A) Tính Toán Hình Thang Lái. - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Luận Văn - Báo Cáo >
3. Kỹ thuật >

a) Tính toán hình thang lái.

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (318.97 KB, 19 trang )

Kho ti liu min phớ ca din n Ketnooi.com: Là góc quay của bánh xe dẫn hớng trong của cầu dẫn hớng .L : chiều dài cơ sở của hai cầu (trên hình vẽ).B0 : Khoảng cách giữa hai đờng tâm trụ quay đứng .LAC111B0DBOHình 2.4 - Sơ đồ động học khi quay vòng.Theo hình vẽ : Cotg =ODLTa tìm đợc mối quan hệ của các góc quay bánh xe dẫn hớng với góc nh sau :Cotg =B0+ CotgLCho các giá trị khác nhau từ 0 0 ữ 40 0 ta xác định đợc góc tơngứng theo bảng sau :( )( )00Bảng I: Bảng thông số của đờng đặc tính lý thuyết của các góc quay cầudẫn hớng .0 5101520253035400 4,804 9,249 13,387 17,267 20,933 24,427 27,785 31,043Từ bảng giá trị thu đợc ta xây dựng đợc quan hệ : = f ( )9Kho ti liu min phớ ca din n Ketnooi.comHình vẽ 2.5 - Đờng đặc tính lý thuyết . Xây dựng đờng đặc tính thực tế.Nhiệm vụ cơ bản khi thiết kế hình thang lái Đantô là xác định đúng gócnghiêng của các đòn bên khi xe chạy thẳng :B0mmnHình vẽ 2.5 - Sơ đồ động học hình thang lái khi xe chạy thẳng.Cần xác định góc và độ dài mỗi đòn bên m và đòn ngang n.Quan hệ thực tế giữa các góc quay phụ thuộc vào góc và độ dàim của đòn bên.Khi xe chạy thẳng:Từ sơ đồ dẫn động lái trên hình ta có thể tính đợc mối quan hệgiữa các thông số theo biểu thức sau:Bnsin =2m10Kho ti liu min phớ ca din n Ketnooi.comKhi xe quay vòng :B0mmnHình vẽ 2.6 - Sơ đồ hình thang lái khi quay vòng.Khi bánh xe dẫn hớng bên trái quay đi một góc và bên phải quayđi một góc , lúc này đòn bên phải hợp với phơng thẳng ngang một góc và bánh xe bên trái là + .Từ sơ đồ dẫn động trên hình trên ta có mối quan hệ của các thông sốtheo quan hệ sau : = + arctgBo. cos( + )m Bo. sin( + ) 2m. sin 2 + 2 Bo. sin arcsin(1.7)2Bo m. sin( + )m 2 . cos 2 ( + ) + [ Bo m. sin( + )]m thờng lấy theo kinh nghiệm :m= ( 0,14 ữ 0,16) BoChọn sơ bộ theo kinh nghiệm cho cả hai cầu độ dài đòn bên :m=0,15.Bo=232,5 (mm)Chọn sơ bộ góc ban đầu theo công thức của E.A. yaKob :Cotg (90 0 ) =Từ đó ta tính đợc Bo2.0,7.LTheo công thức kinh nghiệm Cotg (90 0 ) =(1.8)B02.0,7.L(1.9)Ta tính đợc 18032' < 350 ( theo kinh nghiệm thiết kế).Cho các giá trị xung quanh giá trị sơ bộ ( =180) và công thức (1.7)để tìm quan hệ thực tế của và .Cho lần lợt =150,160,170,180,190sẽ tìm đợc mối quan hệ thực tế giữa và theo công thức sau : = + arctgBo. cos( + )m Bo. sin( + ) 2m. sin 2 + 2 Bo. sin arcsin(1.10)2Bo m. sin( + )m 2 . cos 2 ( + ) + [ Bo m. sin( + )]Bảng II.Bảng thông số của đờng đặc tính thực tế cho cầu dẫn hớng.11Kho ti liu min phớ ca din n Ketnooi.com 1 =150(0) 0 51015202517.26718.0560.7917.92220.93 24.427 27.785321.948 25.56 28.8660 (0)0 4.8049.2491 (0)0 4.8769.51 2 =1601(0)2 (0)0 0.0720 4.8670.2619.475 3 =172(0)3 (0)0 0.0630 4.8570.2269.439 4 =1803(0)4 (0)0 0.0540 4.8480.199.403 5 =194(0)5 (0)0 0.0440 4.8380.1549.36613.38713.9060.51913.8290.44213.7510.36313.6720.28513.5925(0)0 0.0350.1170.205000.65517.7870.5217.6510.38417.5140.2471.01521.7430.8121.5360.60321.3290.39621.1210.18730351.134 1.0825.269 28.4750.843 0.6924.978 28.0850.55124.6860.25924.393-0.0340.327.695-0.0927.306-0.48Trong đó 1i = 1i 10Từ bảng giá trị thu đợc ta xây dựng đồ thị quan hệ và thực tế trêncùng đồ thị quan hệ và theo lý thuyết.Theo bảng giá trị trên ta chọn góc sao cho sự sai lệch so với đờng lýthuyết nhỏ nhất và nhỏ hơn 10, ta chọn đợc =170, ứng với góc quayvòng lớn nhất của bánh xe dẫn hớng max = 35 0 và max = 28,085 0Độ dài thanh kéo ngang n= B0 2.m. sin = 1414.047(mm)b) Xác định góc quay vòng lớn nhất của vô lăng. max= 1max.iTrong đó : max :gọi là vòng quay vành lái lớn nhất tính từ vị trí đi thẳng. 1max :góc quay vòng lớn nhất của bánh xe dẫn hớng cầu trớc.(350).I1:gọi là tỷ số truyền hệ thống lái (i1 =21) lớn nhất từ 1,0 ữ 1,75 vòng đối với xe du lịchtừ 2,0 ữ 2,5 vòng đối với xe tải lớn .Thay những thông số tính đợc vào công thức trên ta tìm đợc góc quay vô lănglớn nhất : max = 21.35 0 = 735 0 2,041 (vòng) thoả mãn kinh nghiệm thiết kế.2.2.4 Tính toán cơ cấu lái trục vít globoít con lăn.a) xác định các thông số cơ bản của bộ truyền cơ cấu lái.Khi xác định các thông số cơ bản của cơ cấu trục vít- lõm con lăn chúngta dựa trên cơ sở của bộ truyền trục vít lõm bánh vít. xác định khoảng cách trục của bộ truyền cơ cấu lái.Căn cứ vào kết cấu của cơ cấu lái hiện có ta chọn khoảng cách trục12Kho ti liu min phớ ca din n Ketnooi.comA0=68.25mmSau đây ta tiến hành kiểm tra điều kiện đảm bảo cơ cấu lái truyền hết côngsuất:- Công suất lớn nhất mà cơ cấu lái phải truyền xác định theocông thức:Nmax=1.Mmax. max75(1)Trong đó Nmax công suất lớn nhất mà cơ cấu lái phải truyền. max- tốc độ góc lớn nhất của trục vành tay lái..n max max=(rad/s)30nmax- số vòng quay lớn nhất của trục vành tay lái, ta chọnnmax=60vòng/phútMmax=pmax.R(KG.m)Với Mmax- mômen xoắn lớn nhất trên trục vành tay lái.Thay các giá trị vào (1) ta tính đợc:Nmax=13,141.Mmax. max= .44,817.0,214.60.=0,803 ml757530Mặt khác công suất lớn nhất cơ cấu lái có thể truyền đợc xác định theo côngthức:Nmax=K 1 .K 2 .K 3 H.0.736.I J(2)+ Nmax- công suất lớn nhất mà cơ cấu lái có thể truyền mà không sảy rahiện tợng kẹt răng.+ K1- hệ số phụ thuộc vào vật liệu chế tạo bộ truyền K1=1 đến 0.8+ K2- hệ số phụ thuộc vào độ chính xác chế tạoNếu bộ truyền chế tạo chính xác cấp 2 thì K2 =1Nếu bộ truyền chế tạo chính xác cấp 3 thì K2=0.8+ K3- hệ số phụ thuộc vào chế độ làm việcLàm việc không có va đập K3=1Làm việc có va đập K3=0.85J- hệ số phụ thuộc vào tỉ số truyền tra tài liệu(11) chọn J=H- thông số công suất KW phụ thuộc vào khoảng cách trục A0 và nvmax tratrong tài liệu (11) đợc H=Thay các thông số vào (2) ta có kết quả:Nmax=K 1 .K 2 .K 3 H 0.9.1.0.85. =.=0.0495.h/j Vậy h/j=16.2230.736.I J0.736.21Nh vậy ta thấy Nmax< Nmax khoảng cách trục đã chọn là đảm bảo.Để đảm bảo khe hở ăn khớp giữa các ren của trục vít và con lăn thay đổi theoquy luật: có giá trị nhỏ nhất ở vị trí trung gian, sau đó tăng dần và đạt giá trịlớn nhất ở vị trí hai đầu trục vít, tâm quay của trục đòn lái cũng phải bố tríkhông trùng với tâm quay của dao cắt trục vít. Tâm quay của trục đòn lái đứngphải dịch theo phơng vuông góc của đòn lái đứng một khoảng bằng n có giátrị từ 2,5 đến 5,0mmVậy chọn n=3 thì ta có:A=A0-3=68,25-3=65,25mm xác định các thông số cơ bản của trục vít lõm.13Kho ti liu min phớ ca din n Ketnooi.com- Môđun trục vít lõm:đợc xác định theo công thức sau:m=sau:2 A0với Zb- số răng của bánh vít có thể xác định theo công thứcZb + eZb=Zv.i Zv số mối ren của trục vít lõm chọn là 1 để đảm bảo cho cơ cấu nhỏnhẹ.i - tỉ số truyền góc của cơ cấu lái.e chiều dày tơng đối của trục vít, chọn theo bảng 3 trang 18 sách hớngdẫn đồ án môn học.Thay các giá trị vào công thức(3) ta đợc:m=2 A02.68,25==4,403 mmZ b + e 1.21 + 8- Đờng kính tính toán của trục vít lõm tại tiết diện trung bình:dv=m.e=4,403.8=35,224 mm- Chiều cao của ren trục vít:hv=(1,6 ữ 1,8 ).mn ta lấy hv= 1,6. 4,369 =7 mm- chiều cao đỉnh ren:hv=(0,5 ữ 0,6 )hv ta lấy hv = 0,6. 7 = 4,2 mm- Chiều cao chân ren:hv=hv-hv=7 - 4,2 = 2,8 mm- khe hở hớng kính:c=(0,15 đến 0,25.mn( mm).Ta chọn c=0,2mn=0,2. 4,369=0,8738 mm- Đờng kính chân ren trục vít lõm tại tiết diện trung bình:di v =dv-2hv=35,224 -2. 2,8 =29,624 mm- Đờng kính đỉnh ren trục vít lõm tại tiết diện trung bình:de v =dv+2hv=35,224 +2. 4,2 =43,624 mm- Bán kính vòng tròn đỉnh ren trục vít lõm:d ev43,624d iv29,624Re v =A0- 2 =68,25- 2 =46,438 mm- Bán kính vòng tròn chân ren trục vít lõm:Ri v =A0- 2 =68,25- 2- Góc dẫn ren của trục vít lõm:tgv ==53,438 mmZv 1= =0,125 v=78e 8- Moduyn pháp tuyến mnmn = m.cos=4.403.cos(78)=4.369 mm Xác định các thông số cơ bản của con lăn.a. Bán kính ăn khớp lý thuyết R0Ro=A0-dv2=68,25-35,224b. Bán kính ăn khớp R1142=50,638 mmKho ti liu min phớ ca din n Ketnooi.comR1=A-dv2=65,25-35,2242=47,638 mmc. Bán kính ăn khớp không khe hở R2R2= R 2 0 + n 2 2n cos Trong đó : - góc quay của trục đòn lái đứng từ vị trí trung gian. Gócquay có thể xác định theo công thức sau:= i- góc quay của vành tay lái, ta tính đợc 2,041vòng tay lái từ vị trí trung gian.900= i ==3521R2= 50,638 2 + 32 2.3 cos 35 =50.6834 mmd. Bán kính đỉnh ren con lănrel=A-(d iv2+c)=65,25-(e. Bán kính chân ren con lănril=A-(d ev229,624+0,8738)=49,5642 mm2+c)= 65,25-(43,624+0,8738)=42,5642 mm2b) tính toán các chi tiết cơ bản của cơ cấu lái trục vít- lõm con lăn. Tính bền cho các ren của trục vít- lõm con lăn.Bộ truyền trục vít lõm con lăn đảm bảo cho các ren có độ bền uốn vàđộ cứng vững cao. Bởi vậy ta cần tính toán độ bền mòn và độ bền tiếpxúc.Độ bền mòn và độ bền tiếp xúc đợc đánh giá thông qua ứng suất chèndập ren:=Qv [ d ]FkG/cm2Trong đó Qv lực chiều trục tác dụng lên ren trục vít lõm tại vị trí ănkhớp.Qv =Pv[ kG ]tgvVới: Pv Lực vòng tác dụng lên ren trục vít lõm tại vị trí ăn khớp.Pv= 2.M e maxdv(kG)Memax Mô men xoắn lớn nhất trên trục vành tay lái .Đợc tính:Memax = Pvlmax .R =44,817.0,214= 9,591 (kG.m)dv -Đờng kính tính toán của trục vít tại tiết diện trung bình:dv=35,224 mm15Kho ti liu min phớ ca din n Ketnooi.comM e max9,591= 2. 0,035224 = 544,572 (kG) Pv= 2. dvPv544,527 Qv = tg [ kG ] = 0,125 = 4356,216[ kG ]vF Diện tích tiếp xúc giữa trục vít và con lăn cm 2 .Nếu coi tất cả tảitrọng đặt lên 1 đờng ren của con lăn thì:F = .[( v sin v ).d ev 2 + ( l sin l ).D 2 ]18Trong đó: v , l ,dev,D nh trên hình vẽ: v = 690 = (69.3,14/180) = 1,2036(Rad) l = 750 = ( 75.3,14/180) = 1,3083(Rad)- Chọn đờng kính con lăn: Để đảm bảo độ bền tơng đơng của bộ truyền, đờng kính con lăn có thể lấy bằng đờng kính trục vít tại chỗ nhỏ nhất:dev = 43,624 mm ; ta chọn D = 41 mm2F = .[( v sin v ).d ev + ( l sin l ).D 2 ][(18)()][1. 1,2036 sin 69 0 .4,3624 2 + 1,3083 sin 75 0 .4,12 = 1,749 cm 28QV 4356,2162 = F = 1,749 = 2490,689 kG/cmTrong khi đó : [ ] = 7000 8000 kG / cm 2 < [ d ] . Nh vậy ren đủ bền.=[]][] Trục đòn lái đứng.Trong cơ cấu lái thì trục đòn lái đứng là cơ cấu chịu tải trọng lớn nhấtkhi ô tô quay vòng. Bởi vậy khi thiết kế cơ cấu lái một trong những kíchthớc quan trọng có tính chất quyết định đến khả năng làm việc lâu bềncủa cơ cấu là đờng kính trục đòn lái đứng.Ban đầu ta xác định sơ bộ đờng kính trục đòn lái đứng theo (bảng 4) tàiliệu hớng dẫn thiết kế đồ án môn học.Đờng kính của trục đòn quay đứng đợc xác định theo công thức sau:d=ở đây:3k .M c0, 2.t0,Mc mômen cản quay vòng,Chọn vật liệu là thép 45 tôi khi đó b =850MpaKhi đó giới hạn bền xoắnt0 1 =0,436.0,58. b=214,948MPa=2149,48KG/cm2t0 giới hạn bền xoắn (t0 = 2149,48KG/cm2).k hệ số dự trữ độ bền (chọn k = 1,1)thay vào công thức ta đợc d=38 mm- Trục đòn lái đứng chịu tải trọng hớng kính từ vị trí ăn khớp giữa cácren của trục vít lõm con lăn.16Kho ti liu min phớ ca din n Ketnooi.comp .tg-xoắn544,572.tg 20Rv= v==1592.45 KGsin sin 7 08'Rv- lực hớng kính tác dụng lên trục đòn lái đứng từ vị trí ăn khớp giữacác ren của trục vít lõm con lăn. - góc ăn khớp giữa các ren của trục vít lõm và con lăn lấy 20.Ngoài lực hớng kính, trục đòn lái đứng còn chịu sự tác dụng của mô menMd= Qv.R1KGcmMd= 4356,216. 47,638=207,521 KGcmTrong đó :Md- mômen xoắn tác dụng lên trục đòn lái đứng.Qv- lực chiều trục. KGR1- Bán kính ăn khớp. CmLực hớng kính Rv làm cho trục bị uốn, mômen Md làm cho trục bị xoắn.Sử dụng tải trọng này kiểm tra bền cho trục theo ứng suất uốn và ứng suấtxoắn.(do điều kiện có hạn nên không thực hiện) ổ đỡ trục vít lõm.ổ đỡ trục vít lom ta chọn ổ thanh lăn côn. Các ổ này không có vòngtrong, vì vậy các thanh lăn của ổ đợc lăn trực tiếp trên trục vít lõm.Chọn theo tài liệu thiết kế chi tiết máy. Trục vành tay lái.Chọn vật liệu chế tạo là thép ống, thép các bon 40Tính bằng ứng suất xoắn do lực tác dụng lên vành tay lái.P1 max .R.D0,2( D 4 d 4 ) =