Đề tài Thiết kế xe chở rác ba bánh cỡ nhỏ chạy bằng nhiên liệu LPG

MỤC LỤC

1. VẤN ĐỀ THU GOM VÀ VẬN CHUYỂN RÁC THẢI TRONG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI. 6

1.1. VẤN ĐỀ THU GOM VÀ VẬN CHUYỂN RÁC THẢI. 6

1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI. 7

2. PHÂN TÍCH TÌM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC. 8

2.1. ĐỐI TƯỢNG CHUYÊN CHỞ CỦA XE. 8

2.1.1. Loại thùng 660 lít. 8

2.1.2. Loại thùng 240 lít. 8

2.2. YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CẦN THIẾT KẾ. 9

2.3. CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG. 9

2.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC. 13

2.4.1. Tính chọn động cơ. 13

2.4.2. Tính chọn bộ truyền xích. 17

2.4.2.1. Ưu nhược điểm của bộ truyền xích. 18

2.4.2.2. Chọn loại xích và các thông số của xích, đĩa xích. 18

2.4.3. Thông số kỹ thuật của bộ truyền thay đổi chiều chuyển động xe. 21

2.4.4. Bộ vi sai. 21

2.4.4.1. Công dụng. 21

2.4.4.2. Chọn bộ vi sai. 21

2.4.4.3. Sơ đồ động và nguyên lý làm việc. 22

2.4.5. Tính chọn bộ truyền đai. 24

2.4.5.1. Ưu nhược điểm của bộ truyền đai. 24

2.4.5.2. Tính chọn các thông số của bộ truyền. 24

2.4.6. Tính chọn bộ căng đai. 29

2.4.7. Chọn lốp. 30

3. THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC TỔNG THỂ CHUNG. 32

3.1. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHIỀU DÀI CỦA XE. 32

3.1.1. Chiều dài toàn bộ xe. 32

3.1.2. Chiều dài cơ sở của xe. 33

3.2. XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO XE. 36

3.3. XÁC ĐỊNH CHIỀU RỘNG XE. 36

4. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM XE. 37

4.1. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM KHI XE KHÔNG TẢI. 37

4.1.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc. 37

4.1.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao. 38

4.2. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM KHI XE ĐẦY TẢI. 39

4.2.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc. 39

4.2.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao. 40

5. TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA XE THIẾT KẾ. 42

5.1. MỤC ĐÍCH. 42

5.2. NHỮNG THÔNG SỐ CƠ BẢN. 42

5.3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE. 43

5.4. LẬP CÁC ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC. 44

5.4.1. Lập đồ thị đặc tính ngoài của động cơ. 44

5.4.2. Lập đặc tính kéo của xe. 46

5.4.2.1. Lập đặc tính công suất của xe. 46

5.4.2.2. Lập đặc tính kéo của xe thiết kế. 50

5.4.3. Lập đồ thị đặc tính động lực học của xe. 53

5.4.4. Lập đồ thị gia tốc của xe. 56

6. BÁN KÍNH VÀ HÀNH LANG QUAY VÒNG CỦA XE THIẾT KẾ. 60

6.1. BÁN KÍNH QUAY VÒNG CỦA XE. 60

6.2. HÀNH LANG QUAY VÒNG CỦA XE. 61

7. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH XE. 63

7.1. TÍNH ỔN ĐỊNH DỌC CỦA XE. 63

7.2. TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA XE. 68

7.2.1. Tính ổn định ngang của xe khi chuyển động trên đường nghiêng ngang. 68

7.2.2. Tính ổn định ngang của xe khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang. 70

 

 

