MỤC LỤC

MỤC LỤC.. 1

LỜI MỞ ĐẦU.. 3

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ CỤM CẦU CHỦ ĐỘNG.. 4

1. 1. Công dụng, phân loại, yêu cầu. 4

1.1.1  Công dụng. 4

1.1.2 Yêu cầu chung của cụm cầu chủ động. 4

1.1.3 Phân loại cụm cầu chủ động. 4

1.2. Cấu tạo chung của cầu chủ động. 5

1.3.Cầu chủ động đơn. 6

1.4.Cầu chủ động kép. 8

1.5. Nguyên lý hoạt động. 9

1.6. Các dạng kết cấu của truyền lực chính. 9

1.6. 1. Bánh răng nón răng thẳng. 9

1.6.2. Bánh răng nón răng cong. 10

1.6.3. Bánh răng hypoit 10

1.6. 4. Trục vít bánh vít 11

1.7. Bộ vi sai. 11

1.8  Các bán trục. 17

1.8.1 Công dụng. 17

1.8.2 Yêu cầu đối với các bán trục. 17

1.8.3 Phân loại bán trục. 17

1.9. Vỏ cầu. 19

1.9.1  Công dụng của vỏ cầu. 19

1.9.2 Yêu cầu đối với vỏ cầu. 19

1.9.3 Phân loại vỏ cầu. 19

CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN XE TẢI. 20

2.1. Giới thiệu về xe tham khảo xe THACO OLLIN 350. 20

2.2. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế. 22

2.2.1 Các phương án thiết kế. 22

a. Bánh răng nón răng thẳng. 22

2.3. Tính toán bộ truyền lực chính hypoid. 24

2.3.1 Tính toán tỉ số truyền truyền lực chính. 24

2.3.2 Tính toán chế độ tải trọng. 25

2.3.3 Tính chọn kích thước truyền lực chính. 25

2.3.4 Tính toán lực tác dụng lên cặp bánh răng truyền lực chính. 30

2.3.5 Tính bền bánh răng theo ứng suất uốn. 31

2.3.6 Tính bền bánh răng theo ứng suất tiếp xúc. 31

2.4. Tính toán vi sai 32

2.4.1 Xác định kích thước vi sai 32

2.4.2 Tính bền vi sai. 35

2.5. Tính toán bán trục và dầm cầu. 37

2.5.1 Tính toán bán trục. 37

2.5.2 Tính toán dầm cầu. 41

CHƯƠNG III. CHUẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA CỤM CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN XE 3,5 TẤN   46

3.1. Chú ý trong quá trình kiểm tra – sửa chữa. 46

3.2. Những dụng cụ trang thiết bị để kiểm tra - sửa chữa. 47

3.3. Những hư hỏng thường gặp của cầu chủ động. 48

3.4. Những phương pháp chuẩn đoán hư hỏng. 49

3.4.1 Chẩn đoán hoạt động của cầu  khi không có thiết bị 49

3.4.2.  Chẩn đoán dùng dụng cụ đo đơn giản hoặc thiết bị chẩn đoán trên xe. 50

3.5. Quy trình tháo kiểm tra sửa chữa. 51

3.5.1 Tháo trên xe xuống. 51

3.5.2 Tháo rời các chi tiết 56

3.6. Quy trình lắp ráp. 61

3.7.  Quy trình kiểm tra-sửa chữa. 67

KẾT LUẬN.. 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 73

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, ngành công nghiệp ô tô trên thế giới đã phát triển ở một trình độ rất cao. Nó ứng dụng thành tựu của rất nhiều nghành khoa học kỹ thuật khác nhau như: Vật liệu, điện tử, công nghệ thông tin... nhằm phục vụ một cách tốt nhất cho nhu cầu đời sống ngày càng cao của con người.

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. Sản lượng của các doanh nghiệp trong nước và doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài chỉ chiếm hơn 20%, còn lại gần 80% là nhập các xe đã qua sử dụng của các nước như: Hàn Quốc, Nhật Bản, Đức, Nga, Trung Quốc ... 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.

