intTypePromotion=1

Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ

Chia sẻ: Dophuoc Hiep | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:48

1
594
lượt xem
191
download

Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'đề tài: thiết kế hộp số ô tô xe tải nhỏ', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ

  1. Đề Tài Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ
  2. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................................. 1 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ. .............................................................................................. 6 I.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU CỦA HỘP SỐ: ................................................................................. 6 I.1.1. CÔNG DỤNG: ........................................................................................................................ 6 I.1.2. YÊU CẦU: .............................................................................................................................. 6 I.2. PHÂN LOẠI HỘP SỐ: ............................................................................................................... 7 I.2.1. Theo phương pháp điều khiển .................................................................................................. 7 I.2.2. Theo tính chất truyền mô men .................................................................................................. 9 a. Kiểu hộp số vô cấp ........................................................................................................................ 9 I.2.4. Theo số trục chứa các cặp bánh răng truyền số: ...................................................................... 12 PHẦN II. TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG Ố BAN ĐẦU .................................................. 15 II.1 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG Ố BAN ĐẦU. .......................................................... 15 II.1.1 Xác Định Tỷ Số Truyền Thấp Nhất Và Cao Nhất Của Hộp Số: .............................................. 15 II.1.2 Số Cấp Của Hộp Số: .............................................................................................................. 16 II.1.3 Xác Định Tỷ Số Truyền Các Tay Số Trung Gian: .................................................................. 17 II.2 Phân tích chọn kiểu – loại và cách bố trí : ................................................................................. 17 PHẦN III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN ................................................... 19 III.1 Tính Toán Các Thông Số Cơ Bản ............................................................................................ 19 III.1.1 Khoảng Cách Trục................................................................................................................ 19 III.1.2 Kích Thước Theo Chiều Trục Các-Te Hộp Số. .................................................................... 19 a. Chiều rộng các vành răng. ........................................................................................................... 19 b. Chiều rộng các ổ bi đỡ. ............................................................................................................... 19 c. Chiều rộng của các ống gài và đồng tốc. ...................................................................................... 19 III.1.2 ĐƯỜNG KÍNH TRỤC. ........................................................................................................ 20 III.1.2.1 Đường kính trục sơ cấp và trục trung gian: ......................................................................... 20 a. Trục sơ cấp.................................................................................................................................. 20 b. Trục trung gian: .......................................................................................................................... 20 c. Trục thứ cấp (d3). ........................................................................................................................ 20 III.1.2.2 Tính chiều dài sơ bộ các trục: ............................................................................................ 20 SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 2