doc76 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 08/01/2013 | Lượt xem: 2570 | Lượt tải: 18download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Thiết kế xe chở rác ba bánh cỡ nhỏ chạy bằng nhiên liệu LPG, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, vấn đề môi trường luôn được quan tâm không chỉ trong phạm vi của một quốc gia mà lan rộng ra toàn thế giới. Bên cạnh khí thải những ngành công nghiệp, khí thải giao thông thì rác thải cũng là một nguyên nhân không kém gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, cảnh quan thiên nhiên và đặc biệt là sức khỏe con người trong quá trình đô thị hoá. Phương thức thu gom rác trong tương lai gần của thành phố Đà Nẵng sẽ thay đổi với hàng loạt trạm trung chuyển đi vào hoạt động khi đó đội ngũ công nhân làm việc bằng xe ba gác đạp hay kéo sẽ đóng vai trò quan trọng quyết định hiệu quả thu gom rác. Để nâng cao hiệu suất thu gom rác trên mỗi công nhân, giảm bớt sức lao động cho người công nhân bằng cách cơ giới hoá một phần phương thức vận chuyển đồng thời cũng nhằm giải quyết tốt vấn đề ô nhiễm môi trường đô thị do khí xả động cơ, đề tài đi vào thiết kế loại xe gắn máy chạy bằng nhiên liệu khí hoá lỏng để chở thùng rác thay cho các xe ba gác đạp hiện nay. Đề tài “ Thiết kế xe chở rác ba bánh chạy bằng nhiên liệu LPG” cũng đã được nhiều nhà khoa học cũng như sinh viên trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Đà Nẵng quan tâm nghiên cứu và đạt được một số kết quả nhất định, tuy vậy đề tài này chưa đi vào ứng dụng thực tế được. Do vậy em chọn đề tài “Thiết kế mới xe chở rác ba bánh cỡ nhỏ” với một số cải tiến để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của xe mà đề tài trước đó chưa giải quyết được. Do xe thiết kế cần phải đáp ứng một số yêu cầu khắc khe về chiều cao sàn xe, chiều dài toàn bộ xe và khả năng quay vòng trên những đường hẻm nhỏ nên với kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế, tài liệu tham khảo về các loại xe ba bánh ít, thời gian thực hiện ngắn nên mặc dù đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu, làm việc một cách nghiêm túc nhưng quá trình tìm ý tưởng thiết kế và xe thiết kế ra còn nhiều nhược điểm chưa thể giải quyết hết. Kính mong được các thầy cô chỉ bảo để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Sau cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là các Thầy trong trung tâm thí nghiệm động cơ và ô tô và Thầy giáo hướng dẫn Th.S. Lê Văn Tụy đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án. Đà Nẵng, Ngày 25 tháng 5 năm 2007. Sinh viên thực hiện Trương Minh Hoàng MỤC LỤC 1. VẤN ĐỀ THU GOM VÀ VẬN CHUYỂN RÁC THẢI TRONG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI. 6 1.1. VẤN ĐỀ THU GOM VÀ VẬN CHUYỂN RÁC THẢI. 6 1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI. 7 2. PHÂN TÍCH TÌM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC. 8 2.1. ĐỐI TƯỢNG CHUYÊN CHỞ CỦA XE. 8 2.1.1. Loại thùng 660 lít. 8 2.1.2. Loại thùng 240 lít. 8 2.2. YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CẦN THIẾT KẾ. 9 2.3. CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG. 9 2.