Hiện nay, VN đã gia nhập WTO. Vấn đề đặt ra là khi hàng rào thuế quan bị phá bỏ, các sản phẩm trong nước phải có đủ khả năng cạnh tranh với các sản phẩm của nước ngoài. Mặt khác vấn đề nội địa hoá đã và đang được chính phủ hết sức quan tâm. Để có được khả năng cạnh tranh và tăng tỷ lệ nội địa hoá của các sẩn phẩm ở trong nước, việc áp dụng các kĩ thuật, khoa học công nghệ tiên tiến chính là một trong những biện phát hiệu quả và nhanh chóng nhất.

Chính vì vậy em đã được nhận đề tài: “Tính toán thiết kế cụm cầu chủ động xe 3,5 tấn”. Em biết cầu sau là một bộ phận quan trọng và rất phức tạp, đặc biệt do ngày nay hệ thống giao thông tốt, xe hiện đại có vận tốc chuyển động ngày càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của cầu chủ động nhằm đảm bảo tính năng động lực học cho sự chuyển động của ô tô là ngày càng cấp thiết.

Trong phần tính toán và thiết kế này em dựa chủ yếu vào số liệu của xe tải THACO OLLIN 350, các tài liệu tham khảo và hướng dẫn tính toán thiết kế. Do lần đầu làm quen với thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp em còn có những mảng kiến thức em chưa được nắm vững nên mặc dù em đã cố gắng tham khảo tài liệu có liên quan song bài làm của em không thể tránh được những sai sót. Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em củng cố thêm kiến thức và hiểu sâu hơn, nắm vững kiến thức mà em đã học hỏi được.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy: TS……………….. đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn !

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ CỤM CẦU CHỦ ĐỘNG

1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu

1.1.1  Công dụng

Cụm cầu chủ động 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.

1.1.2 Yêu cầu chung của cụm cầu chủ động

- 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.

- Có hiệu suất truyền động cao.

1.1.3 Phân loại cụm cầu chủ động

1.1.3.1 Theo số lượng bánh răng truyền lực chính có hai dạng:

a. Loại đơn gồm một cặp bánh răng ăn khớp.

- Truyền lực đơn lại có thể phân loại theo cấu tạo của truyền lực chính

+  Loại bánh răng côn răng thẳng.

+  Loại bánh răng côn răng xoắn.

b. Loại kép gồm hai cặp bánh răng ăn khớp.

- Truyền lực kép có thể được phân thanh hai loại:

+ Truyền lực trung tâm với cả hai cặp bánh răng được bố trí trong cùng một cụm nằm giữa hai bánh xe chủ động.

+ Truyền lực chính kép bố trí không tập trung với cặp bánh răng thứ hai được bố trí tại các dẫn động tới các bánh xe chủ động.

1.1.3.2 Theo số cấp số có thể phân truyền lực chính thành:

+ Truyền lực chính một cấp (chỉ có một tỉ số truyền duy nhất)

+ Truyền lực chính hai cấp (có hai cấp số được điều khiển bởi người lái).

1.2. Cấu tạo chung của cầu chủ động.

1.3. Cầu chủ động đơn

Truyền lực chính loại đơn thường dùng cho các xe du lịch và xe tải cỡ nhỏ yêu cầu tỉ số truyền thấp từ 2-4.

* Truyền lưc chính kép:

Đối với các xe tải có công suất lớn, để có đủ mômen xoắn và lực kéo cho hai bánh xe chủ động, đồng thời đảm bảo độ bền cơ học của các bánh răng, truyền lực chính thường có hai cặp bánh răng. Ngoài cặp bánh răng côn, truyền lực chính còn có thêm bánh răng trụ răng nghiêng. Tỷ số truyền của truyền lực chính kép khoảng 4 -r- 12.

