Thiết kế môn học chẩn đoán kỹ thuật ô tô

ThiÕt kÕ m«n häc chÈn ®o¸n kü thuËt «t« §Ò tµi: ThiÕt kÕ bÖ thö nghiÖm chÈn ®o¸n kÐo cho xe t¶i cã tù träng 3,5 tÊn Ch­¬ng I:Lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ. C¸c ph­¬ng ¸n thö chÊt l­îng kÐo: 1.1.BÖ lùc ®o ë tr¹ng th¸i tÜnh: H×nh 1- 1 S¬ ®å bÖ lùc ®o lùc kÐo ë tr¹ng th¸i tÜnh BÖ thö lùc víi tÊm ph¼ng chuyÓn ®éng. BÖ thö lùc víi tÊm ph¼ng kh«ng chuyÓn ®éng. BÖ thö lùc víi c¸c con l¨n. BÖ thö lùc víi thiÕt bÞ t¸c dông m« men xo¾n tíi b¸nh xe. 1- Lùc t¸c dông do ¸p lùc chÊt láng hoÆc khÝ nÐn tõ bÖ thö truyÒn ®Õn. 2- C¶m biÕn ®o ¸p lùc. 3- TÊm ph¼ng chuyÓn ®éng. 4- §ång hå ®o lùc. 5- B¸nh xe. 6- Gi¸ tùa gi÷ cho «t« kh«ng chuyÓn ®éng. 7- TÊm ph¼ng kh«ng chuyÓn ®éng. 8- Con l¨n. Nguyªn lý lµm viÖc chung cña lo¹i bÖ thö nµy dùa trªn c¬ së c©n b»ng lùc t¸c dông tõ bÖ thö víi lùc h·m cña b¸nh xe ®øng yªn. T¨ng dÇn lùc t¸c dông tõ bÖ thöcho ®Õn khi b¸nh xe h·m b¾t ®Çu quay( lùc ®Èy c©n b»ng víi lùc h·m) , lóc ®ã ®ång hå ®o 4 sÏ chØ gi¸ trÞ lùc h·m cña b¸nh xe thÝ nghiÖm. Nh­îc ®iÓm cña c¸c lo¹i bÖ thö nµy lµ kÕt qu¶ ®o kh«ng chÝnh x¸c v× nã kh«ng m« pháng ®­îc qu¸ tr×nh phanh thùc tÕ trªn ®­êng khi thö nghiÖm. Do vËy nã ®­îc Ýt sö dông trong s¶n xuÊt. 1.3.2.BÖ thö lùc ®o ë tr¹ng th¸i ®éng: §Ó ®o ®­îc lùc kÐo ë tr¹ng th¸i ®éng bÖ lùc víi c¸c con l¨n ®­îc sö dông phæ biÕn. BÖ kiÓu nµy bao gåm ®éng c¬ ®iÖn, c¸c con l¨n vµ thiÕt bÞ ®o. BÖ thö cho phÐp ®o lùc kÐo trong qu¸ tr×nh quay b¸nh xe ë vËn tèc V=2- 10 Km/h. Lùc kÐo ®­îc x¸c ®Þnh theo gi¸ trÞ m« men xo¾n xuÊt hiÖn khi phanh b¸nh xe. BÖ thö con l¨n d¹ng lùc còng cã nhiÒu lo¹i: lo¹i ®o hiÖu qu¶ h·m b»ng c¶m biÕn lùc, lo¹i ®o b»ng ®ång hå so kiÓu lùc kÕ. 6 5 4 3 2 7 1 z4 z3 z1 z2 H×nh 1- 2 S¬ ®å bÖ thö con l¨n d¹ng lùc 1. Bé truyÒn ®éng xÝch hoÆc ®ai 2. Con l¨n 3. Hép c©n b»ng 4. Tay ®ßn truyÒn lùc 5. §ång hå ®o lùc 6. §éng c¬ ®iÖn 7. Bé truyÒn trôc vÝt b¸nh vÝt Nguyªn lý mét côm cña bÖ thö kÐo con l¨n d¹ng lùc ®o b»ng ®ång hå so kiÓu lùc kÕ. BÖ thö bao gåm c¸c con l¨n ®­îc nèi víi nhau b»ng xÝch, C¸c con l¨n ®­îc dÉn ®éng quay tõ ®éng c¬ ®iÖn qua bé truyÒn b¸nh vÝt trôc vÝt vµ hai cÆp b¸nh r¨ng trô. C¸c cÆp b¸nh r¨ng nµy ®­îc ®Æt trong khung c©n