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC. 13 2.4.1. Tính chọn động cơ. 13 2.4.2. Tính chọn bộ truyền xích. 17 2.4.2.1. Ưu nhược điểm của bộ truyền xích. 18 2.4.2.2. Chọn loại xích và các thông số của xích, đĩa xích. 18 2.4.3. Thông số kỹ thuật của bộ truyền thay đổi chiều chuyển động xe. 21 2.4.4. Bộ vi sai. 21 2.4.4.1. Công dụng. 21 2.4.4.2. Chọn bộ vi sai. 21 2.4.4.3. Sơ đồ động và nguyên lý làm việc. 22 2.4.5. Tính chọn bộ truyền đai. 24 2.4.5.1. Ưu nhược điểm của bộ truyền đai. 24 2.4.5.2. Tính chọn các thông số của bộ truyền. 24 2.4.6. Tính chọn bộ căng đai. 29 2.4.7. Chọn lốp. 30 3. THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC TỔNG THỂ CHUNG. 32 3.1. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHIỀU DÀI CỦA XE. 32 3.1.1. Chiều dài toàn bộ xe. 32 3.1.2. Chiều dài cơ sở của xe. 33 3.2. XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO XE. 36 3.3. XÁC ĐỊNH CHIỀU RỘNG XE. 36 4. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM XE. 37 4.1. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM KHI XE KHÔNG TẢI. 37 4.1.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc. 37 4.1.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao. 38 4.2. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM KHI XE ĐẦY TẢI. 39 4.2.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc. 39 4.2.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao. 40 5. TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA XE THIẾT KẾ. 42 5.1. MỤC ĐÍCH. 42 5.2. NHỮNG THÔNG SỐ CƠ BẢN. 42 5.3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE. 43 5.4. LẬP CÁC ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC. 44 5.4.1. Lập đồ thị đặc tính ngoài của động cơ. 44 5.4.2. Lập đặc tính kéo của xe. 46 5.4.2.1. Lập đặc tính công suất của xe. 46 5.4.2.2. Lập đặc tính kéo của xe thiết kế. 50 5.4.3. Lập đồ thị đặc tính động lực học của xe. 53 5.4.4. Lập đồ thị gia tốc của xe. 56 6. BÁN KÍNH VÀ HÀNH LANG QUAY VÒNG CỦA XE THIẾT KẾ. 60 6.1. BÁN KÍNH QUAY VÒNG CỦA XE. 60 6.2. HÀNH LANG QUAY VÒNG CỦA XE. 61 7. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH XE. 63 7.1. TÍNH ỔN ĐỊNH DỌC CỦA XE. 63 7.2. TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA XE. 68 7.2.1. Tính ổn định ngang của xe khi chuyển động trên đường nghiêng ngang. 68 7.2.2. Tính ổn định ngang của xe khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang. 70 1. VẤN ĐỀ THU GOM VÀ VẬN CHUYỂN RÁC THẢI TRONG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI. 1.1. VẤN ĐỀ THU GOM VÀ VẬN CHUYỂN RÁC THẢI. Phương thức thu gom rác hiện nay tại Đà Nẵng được tổ chức rất có hiệu quả. Quá trình thu gom được thực hiện như sau: + Ở những khu vực đã có trạm trung chuyển: Rác từ các hộ dân được bỏ vào các thùng rác đặt trên đường (đối với đường hẻm) hay bỏ lên thùng rác đặt trên xe ba gác (đối với đường xe ba gác có thể vào được), sau đó công nhân URENCO (công ty Môi Trường Đô Thị) đạp xe rác đến các trạm trung chuyển. Ở đây rác được ép lại vào các thùng 10 tấn để các xe tải chở lên đổ ở bãi rác Khánh Sơn. + Ở những khu vực chưa có trạm trung chuyển: Rác từ các hộ dân được thu gom bởi các xe ba gác hoặc bỏ vào các thùng rác đặt trên đường. Sau đó các xe ép rác đến thu gom các thùng rác và trực tiếp chở đi đổ ở bãi rác Khánh Sơn. Hiện nay Công ty môi trường Đô thị Đà Nẵng có các trạm nén ép rác được URENCO sử dụng làm trạm trung chuyển tại chợ Đống Đa, công viên đường Nguyễn Tri Phương và đường Phan Thành Tài, trạm Hòa Thọ, trạm Đò Xu, trạm Chợ Đầu Mối, trạm Thanh Lộc Đáng, trạm Hoà Khánh, trạm Hoà An, trạm Ngô Gia Tự. Với phương thức thu gom rác trên đây, việc vận chuyển thùng rác đến các trạm trung chuyển đóng vai trò quan trọng. Trong tương lai các xe tải ép rác không còn đi lấy rác dọc đường mà chỉ vận chuyển các thùng rác đã được nén ép sẵn từ các trạm trung chuyển lên Khánh Sơn. Do đó, tất cả các thùng rác dọc đường hay trong ngõ hẻm đều do công nhân đạp hay kéo đến các trạm trung chuyển. Việc làm này đòi hỏi người công nhân phải bỏ ra sức lực rất nhiều. Sự cố gắng quá sức trong khi thu nhập còn khiêm tốn, người công nhân không có điều kiện vật chất bù đắp lại sức lao động đã bỏ ra. Vì vậy phương án thu gom và vận chuyển rác tại Đà Nẵng có hiệu quả trước mắt nhưng không phải là phương án bền vững lâu dài. 1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI. Để giảm bớt sức lao động cho người công nhân cần phải cơ giới hoá một phần phương thức vận chuyển các thùng rác đến các trạm trung chuyển thay cho các loại xe ba gác đạp thủ công hiện nay vừa chậm, vừa mất nhiều sức công nhân và không đảm bảo vệ sinh cần thiết kế loại xe gắn động cơ có kết cấu đơn giản dễ sử dụng để có thể chuyên chở thùng rác được nhanh gọn hơn. Mặt khác xe thiết kế làm việc trong thành phố nên nó cũng phải đảm bảo yêu cầu chạy êm, ít gây ồn và ô nhiễm môi trường. Với các yêu cầu đó, đề tài đi vào thiết kế kiểu xe kéo rác chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG, loại động cơ sử dụng trên xe là động cơ xe gắn máy đã thiết kế, cải tạo hệ thống nhiên liệu cho phù hợp với việc sử dụng một trong hai loại nhiên liệu LPG và xăng. Theo các công trình nghiên cứu của GS. TSKH. Bùi Văn Ga khi sử dụng LPG trên động cơ xe gắn máy thì với đặc điểm động cơ thường xuyên sử dụng ở tải lớn nhưng tốc độ thấp như động cơ gắn trên xe thiết kế thì sử dụng LPG rất có lợi về mặt ô nhiễm môi trường. Kết quả đo ô nhiễm của xe khi chạy bằng xăng nguyên thuỷ và khi chạy bằng ga LPG cho thấy rằng nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đạt giá trị cực thấp khoảng 0,5% đối với CO và 20ppm đối với HC ở chế độ tốc độ giới hạn. So với khi chạy bằng xăng, ở các chế độ này mức độ phát ô nhiễm khi chạy bằng LPG chỉ khoảng 10%. Ở các chế độ trung gian, mức độ giảm ô nhiễm dao động từ 80% đến 50% so với khi chạy bằng xăng. Nhờ đó nó sẽ giảm được tác hại đến sức khoẻ con người và môi trường do những chất khí thải độc hại của động cơ. 2. PHÂN TÍCH TÌM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC. 2.1. ĐỐI TƯỢNG CHUYÊN CHỞ CỦA XE. Hiện tại thành phố Đà Nẵng có hai loại thùng rác đó là loại thùng 660 lít và loại thùng 240 lít. Có kích thước và khối lượng cụ thể như sau: 2.1.1. Loại thùng 660 lít. + Kích thước bao: - Dài: 1200 (mm). - Cao: 1230 (mm). - Rộng: 600 (mm). - Đường kính bánh xe: 200 (mm). + Khối lượng: - Khối lượng bản thân: 60 (kg). - Tỷ trọng rác thải sinh hoạt là: 0,4 (kg/lít). Khối lượng định mức của thùng khi đầy tải là: m = 60 + 0,4.660 = 324 (kg). 2.1.2. Loại thùng 240 lít. + Kích thước bao. - Dài: 540 (mm). - Rộng: 720 (mm). - Cao: 1000 (mm). - Đường kính hai bánh xe: 200 (mm). + Khối lượng: - Khối lượng bản thân: 24,4 (kg). - Khối lượng định mức của thùng khi đầy tải là: m = 24,4 + 0,4.240 = 120,4 (kg). Xe thiết kế cần phải chuyên chở cả hai loại thùng rác trên nên kích thước thùng cần phải có những kích thước tối thiểu về chiều dài 1200 (mm) và bề rộng là 720 (mm). 2.2. YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CẦN THIẾT KẾ. + Có kích thước nhỏ gọn để dễ bố trí lên xe. + Có chiều cao từ sàn thùng xe đến mặt đất nhỏ để có thể đẩy bằng sức người thùng rác lên sàn xe mà không sử dụng các thiết bị phụ để hỗ trợ như tời, xích, .. + Trọng lượng chở được khoảng 600 kg. + Hệ thống thiết kế phải có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo nhất có thể, giá thành hợp lý. + Từ thực tế ta sử dụng nguồn lực của xe gắn máy hiện có bao gồm động cơ, ly hợp, hộp số,v.v… ngoài ra cần phải có số lùi và vi sai cho cầu sau. 2.3. THIẾT KẾ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG. Để thiết kế hệ thống truyền động cho xe, có thể chọn một trong hai phương án truyền động là truyền động đai và truyền động xích. Sử dụng bộ truyền xích và các bánh răng để truyền công suất từ động cơ đến vi sai, ta chọn phương án truyền động đai cho đường truyền từ trục ra vi sai đến hai bánh xe chủ động. Các phương án bố trí truyền động: + Phương án 1: Dẫn động hai bên, có vi sai không có số lùi, hai bánh xe sau độc lập. - Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, êm dịu trong chuyển động. - Nhược điểm: Tính ổn định thấp.  Hình 2.1. Sơ đồ truyền động dẫn động hai bên có vi sai không có số lùi, hai bánh xe sau độc lập. 1 - Động cơ, 2 - Đĩa xích lắp trên trục ra hộp số, 5 - Ổ đỡ vi sai,10 - Bánh răng vệ tinh, 11 - Bánh răng bán trục, 12 - Bán trục, 13 - Ổ đỡ bán trục, 14- Pu ly chủ động, 15 - Dây đai, 16 - Thùng xe, 17 - Pu ly bị động, 19 - Bánh xe chủ động, 20 - Dây xích nối từ trục ra hộp số đến vi sai, 21- Đĩa xích lắp trên thân vi sai. + Phương án 2: Dẫn động hai bên có vi sai, không có số lùi, hai bánh xe sau phụ thuộc. - Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, tính ổn định cao hơn phương án 1. - Nhược điểm: Điều khiển không thuận tiện.  Hình 2.2. Sơ đồ truyền động dẫn động hai bên có vi sai, không có số lùi, hai bánh xe sau phụ thuộc. 1 - Động cơ, 2 - Đĩa xích lắp trên trục ra hộp số, 5 - Ổ đỡ vi sai,10 - Bánh răng vệ tinh, 11 - Bánh răng bán trục, 12 - Bán trục, 13 - Ổ đỡ bán trục, 14- Pu ly chủ động, 15 - Dây đai, 16 - Thùng xe, 17 - Pu ly bị động, 18 - Dầm sau, 19 - Bánh xe chủ động, 20 - Dây xích nối từ trục ra hộp số đến vi sai, 21- Đĩa xích lắp trên thân vi sai. + Phương án 3: Dẫn động hai bên, có vi sai và số lùi, hai bánh xe sau độc lập. - Ưu điểm: Thuận tiện trong điều khiển lùi xe, tính êm dịu cao. - Nhược điểm: Tính ổn định thấp và kết cấu phức tạp.  Hình 2.3. Sơ đồ truyền động dẫn động hai bên có vi sai và số lùi, hai bánh xe sau độc lập. 1 - Động cơ, 2 - Đĩa xích lắp trên trục ra hộp số, 3 - Dây xích nối từ trục ra hộp số đến trục vào số lùi, 4 - Đĩa xích lắp trên trục vào số lùi, 5 - Ổ đỡ vi sai, 6 - Cơ cấu gài số lùi hoặc tiến, 7 - Bánh răng số lùi, 8 - Bánh răng số tiến, 9 - Bánh răng lắp trên thân vi sai, 10 - Bánh răng vệ tinh, 11 - Bánh răng bán trục, 12 - Bán trục, 13 - Ổ đỡ bán trục, 14- Pu ly chủ động, 15 - Dây đai, 16 - Thùng xe, 17 - Pu ly bị động, 19 - Bánh xe chủ động. + Phương án 4: Dẫn động hai bên có vi sai và số lùi, hai bánh xe sau phụ thuộc. - Ưu điểm: Điều khiển thuận tiện, tính ổn định cao hơn. - Nhược điểm: Kết cấu phức tạp.  