Cặp bánh răng của truyền lực chính có hai loại: loại bánh răng côn xoắn và loại bánh răng hypoit. Sự khác nhau giữa 2 loại bộ truyền này là ở bộ truyền hypoit trục bánh răng chủ động được đặt lệch tâm một khoảng e so với tâm trục bị động nhằm thỏa mãn mục đích:

- Nâng hạ trọng tâm cầu xe để tăng tính năng thông qua chướng ngại vật hoặc hạ thấp trọng tâm toàn xe.

- Nâng cao độ bền, tăng độ êm cho bộ truyền lực chính.

1.4. Cầu chủ động kép

Trục trung gian quay trơn trên vòng bi côn đặt trên vỏ cầu, phía ngoài có nắp và đệm điều chỉnh. Bánh răng trung gian lớn lắp với vỏ vi sai bằng các bulông.

Bánh răng trung gian lớn lắp với vỏ bộ vi sai bằng các bulông. Khi bánh răng quả dứa nhận truyền động từ trục các đăng, mômen quay được truyền tới bánh răng vành chậu, bánh răng trung gian nhỏ, bánh răng trung gian lớn và vỏ bộ vi sai.

1.5. Nguyên lý hoạt động.

Nguyên lý hoạt động của bộ truyền lực chính loại đơn và kép hoàn toàn giống nhau:

- Đối với bộ truyền lực đơn thì khi bánh răng chủ động 1 quay làm cho bánh răng bị động 2 quay theo và cả bộ vi sai quay.

- Đối với bộ truyền lực kép thì bánh răng vành chậu 2 quay làm cho bánh răng trụ 3 quay cùng với tốc độ góc như nhau vì 2 bánh răng này được lắp cứng trên cùng một trục. Bánh răng trụ 3 ăn khớp với bánh răng trụ 4, bánh răng trụ 4 quay làm cho cả bộ vi sai quay theo.

1.6. Các dạng kết cấu của truyền lực chính

1.6. 1. Bánh răng nón răng thẳng

Bánh răng nón răng thẳng như hình 1.7.

1.6.2. Bánh răng nón răng cong

- Ưu điểm: Tăng được tỷ số truyền mà không cần tăng kách thước của bánh răng bị động. Vì số lượng răng của bánh răng nón răng thẳng Z₁ > 9 nếu không sẽ không đảm bảo ăn khớp điều đặng, còn đối với bánh răng nón răng cong Z₁ có thể nhỏ hơn 5.

- Răng cong làm việc êm dịu với răng thẳng vì khi làm việc các răng ăn khớp từ từ, chiều dài ăn khớp lớn, số răng tham gia ăn khớp nhiều, do đó tuổi thọ bánh răng tăng. Điều này rất quan trọng đối với ôtô du lịch và ôtô chở khách.

- Nhược điểm: Lực chiều dọc trục lớn.

1.6.3. Bánh răng hypoit

- Hai đường trục của hai bánh răng ăn khớp không gặp nhau tại một điểm mà có độ dịch trục e nào đó.

- Loại truyền động này có kích thước nhỏ gọn hơn, truyền động êm hơn răng cong, chạy ở tốc độ cao không ồn, có thể đặt thấp thùng xe hơn. Vì vậy, tốc độ chuyển động trung bình của xe được tăng lên, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với ôtô du lịch và ôtô chở khách.

1.7. Bộ vi sai.

Nhiệm vụ chính của bộ vi sai:

- Tiếp tục giảm chuyển động quay đã nhận từ hộp số hoặc hộp phân phối để tăng mômen quay truyền tới các bán trục.

- Tạo sự chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh xe phía trong và bánh xe phía ngoài khi xe quay vòng.

a. Bộ vi sai hạn chế trượt LSD (Vi sai ma sát trong cao).

Bộ vi sai hạn chế trượt LSD là cơ cấu hạn chế bộ vi sai khi một trong các bánh xe bắt đầu trượt để tạo ra một lực dẫn động phù hợp lên các bánh xe kia để làm cho xe chạy êm. Có nhiều loại LSD có cấu tạo khác nhau như: LSD nối khớp thủy lực, LSD loại nhiều đĩa.

* LSD nối khớp thủy lực.

