cấu gọn nhẹ, truyền động các đăng trên ô tô còn phải thỏa mãn các yêu
cầu sau:
+ Với bất kỳ số vòng quay nào của trục các đăng không được phép có
các va đập và dao động, không phát sinh ra tải trọng động quá lớn do
mômen quán tính gây nên.

+ Các trục các đăng phải quay đều và không xuất hiện tải trọng động.
+ Ngay cả khi góc lệch α lớn thì hiệu suất truyền động vẫn phải bảo
đảm lớn.


Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
4.1.3. Phân loại
- Theo công dụng, truyền động các đăng chia ra 4 loại:
+ Loại truyền mômen xoắn từ hộp số hoặc hộp phân phối đến các cầu
chủ động (góc  từ 15o 20o).
+ Loại truyền mômen xoắn đến các bánh xe chủ động ở cầu dẫn
hướng (max từ 30o40o) hoặc ở hệ thống treo độc lập (max = 20o).

+ Loại truyền mômen xoắn đến các bộ phận đặt trên khung (maxtừ
3o5o).
+ Loại truyền mômen xoắn đến các cụm phụ (maxtừ 15o  20o).


Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
4.1.3. Phân loại
- Theo số khớp các đăng chia 3 lọai:
+ Loại đơn (có 1 khớp nối các đăng).
+ Loại kép (có 2 khớp nối các đăng).
+ Loại nhiều khớp các đăng.

- Theo tính chất động học của các đăng chia ra:
+ Loại các đăng khác tốc.
+ Loại các đăng đồng tốc.

Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
4.1.3. Phân loại
- Theo kết cấu các đăng chia ra:
+ Loại khác tốc gồm lọai cứng và lọai mềm.
+ Loại đồng tốc gồm có: đồng tốc kép, đồng tốc cam, đồng tốc bi
với các rãnh phân chia, đồng tốc bi với đòn phân chia.


Kết cấu trục truyền

- Trục truyền được thiết kế thành hai đoạn liên kết rãnh then hoa di
động với một hay nhiều khớp mối các đăng. Trục truyền có thể là một cây
thép hoặc ống rỗng, được che trong một bọc hoặc để trần.

- Trục truyền trên ô tô thường có hai loại: Trục truyền loại hai khớp và
trục truyền loại ba khớp.


Kết cấu trục truyền

4.2.1. Trục truyền hai khớp

- Tổng chiều dài mỗi đoạn trục loại này là tương đối lớn, cần phải có
độ cân bằng chính xác cao để giảm đến mức tối thiểu sự sai lệch và rung
động.


Kết cấu trục truyền
4.2.2. Trục truyền ba khớp

- Trục gồm hai đoạn nên chiều dài của mỗi đoạn là ngắn hơn và độ
cong trục do sự không cân bằng sẽ ít đi. Độ rung sẽ giảm khi trục quay ở
tốc độ cao.


Kết cấu trục truyền
4.2.2. Trục truyền ba khớp

- Hộp số được lắp trên khung xe, cầu chủ động được đỡ bởi hệ thống
treo và bánh xe. Vì thế vị trí hộp số và cầu xe luôn thay đổi do điều kiện
mặt đường và mức tải. Vì vậy trục có hai chuyển động là cùng quay với
nhau đồng thời có thể trượt tới lui làm thay đổi chiều dài của trục truyền
động.


Khớp các đăng khác tốc
- Chức năng của khớp các đăng là hấp thụ sự thay đổi góc độ gây ra bởi
sự thay đổi vị trí tương đối của bộ vi sai so với hộp số.
- Khớp các đăng phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

+ Nó phải truyền lực mà không thay đổi vận tốc góc, thậm chí góc
truyền động là lớn.
+ Nó phải truyền lực êm mà không gây ồn.

+ Nó phải có cấu tạo đơn giản và ít xảy ra sự cố.


Khớp các đăng khác tốc

Khớp các đăng khác tốc
4.3.1. Khớp các đăng đơn
- Khi cần truyền chuyển động từ trục 1 (chủ động) sang trục 2 (bị
động) với góc lệch giữa hai trục là  > 0, bắt buộc phải sử dụng cơ cấu
các đăng.



1


1

2





Khớp các đăng khác tốc
4.3.1. Khớp các đăng đơn



1


1

2




- Khi các trục quay thì chốt chữ thập sẽ quay lúc lắc trong giới hạn góc
. Bởi vậy sẽ sinh ra sự quay không đều của trục 2 khi trục 1 quay đều. Ở
giáo trình nguyên lý máy đã chứng minh mối quan hệ giữa φ1 và φ2.

tg1  tg2 .cos 


Khớp các đăng khác tốc
4.3.1. Khớp các đăng đơn



4
3
2
1
-1
-2
-3
-4




30



60

90

120

150

180



- Ở hình trên cho thấy sự thay đổi hiệu số góc (φ1 - φ2) sau nửa vòng
quay của trục 1. Ba đường cong ứng với các góc =100,  =200,  =300


Khớp các đăng khác tốc
4.3.1. Khớp các đăng đơn



4
3
2
1
-1
-2
-3
-4




30



60

90

120

150

180



- Từ đồ thị biến thiên của hiệu (φ1 - φ2) ta thấy sau một vòng quay

của trục 1 sẽ có hai lần trục 2 vượt nhanh hơn trục 1 và hai lần chậm hơn
trục 1. Nếu trục 1 quay đều thì vận tốc góc ω1 là hằng số.


