MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.. 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN.. 3

1.1. KHÁI NIỆM CẦU Ô TÔ.. 3

1.2. CẦU CHỦ ĐỘNG.. 4

1.3.  TRUYỀN LỰC CHÍNH.. 5

1.4. VI SAI. 11

1.5. CÁC BÁN TRỤC.. 16

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG.. 24

2.1. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN LỰC CHÍNH HYPOID.. 24

2.2. TÍNH TOÁN VI SAI. 31

2.3. TÍNH TOÁN BÁN TRỤC.. 38

CHƯƠNG III: CHĂM SÓC BẢO DƯỠNG KĨ THUẬT   42

3.1. KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH.. 42

3.2. MỘT SỐ YÊU CẦU KỸ THUẬT.. 46

3.3 THÁO BỘ VI SAI. 47

3.4. LẮP BỘ VI SAI. 49

3.5 CHÚ Ý KHI THÁO, LẮP BỘ VISAI. 51

3.6. SỬA CHỮA CẦU XE.. 54

KẾT LUẬN.. 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 60

LỜI NÓI ĐẦU

   Ngành công nghiệp ô tô trên thế giới ngày càng phát triển mạnh cả về quy mô và công nghệ. Sự phát triển của công nghiệp ô tô dẫn đến sự hợp tác liên kết giữa các hãng xe, các nước nhằm cắt giảm chi phí sản xuất. Công nghiệp ô tô bắt đầu hình thành và phát triển ở nước ta từ năm 1964 và không ngừng phát triển trong những năm gần đây. Ở nước ta hiện nay, thị trường ô tô đang sôi động với nhiều doanh nghiệp tham gia sản xuất lắp ráp ô tô. Trong số các doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài, đa số các doanh nghiệp tham gia sản xuất lắp ráp xe du lịch, còn các doanh nghiệp tham gia vào sản xuất lắp ráp xe tải chiếm số lượng rất nhỏ. Nhiều doanh nghiệp đã nhập sắtxi về và thiết kế chế tạo thành xe ô tô dùng trong các lĩnh vực khác nhau đặc biệt là chở hàng hoá. Điều đó đã đáp ứng được phần nào nhu cầu về xe tải trong khi nền công nghiệp ô tô của nước ta chưa đáp ứng được. Trong giai đoạn vừa qua, tỷ lệ nội địa hoá ở các sản phẩm ôtô VN chủ yếu tập trung vào một số chi tiết, phụ tùng như khung vỏ, săm lốp, nhựa, cao su… một phần đã và đang thực hiện là động cơ hộp số chủ yếu là trong hệ thống truyền lực, chi tiết cơ khí. Cụm Cầu chủ động là một trong các cụm chi tiết chính của hệ thống truyền lực. Cầu chủ động hoàn toàn có khả năng nội địa hoá bằng công nghệ trong nước. Trước tình hình trên em đã chọn đề tài: “Tính toán thiết kế cụm cầu chủ động trên xe du lịch”. Do trình độ và thời gian có hạn nên Đồ án của em khó tránh khỏi thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy và các bạn.  Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: T.S ...................., cùng các thầy trong bộ môn Ô tô - trường ĐHBK Hà Nội đã tận tình hướng dẫn và cho em những ý kiến quí báu để chúng hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

          Hà nội, ngày ... tháng ...năm 20...

                  Sinh viên thực hiện

                       .......................

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 KHÁI NIỆM CẦU Ô TÔ

1.1.1 Định nghĩa

Cầu ô tô được hiểu là cụm chi tiết nằm ngang thân xe, cùng với bánh xe đỡ toàn bộ tải trọng của xe. Số lượng cầu cần thiết phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ của xe. Cụm bánh xe được bố trí trên các đầu ngoài của cầu xe, truyền tải trọng của xe tác dụng lên mặt đường. Bên trong bánh xe lắp cơ cấu phanh, đảm bảo nhận phanh trực tiếp bánh xe. 