Khớp nối thủy lực là một loại khớp (ly hợp) thủy lực truyền mômen quay bằng sức cản nhớt của dầu. Nó sử dụng sức cản nhớt này để hạn chế sự trượt vi sai.

* LSD loại nhiều đĩa ma sát.

Cấu tạo có 2 loại: loại khóa ma sát đơn, loại khóa ma sát kép.

Bộ vi sai khóa ma sát kép:bộ vi sai sử dụngkhóa ly hợp nhiều đĩa làm khớp ma sát đơn có các đĩa răng ngoài liên kết với vỏ vi sai, các đĩa răng trong liên kết với bánh răng bán trục. Các đĩa được lắp ghép xen kẽ giữa đĩa răng ngoài và đĩa răng trong, bị ép bởi lò xo đĩa đặt nằm cạnh vỏ vi sai.

 LSD cảm biến mômen kiểu bánh răng xoắn: Độ hạn chế trượt được thực hiện chủ yếu nhờ lực ma sát được tạo ra giữa các đỉnh răng của bánh răng hành tinh và được tạo ra giữa mặt đầu của bánh răng bán trục và vòng đệm chặn.

b. Cơ cấu khóa vi sai.

Do kết cấu dùng các bộ truyền ma sát LSD thường có giá thành cao, vì vậy để đơn giản hơn người ta sử dụng cơ cấu khóa vi sai để khóa vi sai trong thời gian ngắn khi xe bị sa lầy. Người ta thường khóa cứng 2 bộ phận của bộ vi sai lại với nhau. Sơ đồ nguyên lý được trình bày trên hình vẽ.

1.8  Các bán trục.

1.8.1 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.

1.8.2 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.

1.8.3 Phân loại bán trục

+ Bán trục giảm tải hoàn toàn (hình 1.18): bánh xe có moay ơ được lắp trên 2 ổ bi, cả hai ổ này đều lắp trên vỏ cầu. Do hai ổ bi được bố trí cách nhau một đoạn, nên các mô men uốn của các lực tương tác giứa bánh xe và mặt đường ( Z,Y, X) đều được tiếp nhận bởi vỏ cầu.

+ Bán trục giảm tải 3/4 (hình 1.19): Loại bán trục này khác với bán trục giảm tải hoàn toàn ở chỗ moay ơ chỉ có một ổ bi. Bởi vậy bán trục sẽ phải chịu một phần mô men uốn từ các lực tác dụng lên bánh xe. Dạng bán trục này thường ít được sử dụng.

1.9. Vỏ cầu.

1.9.1  Công dụng của vỏ cầu

Đối với xe có khả năng cơ động hệ thống treo thường là hệ thống treo phụ thuộc. Cầu xe là phần khối lượng không được treo. Trong thiết kế cầu xe thường ta phải cố gắng để phần khối lượng không được treo này là nhỏ đến mức có thể. Tuy nhiên vỏ cầu phải đáp ứng được các yêu cầu chủ yếu sau:

-  Đỡ toàn bộ trọng lượng phần được treo tác dụng lên cầu.

- Bao kín và bảo vệ cho bộ truyền lực chính, vi sai và các bán trục để nó có thể hoạt động tốt trong thời gian dài.

1.9.3 Phân loại vỏ cầu.

- Vỏ cầu liền là loại vỏ cầu thường được sản xuất bằng phương pháp đúc sau đó gia công các bề mặt lắp ghép.

-  Vỏ cầu rời là loại được lắp ghép từ các tấm rời bằng phương pháp hàn.

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN XE TẢI

2.1. Giới thiệu về xe tham khảo xe THACO OLLIN 350

Bảng thông số xe Ollin 350 như bảng 2.1.

2.2. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế

2.2.1 các phương án thiết kế

a. bánh răng nón răng thẳng

- Ưu điểm: Dễ chế tạo,hiệu suất cao.

