Đề tài Tính toán kiệm nghiệm cầu sau xe ford everest

CH¦¥NG 1 Giíi thiÖu chung vÒ xe ford everest Giới thiệu chung về xe ford everest Ford Everest là loại ôtô đa dụng 7 chỗ cho gia đình. Ford Everest là sản phẩm chiến lược của Ford tại thị trường châu Á, sản xuất theo nghiên cứu nhu cầu khách hàng trong khu vực châu Á - Thái Bình Dương. Khi thiết kế nó được chú ý nhiều đến việc đảm bảo chất lượng động học tốt, tính ổn định chuyển động tốt, điều khiển nhẹ nhàng, đảm bảo độ tin cậy cao và thuận tiện cho việc chăm sóc bảo dưỡng. Với giá thành phù hợp với thu nhập người dân Việt Nam nên xe Ford Everest khá được ưa chuộng. H×nh1.1:Xe Ford Everest Ford Everest có 3 loại: 2.5lít, 4x2 (truyền động cầu sau, động cơ diezel); 2.6lít, 4x2 (truyền động cầu sau, động cơ xăng); 2.5lít, 4x4 (hai cầu chủ động, động cơ diezel).   Điều nổi bật về công nghệ của Ford Everest 4x2 và 4x4 động cơ diezel là được trang bị động cơ Turbo diezel 2.5, 4 xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler. Còn Ford Everest 4x2 động cơ xăng là trang bị động cơ xăng 2.6 lít, trục cam đơn với hệ thống phun xăng điện tử EFI.   Ford Everest sử dụng động cơ khoẻ nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu. Xe Ford Everest 4x4 trung bình tiêu hao khoảng 8 lít diezel/100km. Trang bị 5 số tay, ly hợp được thiết kế với đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thuỷ lực, lò xo đĩa mang đến hiệu quả động cơ cao nhất và đảm bảo vận hành êm ái ở mọi tốc độ Động cơ có tổng dung tích xi lanh theo nhà sản xuất là 2499cc, đường kính hành trình xi lanh là 93x92mm. §Æc tÝnh kü thuËt cña xe ford everest [8] TT Th«ng sè kü thuËt Ký hiÖu Gi¸ trÞ (§Æc ®iÓm) §¬n vÞ 01 Th«ng sè kÝch th­íc ChiÒu dµi toµn bé La 5009 mm ChiÒu réng toµn bé B 1789 mm ChiÒu cao toµn bé H 1835 mm ChiÒu dµi c¬ së L 2860 mm T©m vÕt b¸nh xe : mm + Tr­íc B1 1475 mm + Sau B2 1470 mm Kho¶ng s¸ng gÇm xe : 210 mm + Tr­íc 140 mm + Sau 140 mm 02 Th«ng sè vÒ träng l­îng T¶i träng KG Träng l­îng xe kh«ng t¶i : Ga 1921 KG Träng l­îng toµn bé : G 2632 KG 03 Th«ng sè vÒ tÝnh n¨ng th«ng qua B¸n kÝnh quay vßng nhá nhÊt Rmin 6.2 m Gãc v­ît tr­íc 35 §é Gãc v­ît sau 27 §é Gãc v­ît dèc lín nhÊt 30 §é Gãc nghiªng ngang cho phÐp x 20 §é ChiÒu s©u léi n­íc H 0,5 m VËn tèc lín nhÊt của xe Vmax 144 Km/h Møc tiªu hao nhiªn liÖu Ge 8 l/100Km Thêi gian tăng tốc từ 0-100km 14 s 04 Th«ng sè vÒ ®éng c¬ §éng c¬ ®èt trong §éng c¬ turbo diesel 2.5L trôc cam ®¬n cã lµm m¸t khÝ n¹p/4Cyl SOHC Dung tÝch c«ng t¸c 2499 cc §­êng kÝnh xy lanh D D 93 mm Hµnh tr×nh pÝt t«ng S S 92 mm Tû sè nÐn 4,6 C«ng suÊt Nemax 109 HP Sè vßng quay neN nN 3500 V/ph M« men Memax 266 Nm Sè vßng quay neM nM 2000 V/ph 05 Th«ng sè vÒ hÖ thèng truyÒn lùc Ly hîp Ma s¸t kh«, 1 ®Üa,lß xo Ðp bè trÝ trung t©m, dÉn ®éng c¬ khÝ, c¸p Hép sè C¬ khÝ, 5 cÊp, ®ång tèc ë tÊt c¶ c¸c sè Tû sè truyÒn hs ih1 3,55 ih2 2,09 ih3 0,71 ih4 1,00 iL 5,77 06 Th«ng sè vÒ hÖ thèng l¸i C¬ cÊu l¸i B¸nh r¨ng trô xo¾n, thanh r¨ng Tû sè truyÒn i DÉn ®éng l¸i C¬ khÝ 07 Th«ng sè vÒ hÖ thèng phanh Phanh tr­íc Phanh ®Üa Phanh