1.1.2 Phân loại

- Cầu chủ động là một cụm của hệ thống truyền lực (HTTL). Các bánh xe của cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới và tạo ra lực đẩy tại vết tiếp xúc của mặt đường, nhờ đó ô tô có thể chuyển động. Trên ô tô có ít nhất 1 cầu chủ động

- Cầu bị động không thuộc về HTTL. Cùng với bánh xe, cầu bị động đảm nhân chức năng đỡ một phần trọng lượng của ô tô và không có khả năng tạo lực đẩy.

1.1.3 Công dụng của cầu ô tô

Cầu ô tô có công dụng chung là đỡ phần trọng lượng của ô tô phân bố lên nó và nhận cac phản lực từ mặt đường tác dụng lên ô tô thông qua các bánh xe.

Ngoài công dụng trên, phụ thuộc vào chức năng các cầu ô tô còn có công dụng khác như:

- Cầu chủ động: Đảm nhận chức năng như hộp giảm tốc( giảm tốc độ quay từ động cơ truyền đến ) và phân phối công suất đến các bánh xe chủ động.

- Cầu dẫn hướng kết hợp với hệ thống lái để thực hiện việc điều khiển chuyển hướng chuyển động của ô tô.

1.2 CẦU CHỦ ĐỘNG

1.2.1 Cấu tạo chung của cầu chủ động 

Cấu tạo chung của cầu chủ động được trình bày trên hình 2 bao gồm: Bộ truyền lực chính, bộ vi sai, các bán trục và vỏ cầu. Toàn bộ cầu chủ động có thể bố trí trên thân xe với hệ thống treo độc lập hoặc qua hệ thống treo phụ thuộc.

1.3 TRUYỀN LỰC CHÍNH

1.3.1 Công dụng

Truyền lực chính dùng để tăng mô men và truyền mô men quay từ trục các đăng đến các bánh xe chủ động của ôtô theo một tỷ số truyền nhất định, đồng thời có thể chuyển hướng truyền mô men.

1.3.2 Yêu cầu chung của truyền lực chính

- Phải có tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo và tính kinh tế nhiên liệu của ôtô.

- Có kích thước nhỏ gọn để tăng khoảng sáng gầm xe.

1.3.4 Cấu tạo truyền lực chính

a. Truyền lực chính đơn có kết cấu gọn, nhẹ đơn giản dễ sản xuất và bảo dưỡng sửa chữa, giá thành thấp nên được sử dụng phổ biến trong các hệ thống truyền lực ô tô.

b. Bộ truyền lực chính kép bố trí trung tâm

Cấu tạo bộ truyền lực chính kép bố trí rung tâm trình bày ở hình dưới. Bộ truyền côn gồm: bánh răng quả dứa 11 và bánh răng vành chậu 10. Bộ truyền trụ gồm hai bánh răng trụ 7 và 8.

1.4 VI SAI

1.4.1 Công dụng

Bộ vi sai có nhiệm vụ làm cho các bánh xe chủ động có thể quay với các vận tốc khác nhau trong các trường hợp ôtô quay vòng hoặc ôtô chuyển động trên đường gồ ghề  không bằng phẳng.

1.4.2 Yêu cầu của cụm vi sai

+ Phân phối mô men xoắn giữa các bánh xe hay giữa các trục theo tỷ lệ  đảm bảo sử dụng trọng lượng bám tối đa ở các bánh xe.

+ Kích thước vi sai phải nhỏ gọn  để dễ bố trí.

1.4.4 Kết cấu một số dạng vi sai

* Vi sai côn

* Vi sai tăng ma sát trong cho vi sai đối xứng 

1.5 CÁC BÁN TRỤC

1.5.1 Công dụng

Các bán trục dùng để truyền mô men xoắn từ bộ vi sai đến các bánh xe chủ động. Trên các loại bán trục không được giảm tải hoàn toàn bán trục còn được dùng để tiếp nhận các lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động.

1.5.2 Yêu cầu đối với các bán trục

a) Yêu cầu chung của bán trục:

+ Phải chịu được mô men xoắn lớn trong khoảng thời gian lâu dài.

Bán trục phải thẳng, không được lệch nhất là đối với các xe có khả năng cơ động.

+ Đối với bán trục của cầu dẫn hướng chủ động phải đảm bảo tính đồng tâm cho các đoạn trục của bán trục.

b) Yêu cầu riêng của bán trục sử dụng trên xe có khả năng cơ động.