  3. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ III.1.3 KÍCH THƯỚC VÀ LOẠI Ổ TRỤC...................................................................................... 21 III.1.4 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA BÁNH RĂNG. .................................................................. 22 III.1.4.1 Môduyn: ............................................................................................................................ 22 III.1.4.2 Chọn góc nghiêng của răng (βk). ........................................................................................ 22 III.1.4.3 Xác định số răng của các bánh răng. .................................................................................. 22 a. Xác định số răng của cặp bánh răng gài số 1: ............................................................................... 22 b. Xác định số răng của cặp bánh răng luôn ăn khớp:....................................................................... 23 c. Xác định số răng của cặp bánh răng ăn khớp số 2. ....................................................................... 23 d. Xác định số răng của cặp bánh răng ăn khớp số 3: ....................................................................... 24 e. Xác định số răng của cặp bánh răng ăn khớp số 4: ....................................................................... 25 f. Xác định số răng của bánh răng số lùi: ......................................................................................... 25 g. Tính chính xác lại khoảng cách trục đo làm tròn số răng: ............................................................. 26 III.1.4.3 Các thông số hình học của các bánh răng. .......................................................................... 27 a. Cặp bánh răng chung: .................................................................................................................. 28 b. Cặp bánh răng gài số 1. ............................................................................................................... 29 c. Cặp bánh răng gài số 2 ................................................................................................................ 30 d. Cặp bánh răng gài số 3 ................................................................................................................ 31 e. Cặp bánh răng gài số 4 ................................................................................................................ 32 III.2 THIẾT KẾT VÀ TÍNH TOÁN ĐỒNG TỐC. .......................................................................... 33 III.2.1 NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN ĐỒNG TỐC: .............................................................................. 33 III.2.2 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ĐỒNG TỐC ...................................................................................... 34 III.2.3 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN. ........................................................................ 34 III.2.3.1 Mômen quán tính khối lượng tổng cộng qui dẫn về trục ly hợp .......................................... 34 a) Mômen quán tính J1:................................................................................................................... 35  b) Mômen quán tính J 2i a 2 .............................................................................................................. 