Chương I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE

Chia sẻ: NGUYEN VIET THANH | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

159
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chuyển động của bánh xe. Ô tô có thể chuyển động và quay vòng được trên đường là nhờ bộ dẫn tiến ( chủ yếu là các bánh xe). Phân loại bộ dẫn tiến căn cứ vào các yếu tố sau: Tổng số các bánh xe và Số bánh xe được dẫn động ( các bánh xe được truyền công suất đến và được gọi là bánh xe chủ động).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE

Chöông I CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT CHUYEÅN ÑOÄNG BAÙNH XE I. Khaùi nieäm chuyeån ñoäng cuûa baùnh xe. 1. Chuyeån ñoäng cuûa baùnh xe. OÂ toâ coù theå chuyeånñoäng vaø quay voøng ñöôïc treân ñöôøng laø nhôø boä daãntieán ( chuû yeáulaø caùc baùnhxe). Phaânloaïi boä daãntieán caêncöù vaøocaùcyeáutoásau:  Toångsoácaùcbaùnhxe vaø  Soá baùnh xe ñöôïc daãn ñoäng ( caùc baùnh xe ñöôïc truyeàn coângsuaátñeánvaøñöôïc goïi laø baùnhxe chuûñoäng).  Coâng thöùc baùnh xe A B ( A laø toång soá caùc baùnh xe cuûaoâ toâ, B laø soá caùcbaùnhñöôïc daãnñoäng). Thí duï: 4 2, 4 4, 6 4, 8 8, 10 10. Vieäc boá trí caùc baùnhxe vaø vaø chieàudaøi cô sôû cuûaxe coù aûnh höôûngtôùi chaátlöôïng söû duïngcuûaoâ toâ. 2. Caùc loaïi baùnh xe. Töø ñieàu kieän laên cuûa baùnh xe vôùi maëtñöôøng, oâ toâ, baùnh xe vaø maëtñöôøng coù caùc moái quan heä sau: Baùnh xe Khung xe vaø heä thoáng truyeànlöïc, Baùnhxe maëtñöôøng.  Töông taùc Baùnh xe Khung xe vaø heä thoáng truyeàn löïc. Söï töôngtaùcnaøybieåuthò söï taùcñoängqualaïi veàlöïc vaø moâmen töø heäthoángtruyeànlöïc vaø khungxe taùcduïngleânbaùnhxe. Momenxoaén M k töø heäthoángtruyeànlöïc taùcñoängleânbaùnhxe vaø ñaëttaïi mayô baùnhxe. Caùc löïc töø khung xe taùc duïng leân baùnh xe ñaët taïi taâmtruïc baùnh xe goàm caùc thaønh phaànnhö: - Thaønh phaàn vuoâng goùc vôùi maët ñöôøng: taûi troïng phaùptuyeán, kí hieäu Gk . - Thaønh phaàn song song vôùi maët ñöôøng: löïc ñaåy, kí Pd . hieäu  Töông taùc Baùnh xe maët ñöôøng. Söï töôngtaùc naøy bieåuthò söï taùc ñoängqualaïi veà löïc vaø momen cuûabaùnhxe vaømaëtñöôøngtaùcduïngleânbaùnhxe. - Thaønh phaàn vuoâng goùc vôùi maët ñöôøng: hôïp löïc cuûaphaûnlöïc thaúnggoùc Z töø maëtñöôøngtaùc duïng leân baùnhxe taïi vuøngtieápxuùc. - Thaønhphaànsong song vôùi maëtñöôøng: Löïc keùo tieáp tuyeán Pk = Pd . Moâmencaûnlaên M f . -
