Đang tải... (xem toàn văn)
Vì xe thiết động cơ nằm dọc trên phía đầu xe, cầu sau chủ động nên ta chọn hộp số 3 trục 5 cấp làm phương án thiết kế. Tính toán thông số cơ bản Bán kính làm việc trung bình Từ kí hiệu lốp 20565R15 có bề rộng của lốp B = 205 mm , đường kính lốp d=15inch = 381 mm. Vậy bán kính thiết kế lốp r0 = (B + d2) = 395,5 mm. Do đó bán kính làm việc trung bình của
GVHD: Chu Văn Huỳnh Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hộp số ô tô 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Yêu cầu .4 1.1.3 Phân loại 1.1.3.1 Theo trạng thái trục hộp số trình làm việc 1.1.3.2 Theo số trục hộp số (không kể trục số lùi) 1.1.3.3 Theo số tỷ số truyền chung hộp số 1.1.3.4 Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền 1.1.3.5 Theo phương pháp điều khiển chuyển số hộp số 1.2 Đặc điểm cấu tạo hộp số khí có cấp 1.2.1 Hộp số ba trục 1.2.2 Hộp số trục 1.3 Các phận hộp số .9 CHƯƠNG 2:LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 15 2.1 Các phương án lựa chọn 15 2.1.1 Hộp số trục cấp 15 2.1.2 Hộp số trục số tiến 16 2.1.3 Hộp số trục số tiến 17 2.2 Chọn phương án thiết kế 19 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỘP SỐ 20 3.1.Tính tốn tỷ số truyền 21 i 3.1.1Xác định tỷ số truyền truyền lực ( ) .21 3.1.2.Xác định tỷ số truyền tay số 22 3.1.3.Tính tốn tỷ số truyền tay số trung gian 22 3.2 Tính tốn thơng số bánh 23 3.2.1.Xác định khoảng cách trục .23 .23 3.2.2 Chọn thông số mơđun góc nghiêng bánh 3.2.3 Xác định số .24 3.2.4 Xác định lại xác tỷ số truyền khoảng cách trục hộp số 25 3.2.5 Bề rộng (b) 26 3.2.6 Dịch chỉnh bánh .27 3.2.7 Xác định hế số dịch chỉnh bánh răng(hệ số thay dổi khoảng cách trục SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT 0 ) 27 Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh 3.2.8 Hệ số dịch chỉnh tổng cộng cho hai bánh ăn khớp với 27 3.2.9Tính thơng số hình học bánh 28 3.3.Chế độ tải trọng để tính tốn hộp số 34 3.3.1 Mômen truyền đến hộp số .34 3.3.2 Lực tác dụng lên bánh 35 3.4 Tính bền bánh 35 3.5 Tính tốn trục 39 3.5.1 Tính sơ kích thước trục hộp số 39 39 3.5.2.Tính bền trục hộp số 3.5.2.1 Đối với trục thứ cấp 40 3.5.2.2 Đối với trục trung gian .42 3.5.2.3 Trục sơ cấp 44 3.5.3 Tính chọn ổ lăn 47 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh LỜI NĨI ĐẦU Ngày tô trở thành phương tiện giao thông quan trọng đời sống hàng ngày Ngành công nghiệp ô tô phát triển từ lâu giới.Tuy nhiên Việt Nam công nghiệp ôtô chủ yếu cịn mang tính chất sản xuất nhỏ lẻ, lắp ráp nhập xe qua sử dụng, để phát triển bền vững trình hội nhập, ngành cơng nghiệp ơtơ cần có mục tiêu, định hướng, qui hoạch chiến lược cụ thể Đối với ngành ôtô nói riêng ngành khí nói chung, khối lượng cơng việc thiết kế tính tốn cho chi tiết lớn Việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật giúp trình thiết kế rút ngắn thời gian, kết tối ưu, tăng suất lao động, tăng hiệu kinh tế,… Trong đồ án em giao đề tài “Tính tốn thiết kế hộp số khí xe du lịch chỡ” Trong q trình tính tốn để hồn thành đờ án chun ngành này, bước đầu gặp khơng khó khăn bỡ ngỡ với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình thầy giáo, sau thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc nghiên cứu