Thiết Kế Cầu Chủ Động Cho Xe Ô Tô Tải Cỡ Nhẹ

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1

Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................... 2

1.1. Thực trạng và xu hƣớng phát triển nghành ô tô ở Việt Nam ........................ 2

1.2. Tổng quan về cầu chủ động của ô tô.......................................................... 11

1.2.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại cầu chủ động .......................................... 11

1.2.2. Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của cầu chủ động ......................... 14

1.2.3. Cấu tạo các bộ phận chủ yếu................................................................... 15

1.2.3.1. Truyền lực chính .................................................................................. 15

1.2.3.2. Vi sai ................................................................................................... 18

1.2.3.3. Bán trục ............................................................................................... 19

1.2.3.4. Dầm cầu .............................................................................................. 22

1.3. Mục tiêu của đề tài .................................................................................... 23

1.4. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 23

1.5. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu ................................................................. 23

1.5.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................. 23

1.5.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 25

1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................... 25

Chƣơng 2 ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ....................... 26

2.1. Các phƣơng án đề xuất .............................................................................. 26

2.1.1. Phƣơng án 1: Truyền lực chính đơn vi sai đối xứng................................ 26

2.1.2. Phƣơng án 2. Truyền lực chính kép, vi sai đối xứng ............................... 27

2.1.3 Phƣơng án 3: Truyền lực chính đơn, vi sai cam....................................... 28

2.2. Ƣu, nhƣợc điểm của các phƣơng án........................................................... 30

2.2.1. Phƣơng án 1 ........................................................................................... 30

2.2.2. Phƣơng án 2 ........................................................................................... 30

2.2.3. Phƣơng án 3 ........................................................................................... 30

2.3. Tiêu chí lựa chọn phƣơng án ..................................................................... 31

2.4. Kết luận phƣơng án thiết kế....................................................................... 31

Chƣơng 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT ............................................ 32

3.1. Thông số đầu vào cho thiết kế ................................................................... 32

3.2. Thiết kế truyền lực chính ........................................................................... 32

3.2.1. Xác định các thông số phục vụ thiết kế................................................... 32

3.2.2. Thiết kế bộ phận truyền lực chính ........................................................... 34

3.2.2.1. Sơ đồ động của truyền lực chính .......................................................... 34

3.2.2.2. Vật liệu chế tạo và ứng suất cho phép .................................................. 34

3.2.2.3. Xác định các thông số cơ bản của truyền lực chính .............................. 34

3.2.2.4. Lực tác dụng lên bánh răng truyền lực chính ....................................... 38

3.2.2.5. Kiểm tra bền bánh răng truyền lực chính ............................................. 39

3.2.2.6. Tính trục và ổ của truyền lực chính...................................................... 40

3.2.3. Tính toán bộ vi sai .................................................................................. 44

3.2.3.1. Chọn vật liệu ....................................................................................... 44

3.2.3.2. Xác định kích thƣớc vi sai ................................................................... 44

3.2.3.3. Tính kiểm tra bền bộ vi sai .................................................................. 48

3.2.4. Tính toán bán trục................................................................................... 50

3.2.4.1. Chọn loại bán trục ............................................................................... 50

3.2.4.2. Vật liệu và ứng suất cho phép .............................................................. 51

3.2.4.3. Xác định chế độ tải trọng tính toán ...................................................... 51

3.2.4.4. Tính bền bán trục ................................................................................. 54

3.2.4.5. Tính toán ổ đỡ bán trục........................................................................ 56

3.2.5. Tính toán dầm cầu .................................................................................. 57

3.2.5.1. Chọn vật liệu và kết cấu dầm cầu......................................................... 57

3.2.5.2. Xác định chế độ tải trọng tính toán ...................................................... 58

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................... 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của xe thiết kế ..................................................... 24

Bảng 3-1 Thông số bánh răng truyền lực chính ................................................ 43

Bảng 3-2 Thông số bộ truyền vi sai .................................................................. 47

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Doanh số thị trƣờng ô tô Việt Nam năm 2017..................................... 6

Hình 1.2. Lƣợng xe nhập khẩu trong năm 2018 so với cùng kỳ 2017 ................. 8

Hình 1.3. Các mẫu xe bán chạy nhất thị trƣờng ôtô Việt Nam tính đến hết tháng

11/2018. ............................................................................................................. 9

Hình 1.4. Phân loại theo bố trí cầu chủ động trên xe ........................................ 13

Hình 1.5. Cấu tạo cầu chủ động ........................................................................ 14

Hình 1.6. Các loại truyền lực chính .................................................................. 16

Hình 1.7. Sơ đồ nguyên lý truyền lực chính kép kiểu tập trung ........................ 17

Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý truyền lực chính kép kiểu phân tán ......................... 18

Hình 1.9. Bán trục không giảm tải .................................................................... 20

Hình 1.10. Bán trục giảm n a tải ( ½ ) ............................................................. 20

Hình 1.11. Bán trục giảm ¾ tải ......................................................................... 21

Hình 1.12. Bán trục giảm tải hoàn toàn ............................................................ 21

Hình 1.13. Xe HYUNDAI NEW PORTER 150 ............................................... 23

Hình 2.1.Cấu tạo cầu chủ động với truyền lực chính đơn vi sai đối xứng ........ 26

Hình 2.2. Sơ đồ cấu tạo cầu chủ động với truyền lực chính kép vi sai đối xứng.... 27

Hình 2.3. Truyền lực chính đơn vi sai cam....................................................... 28

Hình 3.1. Sơ đồ động truyền lực chính ............................................................. 34

Hình 3.1. Chiều của bánh răng ......................................................................... 35

Hình 3.2 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên bánh răng truyền lực chính ............. 38

Hình 3.3. Bố trí ổ bi đỡ trục truyền lực chính ................................................... 40

Hình 3.4. Biểu đồ momen tác dụng lên trục...................................................... 42

Hình 3.2 Sơ đồ vi sai đối xứng ......................................................................... 44

Hình 3.4. Bán trục giảm tải hoàn toàn .............................................................. 51

Hình 3.6 Bố trí ổ đỡ bán trục ............................................................................ 56

Hình 3.7: Sơ đồ lực tác dụng lên dầm cầu chủ động ......................................... 58

Hình 3.8. Sơ đồ lực tác dụng lên dầm cầu ở chế độ lực ngang cực đại.............. 60

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, ngành công nghiệp ôtô nƣớc ta

cũng đang có những biến chuyển và ngày càng ảnh hƣởng sâu rộng tới các lĩnh

vực sản xuất, nhà nƣớc ta xem là một ngành công nghiệp mũi nhọn để thúc đẩy

công cuộc xây dựng và phát triển đất nƣớc.

Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, các ngành kinh tế làm

cho mức sống của nhân loại đƣợc nâng lên, nhu cầu đi lại, vận chuyển lại càng

đƣợc quan tâm hoàn thiện không ngừng. Trong các loại phƣơng tiện giao thông

hiện đang đƣợc s dụng trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam thì phƣơng tiện giao

thông đƣờng bộ mà đặc biệt ôtô là loại phƣơng tiện đƣợc s dụng phổ biến nhất,

do nó có nhiều ƣu điểm hơn so với các loại khác: cơ động, giá thành rẻ, nhanh

gọn, (ở cự ly gần và trung bình). Để đáp ứng nhu cầu s dụng của con ngƣời thì

mỗi loại xe đƣợc thiết kế phù hợp với từng ngành nghề du lịch, xây dựng, quân

sự, môi trƣờng...Và hiện nay Việt Nam là một nƣớc đang phát triển, đất nƣớc

với địa hình trải dài từ bắc vào nam cơ sở hạ tầng, mạng lƣới giao thông đƣờng

bộ còn nhiều yếu kém do đó nhu cầu vận chuyển hàng hoá trong thành phố cũng

nhƣ xuyên các tỉnh là một vấn đề khá bức xúc ảnh hƣởng nhiều đến nền kinh tế

của nƣớc ta. Vì vậy việc thiết kế ra một phƣơng tiện giao thông đƣờng bộ giải

quyết đƣợc vấn đề bức xúc đó là hết sức quan trọng.

Trên thực trạng đó và để hoàn thành chƣơng trình đào tạo tại trƣờng, đƣợc

sự đồng ý của Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, Khoa Cơ điện và Công trình, tôi

tiến hành thực hiện đề tài “Thiết kế cầu chủ động cho xe ô tô tải cỡ nhẹ”. Đây

là đề tài cần thiết và có tính thực tiễn cao.

2

Chƣơng 1

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Thực trạng và xu hƣớng phát triển nghành ô tô ở Việt Nam

Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam là ngành sinh ra muộn, ra đời sau các

nƣớc trong khu vực từ 40-50 năm.

Sau quãng thời gian không phải ngắn, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam

cũng đã quy tụ đƣợc một số tập đoàn ô-tô lớn trên thế giới nhƣ Ford, Mercedes,

Toyota… và cũng đã “hình thành” lên 18 doanh nghiệp (DN) FDI và 38 DN

trong nƣớc tham gia sản xuất với năng lực khoảng 460 nghìn xe/năm, bao gồm

đầy đủ các chủng loại xe con, xe tải, xe khách… Và ở mức độ nào đó cũng đáp

ứng đủ và kịp thời nhu cầu ô-tô trong nƣớc theo mục tiêu đề ra mới chỉ về mặt

số lƣợng.

Ngành công nghiệp ô tô cũng đã đóng góp nguồn thu đáng kể cho ngân

sách nhà nƣớc, bình quân khoảng hơn một tỷ USD/năm - chỉ tính riêng các

khoản thuế và cũng đã giải quyết công ăn việc làm cho khoảng 80 nghìn lao

động.

Bên cạnh đó, cũng cần ghi nhận thời gian qua, ngành công nghiệp này

cũng tích lũy đƣợc nhiều kinh nghiệm trong việc lắp ráp ô tô và sản xuất một số

phụ tùng, linh kiện… Đây có lẽ sẽ là “tiền đề quan trọng” cho việc xây dựng và

phát triển ngành sản xuất - chế tạo ô tô theo định hƣớng và quy hoạch trong

tƣơng lai.

Tuy nhiên, thực tế để ngành công nghiệp ô tô phát triển theo những kế

hoạch đã định quả thật cũng không phải đễ thực hiện trong một sớm một chiều.

Hiện chúng ta vẫn đang loay hoay trong quy hoạch, định hƣớng và phát triển.

Ngành công nghiệp ô tô cũng khẳng định sớm việc tỷ lệ nội địa hóa,

nhƣng thực sự ngành sản xuất này vẫn chƣa đạt đƣợc tiêu chí đề ra. Tỷ lệ nội địa

hóa vẫn thấp so với mục tiêu đề ra là 40% vào năm 2005 và 60% vào năm 2010

đối với loại xe thông dụng nhƣ xe tải, xe khách, xe con.