- Nhược điểm: Ăn khớp không êm và nhất là chạy ở tốc độ cao rất ồn, khả năng chịu tải kém. Hiện nay loại này rất ít dùng.

b. bánh răng nón răng cong

- Ưu điểm: Tăng được tỷ số truyền mà không cần tăng kách thước của bánh răng bị động. Vì số lượng răng của bánh răng nón răng thẳng Z₁ >9 nếu không sẽ không đảm bảo ăn khớp điều đặng, còn đối với bánh răng nón răng cong Z₁ có thể nhỏ hơn 5.

- Răng cong làm việc êm dịu với răng thẳng vì khi làm việc các răng ăn khớp từ từ, chiều dài ăn khớp lớn, số răng tham gia ăn khớp nhiều, do đó tuổi thọ bánh răng tăng. Điều này rất quan trọng đối với ôtô du lịch và ôtô chở khác

d. Trục vít bánh vít

- Ưu điểm:

+ Có tỷ số truyền i₀ lớn mà kích thước lại nhỏ, do đó trọng lượng bé.

+ Làm việc êm dịu.

+ Cho phép đặt vi sai ở giữa cầu sau, do đó có thể làm cho cầu sau đối xứng và tháo lắp dễ dàng.

- Nhược điểm:

+ Hiệu suất thấp (nếu lắp không chính xác thì trục vít chóng mòn).

+ Chế tạo bộ bánh vít phức tạp và phải dùng kim loại màu nên giá thành cao, điều chỉnh khó khăn khi bị mòn.

2.2.2 Kết luận

Do đặc điểm,yêu cầu và cách thức sử dụng nên chọn dạng kết cấu của truyền lực chính là dạng bánh răng hipoid phù hợp với yêu cầu và cách thức sử dụng được đề ra

2.3. Tính toán bộ truyền lực chính hypoid

2.3.1 Tính toán tỉ số truyền truyền lực chính

Thay số ta có tỉ số truyền của truyền lực chính: i = 6,93                               

2.3.2 Tính toán chế độ tải trọng

Tính toán chế độ tải trọng được lựa chọn từ hai chế độ đó là:

Ta có:

G₂=50000 (N) : tải trọng phân bố ra cầu sau

Chọn chế độ tính toán theo khả năng bám: M­_tt=2799 (Nm)

2.3.3 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 và có các giá trị ứng suất cho phép là [s_tx]= 3500 (MN/m²) và .

- Chọn góc xoắn b cho cặp bánh răng của xe tính toán: Với xe tính toán thì góc xoắn của bánh răng chủ động của truyền lực chính là: b₁=40^o¸42^o, chọn 42^o.

+ Hệ số dịch chỉnh chọn:

x₁=+0,682 (mm).

x₂= -0,682 (mm)

+ Đường kính vòng chia đáy lớn: D_c=m_s.Z

+ Bán kính vòng chia đáy lớn: r_c=D_c/2.

+ Bước răng đáy lớn: t_s=p.m_n

=> t_s1=t_s2=3,14.7=21,98 (mm)

+ Chiều cao răng đáy lớn: h=2,25.m_s

=> h₁=h₂=2,25.9,42=21,187 (mm)

+ Đường kính vòng đỉnh đáy lớn: D_e=D_i+2.h_i.cosd_i

+ Chiều cao đầu răng đáy lớn:

h_e=m_s+x.m_s

-> h_e1=9,42- 0,6.9,42=2,994(mm)

-> h_e2=9,42+0,6.9,42=15,072(mm)

Bảng thông số Truyền lực chính thể hiện như bảng 2.2.

2.3.4 Tính toán lực tác dụng lên cặp bánh răng truyền lực chính

Việc tính bền cho truyền lực chính chỉ cần tính cho bánh răng nhỏ, tức là chỉ tính cho bánh răng chủ động. Sơ đồ lực tác dụng giữa các bánh răng như trên hình dưới đây.

2.3.5 Tính bền bánh răng theo ứng suất uốn

Ta có:

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.

- b: Chiều dài răng theo đường sinh.

- t: Bước răng trên mặt bên tính ở đáy lớn hình côn chia.

- d: Nửa góc côn chia.