b»ng. §ßn 4 ®Ó truyÒn lùc tõ khung c©n b»ng ®Õn ®ång hå so kiÓu lùc kÕ 5. Khi kÐo c¸c b¸nh xe «t«, do t¸c dông m« men ph¶n lùc khung c©n b»ng sÏ quay víi c­êng ®é tû lÖ víi m« men phanh. Lùc quay cña khung c©n b»ng ®­îc chØ ra trªn ®ång hå 5. Trong tr­êng hîp nµy m« men kÐo ®ù¬c x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc. [KGm] Trong ®ã P- lµ lùc chØ trªn ®ång hå kiÓu lùc kÕ 5. l- Lµ c¸nh tay ®ßn ®Æt lùc P. z1 ,z2,z3,z4- Sè r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng trô trong khung c©n b»ng. BÖ thö kÐo con l¨n d¹ng lùc ®o trùc tiÕp m« men h·m nhê c¶m biÕn m« men kÐo lµ lo¹i bÖ thö hiÖn nay ®­îc sö dông réng d·i nhÊt. PhÇn tö chñ yÕu cña bÖ lµ hai côm con l¨n ®Æt d­íi hai côm b¸nh xe cña mét trôc. Mçi côm con l¨n bao gåm : khung, c¸c con l¨n, ®éng c¬ ®iÖn vµ thiÕt bÞ ®o. H×nh 1 - 3 S¬ ®å bÖ thö lùc víi thiÕt bÞ ®o lµ c¶m biÕn lùc kÐo. 1.C¶m biÕn lùc kÐo. 2.Hép sè. 3.§éng c¬. 4.æ bi. 5.Khung. 6.Con l¨n. 7.ThiÕt bÞ n©ng h¹. 8.§o lùc phanh. Khung 5 cña bÖ thö ®ù¬c ®Æt trªn c¸c tÊm ®ì ®µn håi ®Ó gi¶m rung khi thÝ nghiÖm. BÒ mÆt c¸c con l¨n 6 cã g©n hoÆc phñ bª t«ng ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng b¸m.Nhê bé truyÒn ®éng xÝch c¸c con l¨n ®Òu lµ chñ ®éng, do vËy t¨ng ®­îc träng l­îng b¸m, gi¶m ®­îc sù tr­ît khi thÝ nghiÖm. Hép gi¶m tèc 4 cã vai trß nh­ khung c©n b»ng. trªn tay g¹t cña nã ®Æt c¶m biÕn lùc phanh 1 . TÊm ®ì 9 gióp «t« ®i ra khái bÖ thö dÔ dµng. Gi¸ trÞ lùc h·m ®o ®­îc lín nhÊt phô thuéc vµo lùc b¸m gi÷a b¸nh xe víi con l¨n. 1.2: ChuÈn ®o¸n chÊt l­îng kÐo trªn bÖ thö qu¸n tÝnh: BÖ thö qu¸n tÝnh ®­îc chia ra lµm hai lo¹i chñ yÕu sau: -Lo¹i sö dông lùc b¸m gi÷a b¸nh xe víi mÆt tùa( BÖ tÊm ph¼ng, BÖ con l¨n qu¸n tÝnh ) Ph­¬ng ph¸p chuÈn ®o¸n cña lo¹i bÖ thö nµy dùa trªn c¬ së ®o lùc qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn trong vïng tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe víi bÒ mÆt tùa trong qu¸ tr×nh phanh. -Lo¹i kh«ng sö dông lùc b¸m gi÷a b¸nh xe víi bÒ mÆt tùa. a, BÖ thö kÐo tÊm ph¼ng qu¸n tÝnh: Nguyªn t¾c chuÈn ®o¸n cña bÖ thö kÐo tÊm ph¼ng qu¸n tÝnh lµ kh«ng sö dông qu¸n tÝnh cña bÖ thö mµ chØ dïng khèi l­îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn vµ chuyÓn ®éng quay cña «t«. H×nh 1- 4 BÖ thö kÐo tÊm ph¼ng qu¸n tÝnh 1.Hép thiÕt bÞ ®o 2.TÊm ph¼ng. 