tìm hiểu em hồn thành xong đờ án này.Do lần em vận dụng lý thuyết học vào tính tốn hộp số khí cụ thể nên gặp khơng khó khăn khơng tránh khỏi sai sót Vì em mong xem xét, giúp đỡ bảo đưa ý kiến thầy để em hồn thành đờ án cách tốt Qua đồ án em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy giáo Nguyễn Thành Nam với thầy giáo mơn Ơ tơ giúp đỡ, hướng dẫn tận tình đóng góp ý kiến quý báu giúp em hồn thành đờ án cách tốt tiến độ Sinh viên thực L CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hộp số ô tô 1.1.1 Công dụng - Thay đổi tỷ số truyền hệ thống truyền lực để tạo lực kéo bánh xe chủ động phù hợp với điều kiện chuyển động - Tạo chuyển động lùi cho tơ - Có thể ngắt dịng truyền lực thời gian dài Trên số ô tô, chức thay đổi mơmen truyền đảm nhận nhờ số cụm khác (hộp phân phối, cụm cầu xe) nhằm tăng khả biến đổi mô men đáp ứng mở rộng điều kiện làm việc ô tô 1.1.2 Yêu cầu Cấu tạo ô tô cần đáp ứng số yêu cầu sau: - Có số tay số dải tỷ số truyền thích hợp để đảm bảo tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu xe - Phải có hiệu suất truyền lực cao - Việc chuyển số phải thực dễ dàng, tiện lợi (lực tác động hành trình cần gạt khơng q lớn), nhanh chóng khơng gây tiếng ờn - Có cấu định vị chống nhảy số cấu chống gài đồng thời hai số - Có vị trí trung gian để ngắt động khỏi hệ thống truyền lực thời gian dài - Có cấu báo hiệu gài số lùi - Kết cấu nhỏ, gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng sửa chữa.- Có khả bố trí cụm trích cơng suất để dẫn động thiết bị phụ khác 1.1.3 Phân loại Tùy theo yếu tố để phân loại, hộp số phân loại sau: 1.1.3.1 Theo trạng thái trục hộp số trình làm việc - Hộp số có tất trục cố định - Hộp số có trục di động (hộp số hành tinh): Hộp số hành tinh biến mơ men cụm có chung vỏ làm thành cụm hộp số tự động lắp liền sau động Cụm hộp số tự động có hệ thống điều khiển điện từ thủy lực làm việc theo chương trình lập sẵn, thực tự động đóng ngắt thay đổi tỷ số truyền bên hộp số Cấu tạo hộp số hành tinh dùng ô tô phương tiện giao thông phức tạp Hộp số hành tinh tổ hợp từ cấu hành tinh từ cấu hành tinh tổ hợp 1.1.3.2 Theo số trục hộp số (không kể trục số lùi) SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh Trên ô tô thường sử dụng hộp số ba trục hai trục -Hộp số ba trục có trục chủ động (trục sơ cấp) trục bị động (trục thứ cấp) thiết kế đồng trục Phần lớn số truyền thông qua hai cặp bánh ăn khớp, nối trực tiếp trục chủ động trục bị động tạo số truyền thẳng Cấu trúc thường gặp ô tô có cầu sau chủ động -Hộp số hai trục : tất số truyền truyền qua cặp bánh ăn khớp Trong số trường hợp số truyền cao truyền qua nhiều cặp bánh Cấu trúc thường gặp tơ có động đặt trước, cầu trước chủ động 1.1.3.3 Theo số tỷ số truyền chung hộp số Theo số lượng số tiến 4,5… 1.1.3.4 Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền - Hộp số vô cấp dùng để tạo thành HTTL vơ cấp, hộp số có tỷ số truyền biến đổi liên tục, khoảng tỷ số truyền (R) định sẵn, từ thấp đến cao ngược lại Trên ô tô truyền vô cấp thường gặp: biến mô men thủy lực, truyền đai đặt biệt, Nếu mô men động làm việc giá trị định, biến đổi mô men sau hộp số vô cấp đường liên tục, truyền gọi truyền liên tục khoảng tỷ số truyền R cho trước Ví