- b: Góc xoắn răng.

- y: y= 0.452: hệ số dạng răng, tra theo số răng tương đương

2.4. Tính toán vi sai

2.4.1 Xác định kích thước vi sai

Chọn vật liệu: Vỏ vi sai chế tạo bằng gang rèn với độ cứng HB 121¸149, trục 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

+ Tỷ số truyền: i_ht= 20: 11 =  1,4615

+ Chiều rộng bánh răng: b=(0,2¸0,3)l, chọn b_h= 32 (mm); b_b= 23 (mm)

Các thông số hình học của bánh răng vi sai như bảng 2.3.

2.5. Tính toán bán trục và dầm cầu

2.5.1 Tính toán bán trục

a. Tính bền bán trục

Loại bán trục trên xe thuộc loại giảm tải hoàn toàn, 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 .

Với các thông số ta chọn theo xe tham khảo:

M_emax : mô men xoắn cực đại của động cơ, M_emax = 300(Nm).

i_hmax  :  tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1, i_hmax = 11,4

i₀ : tỷ số truyền của cầu sau, i_o = 6,83

d : đường kính bán trục, chọn theo xe tham khảo d = 50 (mm)

Thay số ta được: t = 934,34 (MN/m²) ≤ [t] = 950 (MN/m²) => Bán trục đủ bền.

* Kiểm tra theo góc xoắn:

Ta có:

M: là mô men xoắn cực đại. M = M_emax.i_hmax.i₀

l: chiều dài bán trục, chọn theo xe tham khảo l = 0,945 (m)

G: Mô đun đàn hồi khi xoắn, G = 8,1.10¹⁰ (N)

Thay số ta được: q= 13,92⁰ ≤ [q] = 15⁰

Thỏa mãn góc xoắn trên 1m chiều dài.

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). Vì vậy khi chọn ổ bi nếu đứng về mặt tuổi thọ ổ bi mà nói có thể bỏ qua lực chiều trục.

Thay số ta được: R’= 6214(N); R’’= 20024 (N)

* Chọn kích thước ổ lăn:

Ta có:

Q: tải trọng động qui ước,Q = XVF_r­.k_t.k_đ

Với:

F_r: tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ.

V: hệ số kể đến vòng nào quay,V= 1,2 khi vòng ngoài quay.

k_t: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, chọn k_t = 1.

k_đ: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, k_đ = 1,3 ÷1,8 chọn k_đ = 1,5.

X : hệ số, X = 1.

Thay số ta được: Q = 36043 (N)

Ta tính được L = 221,28 (giờ)

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

Thay số ta được: C_d = 182,09 kN

Ta chọn ổ với  C ≥ C_d  và đường kính ngõng trục d = 75 (mm), ta chọn ổ đũa côn cỡ trung rộng với kí hiệu ổ là: 7615

+ Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:

Q_t ≤ C₀

Trong đó:

Q_t: tải trọng tĩnh qui ước, ta có Q_t = F_r = 20024 (N)

C₀: khả năng tải tĩnh tra theo kí hiệu của ổ.

Vậy Q_t< C₀ = 235 (kN) khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo.

2.5.2 Tính toán dầm cầu

Dầm cầu thiết kế là dầm cầu đúc vật liệu là gang xám CЧ30, chọn hình dáng tiết diện chịu lực hình chữ nhật, các kích thước được chọn theo xe tham khảo. Sau khi đã chọn được kích thước ta tính bền cho dầm cầu ở vị trí đặt lực.

a. Khi ôtô chuyển động thẳng truyền lực dọc cực đại Xmax:

Khi ôtô chuyển động thẳng tính theo trường hợp phanh ngặt hay tăng tốc lớn nhất.

Phản lực Z_bx tác dụng lên bánh xe được xác định theo trạng thái cầu chủ động nào có trọng lượng lớn hơn.

Ta có:

W₁ =1,507.10^-4(m³)

W₂ = 1,475.10^-4(m³)

W₃ = a.a.b² theo công thức [5] – (6-12) với a là cạnh dài, b là cạnh ngắn của tiết diện hình chữ nhật.