3.C¶m biÕn ®o ®é dÞch chuyÓn Bao gåm bèn tÊm ph¼ng víi bÒ mÆt khÝa nh¸m ®Ó t¨ng hÖ sè b¸m. c¸c c¶m biÕn 3 ®Ó ®o ®é dÞch chuyÓn tÊm ph¼ng 2 khi kÐo. Hép ®o 1 dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c tÝn hiÖu nhËn ®­îc tõ c¶m biÕn 3. Khi thö nghiÖm ng­êi l¸i cho «t« ®i vµo bÖ thö víi tèc ®é 6- 12 Km/h. Vµ dõng l¹i ®ét ngét trªn tÊm ph¼ng khi phanh. Khi ®ã trong vïng tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe víi tÊm ph¼ng xuÊt hiÖn lùc qu¸n tÝnh c©n b»ng víi lùc phanh lµm c¸c tÊm dÞch chuyÓn. §é dÞch chuyÓn c¸c tÊm ph¼ng ®ù¬c ghi bëi c¸c c¶m biÕn thuû lùc, c¬ khÝ, hay khÝ nÐn. BÖ thö tÊm ph¼ng cã ­u ®iÓm c¬ b¶n lµ cã n¨ng suÊt chÈn ®o¸n cao, c«ng nghÖ chuÈn ®o¸n ®¬n gi¶n. Nh­ng nã tån t¹i mét sè nh­îc ®iÓm: ®é æn ®Þnh hÖ sè b¸m kÐm v× bÖ th­êng xuyªn cã bôi bÈn vµ ­ít, chiÕm diÖn tÝch nhµ x­ëng lín v× ph¶i cã ®o¹n ®­êng t¨ng tèc, g©y khÝ th¶i ®éc h¹i cho ph©n x­ëng... b,BÖ thö kÐo con l¨n qu¸n tÝnh: Kh¸c víi bÖ thö tÊm ph¼ng qu¸n tÝnh, bÖ thö con l¨n qu¸n tÝnh chØ sö dông qu¸n tÝnh cña bÖ thö trªn c¬ së c©n b»ng víi qu¸n tÝnh cña «t« khi kÐo trªn ®­êng. Nã gåm cã hai lo¹i chÝnh : Lo¹i dÉn ®éng tõ ®éng c¬ «t«, lo¹i dÉn ®éng tõ ®éng c¬ ®iÖn. C¶ hai lo¹i ®Òu sö dông lùc b¸m gi÷a b¸nh xe víi bÒ mÆt tùa. A A B C H×nh 1-5 BÖ thö con l¨n (A,B) vµ b¨ng t¶i (C) qu¸n tÝnh 1.B¸nh xe 2.6.Con l¨n 3.Hép gi¶m tèc. 4.§éng c¬. 5.XÝch truyÒn ®éng 7.B¸nh ®µ 8.B¨ng t¶i. BÖ thö con l¨n dÉn ®éng tõ ®éng c¬ «t«( H×nh 1-5 A) Bao gåm c¸c côm con l¨n 2,6 cã liªn hÖ ®éng häc víi b¸nh ®µ 7 .C¸c con l¨n ®­îc dÉn ®éng quay tõ b¸nh xe chñ ®éng cña «t«. Nh­îc ®iÓm cña lo¹i nµy lµ hao tèn nhiªn liÖu vµ khÝ th¶i lµm « nhiÔm m«i tr­êng kh«ng gian s¶n xuÊt. BÖ thö kÐo b¨ng t¶i qu¸n tÝnh «( H×nh 1-5 C).Bao gåm c¸c con l¨n trªn ®ã trªn ®ã ®Æt tÊm v¶i bäc cao su. BÖ còng ®­îc dÉn ®éng tõ ®éng c¬ «t«, bÖ nµy chØ dïng ®Ó thÝ nghiÖm xe con. BÖ thö kÐo con l¨n qu¸n tÝnh dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn(H×nh 1- 5 B). Gåm hai côm b¸nh ®µ ®Æt riªng rÏ d­íi b¸nh xe cña mét trôc, c¸c con l¨n nhËn truyÒn ®éng tõ ®éng c¬ ®iÖn vµ dÉn ®éng quay c¸c b¸nh xe «t«. BÖ lo¹i nµy cã kh¶ n¨ng kiÓm tra lùc kÐo cña tõng cÇu, c¸c chi phÝ trong qu¸ tr×nh thö nhá, kh«ng « nhiÔm m«i tr­êng, do vËy nã ®­îc sö dông kh¸ phæ biÕn ë c¸c xÝ nghiÖp. Nguyªn lý lµm viÖc cña tÊt c¶ c¸c lo¹i bÖ thö qu¸n tÝnh cã sö dông lùc b¸m gi÷a b¸nh xe víi bÒ mÆt tùa vÒ b¶n chÊt lµ nh­ nhau. Trªn c¸c lo¹i bÖ thö kÐo con l¨n qu¸n tÝnh co thÓ ®o m« men kÐo theo m« men ph¶n lùc xuÊt hiÖn trªn trôc cña bÖ thö ®o¹n gi÷a b¸nh ®µ víi con l¨n. §Ó ®¶m b¶o ®­îc ®é tin cËy cña kÕt qu¶ chÈn ®o¸n th× c¸c lo¹i bÖ thö con l¨n qu¸n tÝnh ph¶i m« h×nh ho¸ ®­îc qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng thùc tÕ cña «t« trªn ®­êng vµ trªn bÖ thö ph¶i t­¬ng ®­¬ng nhau. §©y lµ mét nh­îc ®iÓm dÉn ®Õn lo¹i bÖ thö nµy kh«ng chÈn ®o¸n ®­îc cho nhiÒu lo¹i xe. c, BÖ thö kÐo qu¸n tÝnh kh«ng sö dông lùc b¸m: BÖ thö qu¸n tÝnh kh«ng sö dông lùc b¸m cho phÐp ®o trùc tiÕp m« men phanh ë c¬ cÊu phanh, bÖ kiÓu nµy gåm hai lo¹i: -Lo¹i b¸nh xe «t« tùa trªn con l¨n( H×nh 1- 8 A).Trong tr­êng hîp nµy con l¨n chØ cã t¸c dông ®ì b¸nh xe mµ kh«ng tham gia trong thµnh phÇn bÖ thö. -Lo¹i treo b¸nh xe lªn b»ng hÖ thèng kÝch n©ng(H×nh 1- 8 B). So víi lo¹i bÖ thö con l¨n kiÓu qu¸n tÝnh th× lo¹i bÖ thö nµy cã kh¶ n¨ng lo¹i trõ ®­îc sù tr­ît cña b¸nh xe víi con l¨n. Khö ®­îc sù sai kh¸c vÒ c¶n l¨n trªn ®­êng vµ trªn bÖ thö S¬ ®å bÖ thö qu¸n tÝnh ®Ó thö lùc kÐo kh«ng sö dông lùc b¸m A B H×nh 1- 8 Nguyªn lý lµm viÖc chung cña lo¹i bÖ thö: ®éng c¬ ®iÖ kÐo b¸nh xe «t« quay ®Õn tèc ®é 50 –70 Km/h sau ®ã ®¹p phanh ®ét ngét sau ®ã ng¾t ®iÖn vµo ®éng c¬.Dùa vµo thêi gian quay cña c¸c khèi l­îng qu¸n tÝnh ta co thÓ x¸c ®Þnh ®­îc lùc kÐo trªn c¸c b¸nh xe chñ ®éng. Trªn h×nh 1-9 Tr×nh bÇy s¬ ®å bÖ thö qu¸n tÝnh kh«ng sö dông lùc b¸m, ®Ó ®o m« men kÐo trªn c¸c b¸nh xe chñ ®éng mµ kh«ng cÇn chÊt t¶i lªn thïng xe. H×nh 1-9 BÖ qu¸n tÝnh kh«ng dïng lùc b¸m Khi thÝ nghiÖm b¸nh xe «t« ®­îc n©ng khái mÆt ®­êng vµ nèi víi b¸n trôc 5 cña hép vi sai 4. B¸n trôc 6 ®ù¬c h·m cøng ®éng c¬ ®iÖn 1 qua b¸nh ®µ 2 sÏ dÉn ®éng toµn bé hÖ thèng quay ®Õn tèc ®é 60-70 Km/h. §¹p phanh ®ång thêi c¾t ®éng c¬ ®iÖn 1.Lóc ®ã c¸c nöa trôc 5 vµ trôc 6 b»ng nhau. Dïng c¶m biÕn m« men ®Æt trªn trôc 6 ta cã thÓ ®o ®ù¬c m« men