Hình 2.4. Sơ đồ truyền động dẫn động hai bên có vi sai và số lùi, hai bánh xe sau phụ thuộc. 1 - Động cơ, 2 - Đĩa xích lắp trên trục ra hộp số, 3 - Dây xích nối từ trục ra hộp số đến trục vào số lùi, 4 - Đĩa xích lắp trên trục vào số lùi, 5 - Ổ đỡ vi sai, 6 - Cơ cấu gài số lùi hoặc tiến, 7 - Bánh răng số lùi, 8 - Bánh răng số tiến, 9 - Bánh răng lắp trên thân vi sai, 10 - Bánh răng vệ tinh, 11 - Bánh răng bán trục, 12 - Bán trục, 13 - Ổ đỡ bán trục, 14- Pu ly chủ động, 15 - Dây đai, 16 - Thùng xe, 17 - Pu ly bị động, 18 - Dầm sau, 19 - Bánh xe chủ động. + Qua bốn phương án trên ta chọn phương án 4 làm phương án truyền lực cho xe thiết kế vì xe rác ta cần tính ổn định hơn tính êm dịu và điều khiển thuận tiện. 2.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC. 2.4.1. Tính chọn động cơ. Các thông số cho trước: + Trọng lượng toàn bộ xe: Ga = 5930 (N). +  - Hệ số cản tổng cộng của đường:f = 0,018. + Vmax - Tốc độ lớn nhất của xe (m/s). Chọn sơ bộ vmax = 46 (km/h) = 12,9 (m/s). + K - Hệ số cản không khí: K = 0,6 (N.s2/m4). + Công suất động cơ ứng với tốc độ xe cực đại (kW). Ta có: Nev =  (2.1) Với: t - Hiệu suất của hệ thống truyền lực: t = hs.x.c.đ. hs: Hiệu suất của hộp số: qua hai cặp bánh răng rẳng br 0,97 c: Hiệu suất của cầu: qua hai cặp bánh răng thẳng br 0,97 đ: Hiệu suất bộ truyền đai: qua bốn đai đ 0,95 x: Hiệu suất bộ truyền xích: x 0,97 t = 0,974. 0,954.0,97 = 0,7.  - Hệ số cản tổng cộng của đường. Vmax - Tốc độ lớn nhất của xe (m/s). K - Hệ số cản không khí (N.s2/m4). F - Diện tích cản chính diện của xe (m2). + Diện tích cản chính diện của xe là diện tích hình chiếu của ô tô máy kéo lên mặt phẳng vuông góc với trục dọc của nó. Đối với xe tải có thể tính theo công thức: F = B.H nhưng từ bản vẽ tổng quát xe ta thấy cách tính này gây sai số khá lớn nên ta xác định lại một cách gần đúng hơn như sau: F = bt.HB + b.Dbx + (BB - b - bt).Dbx Trong đó: - BB: Chiều rộng bao của xe B = 1,15 (m). - bt: Bề rộng thùng xe bt = 0,70 (m). - b: Khoảng công xôn từ thùng đến mặt ngoài bánh xe b = 0,22 (m). - HB: Chiều cao bao của xe khi đã chất tải H = 1,40 (m). - Dbx: Đường kính bánh xe D = 0,42 (m). Vậy: F = 0,70.1,40 + 0,22.0,42 + (1,15 - 0,22 - 0,70).0,42 = 1,23 (m2) Từ đó suy ra nhân tố cản không khí: W = K.F = 0,6.1,23 = 0,738 (Ns2/m4).  Hình 2.5. Sơ đồ xác định diện tích cản chính diện của xe. + Thay giá trị vào (2.1) ta có: Nev =  =  4,27 (kW) Công suất cực đại của động cơ tính theo Laydecman: Nemax =  Với nevmax - Số vòng quay động cơ ứng với tốc độ lớn nhất của ô tô. nN - Số vòng quay động cơ ứng với công suất lớn nhất (v/p). a, b, c - Các hệ số thực nghiệm của Laydecman. Chọn a = 1, b = 1, c = 1. Chọn = 1 Nemax = 4,27 (kW). Động cơ xe gắn máy hiện nay phổ biến nhất là loại 50cc, 100cc, 110cc ngoài ra cũng có một số động cơ có dung tích lớn hơn như loại 125cc, 150cc nhưng không phổ biến bằng các loại trên. Mặt khác xe thiết kế chở rác chạy trong thành phố yêu cầu tốc độ không cao nên cũng không cần chọn loại động cơ có công suất quá lớn. Mặc dù có nhiều hãng sản xuất các loại động cơ xe máy nhưng nói chung hình dạng và kích thước bao ngoài (liên quan đến vấn đề lắp đặt) không khác nhau mấy nên ở đây ta chọn động cơ và hệ thống truyền lực của động cơ 110cc của hãng United Motor Việt Nam. Theo thực tế từ các hãng sản suất động cơ xe gắn máy ta chọn động cơ 110cc của hãng United Motor Viet Nam với Nemax = 5 (kW) ứng với số vòng quay nN = 8000 (v/p). Hình dạng và kích thước bao ngoài động cơ thể hiện như hình 2.6 bên dưới.  