Các bán trục sử dụng cho các xe loại này phải chịu mô men xoắn lớn, vì vậy các bán trục phải được chế tạo chính xác về mặt hình học, và phải có các góc lượn hợp lý để tránh ứng suất tập trung.

1.5.3 Phân loại bán trục

Bán trục liền:

Một cầu xe chủ động không dẫn hướng với hệ thống treo phụ thuộc có hai bán trục: một bán trục nối đến bánh xe bên trái, một nối với bánh xe bên phải

Kết luận phương án thiết kế : Vậy phương án thiết kế em lựa chọn là cầu chủ động có truyền lực chính đơn bánh răng hypoid, bán trục ghép, không hình thành dầm cầu.

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG

2.1 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN LỰC CHÍNH HYPOID

2.1.1 Tính toán tỉ số truyền truyền lực chính

Chọn loại động cơ là động cơ Diesel  với n_emax= 4200( vòng/phút)

Ta có N_emax là công suất cực đại ứng với số vòng quay n_N

Số vòng quay cực đại n_emax có công suất N_v

Momen xoắn cực đại M_emax ở số vòng quay n_M

2.1.2 Tính toán chế độ tải trọng

Kết luận: Chọn chế độ tính toán theo momen lớn nhất là M­_tt=2762 (Nm)

2.1.3 Tính chọn kích thước truyền lực chính

Yêu cầu cặp bánh răng truyền lực chính phải đảm bảo độ dẻo do đó ta chọn vật liệu chế tạo bánh răng là thép hợp kim trung bình: 15HM (Có độ sâu thấm Cacbon là 0,9-1,8 mm), có độ cứng HRC=60.

- Chọn chiều xoáy của bánh răng :

Chọn chiều xoáy của bánh răng chủ động sao cho lực chiều trục của nó có chiều hướng về phía đáy của bánh răng để đẩy bánh răng chủ động ra khỏi bánh răng bị động( chống bó kẹt răng). Muốn vậy khi ô tô chuyển động tiến, bánh răng chủ động quay theo chiều kim đồng hồ nếu nhìn từ động cơ xuống, khi đó chiều xoắn của răng phải là xoắn trái tức là răng  có chiều xoắn ngược chiều với chiều quay.

Đường kính vòng chia ngoài d_e=m_te.Z

D_e1=49.05mm

D_e2=m_te.z₂=8,4.26=188,4(mm)

Khe hở chân răng đáy lớn:

C=0,2m_te=c₁=c₂=0,2.8,4=1,68

Chiều cao răng ngoài:

H_e=2h_te.m_te+c với h_te=cos

Vậy h_e= 2.cos45,8^o.8,4+1,6=13,31

Chiều cao đầu răng ngoài

H_ae1=(h_te+x₁.cos).m_te=(cos45,8^o+0,47. cos45.8^o).8,4=8,60(mm)

H_ae2=2h_te.m_te-h_ae1=2. cos45,8^o.8,4-8,60)=3,11(mm)

2.1.5 Tính bền bánh răng theo ứng suất uốn

Bánh răng của truyền lực chính được chế tạo từ thép cácbon hợp kim trung bình 15HM có độ sâu thấm các bon là: (0,9:1,8mm), độ cứng HRC = 60. 

2.2 TÍNH TOÁN VI SAI

2.2.1 Xác định kích thước vi sai

Chọn vật liệu: Vỏ vi sai chế tạo bằng gang rèn với độ cứng HB 121¸149,  bánh răng vi sai và bánh răng hành tinh chế tạo bằng thép hợp kim - 20X đạt độ cứng sau khi nhiệt luyện HRC=56 - 62 .

+ Chọn số bánh răng vi sai là 4 bánh răng.

+ Chọn môđun răng tại mặt đáy lớn răng, sử dụng bánh răng côn răng thẳng, Chọn m=5.

+ Số răng bán trục: Z_b = 20

+ Số răng bánh răng hành tinh Z_h = 11

2.2.2 Tính bền vi sai

Mômen xoắn truyền từ truyền lực chính đến bánh xe chủ động qua các chi tiết của vi sai, hơn nữa khi ôtô chuyển động tiến các bánh răng ăn khớp chịu lực vòng P_vs cực đại.