phanh vµ qu·ng ®­êng phanh ë chÕ ®é m« men phanh cùc ®¹i ( ng­êi l¸i ®¹p phanh cùc ®¹i) C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ bÖ thö còng dùa trªn ph­¬ng tr×nh c©n b»ng ®éng n¨ng khi phanh «t« trªn bÖ thö vµ trªn ®­êng. So víi nhãm bÖ thö d¹ng lùc hÑ thö phanh qu¸n thnhs thö ®­îc ë tèc ®é cao h¬n, t¹o ra qu¸ tr×nh phanh trªn bÖ thö s¸t bíi thùc tÕ h¬n ( vÒ nhiÖt ®é trèng phanh, vÒ sù thay ®æi cña hÖ sè ma s¸t gi÷a m¸ phanh vµ tang trèng, vÒ hÖ sè b¸m...).Do vËy kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn ra c¸c h­ háng cña hÖ thèng phanh còng lín h¬n. Nh­ng tÝnh v¹n n¨ng cña bÖ qu¸n tÝnh kh«ng cao so khã thay ®æi ®­îc m« men qu¸n tÝnh cña b¸nh ®µ, kÕt cÊu cña bÖ phøc t¹p vµ ®é æn ®Þnh khi thÝ nghiÖm kÐm. II.Lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ: Dùa vµo ®Æc tÝnh kü thuËt, ­u nh­îc ®iÓm cña c¸c lo¹i bÖ thö trªn kÕt hîp víi t×nh h×nh thùc tÕ ë ViÖt nam ta cã thÓ ®­a ra mét lo¹i bÖ thö cã c¸c ®iÒu kiÖn vÒ kinh tÕ, kü thuËt cã thÓ ®¸p øng ®­îc víi c«ng t¸c thö nghiÖm cho c¸c lo¹i xe kh«ng ®ång ®Òu vÒ chñng lo¹i, h×nh d¸ng, kÝch th­íc ®ang ®­îc sö dông ë ViÖt nam. BÖ thö nµy ph¶i ®¸p øng ®­îc c¸c nhu cÇu sau: + Chi phÝ s¶n xuÊt, l¾p r¸p sö dông nhá. + ChiÕm diÖn tÝch nhá. + §é æn ®Þnh cao, ®ßi hái tr×nh ®é vËn hµnh sö dông kh«ng cao l¾m. + TÝnh v¹n n¨ng cao. Tõ c¸c thùc tÕ yªu cÇu trªn ta chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ bÖ thö lùc, ®o lùc kÐo ë tr¹ng th¸i ®éng, bÖ thö d¹ng con l¨n, thiÕt bÞ chÊt t¶i lµ phanh ®iÖn. §o lùc kÐo ë chÕ ®é tèc ®é øng víi m« menn xo¾n cùc ®¹i cña ®éng c¬, vËn tèc «t« khi thö kho¶ng ( 2- 10) km/h ë tay sè 1. M¸y ®iÖn lµm viÖc ë chÕ ®é h·m t¸i sinh. C¸c th«ng sè cña «t« thö nghiÖm: Xe t¶i KIA RHINO, 4T Träng t¶i: 4000 (kg) Tù träng: 3500 (kg) Träng l­îng toµn bé: 7500 (kg) Dung tÝch c«ng t¸c: 4,1 (l) C«ng suÊt cùc ®¹i(ml)/sè vßng quay(v/ph): 105/3600 M« men cùc ®¹i (KGm)/sè vßng quay (v/ph): 28/2000 KÝch th­íc lèp: 7,5-16 KÝch th­íc bao: 7000 x 2175 x 2400 ChiÒu dµi c¬ së: 3770 VÖt b¸nh tr­íc: 1770 VÖt b¸nh sau: 1610 KÝch th­íc thïng xe: 4600 x 2025 x 400 T¶i träng t¸c dông lªn cÇu tr­íc: 1050(kg) T¶i träng t¸c dông lªn cÇu sau : 2450(kg) Trong ®ã : rbx = l . r0 Víi lèp cã ¸p suÊt cao th× (l=0,945¸0,95), chän l = 0,945. VËy : rbx = l . r0 = 0,945 . 