dụ: biến mơ men thủy lực, khoảng R đạt tới 2,7, truyền đai đặc biệt R = 4,5 - Hộp số có cấp, tạo thành HTTL có cấp, dùng phổ biến ô tô Tỷ số truyền hộp số thay đổi với giá trị cố định khác nhau, gọi truyền gián đoạn Mức độ gián đoạn phụ thuộc vào số lượng tỷ số truyền bên hộp số Ở truyền vơ cấp có dạng bao điểm ngồi hộp số có cấp, cho phép thay đổi mơ men tốc độ đặn hơn, tận dụng tốt cơng suất động cơ.Trong HTTL tập hợp truyển vơ cấp với hộp số có cấp 1.1.3.5 Theo phương pháp điều khiển chuyển số hộp số Điều khiển tay, điều khiển tự động, điều khiển bán tự động Trong thời gian gần xuất hộp số cho phép làm việc theo phương pháp điều khiển tay điều khiển tự động tùy chọn nút chọn bảng điều khiển (hộp số có hai li hợp số tơ con) Với tính chất đa dạng hộp số, tài liệu trình bày với hai dạng hộp số thường gặp ô tô: hộp số đơn giản có cấp hộp số tự động chuyển số 1.2 Đặc điểm cấu tạo hộp số khí có cấp SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh Hộp số khí tơ tải thường có loại hộp số: hộp số trục, hộp số trục 1.2.1 Hộp số ba trục Hộp số trục có phận sau đây: Bánh răng, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục số lùi Cơ cấu điều khiển gờm có: cấu định vị trục trượt, khóa hãm, đờng tốc, tay số Hộp số có ưu điểm sau: Khi kích thước bên hộp số cho tỉ số truyền lớn Đặc điểm quan trọng động cao tốc dùng nhiều ô tô Như nghĩa cần đảm bảo tỉ số truyền loại hộp số có kích thước bé, trọng lượng bé hơn, giảm trọng lượng tồn ơtơ Hình 1.1: Hộp số trục Trục sơ cấp trục thứ cấp đặt đồng tâm tạo tỉ số truyền thẳng nghĩa gài cứng trục sơ cấp trục thứ cấp lại với Trong trường hợp hiệu suất cao, coi 1, truyền động không qua cặp bánh Đối với ô tô quan trọng thời gian làm việc số truyền thẳng chiếm tỉ lệ 50%80% Trên đoạn đường phẳng gài số truyền thẳng, thời gian sử dụng tay số trung gian đi, bánh ổ bi tay số có kích thước Nhược điểm: Hộp số có số truyền thẳng có khuyết điểm ổ bi đằng trước (theo chiều chuyển động ôtô) trục thứ cấp đặt vào lỗ đằng sau trục sơ cấp Do điều kiện kết cấu hộp số (kích thước trục sơ cấp, ổ bi làm to được, làm việc có lực tác dụng ổ bi tình trạng căng thẳng Trong hộp số SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh bánh có nhiệm vụ truyền động trục Để truyền động bánh trục phải ăn khớp với Hình 1.2: Đường truyền công suất Bánh hộp số lắp cố định trục then bán nguyệt, then (hoặc liền khối với trục), bánh lắp lờng khơng trục nhờ bạc lót - Bánh răng: hộp số trục thường sử dụng bánh di trượt để gài số, lên trình gài số q trình va đập thường dẫn đến mịn, vỡ - Khi dùng phương pháp di trượt để gài số buộc phải dùng bánh thẳng để lắp then hoa, cho lên dẫn đến chất lượng ăn khớp bánh không bánh nghiêng Nếu muốn dùng bánh nghiêng then hoa phải chế tạo cơng nghệ xoắn phức tạp 1.2.2 Hộp số trục Hay cịn gọi loại trục cố định khơng đờng tâm, loại hộp số khơng có số truyền thẳng Ở tất số truyền có cặp bánh ăn khớp Hộp số có ưu điểm là: SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh - Có hiệu suất cao, tất số truyền làm việc ăn khớp qua cặp bánh - Có thể tăng nhiều độ cứng vững độ bền chi tiết, hộp số khơng có cụm bị bị hạn chế điều kiện kích thước - Kết cấu đơn giản tiện lợi sử dụng Khuyết điểm hộ số có