BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BI TP LN

TÍNH TỐN KẾT CẤU ƠTƠ
GVHD: ThS. Trn Anh Sơn
Nhóm thực hiện: Nhóm …
Ngày thực hiện: 18/11/2022
Danh sch thnh viên
STT

Họ v tên

MSSV

1
2
3
4
5

0

0

Tieu luan

Chữ kí

Điểm

Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

MC LL
C
1.

Tính và lựa chọn tỷ số truyền hộp số dọc 5 cp có một số OD. ................. 6
1.1. T số truyền lực chnh: .......................................................................... 6
1.2. T số truyền tay số 1 .............................................................................. 6
1.3. Tỷ số truyền cc tay số trung gian ........................................................ 7

2. Tính số răng của cặp bnh răng số (số 1, 2, 3, 4, 5) thỏa t ỷ số truyền hộp
số. 7
2.1. Khong cch gia cc trc .................................................................... 7
2.2. Chọn mô – đun php tuyn và góc nghiêng của bnh răng .................. 7
2.3. Xc đnh số răng của cc bnh răng...................................................... 8
3. Xc đnh moment xung lượng sinh ra trên trc thứ cp khi gài số (khi xe
di chuyển tay số 5 với tốc độ 80 km/h, không đạp ly hợp khi gài số 3, bộ đồng
tốc số 3-4 b hỏng). ............................................................................................. 9
4. Tnh công trượt của ly hợp trong trường hợp đóng ly hợp êm di nht
(bit xe di chuyển tay s ố 2 với tốc độ 40 km/h trên đường nhựa tốt, đạp ly hợp
gài số 3). ........................................................................................................... 10
5.

Tnh công trượt của ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền. ............. 11


6. Xc đnh kch thước (R1 , R2) của đĩa ma st của ly hợp thỏa điều kiện
bền theo áp sut cho phép. ................................................................................ 12
7. Xc đnh đường kính trc cc đăng (D, d) (theo số vòng quay nguy hiểm
và ứng sut xoắn. .............................................................................................. 13
7.1. Theo số vng quay nguy hiểm ............................................................ 13
7.2. Theo ứng sut xoắn ............................................................................. 14
8.

Kiểm nghiệm bền trc cc đăng theo ứng sut xoắn và góc xoắn. .......... 14
8.1. Theo ứng sut xoắn ............................................................................. 15
8.2. Theo góc xoắn ..................................................................................... 15

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

9. Thit k đường kính trc bán trc thỏa điều kiện bền (chọn hệ số dư bền
2). 16
9.1. Chọn vt liệu ....................................................................................... 16
9.2. Tnh ton đường knh bn trc ............................................................ 17
10.

Kiểm nghiệm bền bán tr c ..................................................................... 18


10.1.

Trường hợp 1 (Lực X đạt gi tr cực đại) ........................................ 18

10.1.1

Khi truyền lực ko cực đại ........................................................ 18

10.1.2

Khi truyền lực phanh cực đại. ................................................... 18

10.2.
10.3.

Trường hợp 2 (Lực Y đặt gi tr cực đại 𝑌 = 𝑌𝑚𝑎𝑥 ) .................... 19

Trường hợp 3 (Lực Z đặt gi tr cực đại 𝑍 = 𝑍𝑚𝑎𝑥 )..................... 19

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm


DANH MC HNH NH
Hnh 1: Sơ đồ hộp số 5 cp OD .......................................................................... 9
Hnh 2: Sơ đồ v tr trc cc đăng ..................................................................... 14
Hnh 3:Sơ đồ lực tc dng lên bn trc ............................................................ 16
Hnh 4: Sơ đồ tc dng lên bn trc kiểm nghiệm bền gim ti bn trc 1/2 .. 17

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

Thơng s k thut ca xe ô tô du lch HIACE SUPPER WAGON 2.7
2010
Bng 1. Thông s k thut ca xe ô tô du lch HIACE 2.7 2010

HIACE SUPPER WAGON
Loại động cơ
Số ch
Dung tch công tc
Dn động
Tỷ số nn
Cp số
Tên thông số

K hiệu
Công sut cực đại
𝑁𝑒𝑚𝑎𝑥
Số vng quay ứng với
𝑛𝑁
công sut cực đại
𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥
Momen xoắn cực đại
Số vng quay ứng với
𝑛𝑀
momen xoắn cực đại
Khối lượng không ti
𝑚𝑘𝑡
Khối lượng toàn ti
𝑚𝑡𝑡
L x B
Kch thước tng thể
xH
(Dài x Rộng x Cao)
Thông số lớp
Tốc độ cực đại
𝑣𝑚𝑎𝑥

0

Xăng
10 ch
2.7(l)
4x2 ; Cu sau (RWD)
9.6

5 cp
Gi tr
Đơn v
149
bhp
4800

Vng/pht

246

N.m

3800

Vng/pht

1905
2750

Kg
Kg

4840 x 1880 x 2105

mm

195/70 R15
165


Km/h

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Tính và lựa chọn tỷ s truyền hộp s dọc 5 cấp có một s OD.