Thay số ta được W₃ = 0,208.0,134.0,13² = 4,71.10^-4(m³).

Ứng suất uốn tác dụng lên dầm cầu là:e_u = 144,65(MN/m²)

Ứng suất xoắn tác dụng lên dầm cầu là: t_x= 21,96(MN/m²)

* Tính khi trượt ngang hoàn toàn:

Các lực được biều diễn trên hình, khi đó ta có mô men uốn tại A và C là:

+ Ứng suất uốn lớn nhất: e_u = 10,16 (MN/m²) < [

Vậy dầm cầu đảm bảo đủ bền. 

CHƯƠNG III

CHUẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA CỤM CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN XE 3,5 TẤN

3.1. Chú ý trong quá trình kiểm tra - sửa chữa

- Trong quá trình kiểm tra phải chuẩn bị dụng cụ đầy đủ, sử dụng đúng dụng cụ, thiết bị.

- Nếu da tay tiếp xúc lâu hoặc thường xuyên với dầu cầu sẽ làm mất lớp dầu tự nhiên của da, dẫn đến khô da, rát và viêm da. Hơn nữa, dầu cầu thải ra chứa các chất ô nhiễm có thể gây ra ung thư da.

- Hãy chú ý khi thay dầu cầu để giảm thiểu nguy cơ do da bạn tiếp xúc với dầu thải. Hãy mặc quần áo bảo hộ và găng tay.

- Các bề mặt lắp ghép phải có gioăng đệm làm kín.

- Xiết chặt bu lông với mô men thích hợp.

- Thay dầu cầu, cảm biến phải đúng hãng sản xuất, không được thay khác loại.

- Chỉ dùng những loại dầu bôi trơn theo chỉ định của nhà sản xuất.

3.2. Những dụng cụ trang thiết bị để kiểm tra - sửa chữa

Những dụng cụ trang thiết bị để kiểm tra - sửa chữa như bảng 3.1.

3.4. Những phương pháp chuẩn đoán hư hỏng

3.4.1 Chẩn đoán hoạt động của cầu  khi không có thiết bị

a. Nghe âm thanh trong vùng con người cảm nhận được

Tiến hành nghe âm thanh cần phải đạt được các nội dung sau: vị trí nơi phát ra âm thanh, cường độ và đặc điểm riêng biệt âm thanh, tần số âm thanh.

Để phân biệt các trạng thái kỹ thuật, yêu cầu phải nắm chắc âm thanh chuẩn khi đối tượng chẩn đoán còn ở trạng thái tốt. 

b. Dùng mắt quan sát

Đối với ô tô có thể dùng cảm nhận màu sắc để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của động cơ.

Thông qua cảm nhận màu sắc dầu bôi trơn cầu  chúng ta sẽ biết tình trạng làm việc của cầu là tốt hay xấu, nhận biết được chất lượng dầu bôi trơn là xấu hay tốt, phải thay hay không.

d. Cảm nhận nhiệt

Sự thay đổi nhiệt độ các vùng khác nhau trên động cơ là khác nhau. Khả năng khi cầu  nóng lên quá mức sẽ khiến cầu làm việc kém hiệu quả. Chất lượng dầu bôi trơn kém sẽ dẫn đến mài mòn chi tiết nhanh, cầu nhanh bị hỏng hóc, công suất giảm.

3.4.2. Chẩn đoán dùng dụng cụ đo đơn giản hoặc thiết bị chẩn đoán trên xe

a. Nghe tiếng gõ bằng ống nghe và đầu dò âm thanh

Khắc phục một phần các ảnh hưởng tiếng ổn chung do cầu  phát ra, có thể dùng ống nghe và đầu dò âm thanh. Các dụng cụ đơn giản, mức độ chính xác phụ thuộc vào người kiểm tra.

c. Sử dụng lực kế

Kiểm tra độ xiết các bu lông sau một thời gian đã chạy là chặt hay lỏng để tiến hành xiết lại tại các vị trí chuyển động và chịu tải nhiều.