393,7 = 372 (mm) . =========== ch­¬ng ii: TÝnh to¸n ®éng häc vµ ®éng lùc häc I .TÝnh to¸n kÝch th­íc bÖ thö. S¬ ®å cÊu t¹o chung cña bÖ thö: 1. Con l¨n . 2,3. Bé truyÒn xÝch. ThiÕt bÞ n©ng. Trôc. Khíp nèi. M¸y h·m ®iÖn §ång hå ®o m« men . Trô dÉn h­íng cho thiÕt bÞ n©ng - C¬ cÊu n©ng h¹ ®­îc dÉn ®éng b»ng thuû lùc gióp xe ra vµo bÖ dÔ dµng. 1. B¸n kÝnh con l¨n B¸n kÝnh con l¨n trong bÖ thö phanh ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iªï kiÖn gi¶m c¶n l¨n Rcl = 0,4 rbx Þ Rcl = 0,4 . 372 = 148,8 (mm) 2. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c con l¨n vµ gãc lÖch gi÷a c¸c con l¨n víi b¸nh xe - TÝnh Lc theo ®iÒu kiÖn b¸m Lc ³ 2. (Rcl + Rbx). Víi hÖ sè b¸m j = 0,6 ta ®­îc Lc ³ 2.( 148,8 +372). VËy ta chän Lc = 800 (mm) - Ta cã Lc = 2.( Rcl + Rbx).sina Þ sina = Þa = 48035’ Þ tga = 1,1338> 0,6 VËy a = 48035’ tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña « t« trªn bÖ thö 3. ChiÒu dµi con l¨n C¨n cø vµo h×nh vÏ ta cã Lcl = Trong ®ã a lµ hÖ sè lÊy = 150 víi xe t¶i 4. ChiÒu réng cña bÖ thö BBT = Knmax + 2.a Knmax : kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a hai mÐp ngoµi lèp Þ BBT = (190,5.2 + 2175) + 2.150 = 2856(mm). II.TÝnh to¸n ®éng lùc häc -Tèc ®é thö cña b¸nh xe: §­îc tÝnh theo c«ng thøc nbx = trong ®ã Vt- VËn tèc thö cña « t«. Chän Vt= 10 (km/h) = 2,8 (m/s). Þ nbx= = 59,32 (v/ph). -Tèc ®é cña con l¨n : §­îc tÝnh theo c«ng thøc wcl= = = 15,56 (rad/ s). C¸c lùc t¸c dông lªn con l¨n vµ b¸nh xe: S¬ ®å c¸c lùc t¸c dông lªn con l¨n vµ b¸nh xe  2. Ph©n tÝch lùc n¬i tiÕp xóc b¸nh xe Ta cã t¶i träng t¸c dông lªn b¸nh xe Zb = 1/2 Gbmax Gbmax : t¶i träng lín nhÊt t¸c dông lªn cÇu thö T¶i träng t¸c dông lªn 1 b¸nh Zb = 1/2 Z2 = 1/2 2450 = 1225 (KG) * Ph¶n lùc t¸c dông tõ con l¨n lªn b¸nh xe H1 = H2 = *TÝnh c¸c lùc phanh cùc ®¹i: Theo h×nh vÏ ta cã V× Ppmax= = = 1111,06(KG) Chän ®éng c¬ ®iÖn: §Ó tiÕn hµnh chän ®éng c¬ ®iÖn ta tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ ë chÕ ®é phanh . *TÝnh c«ng suÊt cña con l¨n cùc ®¹i Nclmax= =Ppmax. Vth = Khi ®ã ta cã c«ng xuÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ N®c ³ Ta cã hbÖ = h12. h2. h3. h42 Trong ®ã : h1 - HiÖu suÊt truyÒn ®éng cña xÝch , h1 = 0,95 h2 – HiÖu suÊt truyÒn cña khíp nèi , h2 = 1 h3 - HiÖu suÊt truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng , h3 = 0,97 h4- HiÖu suÊt truyÒn ®éng cña cÆp æ l¨n, h4= 0,995 Þ hbÖ = 0,952. 