2.3 TÍNH TOÁN BÁN TRỤC

2.3.1 Tính toán bán trục

a, Tính bền bán trục

Loại bán trục trên xe thuộc loại bán trục ghép khi xe làm việc chỉ chịu tác dụng của mômen xoắn tức là chịu ứng suất xoắn.

Chọn vật liệu chế tạo bán trục là thép hợp kim 40XHM.

Suy ra then thỏa mãn bền dập

b, Tính chọn kích thước ổ bi bán trục

Chọn kích thước ổ bi tính với trường hợp ô tô chuyển động thẳng với toàn bộ tải trọng.

Khi chọn ổ bi cho bánh xe cần tính lực pháp tuyến và lực chiều trục, số vòng quay theo chế độ tải trọng trung bình.

Lực chiều trục chỉ tác dụng lên ổ bi khi quay vòng hay trượt ngang (chỉ có trong thời gian ngắn).

Thay số ta được: Q = 36043 (N)

L: tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay.

Gọi L_h là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ: L_h = 10⁶L/(60n) với n là (số vòng quay/phút),

n = 461 (vòng/phút) chọn theo xe tham khảo. Với L_h = 8.10³

Ta tính được L = 221,28 (triệu vòng)

m: bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, m = 10/3 đối với ổ đũa côn.

Vậy Q_t < C₀ = 75,9 (kN) khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo                                                                         

CHƯƠNG III. CHĂM SÓC BẢO DƯỠNG KĨ THUẬT

3.1 KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH

Để cụm cầu sau ôtô hoạt động tốt và ổn định, hạn chế tiếng ồn thì cần tiến hành một số kiểm tra, điều chỉnh trong và sau quá trình lắp ghép:

3.1.1 Liên quan đến truyền lực chính

- Đầu tiên, kiểm tra bề mặt răng ăn khớp giữa br. quả rứa và br. vành chậu xem có mòn nhiều và bong tróc hay không, nếu hư hỏng thay thế cả bộ.

 - Kiểm tra rạn nứt ở cổ trục bánh răng quả rứa, kiểm tra mòn phần  then hoa (lắp với bích trục các đăng, dùng thước lá căn)

- Kiểm tra các ổ bi đỡ bánh răng quả rứa: mòn, bong tróc…

3.1.2 Liên quan đến vi sai

- Kiểm tra bề mặt răng ăn khớp của bánh răng vi sai và bánh răng bán trục.

- Kiểm tra độ mòn giữa bánh răng vi sai và trục vi sai. (đo kích thước)

- Kiểm tra độ mòn giữa bánh răng bán trục và bán trục (phần then hoa). Khe hở này quá lớn là nguyên nhân gây gẫy trục.

- Kiểm tra vòng cách của bánh răng vi sai và bánh răng bán trục: mòn, hư hỏng…

- Kiểm tra độ rơ giữa bánh răng bán trục và vỏ vi sai.

3.1.4 Điều chỉnh vòng bi của bánh răng quả dứa

- Vì các bánh răng của bộ truyền lực chính và bộ vi sai truyền mômen xoắn lớn, chúng thường là nguyên nhân gây ra tiếng kêu.

 Vì vậy cần phải duy trì luôn ăn khớp đúng để đảm bảo hoạt động đúng chức năng. Điều đó được thực hiện bằng việc kiểm tra và điều chỉnh như sau:

Điều chỉnh tải trọng ban đầu của vòng bi bánh răng quả dứa

3.2 MỘT SỐ YÊU CẦU KỸ THUẬT

3.2.1 Sau khi lắp ráp hoàn chỉnh, quá trình vận hành có thể xảy ra một số hiện tượng lạ, một số hiện tượng thường gặp như sau:

- Hiện tượng có tiếng ồn, gõ hoặc rung động:

- Độ rơ của bánh răng quả dứa

3.2.2- Tiếng kêu không bình thường và các hiện tượng khác:

a. Độ đảo bánh răng vành chậu.

Nếu độ đảo bánh răng vành chậu lớn hơn độ đảo lớn nhất thì thay bánh răng vành chậu mới. Độ đảo lớn nhất là 0.1mm

b. Khe hở ăn khớp của bánh răng vành chậu.