1.1.
1.2.

Nhóm

𝒊𝟎 =

T s truyền lực chính:

𝟐𝝅.𝒏𝒆𝒎𝒂𝒙.𝒓𝒃𝒙
𝟔𝟎.𝒊𝒉𝒏.𝒗𝒎𝒂𝒙

Bn knh bnh xe l àm việc:

𝑟𝑏𝑥 = 2 + 𝐻 =
𝑑

15.25,4
2


+ 195.70% = 327𝑚𝑚 = 0,327𝑚

Do động cơ xăng ta chọn 𝛾 = 1,2 ta có :

𝑛𝑒𝑚𝑎𝑥 = 𝛾. 𝑛𝑁 = (1,2.4800) = 5760

𝑣𝑜 𝑛𝑔

𝑝ℎ 𝑡

Hộp số dọc 5 cp có 1 s ố OD ta chọn 𝑖ℎ𝑛 = 0,85
Tốc độ tối đa 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 165

𝑘𝑚
ℎ

= 45,83 𝑚/𝑠

Với 𝑖ℎ𝑛 là tỷ số truyền tay số cao nht là số OD ta chọn 𝑖ℎ𝑛 = 0,85
T đó ta tnh được 𝑖0 =

2𝜋.𝑛𝑒𝑚𝑎𝑥 .𝑟𝑏𝑥
60.𝑖ℎ𝑛.𝑣𝑚𝑎𝑥

= 5,06

1.3. T s truyền tay s 1
Chọn độ dốc lớn nht tiêu chun là 36% ta có arctg(0,36) = 20° => 𝛼 =
20° và hệ số c lăn f= 0,02


Ta có 𝜓𝑚𝑎𝑥 = 𝑓. cos 𝛼 + sin𝛼 = 0,02. 𝑐𝑜𝑠20 + 𝑠𝑖𝑛20 = 0,36
Theo điều kiện ko ta có:
𝑖ℎ1 ≥

𝐺. 𝜓𝑚𝑎𝑥 . 𝑟𝑏𝑥
2750.10.0,36.0,327
= 2,80
=
246.5,06.0,93
𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑖ℎ0 . 𝜂𝑡

(1)

Vì xe du lch ti nặng nên tr ọng lượng cu chủ động thường bằng 60% trọng
lượng xe nên 𝐺𝑐𝑑 =

(2750.10).60
100

Chọn hệ số bm φ = 0,75

= 16500 , chọn hệ số phân bố ti: 𝑚𝑐𝑑 = 1,2

Theo điều kiện bm ta có:

6

0


0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

𝐺𝜑 . φ. 𝑟𝑏𝑥

16500.1,2.0,75.0,327 = 4,19 (2 )
𝐺𝑐𝑑 . 𝑚𝑐𝑑 . φ. 𝑟𝑏𝑥
246.5,06.0,93
=
=
𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑖ℎ0. 𝜂𝑡
𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑖ℎ0 . 𝜂𝑡
T (1) và (2) ta được: 2,80 ≤ 𝑖ℎ1 ≤ 4,19. Do đó ta chọn 𝑖ℎ1 = 3,78
𝑖ℎ1 ≤

1.4. Tỷ s truyền cc tay s trung gian
Do là xe ô tô du lch thường làm việc ở các s ố truyền cao nên các số trung gian
được xác lp theo cp số điều hòa nhằm sử dng tốt nht công sut động cơ
khi sang số:
Hằng số điều ha: 𝑎 = (

1

𝑖ℎ𝑛


− 𝑖 ) . 𝑛−1 = (
1

ℎ1

Tỷ số truyền của cc tay số: 𝑖ℎ𝑚 =
-

1

𝑖ℎ1

1

0,85

− 3,78) .
1

1

5−1

= 0,23

1+(𝑚−1).𝑎.𝑖ℎ1

Tay số 2: 𝑖ℎ2 = 1+(2−1).0,23.3,78 = 2,02
3,78


Tay số 3: 𝑖ℎ3 = 1+(3−1).0,23.3,78 = 1,38

Tay số 4: 𝑖ℎ4 =

3,78

3,78

1+(4−1).0,23.3,78

=1

Tay số 5 (tay số OD) = 𝑖ℎ𝑛 = 0,85
Tay số li: 𝑖𝑙 = 1,25. 𝑖ℎ1 = 1,25.3,78 = 4,725

Vy tỷ số truyền của hộp số dọc 5 cp có số OD là:

𝑖ℎ1 = 3,78; 𝑖ℎ2 = 2,02; 𝑖ℎ3 = 1,38; 𝑖ℎ4 = 1; 𝑖ℎ5 = 0,85; 𝑖𝑙 = 4,7

2. Tính s răng ca cặp bnh răng s (s 1, 2, 3, 4, 5) thỏa tỷ s truyền
hộp s.
2.1. Khong cch giữa cc trc
Xe ô tô du lch ta chọn hệ số kinh nghiệm C = 13

3
A = C √𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 = 13. √246 = 81,5 𝑚𝑚
3

2.2. Chọn mô – đun php tuyn v gc nghiêng ca bnh răng

Mô – đun php tuyn xe du lch: m = 2, 25 ÷ 3

Góc nghiêng bnh răng: 𝛽 = 22 ÷ 34

0

7

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

Ta chọn mơ – đun php tuyn và góc nghiêng cho cc tay số
-

Tay số 1: 𝑚1
Tay số 2: 𝑚2
Tay số 3: 𝑚3
Tay số 4: 𝑚4
Tay số 5: 𝑚5

= 3; 𝛽1 = 22°
= 2,8; 𝛽2 = 24°
= 2,6; 𝛽3 = 26°
= 2,4; 𝛽4 = 28°

= 2,25; 𝛽5 = 32°

2.3. Xc đnh s răng ca cc bnh răng
Theo kinh nghiệm, số răng chủ động của cặp bnh răng gài số ở số truyền thp
được chọn: 𝑍1 = 16 𝑟ă𝑛𝑔 và chọn sơ bộ 𝑍𝑎 = 13 𝑟ă𝑛𝑔

Tỷ số truyền của cặp bnh răng gài số 1: 𝑖𝑔1 =

1 = 2,14

−1=

2𝐴.cos 𝛽1
𝑚1 .𝑍1

2.81,5.cos 22
3.16

−

Số răng 𝑍 ′1 của bnh răng b động 𝑍 ′1 = 𝑖𝑔1 . 𝑍1 = 16.2.14 = 34,24
=> 𝑍′1 = 35 𝑟ă𝑛𝑔

Ta có tỷ số truyền của cặp bnh răng luôn ăn khớp: 𝑖𝑎 = 𝑖 ℎ1 =
𝑖

𝑔1

3,78


2,14

= 1,77

Ban đu ta chọn sơ bộ 𝑍𝑎 = 13 𝑟ă𝑛𝑔 ; 𝑍′𝑎 = 𝑖𝑎 . 𝑍𝑎 = 13.1,77 = 23 𝑟ă𝑛𝑔

Tỷ số truyền của cặp bnh răng của cc số trung gian: 𝑖𝑔𝑖 =
-

Tay số 2: 𝑖𝑔2 =
Tay số 3: 𝑖𝑔3 =
Tay số 4: 𝑖𝑔4 =
Tay số 5: 𝑖𝑔5 =

𝑖ℎ2
𝑖𝑎
𝑖ℎ3
𝑖𝑎
𝑖ℎ4
𝑖𝑎
𝑖ℎ5
𝑖𝑎

= 1,14

𝑖ℎ𝑖

𝑖𝑎

= 0,78

= 0,56
= 0,48

Số răng của cặp bnh răng cc số trung gian: 𝑍𝑖 = 𝑚 (1+𝑖

2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽𝑖
𝑖

𝑔𝑖 )

; 𝑍′𝑖 = 𝑍𝑖 . 𝑖𝑔𝑖
8

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

Qua đó ta tnh được s ố răng của cặp bnh răng cc số trung gian:
Tay số 2: 𝑍2 =

2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽2

𝑚2 (1+𝑖𝑔2 )


Tay số 3: 𝑍3 = 𝑚
Tay số 4: 𝑍4 =

2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽3

3 (1+𝑖𝑔3 )

2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽4

𝑚4 (1+𝑖𝑔4 )

Tay số 5: 𝑍5 = 𝑚

2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽5

5 (1+𝑖𝑔5 )

= 25 𝑟ă𝑛𝑔 ; 𝑍′2 = 𝑍2 . 𝑖𝑔2 = 29 𝑟ă𝑛𝑔

= 32 𝑟ă𝑛𝑔 ; 𝑍 ′ 3 = 𝑍3 . 𝑖𝑔3 = 24 𝑟ă𝑛𝑔

= 39 𝑟ă𝑛𝑔 ; 𝑍 ′ 4 = 𝑍4 . 𝑖𝑔4 = 22 𝑟ă𝑛𝑔
= 42 𝑟ă𝑛𝑔 ; 𝑍′5 = 𝑍5 . 𝑖𝑔5 = 20 𝑟ă𝑛𝑔

Hnh 1: Sơ đ hp s 5 cp OD

3. Xc đnh moment xung lượng sinh ra trên trc thứ cấp khi gài s (khi
xe di chuyển tay s 5 với tc độ 80 km/h, không đạp ly hợp khi gài s 3,
bộ đồng tc s 3-4 b hỏng).