1 . 0,97 . 0,9952 = 0,87 Nªn c«ng xuÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ N®c ³ Nh­ vËy ta chän m¸y h·m ®iÖn nh­ sau: Ký hiÖu: AO2-81-4 C«ng suÊt: 40 KW, vËn tèc: 1460 v/ph, hiÖu suÊt: 91,5% Ph©n phèi tû sè truyÒn Ta cã tØ sè truyÒn ®éng chung cña bÖ thö : ibt= trong ®ã : ncl- Tèc ®é quay cña con l¨n. ncl=== 148,7(v/ph). Þ ibt== 9,8 TØ sè truyÒn chung cña bÖ thö : ibt=ibn´ix. trong ®ã ibn- tØ sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng trong hép gi¶m tèc. ix- tØ sè truyÒn cña bé truyÒn xÝch. Chän tr­íc ix= 1 Þ ibn = 9,8 ================ch­¬ng iii thiÕt kÕ bé phËn ®o ghi. Trªn bÖ thö nµy th× c¸c ®¹i l­îng cÇn ®o lµ tèc ®é quay cña con l¨n vµ m«men xo¾n trªn trôc con l¨n. §Ó ®o tèc ®é con l¨n ta dïng c¶m biÕn tèc ®é, ®Ó ®o m«men xo¾n ta dïng c¬ cÊu ®o kiÓu c¬ khÝ. ThiÕt bÞ ®o ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau: Cã ®é nh¹y cao, kh«ng cã c¸c vïng chÕt. Kh«ng phô thuéc vµo m«i tr­êng xung quanh. Cã ®Æc tÝnh tuyÕn tÝnh. CÊu t¹o ®¬n gi¶n, lµm viÖc tin cËy vµ cã tuæi thä cao. ChÞu ®­îc t¶i träng rung ®éng vµ bôi bÈn. Q r L l P H×nh 8. S¬ ®å thiÕt bÞ ®o m«men ThiÕt bÞ ®o m«men: - S¬ ®å cÊu t¹o : C¸c kÝch th­íc chän tr­íc : L = 716 mm = 0,716 m. l = 300 mm = 0,3 m. r = 50 mm = 0,05 m. a = 200 mm = 0,2 m. Q = 100 N. Nguyªn lý lµm viÖc : §Ó ®o m«men xo¾n cña ®éng c¬ ng­êi ta ®o lùc trªn c¸nh tay ®ßn ë vá phanh. Lùc P ë vá phanh ®Æt vµo tay ®ßn r, cßn ®èi träng Q treo trªn c¸nh tay ®ßn l nh­ h×nh vÏ. Do t¸c dông cña lùc P, con l¾c Q lÖch ®i mét gãc a vµ gi÷ nguyªn ë vÞ trÝ ®ã. Khi ®ã ®iÒu kiÖn c©n b»ng lµ : P.r.cosa = Q.l.sina Nh­ vËy m«men phanh ë vá phanh c©n b»ng víi m«men xo¾n ë ®éng c¬ vµ ®­îc tÝnh nh­ sau : Víi: h : Lµ hiÖu suÊt truyÒn ®éng cña hép gi¶m tèc gi÷a ®éng c¬ vµ thiÕt bÞ phanh (do kh«ng cã hép gi¶m tèc nªn h = 1 ). L : Lµ chiÒu dµi c¸nh tay ®ßn ë vá phanh ( L =716 mm ). Me : Lµ m«men trªn trôc cña ®éng c¬ ®iÖn vµ ®­îc tÝnh