Tuyø thuoäc vaøo chieàu cuûa Pd vaø M k , baùnh xe ñöôïc phaân ra thaønhcaùcloaïi baùnhxe nhö: baùnhxe chuûñoäng(baùnhxe keùo), baùnhxe bò ñoäng, baùnhxe phanh. Baùnh xe chuû ñoäng: laø baùnh xe maø moâmenxoaén M k taùc duïng leânnoù vaøcoù chieàucuøngvôùi chieàuquay ωk cuûabaùnhxe. Baùnh xe bò ñoäng: laø baùnhxe maø M k = 0 hoaëcngöôïc chieàuvôùi ωk . Löïc Pd taùc duïng leân taâmtruïc baùnh xe vaø cuøng chieàu chuyeånñoäng cuûa taâmtruïc baùnhxe Vk . Baùnh xe phanh: laø baùnh xe khi coù M p taùc duïng leân noù. M p ngöôïc chieàuωk . Caùctraïngthaùi cuûacaùcloaïi baùnhxe. 3. Baùn kính baùnh xe. Loáp oâ toâ ñöôïc cheátaïo töø cao su, trong coù chöùakhí neùn. Do ñoù baùnhxe coù ñoäñaønhoài vaø bieándaïngkhi ôû caùctraïngthaùi chòulöïc khaùcnhau. Ñeå tieänlôïi cho vieäckhaûosaùtñoänghoïc, ñoänglöïc hoïc cuûacaùcbaùnhxe, ta ñöa ra moätsoákhaùi nieämbaùnkính baùnhxe. Baùn kính thieát keá: laø baùn kính baùnh xe ñöôïc xaùc  ñònhtheokích thöôùcvaø tieâuchuaåncuûaloáp. kích thöôùccuûaloáp ñöôïc kí hieäunhösau: Vôùi loáp coù aùpsuaátthaáp( q0 =0,08 0,5 MPa ) ñöôïc - kí hieäuB_d. trongñoù B laø beàroängcuûaloáp, d laø ñöôøngkính vaønh baùnhxe, B vaø d tính theoñôn vò inch. Ví duï 9,00– 16, 12 – 20, 8,5 – 20. loaïi loáptoâtoáit(hình xuyeán) thöôøngcoù B H. Do ñoù r ñöôïc xaùc ñònhtheocoângthöùcsau: d � 5, 4 2 d � 5, 4 2 � � r =� + H � ( m ) hoaëc r = � + B � (m ) 2 1000 2 1000 � � � � =0q0 0,7 MPnaøyñöôïc kí - Loáp coù aùpsuaátcao( ,5 ). Loaïi a hieäunhösau: D B hoaëcD H ( inch ) Ví duï : 34 7 trongñoù D =34, B =7 - Loáp coù chieàungangroängñöôïc kí hieäunhösau: ).mm D B_d, ví duï 1600 600_635( Ngoaøi ra loáp coøn ñöôïc kí hieäu165/80R13 ; 225/70RC6 RP? Xe Ford van: baùnhxe 15inch,loáp215/70R15C 8PR? Trongñoù: _ B =165 _ d =13 _ R kí hieäuloáphöôùngkính. _ 80 kí hieäumaùloáp.
rbaùnkính baùnhxe khi Baùnkính töï do: kí hieäu laø 0  ñöôïc bômñuûaùpsuaát,khoângchòutaûi. Vôùi loápcoù aùpsuaátthaápthì r0 r rt Baùnkính tónhhoïc: kí hieäu  Baùnkính ñoänglöïc hoïc:  Baùnkính ñoänghoïc (baùnkính laên): laø baùnkính giaû  ñònhkhi : - Khoângbò bieándangkhi laømvieäc. - Khoângbò tröôït leáthaytröôït quay. ωk Vk - Coù cuøngvaäntoáctónhtieán vaø vaäntoácgoùc nhöbaùnhxe thöïc teá. V rl = k ωk rl coøngoïi laø baùnkính vaäntoáccuûaoâ toâví noùbieåuthò ωk V moái quanheägiöõa vaø . Baùnkính tính toaùn = rk . .λ1 r ñoù baùnkính r Trong  λdaïngcuûaloáp. vôùi loápaùpsuaátthaáp =(0,930 thöïc teá, heäsoábieán1 λ1 λ1 0,935),loápaùpsuaátcao =(0,945 0,950). II. Ñoäng löïc hoïc cuûa baùnh xe. Xeùt moái quan heä töông taùc giöõa baùnh xe vaø maët ñöôøng. Khi baùnh xe laên treân ñöôøng coù caùc löïc vaø moâmen sau töông taùc giöõa baùnh xe vaø maët ñöôøng: o M k , Gk , Pd cuûabaùnhxe taùcduïngxuoángmaëtñöôøng. o Ñöôøngtaùcduïngcaùcphaûnlöïc trôûlaïi baùnhxe. Söï taùcduïngtöônghoãnaøygaâybieándaïngloáp vì loáp ñaønhoài. Ñeå thuaän tieän cho vieäc khaûo saùt maët ñöôøng coi nhö cöùng tuyeät ñoái, khoâng bieán daïng. Ñeå ñôn giaûnvieäckhaûosaùtquaùtrình laêncuûabaùnhxe vôùi maêtñöôøng,ta thöøa nhaäncaùcgiaûthieátsau. o Khaûo saùt hình chieáu ñöùng cuûa baùnh xe( khoâng tính ñeán aûnh höôûngchieàuroängcuûabanhxe). o Khoângcoù löïc ngangtaùcduïng. o Baùnhxe laênñeàu. o Baønhxe laêntreânñöôøngphaúngnaèmngang. o Ñöôønghoaøntoaønkhoângbieándaïng. o Döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng höôùng kính, baùnh xe bò bieán daïng höôùngkính vaø bieándangtieáptuyeán.Caùc bieándaïng naøy ñoäclaäp nhau. 1. Phaûn löïc cuûa ñöôøng taùc duïng leân baùnh xe. Khi baùnh xe laên treân ñöôøng thì taïo ra vuøng tieáp xuùc vôùi maët ñöôøng. Vì M k , Gk taùc duïng leân baùnh xe, baùnh xe taùc duïng xuoáng ñöôøng, ñöôøngtaùcduïngngöôïc trôûlaïi baùnhxe vôùi caùclöïc pi ( vôùi höôùngbaátkì).
r r r r r r pi cuõngcoù höôngbaátkì. Ta coù theåtính P = Px + Py + Pz . P= Trongñoù: r Px laø phaûn löïc tieáp tuyeán cuûa baùnh xe, naèmsong  songvôùi maëtñöôøng. r  Py laø phaûn löïc tieáp tuyeán theo phöông ngang, vuoâng goùc vôùi phöông chuyeån ñoäng cuûa xe, song song vôùi maëtñöôøng. r  Pz laø phaûnlöïc phaùptuyeáncuûabaùnhxe, vuoânggoùc vôùi maëtñöôøng. r r Ta giaû thieát Pz coù giaù trò döông (+) khi höôùng leân, Px coù giaù trò döông(+) theochieàuchuyeånñoäng. a. Khi ñöùng yeân: veát tieáp xuùc cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng laø moät hình ñoái xöùng, caùc löïc taùc duïng leân baùnhxe ñeàunaèmtrong maëtphaúng r ñoái xöùngtreâncaùc truïc doïc vaø ngangcuûabaùnhxe. Pz ñi quataâmtruïc baùnhxe, r ñieåmñaët Pz goïi laø taâm aùplöïc. Kí hieäulaø K . b. Khi baùnh xe chuyeån ñoäng: do bieán daïng (voøng) cuûa loáp taïi caùc vuøng khaùc nhau thì khaùc nhau, neân veát tieáp xuùc khoâng coøn laø hình ñoái r xöùng. Do ñoù Pz khoângñi quataâmtruïc baùnhxe maø bò leäch ñi moätkhoaûng“a”. Khoaûng caùch “a” naøy bieåu thò cho söï toån thaát naêng löôïng do noäi ma saùt khi loápbò bieándaïng,noùngleân,toånthaátdo ñöôøngbieándaïng. Tuyø thuoäc vaøo tính chaát cuûa loáp, cuûa ñöôøng maø “a” coù caùc giaù trò khaùcnhau. 2. Tröôøng hôïp 1: Xeùt tröôøng hôïp baùnh xe laên ñeàu chæchòu taùc duïng cuûa momen xoaén chuû ñoäng M k . Tröôøng hôïp naøy caùc löïc vaø momentaùc duïng leân baùnhxe goàm: Gk _ ñaëttaïi taâmtruïc baùnhxe. - M k _ ñaëttaïi taâmtruïc baùnhxe. - r r r - phaûnlöïc P = Px + Pz . Vieát caùcphöôngtrìnhcaânbaènglöïc vaø momen,ta coù: r r r r Pz + Gk =0 Pz = − Gk Pz = Gk M k' = Pz . A Px =0 ; Vaäy ñeå baùnh xe laên ñeàu thì caàn phaûi coù momenchuû ñoäng M k buøñaépcho toånthaátbieándaïngcuûaloápvaø ñöôøng. - Neáukhoângbieándaïng( caûloápvaøñöôøng)thì a =0
M k' = Pz . a =0 khoângcaàntieâutoán M k ñeåbuøñaéptoånthaát bieándaïng. “a” ôû caùc loaïi ñöôøng, baùnh xe khaùc nhau thì tieâu toán M k - khaùcnhau.Ta ñaët M f = M k = Pz . a goïi laø momencaûnlaên. ' 3. Tröôøng hôïp 2: Baùnh xe laên ñeàu, coù löïc Pd ñaët vaøo taâm truïc baùnh xe. Chieàu cuûa Pd cuøngvôùi chieàuchuyeånñoängcuûabaùnhxe. Caùclöïc taùcduïng: Pd , Gk . - Pz , Px . - Vieát caùcphöôngtrìnhcaânbaènglöïc vaø momen,ta coù: Pd + Px =0 Pd =- Px ( Px ngöôïc chieàuvôùi Pd vaø höôùngchuyeån ñoängcuûaxe Vk ). Gk = Pz . Maëtkhaùc Px . rk = Pd . rk = Pz . a Gk - Pz =0 Px = Pz . a a . Neáukí hieäu f = vaøgoïi laø heäsoámasaùtthì : Px = f . Pz = f . Gk rk rk Nhaänxeùt: Px ngöôïc chieàuchuyeånñoängneânlaø löïc caûn. - a Px tæleä vôùi Pz ( Pz = Gk ) vôùi heäsoátæleä laø = f . f goïi - rk Px Px a laø heäsoábieándaïngvaø f = = = . rk Pz Gk Khi laên khoângtröôït, trò soá cuûa f phuï thuoäcvaøo tính chaátvaø söï bieán daïng cuûa loáp vaø ñöôøng. Tích soá cuûa f . Pz goïi laø löïc caûn laên, kí hieäu laø Pf vaø ngöôïc chieàuvôùi Pd . 4. Tröôøng hôïp 3: Baùnh xe laên khoângñeàu, chòu taùc duïng cuûa caùc löïc M k , Gk , Pd , caùcphaûnlöïc Pz vaø Px . M j phaùtsinh do chuyeånñoängkhoângñeàu( ωk const ) ôû caùcbaùnhxe vaø ngöôïc chieàuvôùi gia toác ε k . M j = − J kε k Trong ñoù J k laø momenquaùntính cuûa caùc baùnh xe chuû ñoäng, ε k laø gia toácgoùccuûabaùnhxe. Caùcphöôngtrình löïc vaømomentaùcduïngleânbaùnh xe. Gk - Pz =0 Gk = Pz ( Pz coù chieàudöông). - Pd - Px =0 Pd = Px ( Px ngöôïc chieàuvôùi Pd ). - M j − M f − Px . rk =0. Mk - − Mf Mk Mj Mj Mf Mk − Px = = rk rk rk rk Pj − Pf = Pv Nhaänxeùt:
Px phuï thuoäcvaøo M k ( tæleä thuaän).  Tröôønghôïp naøy, Px cuøngchieàuvôùi Vk . Do ñoù  Px goïi laø löïc keùovaø kí hieäulaø Pk . Khi M k =0, Px =- ( Pj + Pf ) laø löïc caûn.  III. Löïc keùo cuûa oâ toâ. 1. Löïc keùo tieáp tuyeán cuûa baùnh xe, baûn chaát löïc keùo theo baùm. Chuùng ta ñaõ bieát Pk = f ( M k ) . Nhöng Pk khoâng theå lôùn tuyø yù maøcoøn phuï thuoäcvaøokhaûnaêngbaùmcuûabaùnhxe vôùi maëtñöôøng.Khi baùnh Mk xe laên, döôùi taùc duïng cuûa töø baùnhxe xuoángmaëtñöôøng moät löïc Pv = = rk M eitlηtl ngöôïc chieàuchuyeånñoäng( löïc voøng). rk Nhôø taùc duïng töông hoã baùnh xe_ñöôøng, baùnh xe chòu taùc duïng cuûa phaûn löïc töø ñöôøng moät löïc ngöôïc chieàu vôùi goïi laø löïc keùo tieáp tuyeán(chínhlaø Px ). Löïc keùo Pk chínhlaø phaûnlöïc cuûalöïc voøng. Veà baûn chaát ta coù theå xem Pk nhö moät löïc ma saùt giöõa loáp_ñöôøngvaø löïc aênkhôùpgiöõa loáp_ñaát.ÖÙng vôùi moãi loaïi ñöôøngcoù moät giaùtrò xaùcñònh(neáukhoângcoù masaùtthì Pk =?) Pk khoângtheåtaêngtuyø yù maøbò giôùi haïn theoñieàukieänbaùm. Vaäy löïc keùo Pk cöïc ñaïi trongthöïc teá( Pk max ) coù theåñaït ñöôïc goïi laø löïc keùotheobaùm,goïi taétlaø löïc baùm,kí hieäu P . ϕ ÔÛ moãi baùnhxe P i = ϕi . Gϕi ϕ Trongñoù; ϕi _ laø heä soá baùm, ñaëc trung cho khaû naêng baùm cuûa baùnh xe_ñöôøng. Gϕi _ taûi troïngtaùcñoängtheophöôngphaùptuyeán cuøng 1 oâ toâ cuï .( theå khi ñi treân caùc loaïi ñöôøng khaùc nhau coù Pk max khaùc nhau?). 2. Löïc keùo cuûa oâ toâ. Löïc keùo cuûaoâ toâ baèngtoånglöïc keùo ôû caùc baùnh  xe chuûñoäng. Pk = Pki Pk max coù theåñaït ñöôïc ôû caùcbaùnhxe chuûñoängcuûa  oâ toâlaø löïc keùotính theoñieàukieänbaùm( haygoïi laø löïc baùm)cuûaoâ toâ. P = ϕ1 Gϕ1 + ϕ 2Gϕ 2 + … + ϕ nGϕ n ϕ Neáu ϕ1 = ϕ 2 = … ϕ n = ϕ thì P = ϕ ( Gϕ1 + Gϕ 2 + … + Gϕ n ) = ϕ Gϕ ϕ 3. Caùc yeáu toá aûnh höôûng tôùi löïc baùm cuûa oâ toâ. a. Troïng löôïng baùm cuûa xe.
Gϕ taêng P taêng.Do ñoù Gϕ phuï thuoäcvaøo caùc yeáutoá ϕ sau:  Phuï thuoäcvaøosoácaàuchuûñoäng.  Keát caàukieåuvi sai. Neáu vi sai ñoái xöùng, M ki truyeàn ñeán caùc baùnh xe chuû ñoäng nhö nhau neáu baùnh xe naøo coù ϕi nhoû nhaátseõ bò tröôït tröôùc. Do ñoù P =( ϕ ϕmin . Gϕ min ). nbx b. Chaát löôïng vaø traïng thaùi cuûa ñöôøng.  Ñoä aåmöôùtcuûañöôøng.  Ñoä keátdính cuûañöôøng.  Beà maëtcöùng. c. AÙp löïc rieâng treân ñöôøng (aùp q0 ). q0 giaûm taênglöïc caûnlaên. Ví duï q0 =(0,06 0,3) MPa thì ϕ suaát loáp taêngtöø 0,47ñeán0,65. d. Loaïi heä thoáng truyeàn löïc. e. Keát caáu loáp. Hình daïngvaáubaùm.  Kích thöôùcvaáubaùm.  4. Phöông phaùp xaùc ñònh heä soá baùm. Ta coù theå xaùc ñònh trong phoøng thí nghieäm hoaëc treân ñöôøng( phöôngphaùpxe keùo). Sau khi cho hai xe laên ñeàu, phanhxe 2 laïi. Cho xe 1 keùo ñeán khi xe 2 tröôït treân ñöôøng. Löïc keá chætrò soá taïi thôøi ñieåmxe 2 baét ñaàutröôït( haytrò soálôùn nhaátmaølöïc keánghi nhaänñöôïc) chínhlaø löïc P . ϕ Pϕ ϕ= = trò soálôùn nhaátlöïc keághi nhaän/troïnglöôïng xe 2. Gϕ IV. Phaûn löïc cuûa ñöôøng khi coù löïc ngang taùc duïng. Maët phaúng laên khoâng naèm trong maët haúng ñoái  xöùngdoïc. Goùc leäch do bieán daïng döôùi löïc taùc duïng cuûa löïc  Py . ngang