Hình 2.6. Hình dạng và kích thước ngoài động cơ. Khối lượng toàn bộ cụm động cơ, ly hợp, hộp số trên là 22 (kg). 2.4.2. Tính chọn bộ truyền xích. Bộ truyền xích truyền động từ trục ra của hộp số, truyền đến trục trung gian rồi qua các bánh răng truyền đến vi sai. 2.4.2.1. Ưu nhược điểm của bộ truyền xích. + Ưu điểm. - Có khả năng truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục khá xa nhau. - Kích thước và khuôn khổ nhỏ gọn hơn bộ truyền đai. - Hiệu suất làm việc cao ( = 0,96 ÷ 0,98). - Lực tác dụng lên trục tương đối nhỏ. - Truyền động tốt ở trường hợp có khoảng cách trục trung bình. + Nhược điểm. - Bộ truyền xích tạo ra nhiều tiếng ồn khi làm việc. - Vận tốc tức thời của xích và đĩa xích bị dẫn không ổn định. - Yêu cầu chăm sóc thường xuyên (bôi trơn, điều chỉnh căng xích). - Nhanh mòn, nhất là những nơi làm việc có nhiều bụi và không được bôi trơn tốt. 2.4.2.2. Chọn loại xích và các thông số của xích, đĩa xích. Có 3 loại xích: Xích ống, xích con lăn, xích răng ta có thể chọn một trong ba loại xích này, từng loại xích có những đặc điểm sau: + Xích ống. Đơn giản, giá thành hạ và khối lượng giảm vì không dùng con lăn, nhưng cũng vì thế mà bản lề nhanh mòn. Nên chỉ dùng xích ống cho những bộ truyền không quan trọng và yêu cầu khối lượng nhỏ. + Xích răng. Có ưu điểm là khả năng tải lớn, làm việc êm nhưng chế tạo tương đối phức tạp và giá thành đắt nhất, do vậy chỉ dùng xích răng khi vận tốc xích trên 10 đến 15 m/s + Xích ống con lăn. Gọi tắt là xích con lăn về kết cấu thì giống như xích ống, chỉ khác ở phía ngoài ống lắp thêm con lăn, nhờ đó có thể thay thế ma sát trượt giữa ống và răng đĩa (ở xích ống) bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa (ở xích con lăn). Kết quả là độ bền mòn của xích con lăn cao hơn xích ống, chế tạo nó không phức tạp bằng xích răng, do đó xích con lăn được dùng khá rộng rãi. Nó dùng thích hợp khi vận tốc làm việc dưới 10 đến 15 m/s. + Các thông số của xích con lăn dùng trên xe như sau:  Hình 2.7. Kết cấu xích con lăn dùng trên xe. 1 - Má ngoài, 2 - Má trong, 3- Chốt, 4 - Con lăn, 5 - Ống. + Các thông số của xích có giá trị như bảng 2.1. Bảng 2.1.  .  Hình 2.8. Kết cấu đĩa xích. + Các thông số của đĩa xích có giá trị như bảng 2.2. Bảng 2.2.  2.4.3. Thông số kỹ thuật của bộ truyền thay đổi chiều chuyển động của xe. Thông số kỹ thuật của bộ truyền thay đổi chiều chuyển động của xe có giá trị như bảng 2.3. Bảng 2.3.  2.4.4. Bộ vi sai. 2.4.4.1. Công dụng. Vi sai là một cơ cấu trong hệ thống truyền lực dùng để phân phối momen truyền đến cho các bán trục đảm bảo cho các bánh xe quay với tốc độ khác nhau và tránh cưỡng bức các chi tiết, gây mòn lốp khi quay vòng, khi xe chuyển động trên mặt đường không bằng phẳng, tăng tính ổn định cho xe. Đối với loại xe máy chở thùng rác ba bánh xe, một bánh dẫn hướng và hai bánh chủ động thì công dụng của bộ vi sai càng rõ ràng hơn. Nếu ta dùng một trong hai bánh xe sau làm bánh xe chủ động thì xe sẽ mất tính ổn định lái một cách rõ rệt, tay lái có xu hướng lao về phía bánh xe sau không chủ động. Khi quay vòng thì hai bánh xe sau có sự chênh lệch vận tốc khá lớn, nếu không dùng vi sai thì hai bánh xe sau sẽ chống mòn. 2.4.4.2. Chọn bộ vi sai. Do xe thiết kế ra làm sao ta giảm được trọng lượng toàn bộ xe càng nhiều càng tốt. Hiện nay ở trên thị trường có nhiều bộ vi sai có thể chọn, nhưng để chọn loại vi sai có kết cấu nhỏ gọn ta chọn vi sai của xe du lịch sau đó gia công lại ta sẽ có vỏ vi sai như sau:  Hình 2.9. Vỏ vi sai. 2.4.4.3. Sơ đồ động và nguyên lý làm việc. + Sơ đồ động:  Hình 2.10. Sơ đồ động học vi sai. 1 - Bán trục, 2 - Bánh răng lắp trên vi sai, 3 - Thân vi sai, 4 - Bánh răng hành tinh, 5 - Ổ đỡ vi sai, 6 - Bánh răng vệ tinh. + Nguyên lý làm việc:  (a) (b) Hình 2.11. Quan hệ động học và động lực học vi sai côn đối xứng. a. Khi đi thẳng; b. Khi quay vòng. + Khi chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng, quãng đường lăn của hai bánh xe bằng nhau, nếu lực cản trên hai bánh xe như nhau sẽ làm cho các bánh răng bán trục quay cùng tốc độ, như vậy bánh răng vệ tinh không quay quanh trục của nó mà chỉ quay trên các bánh răng bán trục. Mômen truyền xuống từ vỏ vi sai cân bằng với mômen cản lăn tại vết tiếp xúc của bánh xe, tức là: nt = np = n0 và Mt = Mp = 0,5M0 (Hình 2.11.a) Trong đó nt, np, n0 tốc độ quay của bánh xe trái, phải và vỏ vi sai (v/p). Mt, Mp, M0 mô men trên bánh xe trái, phải và vỏ vi sai (N.m). + Khi đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau, các bánh răng bán trục quay với tốc độ góc khác nhau hoặc lực cản của các bánh xe khác nhau dẫn đến tốc độ góc các bánh răng bán trục cũng khác nhau. Như vậy bánh răng vệ tinh vừa quay quanh trục của nó với tốc độ góc vt và quay quanh đường tâm trục của bánh răng bán trục với tốc độ Vvt (Hình 2.11.b). 2.4.5. Tính chọn bộ truyền đai. Bộ truyền đai được chọn để truyền động từ hai trục ra vi sai truyền đến hai bánh xe chủ động, sử dụng bộ truyền đai có những ưu nhược điểm sau: 2.4.5.1. Ưu nhược điểm của bộ truyền đai. + Ưu điểm. - Có khả năng truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục ở khá xa nhau. - Giữ được an toàn cho các chi tiết khác khi bị quá tải. - Làm việc êm. - Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ. + Nhược điểm. - Khuôn khổ và kích thước của bộ truyền đai khá lớn. - Lực tác dụng lên trục và ổ khá lớn do ảnh hưởng của lực căng đai. - Tuổi thọ của bộ truyền đai thấp khi làm việc với cường độ cao. 2.4.5.2. Tính chọn các thông số của bộ truyền. Các thông số cho trước: + Chọn đai thang loại Б theo [5] có tiết diện và thông số như sau:  Hình 2.12. Tiết diện đai. + Thông số kỹ thuật của đai như bảng 2.4. Bảng 2.4.  + Công suất trục dẫn: N1 = 3,67 (kW). + Khoảng cách trục: A = 630 (mm). Tính tỷ số truyền của bộ truyền đai: Ta có: Tốc độ xe: vmax = rbx. (2.2) Với vmax - Tốc độ lớn nhất của xe. Chọn sơ bộ vmax = 46 (km/h) =12,9 (m/s). rbx - Bán kính bánh xe, rbx = 196 (mm)  - Tốc độ góc của bánh xe (rad/s) Thay giá trị vào (2.2) ta có: vmax = rbx. ( =  65,8 (rad/s) + Ta có:=  (2.3) Với n - Tốc độ quay của bánh xe (v/p). Thay giá trị vào (2.3) ta có:  n = (v/p) + Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực: it =  (2.4) Với nN - Tốc độ quay của bánh xe ứng với công suất cực đại, nN = 8000 (v/p). Thay giá trị vào (2.4) ta có: Hay it = = 12,95.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế xe chở rác ba bánh chạy bằng nhiên liệu LPG.doc
  • rarbản vẽ.rar
Tài liệu liên quan