kích thước lớn, tỷ số truyền hộp số cặp bánh ăn khớp nên trọng lượng lớn Về mặt cấu tạo nguyên lý làm việc cấu điều khiển tương tự hộp số trục Nó khác hộp số trục bố trí trục số lượng trục mà Hộp số thường dùng cho xe du lịch với cầu trước chủ động Hình 1.3: Hộp số trục cấp Trục thứ cấp Các bánh cấp số Trục sơ cấp Các bánh cấp số Các bánh cấp số Bánh Các bánh số lùi Các bánh cấp số Bán trục bên phải trái 10 Phớt chặn dầu vi sai 11 Vành vi sai 12 Bộ đồng tốc cấp số một- hai 13 Bộ đồng tốc cấp số ba- bốn 15 Bánh chủ động trục thứ cấp Ngày nay, hộp số hai trục dùng phổ biến ôtô du lịch( xe có tải trọng phân bố lên hai cầu tương đương nhau) Do đảm bảo tính gọn nhẹ hệ thống truyền lực, không sử dụng đăng điều kiện không gian gầm xe chặt hẹp Kiểu hộp số gồm hai cụm phận lắp đặt chung vỏ hộp: Cụm hộp số sang số SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh tay vi sai Công suất động truyền đến trục sơ cấp rồi đến trục thứ cấp hộp số Bánh chủ động trục thứ cấp truyền mômen cho vi sai làm quay bán trục 1.3 Các phận hộp số Cơ cấu điều khiển phận quan trọng hộp số, bao gờm phận sau: Đòn điều khiển, trục trượt, cua, cấu định vị khoá hãm, cấu định vị số lùi, ống gài số, đờng tốc Nó có nhiệm vụ dịch chuyển bánh tương ứng với ống gài số đồng tốc hộp số gài nhả số Đòn điều khiển phải bố trí thuận lợi cho người điều khiển Hình 1.4: Cơ cấu gài số Tuỳ theo bố trí địn điều khiển có hai loại: Loại đặt trực tiếp nắp hộp số loại đặt riêng rẽ hộp số.Dạng đặt trực tiếp nắp hộp số: Đòn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ xuống, địn ép vào mặt tựa hình cầu lị xo trực tiếp tác dụng lên đòn từ xuống (hình a), lị xo đặt phía ép vào địn qua đĩa (hình b), có địn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ lên, lúc địn ép vào mặt tựa hình cầu lị xo 6, lị xo tựa đầu vào gờ lồi vỏ hộp số ép đòn từ lên, để giữ địn điều khiển vị trí đúng, mặt tựa hình cầu có đặt chốt định vị Bề mặt tựa hình cầu địn điều khiển che bụi bẩn nước bao Trong tiến hành gài số để đảm bảo gài số an tồn, người ta làm chốt định vị khố hãm Định vị dùng để gài số cho vị trí cho bánh ăn khớp hết chiều dài, tránh tượng gài nhả số ngẫu nhiên Khố hãm có khuyết tương ứng với số lượng cấp số tương ứng cần gài thêm chỗ cho vị trí trung gian Khi gài số chốt hãm bị nén lại làm cho trượt lại không di chuyển tránh gài hai số lúc Chốt định vị có loại bi, cốc, thanh, loại khố Khố hãm có loại bi,thanh, khía rãnh SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh Hình 1.5: Kết cấu địn điều khiển đặt trực tiếp hộp số ơtơ 1.Lị xo Chốt định vị Đĩa Gờ Lò xo Bao chắn bụi Lò xo Trên hầu hết hộp số ôtô (có cấp) nay, người ta sử dụng đờng tốc qn tính để nối ghép trục với bánh quay trơn mỗi gài số nhằm tránh va chạm bánh Bộ đờng tốc có nhiệm vụ làm đờng nhanh chóng tốc độ bánh quay trơn trục so với tốc độ trục rồi gài số, ngược lại chưa đồng tốc chưa thể thực gài số.Trên xe tải ta chủ yếu sử dụng loại đồng tốc loại ( loại chốt hãm) Tùy theo kết cấu cụ thể mà đờng tốc tơ có nhiều kiểu khác nhau, chúng có chung cấu tạo chung sau: Hình 1.6: Kết cấu đồng tốc chốt hãm kiểu A (bộ phận nối kiểu liền) phận nối vành ma sát 5,6 chốt định vị chốt hãm bánh gài số SVTH: Lê – – ĐH CNGTVT Trang 10