36 c) Mômen quán tính qui dẫn của các bánh răng trên trục thứ cấp Jz3 ................................................ 37 III.2.3.2 Mômen ma sát yêu cầu của bộ đồng tốc ............................................................................. 37 III.2.3.3 Bán kính ma sát của bộ đồng tốc ........................................................................................ 39 * Chọn bán kính hãm R................................................................................................................. 40 SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 3
  4. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ III.2.3.4 Chiều rộng bề mặt vành ma sát của bộ đồng tốc: ................................................................ 40 III.2.3.5 Góc nghiêng của bề mặt hãm  : ........................................................................................ 40 III.2.3.6 Tính toán kiểm tra các thông số cơ bản của đồng tốc .......................................................... 41 III.2.3.7 Mômen ma sát thực tế của đồng tốc ................................................................................... 41 III.2.3.8 Thời gian chuyển số thực tế của đồng tốc........................................................................... 41 III.2.3.9 Công trượt của đôi bề mặt côn ma sát của đồng tốc ............................................................ 42 III.2.3.10 Công trượt riêng của đôi bề mặt côn ma sát của đồng tốc ................................................. 43 III.3 KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỦA CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN GÀI SỐ:....................................... 44 III.3.1. Cơ cấu định vị: .................................................................................................................... 44 III.3.2 Cơ cấu chống gài hai số cùng lúc. ......................................................................................... 45 III.3.3 Cơ cấu an toàn chống gài số lùi ngẫu nhiên........................................................................... 45 PHẦN IV. KẾT LUẬN ................................................................................................................... 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................... 47 MỤC LỤC ........................................................................................................................................ 1 SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 4
  5. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ LỜI NÓI ĐẦU Ô tô máy kéo là phượng tiện sản xuất và kinh doanh trong sinh hoạt, không thể thiếu được trong đời sống hiện nay. Cùng với sự tiến bộ chung của khoa học. Ngành ô tô cũng có những bước phát triển mới với những thành quả quan trọng. Những biến đổi mà đòi hỏi phải có những nhận thức mới sâu rộng, những vấn đề đó có liên quan đến công nghệ ô tô. Nhiệm vụ của đồ án này thiết kế và tính toán hộp số xe tải nhỏ. Đây là một bộ phận chính, không thể thiếu trong ôtô. Nó dùng để thay đổi số vòng quay và mômen của động cơ truyền đến các bánh xe chủ động cho phù hợp với điều kiện làm việc của ôtô, tách lâu dài động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực, trích công suất để dẫn động các bộ phận công tác khác. Tuy vậy muốn tiếp thu những kiến thức mới này thì phải nắm vững những kiến thức cơ bản nhất. Những kiến thức này sẽ làm nền tảng cho bước phát triẻn tiếp theo. Lần đầu tiên làm quen với việc tính toán thiết kế nên có rất nhiều khó khăn và thiếu sót. Với những nhận thức còn hạn chế về nhiều mặt nên quá trình làm đồ án em còn vướng phải những sai sót, rất mong sự quan tâm giúp đỡ của các thầy trong bộ môn. Để hoàn thành đồ án này em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê Văn Tụy các thầy trong bộ môn và các bạn cùng lớp. Sinh viên Tôn Thất Lâm SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 5