V = 80km/h = 22,22 m/s
Chọn 𝐽𝑚 = 1,5𝑘𝑔𝑚 2 ; 𝐽𝑙 = 0,022𝑘𝑔𝑚 2

Phương trnh xung lượng khi gài số không tách ly hợp khi gài số 3:
9

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

𝑃4 . 𝑟4 . 𝑡 =

𝐽𝑎 (𝐽𝑚 (+ 𝐽𝑙 ). 𝑖ℎ3)(𝜔2 𝑏 − 𝜔𝑎 𝑖ℎ3 )
𝐽𝑚 + 𝐽𝑙 . 𝑖ℎ3 + 𝐽𝑎
2
𝐺 𝑟𝑏𝑥

Moment qun tnh của trc thứ cp: 𝐽𝑎 = 𝑔 .
Tốc độ góc của trc thứ cp: 𝜔𝑎 = 𝑟 . 𝑖0 =
𝑣

Tốc độ góc trc ly hợp: 𝜔𝑏 =
𝑃4 . 𝑟4 . 𝑡 =


=

𝑣

𝑟𝑏𝑥

𝑏𝑥

. 𝑖0 . 𝑖ℎ5 =

𝑖02

= 2750.

22,22

0,327

22,22

0,327

0,3272
5,062

= 11,48 𝑘𝑔𝑚 2

. 5,06 = 343,87


𝑟𝑎𝑑
𝑠

. 5,06.0,85 = 292,26

𝐽𝑎 (𝐽𝑚 + 𝐽𝑙 ). 𝑖ℎ3 (𝜔𝑏 − 𝜔𝑎 𝑖ℎ3 )
2
(𝐽𝑚 + 𝐽𝑙 ). 𝑖ℎ3
+ 𝐽𝑎

𝑟𝑎𝑑
𝑠

11,48 (1,5 + 0,022). 1,38(292,26 − 343,87.1,38)
= −305,67 𝑁𝑚𝑠
(1,5 + 0,022). 1,382 + 11,48

4. Tính cơng trượt ca ly hợp trong trường hợp đng ly hợp êm di nhất
(bit xe di chuyển tay s 2 với tc độ 40 km/h trên đường nhựa tt, đạp
ly hợp gài s 3).
Ta có công thức tnh công trượt của ly hợp êm du:
𝑡1 2𝑡
1
𝐿 = 𝐿1 + 𝐿2 = 𝑀𝑏 (𝜔𝑚 − 𝜔𝑏 ) ( + 2 ) + 𝐽𝑏 (𝜔𝑚 − 𝜔𝑏 )2
2
2
3

Chọn 𝐾 = 0,25


𝑁𝑠 2
𝑚4

𝑣𝑎 𝐹 = 2,5 𝑚 2 ; Đường bằng 𝛼 = 0

𝑠𝑖𝑛𝛼 = 𝑓 = 0,02; 𝑣 = 40

𝑘𝑚
ℎ

= 11,1 𝑚/𝑠

; 𝜓 = 𝑓𝑐𝑜𝑠𝛼 +

Moment cn chuyển động quy dn về trc ly hợp:

(𝐺0 + 𝐺𝑚 )𝜓 + 𝐾𝐹𝑣 2 )𝑟𝑏𝑥 (27500.0,02 + 0,25.2,5.11,12 )0,327
𝑀𝑏 =
=
1,38.1.0,93.5,06
𝑖ℎ3 . 𝑖𝑝 . 𝜂𝑡 . 𝑖0
= 31,57 𝑁𝑚

Moment qun tnh của xe:

10

0

0


Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

𝐽𝑏 =

Nhóm
2

(𝐺0 + 𝐺𝑚 ). 𝑟𝑏𝑥

2

𝑔. (𝑖ℎ3. 𝑖𝑝 . 𝑖0 )

2 = 6,03 𝑘𝑔. 𝑚 2
2750.0,327
2
(
)
1,38.5,06
=

Vn tốc gốc của trc khuỷu:
𝜔𝑚 =

𝑣


𝑟𝑏𝑥

. 𝑖0 . 𝑖ℎ2 = 0,327 . 5,06.2,02 = 346,96 𝑟𝑎𝑑/𝑠
11,1

Vn tốc gốc của trc ly hợp:
𝜔𝑏 =

𝑣

𝑟𝑏𝑥

. 𝑖0 . 𝑖ℎ3 =

11,1

0,327

. 5,06.1,38 = 237,03 𝑟𝑎𝑑/𝑠

Chọn 𝑡0 = 2,5𝑠 = > 𝑡1 + 𝑡2 = 2,5𝑠 <=>

Với 𝐴 = √2𝐽𝑏 (𝜔𝑚 − 𝜔𝑏 ) = 36,41
43,21
𝑘

Hệ số tỷ lệ k:

+


36,41
√𝑘

𝑀𝑏
𝑘

+

𝐴

√𝑘

= 2,5𝑠

= 2,5𝑠 => 𝑘 = 236,69

𝑡1 =

𝑀𝑏
= 0,13𝑠 => 𝑡2 = 2,37𝑠
𝑘

Vy công trượt trường hợp này là:

𝑡1 2𝑡
1
𝐿 = 𝐿1 + 𝐿2 = 𝑀𝑏 (𝜔𝑚 − 𝜔𝑏 ) ( + 2 ) + 𝐽𝑏 (𝜔𝑚 − 𝜔𝑏 )2
2
3
2


= 31,57(346,96 − 237,03) (

= 44386,91 𝐽

0,13
2

+

2.2,37
3

) + . 6,03. (346,96 − 237,03)2
1

2

5. Tính cơng trượt ca ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền.
Công trượ t của ly hợp trong trườ ng hợp kiểm nghiệm bền là khi trạng thi xe
đứng n lc đó cơng trượt s là lớn nht. Do đó ta có 𝜔𝑚 = 𝜔𝑀 (tốc độ gốc
tại moment xoắn cực đại) và 𝜔𝑏 = 0 ; 𝛼 = 0
Ta có 𝜔𝑚 =

2𝜋.𝑛𝑀
60

=

2𝜋.3800

60

= 397,94 𝑟𝑎𝑑/𝑠

11

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

Do xe đang đứng n nên v = 0 m/s và 𝛼 = 0
=> 𝑀𝑏 =

𝐺. 𝜓. 𝑟𝑏𝑥

𝑖ℎ1 . 𝑖𝑜 . 𝜂𝑡

Moment qun tnh của xe: 𝐽𝑏 =

=

27500.0,02.0.327 = 10,11𝑁. 𝑚
3,78.5,06.0,93


(𝐺0 +𝐺𝑚).𝑟𝑏𝑥2

2

𝑔.(𝑖ℎ1 .𝑖𝑝 .𝑖0 )

= 2750.

Chọn 𝑡0 = 2,5𝑠 = > 𝑡1 + 𝑡2 = 2,5𝑠 <=>

Với 𝐴 = √2𝐽𝑏 (𝜔𝑚 − 𝜔𝑏 ) = 25,23
Hệ số tỷ lệ k:

10,11
𝑘

+

25,23
√𝑘

𝑀𝑏
𝑘

+

𝐴

√𝑘


(0,327)2

(3,78.5,06)2

= 2,5𝑠

= 0,8𝑘𝑔𝑚 2

= 2,5𝑠 => 𝑘 = 109,79

𝑡1 =

𝑀𝑏
= 0,09𝑠 => 𝑡2 = 2,41𝑠
𝑘

Vy công trượt trường hợp này là:

1
𝑡1 2𝑡2
) + 𝐽𝑏 (𝜔𝑚 )2
𝐿 = 𝐿1 + 𝐿2 = 𝑀𝑏 (𝜔𝑚 ) ( +
2
3
2

= 10,11(397,94) (

0,09 2.2,41

1
) + . 0,8(397,94)2 = 69987,44 𝐽
+
2
3
2

6. Xc đnh kích thước (R1 , R2) ca đa ma st ca ly hợp thỏa điều kiện
bền theo áp suất cho phép.
Moment ma st của ly hợp: 𝑀𝑙 = 𝛽. 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝐶ℎ𝑜󰈨 𝑛 ℎê󰈨 𝑠ô󰆷 𝑑ư󰈨 𝑡𝑟ư
 𝛽 = 1,56
𝑀𝑙 = 𝛽. 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 = 1,56.246 = 383,76 𝑁𝑚

Ngoài ra moment ma s t cn được tnh theo công thức:
 𝑃 = 𝜇.𝑅

𝑀𝑙

𝑡𝑏 .𝑧𝑚𝑠

𝑀𝑙 = 𝛽. 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 . 𝑃. 𝑅𝑡𝑏 . 𝑧𝑚𝑠

với 𝑅𝑡𝑏 =

2 (𝑅2 3 −𝑅13 )
3(𝑅22 −𝑅12 )

(3)

Chọn ℎê󰈨 𝑠ô󰆷 𝑚𝑎 𝑠𝑎 𝑡 𝜇 = 0,25, số đôi bề mặt ma st 𝑧𝑚𝑠 = 2

12

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

p sut cho php tc dng lên bề mặt ta chọn 𝑞 = 200 .
theo công thức: 𝑞 =

T (3) và (4) =>

𝑃
𝑆

=> 𝑃 = 𝑞. 𝑆 =

𝑀𝑙
2 (𝑅23 −𝑅13 )
𝜇.
.𝑧
3(𝑅22 −𝑅12 ) 𝑚𝑠

𝑞. 𝜋(𝑅22


(0,7𝑅2 )2 )

383,76.3(𝑅22 −(0,7𝑅2 )2 )

0,25.2 .(𝑅23 −(0,7𝑅2 )3 ) .2



(4)