nh­ sau : Khi ®ã ta cã : Suy ra : S¬ ®å tÝnh tØ sè truyÒn TÝnh tØ sè truyÒn. OB = L =716 mm. BC = a =200 mm. CO = r = 50 mm. Ta cã : ON = CD = r.sina OK = a. CC’ = 2r2 - r2.cosa. Ta cã: OH = ON + NH = ON + B’D MÆt kh¸c : BB’ = OH – OK Hay Suy ra: §Ó chia v¹ch trªn mÆt ®ång hå ®o ta lµm nh­ sau: Khi kim quay ®i mét gãc a ®é th× vá phanh quay mét gãc b ®é, vµ Khi ®ã tØ sè truyÒn gãc cña hÖ thèng lµ : P L PL MU Vµ m«men phanh sÏ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : III. TÝnh bÒn vµ æn ®Þnh cho c¸c kh©u trong c¬ cÊu. Thanh ®ßn vá phanh Theo ®iÒu kiÖn bÒn uèn ta cã : Ta chän vËt liÖu chÕ t¹o lµ thÐp 45 cã [¬] = 450 N/ mm2. WX = 0,1.D3 Khi ®ã ®iÒu kiÖn bÒn uèn sÏ lµ : Chän D = 15 mm. TÝnh bÒn cho khuûu. a/ TÝnh s¬ bé : Chän thÐp chÕ t¹o lµ thÐp 45 cã [t]X = 20 N /mm2. M«men xo¾n trªn trôc lµ : MX = P.r = 118,7´50 = 5935 ( Nmm ). Khi ®ã ta cã : Chän dsb = 15 ( mm ). b/TÝnh gÇn ®óng : a = 100 mm. b = 260 mm. c =150 mm. RAY RAX RBY RBX P P.cosa A B Q a b/2 b/2 c 9,8Nm 15Nm 11Nm 8,73Nm 5,935Nm 5,8Nm MUY MUX MX TÝnh ph¶n lùc ë c¸c gèi : Trong mÆt ph¼ng ZOY : Trong ®ã a lµ gãc lÖch cña trôc khuûu ( còng lµ gãc lÖch cña kim chØ ). TÝnh ®­êng kÝnh trôc t¹i mÆt c¾t nguy hiÓm. MÆt c¾t B-B : Chän dB-B = 40 ( mm ). MÆt c¾t C- C : Chän dC- C = 40 ( mm ). Chän æ ®ì . §Ó ®¶m b¶o lµm viÖc ªm dÞu, b«i tr¬n tèt vµ ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ th× ta chän lo¹i æ bi ®ì mét d·y. T¹i gèi B : Q Q.sin a Qcosa a §­êng kÝnh trôc : dB - B = 45 mm, ta chän lo¹i æ ®ì cã ký hiÖu 209 víi c¸c th«ng sè sau : D = 85 mm ; B = 19 mm d2 = 57,4 mm ; D2 = 72,6 mm §­êng kÝnh bi : Dbi =12,7 mm KÝch th­íc chç v¸t : r = 2 mm. - T¹i gèi A ta chän æ nh­ t¹i gèi B. TÝnh bÒn thanh l¾c. - TÝnh theo kÐo nÐn ta cã : NZ = SQ = Q.cosa Þ NZ =100´cos 11,160 = 98 (N) §iÒu kiÖn bÒn: Chän vËt liÖu chÕ t¹o lµ thÐp 45 cã [¬] = 450 N/mm2 ,vµ cã mÆt c¾t h×nh trßn. Khi ®ã ta cã : - Theo søc bÒn uèn ta cã : MU = Q.l.sina = 100´0.3´sin11,160 Þ MU = 5,8 ( Nm ) Theo ®iÒu kiÖn bÒn uèn ta cã : Suy ra : Chän d = 10 mm. KiÓm nghiÖm theo kÐo vµ uèn ®ång thêi ta cã : Ta cã : Ta thÊy ¬ < [¬] = 450 ( N/mm2 ); VËy d = 10 mm lµ ®¶m b¶o tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn.