BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
----------------------
BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT
Khoa Công Nghệ Động Lực
Bộ Môn Khung Gầm
Trình độ: Đại học
Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
TÍNH TOÁN KẾT CẤU Ô TÔ
Môn: Tính toán kết cấu ô tô
Thời lượng giảng dạy: 45 tiết
TP. Hồ Chí Minh, năm 2018
Lưu hành nội bộ
30
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Chương 1: CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ ................... 1
1.1 Khái niệm về các loại tải trọng. ............................................................ 1
1.1.1 Tải trọng tĩnh. .......................................................................... 1
1.1.2 Tải trọng động. ........................................................................ 1
1.2 Các trường hợp sinh ra tải trọng động. ................................................. 1
1.2.1 Đóng ly hợp đột ngột. .............................................................. 1
1.2.2 Phanh đột ngột khi xe đang chạy bằng phanh chân. ................. 2
1.2.3 Phanh đột ngột khi xe đang chạy bằng phanh tay..................... 4
1.2.4 Xe chuyển động trên đường không bằng phẳng. ...................... 5
1.3 Tải trọng tính toán dùng trong thiết kế ô tô. ......................................... 6
1.3.1 Tải trọng tính toán dùng cho hệ thống truyền lực. .................... 6
1.3.2 Tải trọng tính toán dùng cho hệ thống phanh. .......................... 7
1.3.3 Tải trọng tính toán dùng cho hệ thống treo và cầu xe. .............. 8
1.3.4 Tải trọng tính toán dùng cho hệ thống lái. ............................... 9
Chương 2: BỘ LY HỢP............................................................................... 10
2.1 Ảnh hưởng của ly hợp đế sự gài số. ................................................... 10
2.1.1 Phương trình xung lượng khi gài số không tách ly hợp. ......... 11
2.1.2 Phương trình xung lượng khi gài số tách ly hợp. ................... 12
2.2 Ảnh hưởng của ly hợp khi phanh ô tô. ............................................... 14
2.3 Công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp................................... 16
2.3.1 Đóng ly hợp đột ngột. ............................................................ 18
2.3.2 Đóng ly hợp từ từ. ................................................................. 19
2.4 Xác định các thông số cơ bản của ly hợp............................................ 20
2.4.1 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp. ................................. 20
2.4.2 Tính toán độ hao mòn của ly hợp. ......................................... 23
2.4.3 Tính toán nhiệt độ của ly hợp. ............................................... 23
2.5 Cơ cấu điều khiển của ly hợp. ............................................................ 24
Chương 3: HỘP SỐ THƯỜNG ................................................................... 26
3.1 Trình tự tính toán hộp số có cấp của ô tô. ........................................... 26
3.2 Sơ đồ động học một số loại hộp số của ô tô........................................ 26
3.2.1 Sơ đồ động học hộp số hai trục. ............................................. 26
3.2.2 Sơ đồ động học hộp số ba trục. .............................................. 27
3.3 Tính và chọn tỉ số truyền của hộp số. ................................................. 27
3.3.1 Tỉ số truyền của số một. ........................................................ 27
3.3.2 Tỉ số truyền của các số trung gian.......................................... 29
3.4 Các lực tác dụng lên các bánh răng và trục hộp số. ............................ 30
3.5 Tính toán kiểm tra bền một số chi tiết hộp số. .................................... 30
3.5.1 Bánh răng của hộp số. ........................................................... 30
3.5.2 Trục hộp số. .......................................................................... 37
3.5.3 Bộ đồng tốc. .......................................................................... 40
Chương 4: HỘP SỐ TỰ ĐỘNG .................................................................. 43
4.1 Ly hợp thủy lực. ................................................................................ 43
4.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc............................................... 43
4.1.2 Tính toán ly hợp thủy lực. ..................................................... 44
4.1.3 Đường đặc tính của ly hợp thủy lực....................................... 47
4.2 Biến mô thủy lực. .............................................................................. 48
4.2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc............................................... 48
4.2.2 Tính toán bộ biến mô thủy lực............................................... 49
4.2.3 Đường đặc tính và những thông số cơ bản của biến mô thủy
lực. ........................................................................................ 51
4.3 Hộp số hành tinh................................................................................ 54
4.3.1 Sơ đồ động học hộp số hành tinh. .......................................... 54
4.3.2 Phương pháp chọn số răng cho hộp số hành tinh. .................. 55
4.3.3 Phương pháp xác định tỷ số truyền. ....................................... 56
Chương 5: TRUYỀN ĐỘNG CÁC ĐĂNG ................................................. 58
5.1 Động học của cơ cấu các đăng. .......................................................... 58
5.1.1 Cơ cấu các đăng đơn. ............................................................ 58
5.1.2 Cơ cấu các đăng kép. ............................................................ 60
5.1.3 Khớp các đăng đồng tốc loại bi. ............................................ 61
5.2 Động lực học của cơ cấu các đăng. .................................................... 63
5.3 Số vòng quay nguy hiểm của trục các đăng. ...................................... 65
5.4 Tính toán thiết kế truyền động các đăng............................................. 67
5.4.1 Xác định kích thước trục theo số vòng quay nguy hiểm. ....... 67
5.4.2 Tính toán kiểm tra trục các đăng. .......................................... 68
5.4.3 Tính toán chốt chữ thập. ........................................................ 70
5.4.4 Tính toán nạng các đăng........................................................ 71
Chương 6: TRUYỀN LỰC CHÍNH ............................................................ 72
6.1 Các phương án kết cấu của truyền lực chính. ..................................... 72
6.1.1 Truyền lực chính loại đơn. .................................................... 72
6.1.2 Truyền lực chính loại kép. ..................................................... 72
6.2 Thiết kế các kích thước của truyền lực chính. .................................... 73
6.2.1 Tính chọn tỷ số truyền........................................................... 73
6.2.2 Tính và chọn kích thước bánh răng truyền lực chính. ............ 73
6.3 Tính toán động lực học của truyền lực chính. .................................... 75
6.3.1 Phân tích lực tác dụng. .......................................................... 75
6.3.2 Tính toán kiểm tra ứng suất uốn. ........................................... 78
6.3.3 Tính toán kiểm tra ứng suất tiếp xúc. ..................................... 78
Chương 7: BỘ VI SAI.................................................................................. 79
7.1 Động học và động lực học của vi sai. ................................................. 79
7.1.1 Động học của vi sai. .............................................................. 79
7.1.2 Động lực học của vi sai. ........................................................ 80
7.2 Ảnh hưởng của vi sai đến tính chất kéo của xe. .................................. 82
7.2.1 Hệ số hãm của vi sai. ............................................................. 82
7.2.2 Hệ số gài vi sai. ..................................................................... 83
7.2.3 Ảnh hưởng của vi sai đến tính chất kéo của xe nhiều cầu. ..... 84
7.3 Kết cấu và tính bền cơ cấu vi sai. ....................................................... 84
7.3.1 Vi sai giữa các bánh xe chủ động. ......................................... 84
7.3.2 Vi sai giữa các cầu xe chủ động. ............................................ 84
Chương 8: TRUYỀN ĐỘNG BÁN TRỤC .................................................. 86
8.1 Xác định các lực tác dụng lên nửa trục. .............................................. 86
8.2 Tính toán bền cho bán trục giảm tải 1/2. ............................................ 89
8.3 Tính toán bền cho bán trục giảm tải 3/4. ............................................ 91
8.4 Tính toán bền cho bán trục giảm tải hoàn toàn. .................................. 93
Chương 9: DẦM CẦU – VỎ CẦU .............................................................. 95
9.1 Tính vỏ cầu sau chủ động không dẫn hướng. ..................................... 95
9.1.1 Tính vỏ cầu sau chủ động không dẫn hướng theo bền. ........... 95
9.1.2 Tính vỏ cầu sau theo tải trọng động do trọng lượng của bản
thân của cầu......................................................................... 101
9.2 Tính dầm cầu trước dẫn hướng theo bền. ........................................ 103
Chương 10: HỆ THỐNG TREO ............................................................... 106
10.1 Bộ phận dẫn hướng .......................................................................... 106
10.1.1 Kết cấu của bộ phận dẫn hướng. ......................................... 106
10.1.2 Tính toán bộ phận dẫn hướng ............................................. 109
10.2 Bộ phận đàn hồi ............................................................................... 112
10.2.1 Đường đặc tính đàn hồi của hệ thống treo. .......................... 112
10.2.2 Tính toán phần tử đàn hồi kim loại. .................................... 115
10.3 Bộ phận giảm chấn .......................................................................... 126
10.3.1 Đường đặc tính của giảm chấn thủy lực. ............................. 126
10.3.2 Tính toán giảm chấn thủy lực. ............................................ 127
Chương 11: HỆ THỐNG PHANH ............................................................ 129
11.1 Xác định các lực và moment phanh tác dụng lên bánh xe. ............... 129
11.2 Tính toán cơ cấu phanh guốc. .......................................................... 130
11.2.1 Quy luật phân bố áp suất trên má phanh. ............................ 130
11.2.2 Tính toán cơ cấu phanh. ..................................................... 132
11.2.3 Hiện tượng tự siết cơ cấu phanh. ........................................ 141
11.3 Tính toán cơ cấu phanh đĩa. ............................................................. 142
11.4 Xác định kích thước của má phanh. ................................................. 144
11.4.1 Phanh guốc. ....................................................................... 144
11.4.2 Phanh đĩa. .......................................................................... 145
11.5 Cơ cấu truyền động phanh. .............................................................. 145
11.5.1 Truyền động phanh bằng cơ khí. ........................................ 145
11.5.2 Truyền động phanh bằng chất lỏng..................................... 148
11.5.3 Truyền động phanh bằng khí. ............................................. 148
Chương 12: HỆ THỐNG LÁI ................................................................... 153
12.1 Các thông số đặc trưng của hệ thống lái. .......................................... 153
12.1.1 Tỷ số truyền của cơ cấu lái. ................................................ 153
12.1.2 Tỷ số truyền của dẫn động lái. ............................................ 153
12.1.3 Tỷ số truyền theo góc của hệ thống lái. .............................. 153
12.1.4 Tỷ số truyền lực của hệ thống lái. ....................................... 153
12.2 Kết cấu của hệ thống lái. .................................................................. 154
12.2.1 Sơ đồ chung. ...................................................................... 154
12.2.2 Cơ cấu lái. .......................................................................... 155
12.2.3 Dẫn động lái. ...................................................................... 161
12.3 Tính toán bền hệ thống lái. .............................................................. 161
12.3.1 Xác định lực của người lái tác dụng lên vô lăng. ................ 161
12.3.2 Tính trục lái. ...................................................................... 163
12.3.3 Tính cơ cấu lái. .................................................................. 164
12.3.4 Tính đòn quay đứng và các đòn khác của dẫn động lái. ...... 164
12.3.5 Động học của truyền động lái. ............................................ 166
12.4 Cường hóa lái. ................................................................................. 171
TÀI LIỆU THAM KHẢO