sau Phanh guèc 08 Th«ng sè vÒ phÇn vËn hµnh HÖ thèng treo Độc lập Sè l­îng b¸nh xe 4+1 KÝch thước của lốp xe 9 Inch §Æc tÝnh c¸c côm vµ hÖ thèng chÝnh của xe Ford everest 1.3.1 §éng c¬ +, Ford Everest 4x4 động cơ diezel là được trang bị động cơ Turbo diezel 2.5, 4 xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler. Còn Ford Everest 4x2 động cơ xăng là trang bị động cơ xăng 2.6 lít, trục cam đơn với hệ thống phun xăng điện tử EFI. Ford Everest được trang bị động cơ khoẻ vận hành rất hiệu quả trong các điều kiện đường xá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu. Xe Ford Everest 4x4 trung bình tiêu hao khoảng 8 lít diezel/100km. Trang bị 5 số tay, ly hợp được thiết kế với đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thuỷ lực, lò xo đĩa mang đến hiệu suất truyền mômen xoắn cao nhất và đảm bảo vận hành êm ái ở mọi tốc độ +, HÖ thèng lµm m¸t: hệ thống làm mát khí nạp intercooler ,trục cam đơn. +, HÖ thèng b«i tr¬n hçn hîp c­ìng hoµn toµn bøc: kiÓu kh«ng, kÕt hîp b¬m vµ vung tÐ, cã dung l­îng 4,7 lÝt. 1.3.2 HÖ thèng truyÒn lùc KiÓu c¬ khÝ cã cÊp gåm: Ly hîp; hép sè chÝnh; 2 cầu chủ động. +, Ly hîp: Đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thủy lực với lò xo đĩa. +, Hép sè: hệ thống truyền động với hộp số AT 5 cấp. Hệ thống động cơ kiểu cam đơn SOHC đã được thay thế bằng kiểu trục cam kép DOHC. Công nghệ phun nhiên liệu đơn đường tăng áp TCDi (Turbo Direct Common - Rail Injection) và tăng áp turbin VGT có làm mát khí nạp. 1.3.3 HÖ thèng l¸i HÖ thèng l¸i cña Ford everest bao gåm c¬ cÊu l¸i, dÉn ®éng l¸i vµ trî lùc l¸i.C¬ cÊu l¸i lo¹i b¸nh r¨ng trô, thanh r¨ng bè trÝ trªn thanh l¸i ngang. DÉn ®éng l¸i gåm cã: vµnh tay l¸i, vá trôc l¸i, trôc l¸i, truyÒn ®éng c¸c ®¨ng, thanh l¸i ngang, cam đơn vµ c¸c khíp nèi. HÖ thèng phanh: HÖ thèng phanh xe Ford Everest lµ hÖ thèng phanh dÉn déng thuû lùc, sö dông c¬ c©ó phanh ®Üa ë cÇu tr­íc, c¬ cÊu phanh tang trèng ë cÇu sau HÖ thèng treo, lèp, khung: -HÖ thèng treo trªn xe : +,Trước: Hệ thống treo độc lập bằng thanh xoắn kép và ống giảm chấn. +, Sau: Loại nhíp với ống giảm chấn Lèp xe gåm 4 lèp vµ 1 lèp dù phßng (Vành(mâm) đúc hợp kim). +,Cì lèp/ ¸p suÊt lèp( kg/cm3): 245/ 70R16 -PhÇn chÞu lùc lµ khung vá xe. Thiết kế kết cấu thân xe siêu cứng, có thêm các thanh gia cường hai bên nhằm giảm tối đa những tác động lên người ngồi trong xe. Hai bên thành xe cũng được gia cường với các thanh siêu cứng bảo vệ khi có va chạm từ hai phía. Ch­¬ng II ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu cÇu xe ford everest 2.1 Yªu cÇu ®èi víi cÇu xe CÇu xe chñ ®éng lµ tæng thµnh cuèi cïng trong hÖ thèng truyÒn lùc. Nã cã chøc n¨ng lµ t¨ng m« men, truyÒn m« men vµ ph©n phèi m« men xo¾n tíi c¸c b¸nh xe chñ ®éng. MÆt kh¸c nã cßn nhËn ph¶n lùc tõ mÆt ®­êng t¸c dông lªn vµ ®ì toµn bé phÇn träng l­îng cña xe ph©n bè lªn cÇu. CÇu chñ ®éng cña « t« bao gåm c¸c côm tæng thµnh sau: - TruyÒn lùc chÝnh - C¬ cÊu vi sai - B¸n trôc - DÇm cÇu §Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng lµm viÖc cÇu xe ph¶i ®¹t ®­îc c¸c