Nếu khe hở ăn khớp không đúng tiêu chuẩn thì điều chỉnh tải trọng ban đầu của vòng bi bán trục hay sửa chữa nếu cần. Khe hở ăn khớp 0.13 - 0.18mm

3.4 LẮP BỘ VI SAI

a, Lắp vỏ vi sai

- Bôi một lượng đủ dầu loại dầu hộp số lên từng chi tiết trượt và chi tiết quay.

Lắp các đệm chặn đúng lên các bán răng bán trục

Lắp các bán trục ( cùng với có đệm chặn ), các bánh răng vi sai, các đệm chặn bánh răng vi sai vào vỏ vi sai.

b. Lắp bánh răng vành chậu vào vỏ vi sai.

Lau sạch bề mặt vỏ vi sai ở chỗ nối tiếp xúc với bánh răng vành chậu.

Gia nhiệt bánh răng vành chậu đến khoảng 100^oC trong bể dầu- Lau sạch bề mặt tiếp xúc của bánh răng vành chậu bằng dung môi làm sạch.

Sau đó đặt nhanh bánh răng vành chậu lên vỏ vi sai và going thẳng các dấu ghi nhớ trên bánh răng vành chậu và vỏ vi sai.

3.5  CHÚ Ý KHI THÁO, LẮP BỘ VISAI

3.5.1 Chú ý khi tháo

- Khi tháo dầu, kiểm tra xem có những thành phần gì lẫn trong dầu, đây là căn cứ để phán đoán nơi hỏng hóc.

3.5.2 Chú ý khi lắp bộ visai

- Nội dung quan trọng nhất khi lắp là: điều chỉnh độ rơ, độ sâu ăn khớp và điều chỉnh vết tiếp xúc.

- Việc điều chỉnh này tốt hay xấu không chỉ ảnh hưởng đến tiếng ồn mà còn ảnh hưởng đến tuổi thọ của cụm chi tiết.

3.6 SỬA CHỮA CẦU XE

a, Kiểm tra độ đảo bánh răng vành chậu

Lặp vỏ vi sai vào vỏ đỡ và chỉ xiết chặt đai ốc điều chỉnh đến khi hết độ rơ các vòng bi.

Kiểm tra độ đảo bánh răng vành chậu.

b, Điều chỉnh tạm thời tải trọng ban đầu của bánh răng quả dứa

Lắp các chi tiết sau:

Bánh răng quả dứa

Vòng bi phía trước.

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian làm việc nghiêm túc được sự giúp đỡ của thày giáo hướng dẫn em đã hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp được giao “Tính toán thiết kế cụm cầu chủ động trên xe du lịch”. Em đã hoàn thiện được các nội dụng sau:

1. Tính toán thiết kế các thông số cơ bản của cụm cầu sau xe du lich 7 chỗ.

2. Trình bày phương pháp tháo lắp và một số nguyên nhân hư hỏng cũng như khắc phục đối với các chi tiết trong cụm cầu chủ động.

   Mặc dù đã hết sức cố gắng hoàn thành các nội dung đề tài được giao nhưng do đặc thù đề tài được giao là mới, hạn chế về mặt tài liệu cũng như thời gian và trình độ nên không thể tránh được các sai sót. Em mong nhận được những góp ý của các thầy trong hội đồng bảo vệ.

    Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1].  Bài giảng tính toán thiết kế ô tô - Nguyễn Trọng Hoan - Hà Nội – 2007.

[2]. Giáo trình thiết kế và tính toán ô tô máy kéo – trường ĐHBK Hà Nội – Nguyễn Hữu Cẩn, Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyển, Trần Khang.

[3]. Lý thuyết ô tô máy kéo - Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê thị Vàng - NXB Khoa Học Kỹ  Thuật – 2007.

[4]. Thiết kế và tính toán ô tô – Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên –  NXB  Đại học và trung học chuyên nghiệp – 1985.

[5]. Sức bền vật liệu - Nguyễn Quang Anh, Nguyễn Văn Nhậm, Chu Đình Tụ - NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp_1993

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"