được xc đnh

𝑀𝑙 .3(𝑅22 −(0,7𝑅2 )2 )

= 𝑞. 𝜋(𝑅22 −

−

𝑅12 )

= 𝑞. 𝜋(𝑅22 − 𝑅12 )

Ta chọn sơ bộ 𝑅1 = 0,7𝑅2 nên ta có

103 𝑁
𝑚2

𝜇.2 .(𝑅23 −(0,7𝑅2 )3 ) .𝑧𝑚𝑠


= 200000. 𝜋(𝑅22 − (0,7𝑅2 )2 ) => 𝑅2 = 0,14 𝑚
𝑅1 = 0,7𝑅2 = 0,10 𝑚

7. Xc đnh đường kính trc cc đăng (D, d) (theo s vòng quay nguy
hiểm và ứng suất xoắn.
7.1. Theo s vng quay nguy hiểm
Số vng quay nguy hiểm của trc 𝑛𝑡 = (1,2 ÷ 2)𝑛𝑚𝑎𝑥
Ta chọn 𝑛𝑡 = 1,5𝑛𝑚𝑎𝑥 = 1,5.

Chọn thành trc rng 𝛿 =

trc cc đăng l = 1,4m.

𝐷−𝑑
2

𝑛𝑒𝑚𝑎𝑥

𝑖ℎ5 .𝑖𝑝

=

1,5.5760
0,85

= 10165

𝑣𝑜 𝑛𝑔

𝑝ℎ 𝑡


= 2,5.10−3 𝑚 => 𝐷 = 5.10−3 + 𝑑 và chiều dài

Theo bng tnh công thức số vng quay nguy hiểm ta có
𝑛𝑡 = 15,3.104 .

√𝐷 2 +𝑑2
𝑙2

<=> 10165 = 15,3.104 .

0,08 𝑚 => 𝐷 = 5.10−3 + 0.08 = 0,085 𝑚 .

√(5.10−3 +𝑑)2 +𝑑 2
1,42

=> 𝑑 =

13

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ
7.2.


Nhóm

Theo ứng suất xoắn

𝛼

Hnh 2: Sơ đ v tr trc cc đăng

Tnh theo ứng sut xoắn ta chọn hệ số dư bền là 4 với ứng sut xoắn cho php
vt liệu là: [𝜏] = 100 ÷ 300 𝑀𝑁/𝑚 2 𝑡𝑎 𝑐ℎ𝑜󰈨 𝑛 [𝜏] = 200𝑀𝑁/𝑚 2 .

Ta được ứng sut trc cc đăng có thể chu xoắn 𝜏 =
𝜏=

[𝜏]
4

= 50

.

𝑀𝑁
𝑚2

246.3,78
𝑀2𝑚𝑎𝑥 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑖ℎ1. 𝑖𝑝1
=
= 50.106 => 𝑊𝑥 = 1,87.10−5 𝑚 3
=
𝑊

.
𝑐𝑜𝑠𝛼
𝑊𝑥 . 𝑐𝑜𝑠6
𝑊𝑥
𝑥

Chọn thành trc rng 𝛿 =

𝐷−𝑑
2

= 2,5.10−3 𝑚 => 𝐷 = 5.10−3 + 𝑑

𝜋. (𝐷4 − 𝑑4 ) 𝜋. ((5.10−3 + 𝑑)4 − 𝑑4 )
𝑊𝑥 =
=
= 1,87.10−5 => 𝑑 = 0,068𝑚
16𝐷
16(5.10−3 + 𝑑)
= 68𝑚𝑚
𝐷 = 5.10−3 + 𝑑 = 0,073𝑚 = 73𝑚𝑚

Vy đường knh trong d = 68mm và đường knh ngoài 68,5mm
8. Kiểm nghiệm bền trc cc đăng theo ứng suất xoắn và góc xoắn.
Để đm bo điều kiện bền của trc cho c 2 trường hợp theo ứng sut xoắn và
đp ứng số vng quay nguy hiểm của trc cc đăng th ta chọn kch thức
14

0


0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

đường k nh trc trong là d=80mm và đường knh ngoài D = 85 đ được tnh
theo số vng quay nguy hiểm trc cc đăng để kiểm nghiệm bền
8.1. Theo ứng suất xoắn
Khi làm việc trc 2 s chu xoắn, uốn, kéo (hoặc nn). Trong đó ứng sut xoắn
là rt lớn so với các ứng sut cịn lại. Chọn sơ bộ góc xoắn = góc lệch = 6°

Moment chống xoắn của trc cc đăng
𝑊𝑥 =

𝜋. (𝐷4 − 𝑑4 ) 𝜋. (0,0854 − 0,084 )
= 2,60.10−5 𝑚 3
=
16.0,085
16𝐷

ng sut xoắn cực đại của trc cc đăng là:
𝜏=

246.3,78
𝑀2𝑚𝑎𝑥 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑖ℎ1. 𝑖𝑝1
=

= 35961616,88 𝑁/𝑚 2
=
−5
𝑊
.
𝑐𝑜𝑠𝛼
2,60.10 . 𝑐𝑜𝑠6
𝑊𝑥
𝑥
2
= 35,96 𝑀𝑁/𝑚
𝜏 < [𝜏](100 ÷ 300)𝑀𝑁/𝑚 2

Theo điều ứng sut xoắn th trc cc đăng thỏa mn điều kiện
8.2.