yªu cÇu sau : - B¶o ®¶m truyÒn lùc ®Òu, cã tû sè truyÒn hîp lý phï hîp víi chÊt l­îng kÐo vµ tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu. - HiÖu suÊt truyªn ®éng cao, lµm viÖc kh«ng ån. - KÝch th­íc nhá gän ®Ó t¨ng kho¶ng s¸ng gÇm xe. - Träng l­îng nhá ®Ó gi¶m t¶i träng ®éng. - §¶m b¶o ®éng häc ®óng c¸c b¸nh xe dÉn h­íng vµ toµn xe khi quay vßng. 2.2 TruyÒn lùc chÝnh (TLC) TruyÒn lùc chÝnh (TLC) lµ mét bé phËn rÊt quan träng trong cÇu xe, nã cã nhiÒu lo¹i mçi lo¹i cã nh÷ng ­u ®iÓm vµ nh­îc ®iÓm riªng nh­ : - TruyÒn lùc chÝnh ®¬n - TruyÒn lùc chÝnh kÐp - TruyÒn lùc chÝnh hai cÊp 2.2.1 C«ng dông, yªu cÇu TruyÒn lùc chÝnh cã nh÷ng c«ng dông nh­ sau : - TruyÒn vµ thay ®æi m« men - Thay ®æi ph­¬ng truyÒn lùc TruyÒn lùc chÝnh cã c¸c lo¹i : - TruyÒn ®éng th«ng th­êng (®­êng t©m trôc chñ ®éng vµ trôc bÞ ®éng c¾t nhau) - TruyÒn ®éng hyp«it (®­êng t©m trôc chñ ®éng vµ trôc bÞ ®éng kh«ng c¾t nhau) §Ó b¶o ®¶m kh¶ n¨ng lµm viÖc truyÒn lùc chÝnh cÇn ®¹t c¸c yªu cÇu: - §¶m b¶o tû sè truyÒn cÇn thiÕt nh»m b¶o ®¶m hiÖu suÊt cao ngay c¶ khi nhiÖt ®é vµ sè vßng quay thay ®æi. - §¶m b¶o ®ñ bÒn, ®é cøng v÷ng cao, gèi ®ì lµm viÖc kh«ng ån, kÝch th­íc nhá gän. §èi víi cÇu chñ ®éng cña xe Ford Everest th× dïng truyÒn lùc chÝnh kÐp bè trÝ trung t©m. 2.2.2 KÕt cÊu cña truyÒn lùc chÝnh xe Ford Everest TLC cña xe Ford everest lµ TLC kÐp bè trÝ trung t©m. TruyÒn lùc chÝnh kÐp lµ bé truyÒn sö dông 2 cÆp bé truyÒn ¨n khíp, so víi truyÒn lùc chÝnh ®¬n th× truyÒn lùc chÝnh kÐp cã tû sè truyÒn lín h¬n mµ vÉn ®¶m b¶o kho¶ng s¸ng gÇm xe tèt . TruyÒn lùc chÝnh kÐp ®­îc sö dông nhiÒu trªn xe 2 cÇu, 3 cÇu vµ xe cã t¶i träng lín. CÊp thø nhÊt bao gåm cÆp b¸nh r¨ng c«n cã cÊu t¹o nh­ trong c¸c truyÒn lùc chÝnh mét cÊp b¸nh r¨ng c«n ®· tr×nh bµy. Trong kÕt cÊu nµy b¸nh r¨ng c«n bÞ ®éng kh«ng l¾p lªn vá vi sai mµ ®­îc chÕ t¹o liÒn víi mét b¸nh r¨ng trô nhá. Trôc mang b¸nh r¨ng c«n bÞ ®éng vµ b¸nh r¨ng trô nhá ®­îc gèi trªn vá cÇu b¨ng hai æ bi. CÊp thø hai bao gåm mét cÆp b¸nh r¨ng trô: b¸nh r¨ng trô chñ ®éng ®­îc chÕ t¹o liÒn trôc víi trôc b¸nh r¨ng c«n bÞ ®éng; b¸nh r¨ng trô bi déng lµ 1 vµnh r¨ng ®­îc l¾p víi vá vi sai b»ng c¸c bul«ng. H×nh2.1 TruyÒn lùc chÝnh kÐp TruyÒn lùc chÝnh kÐp lµ bé truyÒn sö dông 2 cÆp bé truyÒn ¨n khíp, so víi truyÒn lùc chÝnh ®¬n th× truyÒn lùc chÝnh kÐp cã tû sè truyÒn lín h¬n mµ vÉn ®¶m b¶o kho¶ng s¸ng gÇm xe tèt . æ ®ì bªn tr¸i cña trôc trung gian ®ùoc ®Æt trong hèc cña b¸nh r¨ng c«n bÞ ®éng lµ æ thanh l¨n kim. æ nµy dïng ®Ó ®ì. 2 æ bªn tr¸i cña trôc trung gian lµ æ thanh l¨n c«n lµm nhiÖm vô ®ì chÆn, ®iÒu chØnh khe hë 2 æ nµy lµ dïng ®Öm bªn trªn. §ång thêi nã còng dïng ®Ó ®iÒu chØnh sù ¨n khíp cña 2 b¸nh r¨ng c«n. 2.3 Vi sai Vi sai lµ bé phËn rÊt quan träng trong cÇu xe, nã gåm nhiÒu lo¹i kh¸c nhau nh­ : - Vi sai b¸nh r¨ng c«n ®èi xøng. - Vi sai t¨ng ma s¸t. - Vi sai lo¹i cam. - Vi sai kiÓu trôc vÝt. 2.3.1 C«ng dông, yªu cÇu Vi sai cã nh÷ng c«ng dông nh­ sau : §¶m b¶o cho c¸c b¸nh xe chñ ®éng quay ®­îc víi c¸c tèc ®é gãc kh¸c nhau, ®ång thêi dïng ®Ó ph©n chia m« men xo¾n cho c¸c b¸nh xe cña mét cÇu xe chñ ®éng hoÆc cho c¸c cÇu xe chñ ®éng cña mét xe. §Ó b¶o ®¶m kh¶ n¨ng lµm vi sai cÇn ®¹t c¸c yªu cÇu: - Ph©n phèi m« men cho c¸c b¸nh xe mét c¸ch hîp lý - B¶o ®¶m cho c¸c b¸nh xe quay víi c¸c vËn tèc gãc kh¸c nhau. Khi quay vßng c¸c hÖ sè c¶n trªn mét cÇu kh¸c nhau vµ hÖ sè b¸m kh¸c nhau - HiÖu suÊt lµm viÖc cao, ®é tin cËy lµm viÖc tèt, kÝch th­íc vµ träng l­îng nhá. 2.3.2 Ph©n tÝch kÕt cÊu vi sai cña cÇu chñ ®éng cña xe Ford Everest Vi sai cña cÇu chu ®éng cña xe Ford Everest lµ vi sai c«n ®èi xøng.®©y lµ lo¹i vi sai r©t phá biÕn. C¸c b¸nh r¨ng hµnh tinh trong vi sai vµ vá vi sai cã thÓ th¸o rêi Vi sai ®èi xøng thuéc lo¹i vi sai cã ma s¸t trong bÐ. VÒ mÆt kÕt cÊu xe cã t¶i träng lín vµ xe cã t¶i träng bÐ vi sai nh­ nhau chØ kh¸c ë sè b¸nh r¨ng vi sai, ë kÕt cÊu vá vi sai vµ c¸c b¸nh r¨ng b¸n trôc. Sè b¸nh r¨ng hµnh tinh phô thuéc vµo m« men xo¾n ®Æt trªn vá vi sai vµ b¸nh r¨ng hµnh tinh víi vá vi sai cã thÓ th¸o rêi ®­îc hoÆc liÒn nhau. Tæng sè r¨ng cña b¸nh r¨ng b¸n trôc chän b»ng béi sè cña sè cña sè r¨ng b¸nh r¨ng hµnh tinh. MÆt th¸o rêi th­êng ®i qua trôc cña c¸c b¸nh r¨ng hµnh tinh, c¸c nöa hép ®­îc l¾p ®ång t©m nhê c¸c gê. MÆt bÝch cña vá vi sai dïng l¾p ghÐp b¸nh r¨ng bÞ ®éng cña truyÒn lùc trung ­¬ng. Gi÷a c¸c mÆt tú cña b¸nh r¨ng hµnh tinh mÆt cÇu th­êng cã ®Üa ®ång ®Ó gi¶m ma s¸t vµ ®Ó dÔ ®Æt ®óng c¸c b¸nh r¨ng vi sai. H×nh 2.2: s¬ ®å nguyªn lý cña vi sai c«n ®«Ý xøng trªn xe Ford Everest­ 1-b¸nh r¨ng vµnh chËu, 2-vá vi sai, 3-b¸nh r¨ng b¸n trôc 4-b¸nh r¨ng vi sai * ­u ®iÓm : - KÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o, gi¸ thµnh h¹ - ViÖc ph©n phèi m« men xo¾n cho c¸c b¸nh xe chñ ®éng thÝch hîp víi nh÷ng tr­êng hîp xe ch¹y trªn ®­êng tèt hoÆc ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng cña hai b¸nh xe nh­ nhau. - Gi¶m t¶i träng ®éng cho dÉn ®éng c¸c b¸nh xe, gi¶m mßn lèp, gi¶m suÊt tiªu hao nhiªn liÖu vµ ®iÒu khiÓn dÔ dµng. * Nh­îc ®iÓm : Ma s¸t cña bé vi sai bÐ nªn gi¶m kh¶ n¨ng th«ng qua cña xe khi mét b¸nh xe n»m ë ®­êng lÇy. Lo¹i nµy hiÖn nay ®­îc sö dông phæ biÕn vµ nhÊt lµ trªn c¸c loaÞ xe du lÞch vµ xe t¶i träng nhá. 2.4 B¸n trôc 2.4.1 C«ng dông, yªu cÇu C«ng dông cña b¸n trôc: - TruyÒn m« men xo¾n tõ truyÒn lùc chÝnh ®Õn c¸c b¸nh xe chñ ®éng - ChÞu mét phÇn t¶i träng tõ mÆt ®­êng truyÒn lªn qua b¸nh xe. Yªu cÇu cña b¸n trôc: - Dï hÖ thèng treo n»m ë vÞ trÝ nµo truyÒn ®éng ®Õn c¸c b¸nh xe chñ ®éng còng ph¶i ®¶m b¶o truyÒn hÕt m« men xo¾n ®Õn c¸c b¸nh xe chñ ®éng. - Khi truyÒn m« men quay vËn tèc gãc cña c¸c b¸nh xe chñ ®éng còng nh­ b¸nh xe dÉn h­íng ®Òu kh«ng thay ®æi. 2.4.2 Ph©n tÝch kÕt cÊu b¸n trôc trªn cÇu chñ ®éng xe Ford Everest B¸n trôc trªn cÇu chñ ®éng xe Ford Everest lµ lo¹i b¸n trôc gi¶m t¶i hoµn toµn.æ ë ngoµi lµ 2 æ bi c«n Nh­ vËy b¸n trôc chØ chÞu t¸c dông cña m« men Mk hay Mp tõ phÝa vi sai (khi phanh b»ng phanh trung ­¬ng) vµ m« men Mk hay Mp tõ phÝa ®­êng t¸c dông lªn (khi h·m b»ng phanh trung ­¬ng) C¸c lùc Xk, Y, Zbx sÏ kh«ng truyÒn ®Õn trôc mµ chØ truyÒn ®Õn dÇm cÇu. H×nh 2.3 B¸n trôc gi¶m t¶i hoµn toµn dïng trªn xe Ford Everest * ­u ®iÓm : - Nã chØ chÞu m« men xo¾n t¸c dông lªn b¸n trôc khi xe ho¹t ®éng. - KÝch th­íc cña b¸n trôc kh«ng yªu cÇu lín mµ vÉn b¶o ®¶m truyÒn tèt m« men xo¾n ®Õn c¸c b¸nh xe. - Khi b¸n trôc bÞ vì th× vÉn cã thÓ kÐo xe mµ kh«ng cÇn dïng thiÕt bÞ phô kh¸c. * Nh­îc ®iÓm : Do trôc cña moay¬ b¸nh xe vµ b¸nh r¨ng b¸n trôc cña bé vi sai ë cÇu xe kh«ng ®ång trôc nªn khã gi÷ b¸n trôc vu«ng gãc víi b¸nh xe. V× vËy khi xiÕt bu l«ng b¾t b¸n trôc víi moay¬ b¸nh xe sÏ ph¸t sinh biÕn d¹ng uèn ë b¸n trôc vµ ®Çu phÝa trong cña b¸n trôc tùa trªn thµnh lç cña b¸nh r¨ng b¸n trôc cña bé vi sai. Lo¹i nµy sö dông phæ biÕn trªn du lÞch, « t« chë kh¸ch, c¸c xe vËn t¶i trung b×nh vµ h¹ng nÆng. 2.5 DÇm cÇu 2.5.1 C«ng dông, yªu cÇu C«ng dông: §Ó b¶o vÖ c¸c côm c¬ cÊu bªn trong (vi sai, truyÒn lùc chÝnh,…) tr¸nh ch¶y dÇu b¬i tr¬n ra ngoµi, tr¸nh lät bôi, lät n­íc,…vµo c¸c c¬ cÊu bªn trong vá cÇu. - Víi hÖ thèng treo phô thuéc cßn dïng ®Ó ®ì toµn bé träng l­îng cña phÇn ®­îc treo cña xe ph©n bè lªn cÇu ®ã. Nã cßn nhËn vµ truyÒn c¸c ph¶n lùc, c¸c m« men ph¸t sinh do t¸c ®éng t­¬ng hç gi÷a b¸nh xe víi mÆt ®­êng lªn khung xe hoÆc vá xe. 2.5.2 Ph©n tÝch kÕt cÊu dÇm cÇu sö dông trªn xe Ford Everest DÇm cÇu cña xe ford everest lµ dÇm cÇu liÒn DÇm cÇu chÕ t¹o b»ng ph­¬ng ph¸p ®óc, cã ®é cøng v÷ng cao. V× lµ vá cÇu ghÐp nªn viÖc th¸o l¾p vá vi sai vµ truyÒn lùc chÝnh ra ®Ó ®iÒu chØnh vµ thay thÕ dÔ dµng h¬n so víi vá cÇu lo¹i liÒn. NÕu vá cÇu chÕ t¹o b»ng ph­¬ng ph¸p dËp hµn th× träng l­îng vµ kÝch th­íc nhá gän h¬n vµ gi¸ thµnh h¹ h¬n chÕ t¹o b»ng ph­¬ng ph¸p ®óc (träng l­îng gi¶m 30%) song nã cã nh­îc ®iÓm lµ ®é cøng v÷ng kh«ng cao, ®Ó kh¾c phôc ng­êi ta cã nh÷ng biÖn ph¸p kÕt cÊu vµ c«ng nghÖ t¨ng cøng. Ch­¬ng Iii tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm cÇu sau xe ford everest 3.1 C¸c sè liÖu ban ®Çu [ 8] STT Th«ng sè Gi¸ trÞ §¬n vÞ Ghi chó 1 C«ng thøc b¸nh xe 4x4 2 Träng l­îng xe kh«ng t¶i 1921 KG 3 Träng l­îng toµn bé 2632 KG 4 ChiÒu dµi c¬ së 2860 m 5 Ph©n bè lªn c¸c cÇu : CÇu tr­íc : CÇu sau : 1230 1630 KG KG 6 Tû sè cña truyÒn lùc chÝnh : CÇu tr­íc : CÇu sau : 4.625 4.625 7 §éng c¬ diezel 4 kú 4 Xy lanh 3.2 TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm c¸c chi tiÕt cña cÇu xe Trong phÇn nµy ta ®i tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm ®èi víi c¸c bé phËn sau : - TruyÒn lùc chÝnh kÐp b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng. - Vi sai b¸nh r¨ng c«n ®èi xøng. - B¸n trôc gi¶m t¶i hoµn toµn. - DÇm cÇu lµ lo¹i liÒn 3.2.1 TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm truyÒn lùc chÝnh C¸c th«ng sè cña TLC [8] Th«ng sè B¸nh r¨ng Chñ ®éng BÞ ®éng Sè r¨ng Z1=8 Z2=37 Gãc nghiªng ®­êng xo¾n r¨ng ChiÒu dµi ®­êng sinh trung b×nh Lm= 120 mm ChiÒu réng vµnh r¨ng b= 42 mm M« ®un ph¸p tuyÕn mÆt ®¸y r¨ng mn= 6 mm M« ®un ph¸p tuyÕn trung b×nh mntb= 4 mm HÖ sè dÞch chØnh r¨ng = 0,480 = - 0,629 Gãc ¨n khíp Nöa gãc c«n chia Q1 R2 P1 Q2 R2 P2 R1 H×nh3.1 X¸c ®Þnh c¸c lùc a, X¸c ®Þnh c¸c lùc t¸c dông lªn bé truyÒn - Lùc vßng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : [3.1] B¸n kÝnh trung b×nh cña b¸nh r¨ng: rtb= Lm.sin = 25,3 [mm] M« men tÝnh to¸n: = [2.1] = ..rk [2.2] Trong ®ã : – M« men b¸m trªn cÇu thø i [Nm] - Träng l­îng b¸m trªn cÇu thø i [N] ic - Tû sè truyÒn lùc c¹nh i0 - Tû sè truyÒn lùc chÝnh M« men b¸m t¸c dông lªn cÇu sau: = . [2.3] Trong ®ã : Träng l­îng b¸m lªn cÇu sau = m2.g [2.4] =1630.10=16300 (N) Gia tèc träng tr­êng g = 10 (m/s2) HÖ sè b¸m = 0,8 HÖ sè biÕn d¹ng lèp = 0,935 B¸n kÝnh thiÕt kÕ b¸nh xe r =x [2.5] B¸n kÝnh tÝnh to¸n b¸nh xe rk = r. = 0,38 [m] Víi d=15 mm ; B=9 (inch) Ta cã : = 4929,12 [Nm] M« men tÝnh to¸n : = 985,82 [Nm] VËy ta cã : P = 39432,96 [N] - Lùc chiÒu trôc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : [3.2] ë ®©y cã dÊu (+) v× ta chän chiÒu quay cña b¸nh r»ng chñ ®éng lµ quay ph¶i cßn chiÒu xo¾n cña r¨ng lµ xo¾n tr¸i vµ khi x¸c ®Þnh lùc h­íng kÝnh R lÊy dÊu (-). Thay sè vµo vµ tÝnh cho b¸nh r¨ng chñ ®éng (v× nã chÞu t¶i nÆng h¬n) ta cã : Q = 30409,4 [N] - Lùc h­íng kÝnh x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : [3.3] Thay sè vµo ta cã : R = 10366,22 [N] b, TÝnh to¸n kiÓm tra bÒn c¸c b¸nh r¨ng truyÒn lùc chÝnh - KiÓm tra b¸nh r¨ng theo øng suÊt uèn : [3.4] Trong ®ã : y- HÖ sè d¹ng r¨ng ®­îc x¸c ®Þnh theo sè r¨ng t­¬ng ®­¬ng Zt® 14,9 [r¨ng] Ta chän Zt® = 11 suy ra y = 0,4 -øng suÊt uèn cho phÐp, =700 – 900 Mpa Thay sè vµo ta cã :σn = 820,38 Mpa VËy ta thÊy b¸nh r¨ng b¶o ®¶m bÒn theo øng suÊt uèn - KiÓm tra b¸nh r¨ng theo øng suÊt tiÕp xóc : [3.5] Trong ®ã : E-M« ®un ®µn håi cña vËt liÖu b¸nh r¨ng E = 2,15.105 MPa -B¸n kÝnh t­¬ng ®­¬ng i=1;2 [3.6] -B¸n kÝnh trung b×nh cña c¸c b¸nh r¨ng c«n 25,3 [mm] Ta cã : 40,39 [mm] 190,19 [mm] Thay sè vµo ta cã : 1725,89 [MPa] [MPa] VËy b¸nh r¨ng b¶o ®¶m bÒn theo øng suÊt tiÕp xóc. KiÓm nghiÖm trôc vµ æ ®ì Do c¸c trôc nµy ng¾n vµ ®­îc ®ì kh¸ ch¾c ch¾n nªn c¸c trôc nµy b¶o ®¶m ®é bÒn lµm viÖc tèt. H×nh 3.2: Bè trÝ æ ®ì b¸nh r¨ng chñ ®éng 3.2.2 KiÓm nghiÖm vi sai Vi sai b¸nh r¨ng c«n ®èi xøng cã s¬ ®å ®éng häc nh­ sau : H×nh 3.3 : S¬ ®å ®éng häc vi sai c«n ®èi xøng Ta cã b¶ng th«ng sè bé truyÒn vi sai cña xe Ford Everest nh­ sau [8]: Th«ng sè B¸nh r¨ng Vi sai B¸n trôc Sè r¨ng ZH=10 ZM=16 §­êng kÝnh chia ngoµi de1= 47,5mm de2= 76mm ChiÒu dµi ®­êng sinh trung b×nh L= 38 mm ChiÒu réng vµnh r¨ng b=13,44 mm M« ®un ph¸p tuyÕn trung b×nh mntb= 4 mm Nöa gãc c«n chia ChiÒu cao ch©n r¨ng hf1=3,38mm hf2=6,62mm ChiÒu cao ®Çu r¨ng trung b×nh ha1=5,62mm ha2=2,38mm Gãc ch©n r¨ng Gãc ®Çu r¨ng Gãc nghiªng Gãc ¨n khíp TÝnh to¸n bÒn c¸c chi tiÕt cña bé vi sai : - ChÕ ®é tÝnh to¸n nh­ truyÒn lùc chÝnh : M« men tÝnh to¸n t¸c dông lªn b¸nh r¨ng b¸n trôc ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn b¸m : = .= 749,2 [Nm] - Lùc vßng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : [3.7] Trong ®ã : rtb= L.sin = 20,13 [mm] Ta cã : P = 37218,08 [N] - KiÓm tra bÒn b¸nh r¨ng theo øng suÊt uèn : [3.8] Trong ®ã : y- HÖ sè d¹ng r¨ng x¸c ®Þnh theo sè r¨ng t­¬ng ®­¬ng Zt® 21,45 [r¨ng] Ta chän Zt® = 22 suy ra y = 0,373 -øng suÊt uèn cho phÐp, =600 – 900 Mpa Thay sè vµo ta cã : = 593,44 Mpa VËy ta thÊy b¸nh r¨ng b¶o ®¶m bÒn theo øng suÊt uèn. - KiÓm tra b¸nh r¨ng theo øng suÊt tiÕp xóc : [3.9] Trong ®ã : E-M« ®un ®µn håi cña vËt liÖu b¸nh r¨ng E = 2,15.105 MPa -B¸n kÝnh t­¬ng ®­¬ng i=1;2 -B¸n kÝnh trung b×nh cña c¸c b¸nh r¨ng c«n 20,18 [mm] Ta cã : 35,48 [mm] 56,75 [mm] Thay sè vµo ta cã : 1683,95 [MPa] [MPa] VËy b¸nh r¨ng b¶o ®¶m bÒn theo øng suÊt tiÕp xóc. - Chèt cña b¸nh r¨ng hµnh tinh ®­îc kiÓm tra theo øng suÊt chÌn dËp vµ øng suÊt c¾t : + øng suÊt chÌn dËp : [3.10] Thay sè vµo ta cã := 63,27.106 [N/m2] = 63,27 (MPa) Trong ®ã : r1 = 40 [mm] d1 = 15 [mm] + øng suÊt c¾t : [3.11] Thay sè vµo ta cã : = 72,23.106 [N/m2] = 72,23 [MPa] 3.2.3 KiÓm nghiÖm b¸n trôc H×nh3.4 S¬ ®å b¸n trôc gi¶m t¶i hoµn toµn TÝnh bÒn b¸n trôc - Lo¹i b¸n trôc gi¶m t¶i hoµn toµn nµy chØ chÞu xo¾n, øng suÊt t¸c dông lªn b¸n trôc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : [2.35] Trong ®ã : Wx – M« men chèng xo¾n cña tiÕt diÖn. = 5,3.10-6 [m3] Jp - M« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn khi xo¾n [m4] = 7,95.10-8 [m4] d - ®­êng kÝnh b¸n trôc [30 mm] rk = 0,378 [m] Thay vµo ta cã : = 385,133.106 [N/m2] = 385,133 [MPa] VËy b¸n trôc b¶o ®¶m chÞu xo¾n. - Ngoµi øng suÊt uèn vµ xo¾n, c¸c b¸n trôc cßn ®­îc kiÓm tra theo gãc xo¾n cùc ®¹i (tÝnh theo ®é). [3.12] Trong ®ã : Mtt – M« men tÝnh to¸n t¸c dông lªn b¸n trôc [2041,2 Nm] l – ChiÒu dµi b¸n trôc [0,485 m] G – M« ®un ®µn håi lo¹i hai [G=8.1010 N/m2] Jx – M« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn khi xo¾n [m4] = 7,95.10-8 [m4] Thay sè vµo ta cã : = 8,920 Gãc xo¾n cho phÐp cã thÓ ®¹t tíi 90 – 150 trªn 1m chiÒu dµi. VËy b¸n trôc xo¾n trong giíi h¹n cho phÐp. 3.2.4 KiÓm nghiÖm dÇm cÇu TÝnh bÒn dÇm cÇu chñ ®éng kh«ng dÉn h­íng. DÇm chÞu uèn vµ xo¾n do t¸c dông cña ngo¹i lùc, khi tÝnh to¸n coi träng l­îng cña phÇn treo ph©n bè ®Òu sang hai bªn b¸nh xe . DÇm cÇu ®­îc tÝnh to¸n theo c¸c chÕ ®é sau : - ChÕ ®é lùc kÐo cùc ®¹i . - ChÕ ®é lùc phanh cùc ®¹i . ChÕ ®é lùc kÐo cùc ®¹i : M« men tÝnh to¸n còng ®­îc x¸c theo c¸c c«ng thøc nh­ ®èi víi b¸n trôc. - DÇm cÇu chÞu uèn trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng : [3.13] - DÇm cÇu chÞu uèn trong mÆt ph¼ng n»m ngang : [1.14] - DÇm cÇu chÞu xo¾n : [3.15] - MÆt c¾t nguy hiÓm cña dÇm cÇu t¹i vÞ trÝ ®Æt nhÝp víi m« men tæng hîp : [3.16] C¸c lùc t¸c dông lªn dÇm cÇu ®­îc thÓ hiÖn qua biÓu ®å m« men sau : H×nh 3.5 Lùc t¸c dông lªn dÇm cÇu chñ ®éng khi lùc kÐo cùc ®¹i Thay sè vµo tÝnh to¸n cuèi cïng ta cã : Md = 4845,62 [Nm] Mn = 291 [Nm] Mx = 2142,6 [Nm] =5688,75 [Nm] - øng suÊt cña dÇm cÇu t¹i mÆt c¾t nguy hiÓm : [3.17] Trong ®ã : Wu – M« men chèng uèn cña mÆt c¾t I – I [m3] vµ [3.18] D = 50 [mm] ; d = 30 [mm] Ta cã : Wu = 10676.10-9 [m3] VËy øng suÊt nguy hiÓm : = 292,68.106 [N/m2] = 292,68 [MPa] - øng suÊt cho phÐp cña dÇm cÇu : DÇm cÇu chÕ t¹o tõ gang rÌn : ; DÇm cÇu thÐp : ; ChÕ ®é lùc phanh cùc ®¹i : - DÇm cÇu chÞu uèn trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng : - DÇm cÇu chÞu uèn trong mÆt ph¼ng n»m ngang : - DÇm cÇu chÞu xo¾n (®o¹n dÇm bÞ xo¾n tÝnh tõ vÞ trÝ ®Æt m©m phanh ®Òn t©m diÖn tÝch b¾t nhÝp) : øng suÊt còng ®­îc x¸c ®Þnh t­¬ng tù nh­ tr­êng hîp lùc kÐo cùc ®¹i . C¸c lùc t¸c dông lªn dÇm cÇu ®­îc thÓ hiÖn qua biÓu ®å m« men sau : H×nh3.6 Lùc t¸c dông lªn dÇm cÇu chñ ®éng lùc khi phanh cùc ®¹i - MÆt c¾t nguy hiÓm cña dÇm cÇu t¹i vÞ trÝ ®Æt nhÝp víi m« men tæng hîp : - øng suÊt cña dÇm cÇu t¹i mÆt c¾t nguy hiÓm : Nh­ vËy sau khi kiÓm nghiÖm cÇu xe ®· d¶m b¶o c¸c chÕ ®é øng suÊt vµ t¶i träng. KÕt luËn: §å ¸n m«n häc kÕt cÊu tÝnh to¸n « t« lµ mét bµi to¸n vËn dông lÝ thuyÕt cña c¸c m«n häc kÕt cÊu xe qu©n sù, lÝ thuyÕt « t« vµ vËn dông tæng hîp c¸c kiÕn thøc ®· ®­îc häc vÒ søc bÒn vËt liÖu, chi tiÕt m¸y, nguyªn lÝ m¸y ®Ó gi¶i quyÕt. Qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n gióp t«i hÖ thèng l¹i nh÷ng kiÕn thøc ®· häc vµ ¸p dông vµo gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò mµ nhiÖm vô ®å ¸n ®Æt ra. §å ¸n nµy gióp t«i cã thªm nh÷ng kiÕn thøc chuyªn nghµnh vµ nh÷ng kiÕn thøc tæng hîp kh¸c t¹o ®iÒu kiÖn cho qu¸ tr×nh häc tËp tiÕp theo còng nh­ qu¸ tr×nh c«ng viÖc sau nµy. Qua mét thêi gian thùc hiÖn ®å ¸n víi sù gióp ®ì nhiÖt t×nh cña c¸c thÇy trong bé m«n « t« qu©n sù t«i ®· hoµn thµnh ®å ¸n m«n häc. Nh­ng trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n, kÕt qu¶ ®å ¸n vÉn cßn lµ lý thuyÕt v× vËy t«i rÊt mong ®­îc sù chØ b¶o cña c¸c thÇy gi¸o ®Ó gióp t«i hoµn thiÖn h¬n ®å ¸n lµm nÒn t¶ng cho ®å ¸n tèt nghiÖp sau nµy. §å ¸n bao gåm 27 trang thuyÕt minh vµ 01 b¶n vÏ A0. Cô thÓ nh­ sau: Giíi thiÖu cô thÓ vÒ xe Ford Everest vµ c¸c hÖ thèng trªn xe TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm c¸c chi tiÕt chÝnh trªn cÇu sau xe Ford Everest VÏ ®­îc b¸n vÏ l¾p cña cÇu sau xe Ford Everest Kh¶ n¨ng ¸p dông vµo thùc tÕ : NÕu hoµn thiÖn tèt h¬n th× kÕt qu¶ cña ®å ¸n cã thÓ ¸p dông vµo trong qu¸ tr×nh häc tËp, nghiªn cøu cña häc viªn vµ kiÓm tra cña gi¶ng viªn c¸c kho¸ häc sau. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n. Chu Quang M¹nh Tµi liÖu tham kh¶o [1]- NguyÔn H÷u CÈn-Phan §×nh Kiªn- ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n « t« m¸y kÐo -Nhµ xuÊt b¶n ®¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiÖp -1984 [2]- TrÞnh ChÊt - Lª V¨n UyÓn- TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ -Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc -2002 [3]- NguyÔn Phóc HiÓu- H­ìng dÉn thiÕt kÕ m«n häc”kÕt cÊu tÝnh to¸n «t« qu©n sù” tËp III- Häc viÖn kü thuËt qu©n sù -1998 [4]- Ph¹m §×nh Vi-Vò §øc LËp - CÊu t¹o « t« qu©n sù - Häc viÖn kü thuËt qu©n sù-1995 [5]- NguyÔn §øc Ngäc - KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n «t« - Nhµ xuÊt b¶n giao th«ng vËn t¶i-1984 [6]- NguyÔn Phóc HiÓu - Vò §øc LËp - KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n « t« - Häc viÖn kü thuËt qu©n sù -2002 [7]- NguyÔn Tr­êng Sinh- Sè tay vÏ kü thuËt c¬ khÝ - Häc viÖn kü thuËt qu©n sù -2001 [8]- Th«ng sè kÜ thuËt vµ h­íng dÉn sö dông xe Ford Everest