Khớp các đăng khác tốc
K1

4.3.2. Khớp các đăng kép





3






2

2

K2





- Xét trường hợp chúng ta cần truyền chuyển động từ trục 1 đến trục 2
thông qua trục 3 và góc lệch giữa các trục α1 > 0 và α2 > 0. Các trục được

nối với nhau bởi hai khớp các đăng đơn khác tốc k1 và k2. Trục 1 có góc
quay 1 và vận tốc góc 1. Trục 2 có góc quay 2 và vận tốc góc 2. Trục
3 có góc quay 3 và vận tốc góc 3.


Khớp các đăng khác tốc

K1

4.3.2. Khớp các đăng kép
- Giả thiết khi bắt đầu

chuyển động, nạng chủ động





3




(nối với trục 1) nằm trong mặt
phẳng thẳng đứng

tg1  tg3 .cos 1



2

2

K2






Khớp các đăng khác tốc
4.3.2. Khớp các đăng kép
- Hiện nay ở trên xe có 2 cách bố trí cơ cấu các đăng kép đảm bảo điều
kiện đồng tốc α1 = α2
1

K1
1

1
2

2

K2

3

K1

1'
2

2'
K2
3

Khớp các đăng khác tốc
4.3.2. Khớp các đăng kép

1

K1
1

1
2

2

K2

3

K1

1'
2

2'
K2
3

Phương án a: Trục 1 và trục 3 song song với nhau

Phương án b: Trục 1 và trục 3 giao nhau.
- Phương án nào làm cho góc lệch 1 (2) giảm là cách bố trí tốt. Vì khi
 nhỏ thì sự quay không đều của trục các đăng trung gian 2 sẽ giảm, do
đó tải trọng tác dụng lên trục giảm, điều đó cho phép tăng tuổi thọ của các
trục các đăng.


Khớp các đăng đồng tốc
4.4.1. Khớp các đăng dùng trong hệ thống treo phụ thuộc

a. Khớp cầu b. Khớp cam


Khớp các đăng đồng tốc
4.4.1. Khớp các đăng dùng trong hệ thống treo phụ thuộc

- Khớp các đăng đồng tốc cầu (bi) gồm
2 nửa với rãnh hình ôvan, 4 viên bi chủ
động, 1 viên bi định tâm, chốt và vít cấy.
- Các viên bi chủ động đặt vào các rãnh và
quay tự do, bi định tâm dùng chốt bắt chặt ở một
nửa. Khớp các đăng đồng tốc bi có thể truyền
mômen xoắn với tốc độ đều ở góc độ 350.


Khớp các đăng đồng tốc
4.4.1. Khớp các đăng dùng trong hệ thống treo phụ thuộc
- Khớp các đồng tốc: Gồm hai nạng (9) và (13), hai
cam (10) và (12) và đĩa (11).

- Các nạng (9) và (13) chứa hai cam, giữa hai cam là đĩa (11) nằm trong
rãnh chữ nhật của các cam. Kết cấu đảm bảo cho hai trục (1) và (4) tạo ra
góc độ khác nhau và tốc độ quay của hai trục luôn luôn đồng nhất vì nó
thoả mãn điều kiện của khớp đồng tốc.


Khớp các đăng đồng tốc
4.4.2. Khớp các đăng dùng trong hệ thống treo độc lập
- Khi xe có cầu trước chủ động, bánh xe treo độc lập, trong quá trình
hoạt động bánh xe dao động lên xuống để bám mặt đường, đồng thời xoay
ngang để thay đổi hướng chuyển động của xe. Bán trục truyền mômen
xoắn từ hộp vi sai ra bánh xe trước có hai khớp các đăng đồng tốc, gồm
khớp các đăng ngoài và khớp các đăng trong. Chiều dài của hai bán trục
có thể bằng nhau hoặc không bằng nhau. Khi chiều dài không bằng nhau,
lúc xe tăng tốc mạnh xe có xu hướng bị kéo về phía có bán trục dài hơn.
Bởi vậy một trục trung gian được thiết kế để tạo sự cân bằng ở hai bánh
xe. Giữa các trục được sử dụng các khớp nối đồng tốc để truyền động.


Khớp các đăng đồng tốc
4.4.2. Khớp các đăng dùng trong hệ thống treo độc lập
- Khớp các đăng bên ngoài là khớp nối cứng, chỉ cho phép thay đổi góc
truyền động. Khớp các đăng trong vừa cho phép trượt để thay đổi chiều
dài tác dụng của trục, đồng thời cho phép xoay để thay đổi góc truyền.