  6. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ. I.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU CỦA HỘP SỐ: I.1.1. CÔNG DỤNG: Hộp số là thiết bị dùng để thay đổi số vòng quay và mô men của động cơ ( về cả độ lớn và hướng ) truyền đến bánh xe chủ động đủ để thắng sức cản chuyển động của ô tô, máy kéo thay đổi khá nhiều trong quá trình làm việc. Ngoài ra hộp số còn dùng để: - Tách lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi cần thiết mà không cần tắt máy như: Khi ô tô chạy không tải, khởi động động cơ ô tô, Cho xe chạy xuống dốc, chạy theo quán tính... - Dẫn động các bộ phận công tác khác trên các xe chuyên dùng như: Tời kéo, cần cẩu, xe tự đổ... I.1.2. YÊU CẦU: Để đảm bảo các cung dụng trên thì hộp số phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Có tỉ số truyền và số lượng tay số thích hợp, đảm bảo được chất lượng động lực và có tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ôtô, máy kéo. Do ôtô phải làm việc trên nhiếu địa hình khác nhau, mỗi địa hình lại có các yêu cầu động lực học khác nhau. Do đó với các yêu cầu động lực khác nhau nên hộp số phải có các tỉ số truyền thích hợp để tạo ra momen và số vòng quay thích hợp với từng điều kiện làm việc của ôtô. - Làm việc êm dịu, chuyển số nhẹ nhàng, không va đập. Trong quá trình ôtô làm việc, có thể phải nhiều lần chuyển số tuỳ theo địa hình hoạt động do đó yêu cầu khi chuyển số phải nhẹ nhàng làm việc êm dịu để tránh gây mệt mỏi ảnh hưởng đến sức khoẻ của lái xe. - Có vị trí trung gian để có thể cắt lâu dài động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp động cơ nổ mà ôtô chưa cần chuyển động. Có cơ cấu chống gài 2 số cùng lúc để đảm bảo an toàn cho hộp số. - Hộp số phải có số lùi để cho phép xe chuyển động lùi để dễ quay đầu xe trong điều kiện đường hẹp; đồng thời phải có cơ cấu chống tự động gài số lùi một cách ngẫu nhiên. SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 6
  7. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ - Kích thước, khối lượng nhỏ, kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy, hiệu suất cao, giá thành rẻ. I.2. PHÂN LOẠI HỘP SỐ: I.2.1. Theo phương pháp điều khiển: Điều khiển bằng tay, điều khiển tự động và điều khiển bán tự động. a. Hộp số cơ khí (điều khiển bằng tay): Là hộp số điều khiển hoàn toàn bằng kết cấu cơ khí, dựa trên tỷ số truyền khác nhau của các cặp bánh răng ăn khớp. - Ưu điểm: kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy, giá thành thấp, dễ bão trì và sửa chữa… - Nhược điểm: kết cấu cồng kềnh, hiệu suất thấp, mất nhiều thời gian chuyển số, điều khiển nặng nhọc(thường phải dung cơ cấu trợ lực)…, Ngoài ra dùng hộp số tay có nhược điểm là không tạo được cảm giác êm dịu mỗi khi chuyển số b. Hộp số tự động: Cấu tạo hộp số tự động AT hai cấp. 1. Biến tốc thủy lực; 2- Trục I; 3- Bơm dầu; 4- Li hợp nối thẳng; 5-Cơ cấu bánh răng hành tinh; 6- Trục II; 7- Cảm biến tốc độ; 8- Bộ phanh số lùi; 9- Cụm van điều khiển; 10-bầu lọc dầu. SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 7
  8. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ - Nguyên lý làm việc của hộp số tự động là khi cài số, mô-men dẫn động từ động cơ được truyền tới trục hộp số thông qua biến tốc thủy lực. Cảm biến tốc độ gắn trên trục ra của hộp số thông báo cho CPU về tốc độ hiện tại của xe, CPU sẽ điều khiển các van thủy lực để đóng mở các đĩa ma sát, để liên kết các trục bánh răng trong hộp số cho ra một số thích hợp nhất với tốc độ và tải trọng của xe. - Ưu điểm: Có thể tự động đổi số, mô-men được truyền liên tục, động lực không bị ngắt quãng. Thích nghi với mọi loại đường, điều khiển dễ dàng, an toàn thoải mái cho người sử dụng; tải trọng động nhỏ, tuổi thọ chi tiết cao. - Nhược điểm là kết cấu phức tạp, giá thành cao, và khó sửa chữa. Hộp số tự động được phân làm hai loại chính: Hộp số có cấp (AMT và AT), hiện