3.5. Quy trình tháo kiểm tra sửa chữa

3.5.1 Tháo trên xe xuống

Tháo trên xe xuống như bảng 3.3.

3.5.2 Tháo rời các chi tiết

Tháo rời cầu như bảng 3.4.

3.6. Quy trình lắp ráp

Quy trình lắp ráp như bảng 3.5.

3.7.  Quy trình kiểm tra-sửa chữa

a. Kiểm tra cụm vi sai

+ Dùng đồng hồ so kiểm tra độ dơ của trục vi sai và bánh răng

Đặt hộp vi sai lên SST

Đặt đồng hồ đo lên, gá đặt chắc chắn

Dùng tay rung lắc bánh răng vi sai

+ Kiểm tra tróc rỗ, nứt trên bánh răng vi sai

Quan sát bánh răng vi sai, nếu có hiện tượng nứt, hoặc tróc rỗ bề mặt thì ta tiến hành thay thế bánh răng vi sai

Chú ý thay đúng hãng, đúng đời xe, đúng thông số kỹ thuật.

b. Kiểm tra bánh răng vành chậu

+ Kiểm tra độ đảo bánh răng vành chậu

Đặt bánh răng vành chậu lên SST

Đặt đồng hồ đo lên, gá đặt chắc chắn

Dùng tay quay  bánh răng vành chậu

Đọc giá trị  đo trên đồng hồ

+ Kiểm tra nứt, cháy rỗ bề mặt bánh răng vành chậu, quả rứa, bán trục

Dùng mắt quan sát xem bánh răng quả dứa, bánh răng vành chậu và bánh răng bán trục có bị nứt hay sứt mẻ không

Kiểm tra sự cháy rỗ trên bề mặt các răng

KẾT LUẬN

Sau khi được giao đề tài tốt nghiệp “Tính toán thiết kế cụm cầu chủ động xe 3,5 tấn”. Em đã bắt tay ngay vào công việc tính toán thiết kế.Được sự hướng dẫn, chỉ bảo  tận tình của Thầy giáo: TS……………… cùng các thầy giáo trong bộ môn ô tô, em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.

Trong thời gian làm đồ án mặc dù em đã cố gắng tìm hiểu thêm trong sách và trong thực tế xong do hạn chế về trình độ và thời gian nên trong đồ án này em còn nhiều thiếu sót trong tính toán và lựa chọn phương án, hơn nữa còn một số vấn đề mà em chưa thể đi sâu vào chi tiết được mà em chỉ dùng những thông số tham khảo của xe thực tế nên đồ án tốt nghiệp của em còn nhiều hạn chế. Em mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa. Qua đồ án tốt nghiệp này đã giúp em một lần nữa làm quen về thiết kế tính toán trên ôtô,giúp em hiểu sâu hơn về cụm cầu chủ động và nguyên lí hoạt động của các bộ phận trong hệ thống. Ngoài ra qua đề tài này con giúp em tăng khả năng nghiên cứu và đọc tài liệu...

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo: TS……………… cùng toàn thể các thầy giáo trong bộ môn cơ khí TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVTđã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.

                                                                               Vĩnh Yên, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                 Sinh viên thực hiện

                                                                             ………………

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Dương Đình Khuyến, 1995, Hướng dẫn thiết kế hệ thống truyền lực ô tô máy kéo

[2]. PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, 2007, Thiết kế tính toán ô tô, đại học bách khoa Hà Nội

[3]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng , 1998, Lý thuyết ô tô máy kéo, Nhà xuất bản Khoa Học-Kỹ Thuật

[4]. Nguyễn Văn Vượng, Bùi Trọng Lựu, 2004, Bài tập sức bền vật liệu, Nhà xuất bản giáo dục

[5]. An Hiệp - Trần Vĩnh Hưng, 1999, Dung sai và đo lường cơ khí, Nhà xuất bản giáo dục

[6]. Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, 2000, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Nhà xuất bản Khoa Học-Kỹ Thuật

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"