Theo gc xoắn

Gi tr góc xoắn của trc cc đăng là: 𝜃 =

180 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 .𝑖ℎ1 .𝑖𝑝1 .𝑙
𝜋

.

𝐺.𝐽𝑥 .𝑐𝑜𝑠𝛼

Với 𝐽𝑥 moment qun tnh của tit diện khi xoắn: 𝐽𝑥 =
G – mô đun đàn hồi khi xoắn 8.1010 𝑁/𝑚 2
𝜃=


𝜋.(𝐷 4 −𝑑 4 )
32

= 1,10.10−6

180 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑖ℎ1 . 𝑖𝑝1. 𝑙
246.3,78.1,4
180
.
= 0,85°
.
=
10
𝜋
𝜋 8.10 . 1,10.10−6 . 𝑐𝑜𝑠6
𝐺. 𝐽𝑥 . 𝑐𝑜𝑠𝛼

Ta thấy θ = 0,85° mà [θ] = 3° ÷ 9° nên coi như thỏa mn điều kiện cho phép.

15

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ


Nhóm

9. Thit k đường kính trc bán trc thỏa điều kiện bền (chọn hệ s dư
bền 2).

Hnh 3:Sơ đ lc tc dng lên bn trc

9.1. Chọn vt liệu
Gọi hệ số bền là s. Ta có s = 2. Ta chọn vt liệu sử dng để ch tạo bn trc là
thp 40X độ cứng bo đm HB 350 ÷ 420.
ng sut tng hợp khi bn trc chu c uốn và xoắn là
[𝜎𝑡ℎ ] = 600 ÷ 750𝑀𝑁/𝑚 2

Với hệ số bền là 2 th ứng sut tng hợp cho php chu được của bn trc ta
chọn là 𝜎𝑡ℎ = 300𝑀𝑁/𝑚 2
Khi bn trc ch chu xoắn th ứng sut xoắn cho php là
[𝜏] = 500 ÷ 650𝑀𝑁/𝑚2

Với hệ số bền là 2 th ứng sut xoắn cho php chu được của bn tr c ta chọn
𝜏 = 250 𝑀𝑁/𝑚 2
Khi xe chuyển động, cc bn trc, dm cu, và vỏ cu có thể gặp 1 trong 3 ch
độ ti trọng đặc biệt.

• Trưng hp 1 (Lc X đt gi tr cc đi): bao gồm khi truyền lực ko
cực đại và khi truyển l ực phanh cực đại.
16

0


0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

• Trưng hp 2 (Lc Y đt gi tr cc đi 𝑌 = 𝑌𝑚𝑎𝑥 )
• Trưng hp 3 (Lc Z đt gi tr cc đi 𝑍 = 𝑍𝑚𝑎𝑥 )

Hnh 4: Sơ đ tc dng lên bn trc kim nghim bn gim ti bn trc 1/2

Tuy nhiên, ở trường hợp truyền lực ko cực đại ứng sut sinh ra ta có thể xem
là lớn nht bởi v trường hợp này bn trc chu c ứng xut uốn do X1,X2 gây
nên trong mặt phng ngang và Z1, Z2 gây lên trong mặt phng thng đứng và
ứng sut xoắn do X1, X2 gây nên. V vy, để thit k ta cn dựa trên ứng sut
tng hợp lớn nht để tm ra được đường knh bn trc. Ngoài ra để xt ứng
sut có thể xy ra khi xe vn hành th xe đang chạy có lực ko l ớn nht ở tay
số có tỷ số truyền l ớn nht là tay số 1. Để xe có thể vn hành đm bo trong
mọi trường hợp ta cn thit k đường knh trc đm bo độ bền với hệ số bền 2
trong trường hợp cho bn trc gim ti ½.
9.2. Tính ton đường kính bn trc
Khi truyền lực ko cực đại
ng sut tng hợp c uốn và xoắn là:
𝜎𝑡ℎ

𝑀
.𝑖 .𝑖 2

𝑀
.𝑖 .𝑖 2
𝑏
2 + ( 𝑒𝑚𝑎𝑥 ℎ 𝑜 ) + ( 𝑒𝑚𝑎𝑥 ℎ 𝑜
√
(𝑚
)
.
𝐺
)
=
2
2𝑘
0,2𝑑3
𝑟𝑏𝑥
𝑏

Chọn 𝑚2𝑘 = 1,2 và

17

0

0

Tieu luan


Tnh ton kt cu ơ tơ


300.106 =

0,04

Nhóm

√(1,2.16500)2

0,2𝑑3
 𝑑 = 0,092𝑚 = 92𝑚𝑚

246.3,78.5,06 2
246.3,78.5,06
)
+(
) +(
0,327

2

Vy ta chọn đường knh bn trc là 92mm

10. Kiểm nghiệm bền bán trc
10.1. Trường hợp 1 (Lực X đạt gi tr cực đại)
10.1.1 Khi truyền lực ko cực đại
Trong điều kiện này, bn trc chu c 2 ứng sut uốn và xoắn tại tit diện bạc
đạn ngoài với tc dng đồng thời của cc lực X và Z.
𝜎𝑡ℎ

𝑏

𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑖ℎ . 𝑖𝑜 2
𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑖ℎ . 𝑖𝑜 2
2
√
(𝑚2𝑘 . 𝐺2 ) + (
=
) +(
)
0,2𝑑3
𝑟𝑏𝑥
𝑏
được tnh ton thit k trên

Vớ
𝜎𝑡ℎ =

0,04
246.3,78.5,06 2
246.3,78.5,06 2
√(1,2.16500)2 + (
)
+
(
)
0,327
0,2(0,092)3
0,004
= 302188506 𝑁/𝑚 2 = 302,2. 106 𝑀𝑁/𝑚 2
𝜎𝑡ℎ < [𝜎𝑡ℎ ] = 600 𝑀𝑁/𝑚 2


Vy bn trc thỏa điều kiện bền ở ch độ khi truyền lực ko cực đại
10.1.2 Khi truyền lực phanh cực đại.
Ta chọn hệ số phân bố ti trọng cu sau cho xe du lch là 𝑚2𝑝 = 0,8

Hệ số bm dọc là 𝜑 = 0,7

 ch độ này ứng sut uốn được xc đnh theo phương trnh:
𝜎 =

𝑏. 𝑚2𝑝 . 𝐺2
𝑁
0,04.0,8.16500
. √(1 + 0,72 ) = 4138410,6 2
. √1 + 𝜑2 =
3
3
𝑚
0,2.0,092
0,2. 𝑑
2
2
= 4,13 𝑀𝑁/𝑚 < 600𝑀𝑁/𝑚

18

0

0

Tieu luan



Tnh ton kt cu ơ tơ

Nhóm

10.2. Trường hợp 2 (Lực Y đặt gi tr cực đại 𝑌 = 𝑌𝑚𝑎𝑥 )
Trường hợp này bn tr c chu uốn, nn và ko. Nhưng v ứng sut nn và ko
tương đối nhỏ nên ta có thể bỏ qua.  trường hợp này ta tnh theo 𝑀1 :
𝜎 =

𝑀1
𝑊

=

2. ℎ𝑔 . 𝜑1
𝑌1 . 𝑟𝑏𝑥 − 𝑍1 . 𝑏
𝐺2
)(𝜑1 . 𝑟𝑏𝑥 − 𝑏)
=
.
(1
+
𝐵
0,1. 𝑑3
0,2𝑑 3

𝐵 1880
𝑉ơ 𝑖 ℎ𝑔 : 𝑙𝑎 𝑡𝑜󰈨 𝑎 đô󰈨 𝑡𝑟𝑜󰈨 𝑛𝑔 𝑡â 𝑚 𝑥𝑒 𝑡𝑎 𝑙â󰆷 𝑦 = =

= 940𝑚𝑚 = 0,94𝑚
2
2

𝜑1 𝑙𝑎 ℎê󰈨 𝑠ô󰆷 𝑏𝑎 𝑚 𝑛𝑔𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑎 𝑙â󰆷 𝑦 = 1
𝜎 =

16500
𝑁
2.0,94.1
) (1.0,327 − 0,04) = 60813830,44 2
(1 +
3
𝑚
1,88
0,2(0,092)
𝑀𝑁
= 60,81 2 < 600𝑀𝑁/𝑚 2 .
𝑚

Bn trc thỏa mn điều kiện trong trường hợp này.

10.3. Trường hợp 3 (Lực Z đặt gi tr cực đại 𝑍 = 𝑍𝑚𝑎𝑥 )
Trường hợp này bn trc ch chu uốn. ng sut uốn t ại tit diện đặt bạc đạn
ngoài là:
𝜎 = 𝑘 đ .

𝐺2 . 𝑏
0,2𝑑3


Với Kd- là hệ số ti trọng động, chọn Kd= 2
𝜎 = 2.

16500.0,04 8475795𝑁
= 8,48 𝑀𝑁/𝑚 2 < 600𝑀𝑁/𝑚 2
=
2
3
𝑚
0,2.0,092

Bn trc thỏa mn điều kiện trong trường hợp này.

19

0

0

Tieu luan