nay loại AT được sử dụng rộng rãi; Hộp số tự động vô cấp CVT (truyền động bằng đây đai kim loại). c. Bán tự động (DCT: Dual - Clutch Transmission). Dùng hộp số tay có nhược điểm là không tạo được cảm giác êm dịu mỗi khi chuyển số, còn hộp số tự động có kết cấu quá phức tạp và làm gia tăng lượng tiêu thụ nhiên liệu. Nhưng, có một loại hộp số có thế loại bỏ được các nhược điểm trên, đó là hộp số- ly hợp kép: Dual - Clutch Transmission (DCT) hay còn gọi là hộp số bán tự động. 1: Bánh răng xoắn ăn khớp với bộ vi sai; 2: bánh răng thuộc bộ vi sai; 3: trục sơ cấp số1; 4: trục khuỷu động cơ; 5: trục sơ cấp số 2; 6: Ly hợp 2; 7: Ly hợp 1; 8: bánh SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 8
  9. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ răng xoắn ăn khớp với bộ vi sai; 9: bánh răng ăn khớp với bộ đồng tốc; BR: Cặp bánh răng số Kết cấu đặc biệt của DCT chính là hệ trục trung tâm gồm hai trục đồng trục lồng nhau. Trục thứ nhất (màu đỏ): một đầu (bên trái) liên kết với ly hợp thứ nhất (màu đỏ) bằng then hoa, trên thân trục bao gồm 3 bánh răng có kích thước khác nhau ăn khớp với các bánh răng trên trục thứ cấp thứ nhất, tạo ra các cấp số: 1, 3, 5. Trục còn lại (màu xanh), một đầu lắp với ly hợp thứ 2 (màu xanh), trên thân trục gồm 2 bánh răng ăn khớp với 2 bánh răng trên trục thứ cấp thứ hai tạo ra 2 cấp số 2, 4 và thêm một số lùi. I.2.2. Theo tính chất truyền mô men: Kiểu hộp số có cấp và kiểu hộp số vô cấp. a. Kiểu hộp số vô cấp (CVT: Continuously variable transmission) có mô men truyền qua hộp số biến đổi liên tục và do đó tỷ số truyền động học cũng biến đổi liên tục. Hộp số vô cấp trên ô tô chủ yếu là kiểu truyền bằng thủy lực hay còn gọi là biến mô. Kiểu hộp số vô cấp cho phép thay đổi liên tục trong một giới hạn nào đó giá trị tỷ số truyền và momen xoắn đến các bánh xe chủ động tương ứng với yêu cầu của đường đặc tính kéo lý tưởng. Tùy theo các lực cản bên ngoài, momen có thể thay đổi một cách tự động hoặc do cơ cấu điều chỉnh riêng tác dụng lên các số truyền. Hộp số vô cấp trên ôtô chủ yếu là kiểu truyền động bằng thủy lực (gọi là bộ biến mô hoặc bộ biến đổi momen), thường được sử dụng trên một số kiểu ôtô tải nặng, ôtô kéo, ôtô du lịch cao cấp và ôtô buýt. +Ưu điểm: ôtô có truyền động vô cấp sẽ có tính năng thông qua tốt nhờ momen xoắn truyền đến các bánh xe chủ động liên tục và êm dịu nên giảm được quá tải cho các chi tiết của hệ thống truyền lực, tăng được tuổi thọ của các chi tiết này; giúp người lái dễ dàng vận hành xe. +Nhược điểm: kết cấu phức tạp, đắt tiền; đòi hỏi chế tạo và chăm sóc phức tạp; có hiệu suất truyền lực nhỏ hơn truyền lực có cấp. b. Hộp số có cấp: Gồm một số cấp hữu hạn (thường từ 3 đến 20 cấp). Ứng với mỗi cấp có một giá trị momen và do đó tốc độ truyền qua hộp số là không đổi. Trên ôtô hiện nay dùng nhiều nhất hộp số có cấp điều khiển bằng tay, bởi vì nó có kết cấu đơn giản, chế tạo rẻ và bảo đảm tỷ số truyền cần thiết đáp ứng được điều khiển sử dụng. SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 9
  10. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ - Ưu điểm: Tính năng động lực cũng như tính năng kinh tế nhiên liệu tăng, công suất sử dụng để tăng tốc lấy đà cũng nhanh hơn. - Nhược điểm: số lần gài số nhiều làm phức tạp điều khiển và kéo dài thời gian lấy đà. * Theo số cấp chia ra hai loại: hộp số thường (6). - Hộp số thường (từ 3-6 cấp): Kiểu hộp số thường có số cấp nhỏ hơn hoặc bằng 6. Số cấp ảnh hưởng đến tính năng động lực cũng như tính kinh tế nhiên liệu của ôtô. Số cấp tăng lên thì tính năng động lực cũng như tính kinh tế nhiên liệu đều tăng. Công suất sử dụng để lấy đà và tăng tốc cũng nhanh hơn. Nhưng lúc đó số lần gài số phải tăng theo làm phức tạp điều khiển và kéo dài thời gian lấy đà. +Ưu điểm: số cấp của hộp số càng ít thì sẽ giảm số lần gài số, đơn giản cơ cấu điều khiển, vì thế nên phù hợp với ôtô du lịch, xe con, có phần lớn thời gian làm việc là số truyền thẳng; giảm số lượng đồng tốc, giảm được khối lượng của hộp số, góp phần giảm tự trọng của ôtô. +Nhược điểm: số cấp của hộp số nhỏ làm giảm tính năng động lực cũng như tính kinh tế nhiên liệu của xe; khả năng sử dụng công suất để tăng tốc và lấy đà chậm hơn hộp số nhiều số. SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 10
  11. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ - Hộp số nhiều cấp (thường từ 8-20): Kiểu hộp số nhiều cấp có số cấp hộp số lớn hơn 6. Đối với ôtô tải lớn và rất lớn hoạt động trong điều kiện nặng nhọc thì số cấp của hộp số có thể từ 8 đến 20 cấp. Với đặc điểm như vậy thì hộp số phải có thêm cơ cấu điều khiển phụ và khi đó kết cấu hộp số được chia làm hai phần: hộp số chính và hộp số phụ; trong đó số cấp của hộp số chính thường từ 4÷5 cấp, còn số cấp của hộp số phụ từ 2÷4 cấp. Dựa vào kết cấu của hộp số phụ ta có thể chia ra: hộp số nhiều cấp với hộp số phụ kiểu bánh răng thường, hộp số nhiều cấp với hộp số phụ kiểu hành tinh, hộp số nhiều cấp với hộp số phụ bố trí phía sau, hộp số nhiều cấp với hộp số phụ bố trí phía trước. +Ưu điểm: số cấp càng tăng lên thì tính năng động lực cũng như tính kinh tế nhiên liệu đều tăng, công suất sử dụng để lấy đà và tăng tốc cũng nhanh hơn; tăng khả năng tải cho ôtô, giúp ôtô tải lớn làm việc trong điều kiện nặng nhọc. +Nhược điểm: kết cấu phức tạp, hộp số cồng kềnh; cơ cấu điều khiển phức tạp. - Một số loại hộp số nhiều cấp thường dùng: SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 11
  12. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ I.2.4. Theo số trục chứa các cặp bánh răng truyền số: Có thể chia làm hai loại là hộp số hai trục và hộp số ba trục (trục sơ cấp và thứ cấp bố trí đồng tâm). a. Hộp số hai trục gồm: Trục sơ cấp gắn các bánh răng chủ động và trục thứ cấp gắn các bánh răng bị động của các cấp số truyền tương ứng. Hộp số hai trục không thể tạo ra truyền thẳng như hộp số ba trục vì phải thông qua một cặp bánh răng ăn khớp(số răng bằng nhau) tất là hiệu suất của hộp số hai trục luôn bé hơn 1. SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 12
  13. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ * Nguyên lí làm việc: hộp số hại trục không có trục trung gian như hộp số ba trục do đó momen từ trục sơ cấp của hộp số thông qua sự ăn khớp của các bánh răng gắn trên trục sơ cấp và thứ cấp để truyền momen ra ngoài. Hộp số hai trục không thể tạo ra số truyền thẳng như hộp số ba trục( dù có tỷ số truyền ở một tay số nào đó i = 1) vì phải thông qua một cặp bánh răng ăn khớp nào đó. Do đó hiệu suất của hộp số hai trục nhỏ hơn hộp số ba trục. Chiều truyền động của trục thứ cấp của hộp số hai trục ngược với chiều truyền động dẫn vào của trục sơ cấp. Hộp số hai trục phù hợp với hệ thống truyền lực có cầu chủ động bố trí cùng phía với động cơ. Điều này thuận lơi cho việc thiết kế truyền lực chính của cầu chủ động với kiểu bánh răng trụ. Như vậy hệ thống truyền lực với hộp số hai trục cho kết cấu gọn hơn và hiệu suất nói chung cao hơn. * Ưu điểm: - kết cấu đơn giản, làm việc êm dịu và có hiệu suất cao ở các tay số trung gian. - Dể bố trí và dơn giản dược kết cấu hệ thống truyền lực khi xe đặt động cơ ở gần cầu chủ động. * Nhược điểm: - Không có số truyền thẳng vì thế các bánh răng, ổ trục không được giảm tải ở số truyền cao làm tăng mài mòn và tiếng ồn. - Kích thước theo chiều ngang lớn hơn hộp số ba trục ở cùng tỉ số truyền. b. Hộp số ba trục: (hộp số đồng tâm) gồm: trục sơ cấp I, trục thứ cấp III lắp đồng trục với nhau, ngoài ra còn có thêm trục trung gian (có thể là 1, 2, hoặc 3 trục ) bố trí chung quanh trục sơ cấp và thứ cấp nhằm tăng độ cứng cho trục thứ cấp và duy trì sự ăn khớp tốt nhất giữa các cặp bánh răng. SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 13
  14. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ - Nguyên lí làm việc: momen quay từ trục sơ cấp của hộp số thông qua cặp bánh răng chủ động gắn trên trục ăn khớp với các bánh răng lắp trên trục trung gian làm cho trục trung gian quay theo. Các bánh răng trên trục trung gian quay và ăn khớp với các bánh răng gắn trên trục thứ cấp của hộp số để truyền momen ra ngoài. Mỗi cặp bánh răng ăn khớp sẽ cho tỉ số truyền cố định ứng với mỗi tay số nhất định. Tuỳ theo số cấp của hộp số mà có số lượng cặp bánh răng trên các trục cho phù hợp. Hộp số 3 trục có thể có một, hai hoặc ba trục trung gian bố trí xung quanh trục sơ cấp và trục thứ cấp nhằm làm tăng độ cứng vững cho trục thứ cấp, duy trì sự ăn khớp tốt nhất cho các bánh răng lắp trên trục. Hộp số 3 trục có chiều truyền động được dẫn ra từ trục thứ cấp cùng chiều với truyền động dẫn vào trục sơ cấp. - Ưu điểm: có khả năng tạo số truyền thẳng nên hiệu suất cao nhất; khi làm việc ở số truyền thẳng, các bánh răng, ổ trục và trục trung gian hầu như được giảm tải hoàn toàn cho phép nâng cao hiệu suất truyền của hộp số và do đó giảm tiêu hao nhiên liệu và tăng tuổi thọ chung cho hộp số; có thể tạo được tỷ số truyền lớn với kích thước khá nhỏ gọn, nhờ đó giảm được trọng lượng toàn bộ của ô tô. - Nhược điểm: trục thứ cấp phải bố trí gối lên trục sơ cấp thông qua ổ bi đặt bên trong phần rỗng của đầu ra trục sơ cấp, do bị khống chế bởi điều kiện kết cấu nên ổ bi này có thể không được chọn theo tiêu chuẩn tính toán ổ bi mà phải tính toán thiết kế riêng; ở các số truyền trung gian, sự truyền mômen được thực hiện qua hai cặp bánh răng ăn khớp nhau nên làm việc không êm, hiệu suất giảm. SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 14
  15. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ PHẦN II. TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG Ố BAN ĐẦU II.1 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG Ố BAN ĐẦU. II.1.1 Xác Định Tỷ Số Truyền Thấp Nhất Và Cao Nhất Của Hộp Số: Bảng thông số chọn: Khoảng giá Tài liệu Kí Giá trị Đơn vị Thông số trị thường tham hiệu chọn gặp khảo Hiệu suất hệ thống truyền t 0,75÷0,85 0,85 [3] lực chính Theo quan điểm tăng tốc 1 [1] v tốt (Diezel) Tỷ số truyền của cấp số ihn 1 [1] cao nhất Hệ số bám 0,7÷0,8 0,75 [5] Công bội q 1,6÷1,8 1,5 [1] Vận tốc bé nhất Vmin 4÷5 5 Km/h [1] * Tỷ số truyền thấp nhất được xác định theo điều kiện kéo cho trước:  .G .r ih1  max a bx Memax .i0 .t Trong đó:  max = 0,33 : Hệ số cản chuyển động lớn nhất của đường. Ga = 2800 (kG) = 27468 (N) : Trọng lượng toàn bộ xe. rbx = 0,35 (m) : Bán kính làm việc của bánh xe chủ động. Memax = 240 (Nm) :Mô men cực đại động cơ.  t = 0,85  0,89 : Hiệu suất hệ thống truyền lực nMemax=1700 (v/p). Ne = 64. n Ne=2800 (v/p). 3,14 2800.3,14  Ne  nNe .   293,067 (rad/s) 30 30 Tỷ số truyền lực chính:  Ne .V .Rbx 293,067.1.0,35 i0    3,482 Vmax 27,778 SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 15
  16. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ Vmax = 100 (km/h) = 27.778 (m/s) 0,33.27468.0,35 Vậy ta có: ih1  = 4,467 240.3,482.0,85 * Kiểm tra theo điều kiện bám: G . ..rbx ih1   Memax .i0 . t Trong đó : G = 0,7.27468=19227,6 (N) :Trọng lượng bám của xe. 19227,6.0,75.0,35 Tính được: ih1  = 7,106 ( thỏa mãn). 240.3,482.0,85 * Điều kiện đảm bảo cho ô tô có khả năng di chuyển chậm: Trong điều kiện địa hình xấu ô tô phải duy trì khả năng hoạt động với vận tốc nhỏ nhất Vmin và không quá (4 ÷ 5) km/h - Đảm bảo điều kiện chuyển động với vận tốc tối thiểu: Vmin theo yêu cầu. e min .rbx  .ne min .rbx  .500.0,35 ih1     3,788 ve min .i0 30.ve min .i0 5.1000 30. .3,482 3600 Trong đó:  e min : Tốc độ góc ổn định nhỏ nhất của động cơ khi đầy tải [rad/s] vmin: Vận tốc chuyển động tịnh tiến nhỏ nhất của ôtô [m/s] Đối với ôtô vận tải có tính năng cơ động cao thì chọn theo khoảng kinh nghiệm:  e min =500600 v/ph . Chọn  e min =500v/ph vamin =45 km/h . Chọn vamin=5 km/h II.1.2 Số Cấp Của Hộp Số: Số cấp của hộp số phụ thuộc: - Chủng loại và cung dụng của ô tô. - Vào khoản tỷ số truyền Ki=ih1/ihn Công thức xác định số cấp của hộp số như sau: log ih1  log ihn n  1. log q Để nâng cao tính chất động lực học của ô tô, nâng cao hiệu suất của hệ thống truyền lực, chúng ta chọn tỷ số truyền ở số cao nhất là số truyền thẳng, nghĩa là ihn=1. Đối với hộp số thường có công bội q = (1,51,8). Chọn q = 1,5. SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 16
  17. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ log ih1  log ihn log 4,467  log 1  n 1   1  4,691 . Chọn n* = 5. log q log 1,5 II.1.3 Xác Định Tỷ Số Truyền Các Tay Số Trung Gian: Vì ô tô theo đề tài là ô tô tải nên ta thiết kế hộp số có tỷ số truyền các tay số trung gian theo cấp số nhân. Theo quy luật cấp số nhân các cấp số trung gian được xác định như sau: ihi = ih1 i ) /( n1) (n - Tỷ số truyền tay số hai: ih2 ih2 = ih1 2) /(51) = 4,4673 / 4 =3,073 (5 - Tỷ số truyền tay sô ba: ih3 ih3 = i h53) /( 51) = 4,4672 / 4 = 2,114 ( 1 - Tỷ số truyền tay số bốn: ih4 ih4 = ih1 4) /(51) = 4,4671/ 4 =1,454 (5 II.2 Phân tích chọn kiểu – loại và cách bố trí : Ô tô thiết kế là loại ô tô tải nhỏ chuyên dùng để chuyên chở hang hóa, làm việc ở điều kiện thường xuyên thay đổi tải, có tỷ số truyền lớn nên ta chọn hộp số loại 3 trục cố định, có trục sơ cấp và thứ cấp đồng tâm vì: hộp số này có ưu điểm nổi bật là trục sơ cấp và thứ cấp đồng tâm nên có thể làm tỷ số truyền thẳng, trường hợp này hiệu suất bằng một. Đây là điều quan trọng của đối với ô tô tải vì thời gian làm việc ở tỷ số truyền thẳng chiếm tỷ lệ cao. Măt khác khi ô tô chạy trên đường thẳng, thời gian sử dụng tay số trung gian giảm. Nên tuổi thọ ô tô được kéo dài. Như vậy ta có thể vẽ sơ đồ động hộp số 5 cấp như sau: 1 L Z 1' Z 2' Z 3' 5 4 Z 4' 3 2 Za Z L1 Z1 Z2 Z3 Z a' Z4 Z L 1' Hình 2.2- Sơ đồ động hộp số SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 17
  18. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ * Xác định phương án bố trí trục số lùi: Để thuận tiện trong việc điều khiển ô tô ta bố trí them một số lùi. Tỷ số truyền tay số lùi: ihL = (1,2  1,3). ih1 = 1,2.4,467 = 5,360 Số lùi được bố trí theo các phương án sau: + Bánh răng số 1 và số lùi luôn ăn khớp. + Bánh răng số lùi không luôn ăn khớp. + Cả bánh răng số 1 và số lùi đều không luôn ăn khớp. Ở đây ta chọn phương án gài số lùi và số 1 dùng bánh răng di trượt, bánh răng trung gian (đặt trên trục số lùi) làm hai vành răng. Ngoài ra vì đây là loại xe tải và động cơ đặt dọc phía trước nên bố trí trục số lùi và trục trung gian sao cho chiều cao của hộp số là thấp nhất để tăng khoảng sáng gầm xe đồng thời hạ được chiều cao capin. Từ đó ta có sơ đồ bố trí như sau: Hình 2.1- Sơ đồ bố trí số lùi SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 18
  19. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ PHẦN III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN III.1 Tính Toán Các Thông Số Cơ Bản III.1.1 Khoảng Cách Trục. Khoảng cách trục A có thể xác định theo công thức kinh nghiệm: A  k a  3 M ra [mm] (4.1) Ở đây: ka - Hệ số kinh nghiệm. ka = 8,6 ÷ 9,6 đối với xe tải. Chọn ka = 9. Mra - Mômen trên trục ra (thứ cấp) của hộp số. M ra  Memax  ih1 [Nm] Trong đó: Memax -Mômen cực đại của động cơ. Memax = 240 [Nm]. ih1 - Tỷ số truyền tay số 1: ih1 = 4,467. Suy ra: Mra = 240×4,467 = 1072,031 [Nm]. Khi đó khoảng cách trục là: A  9  3 1072,031 = 92,111 [mm]. Chọn A = 96 [mm] III.1.2 Kích Thước Theo Chiều Trục Các-Te Hộp Số. a. Chiều rộng các vành răng. Chiều rộng các vành răng có thể xác định sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau: Hộp số thường: b  0,19  0,23 A [mm]. (4.2) Ở đây: A - Khoảng cách trục: A = 96 [mm]. Như vậy: b  0,19  0,23  96  18,24  22,08 [mm]. Giá trị lớn chọn cho cặp bánh răng chịu tải lớn như cặp bánh răng gài số 1và số lùi, giá trị nhỏ thì chọn cho các bánh răng chịu tải nhỏ. b. Chiều rộng các ổ bi đỡ. Đối với ôtô tải, chiều rộng các ổ bi đỡ có thể xác định theo công thức kinh nghiệm sau: B  0,2  0,25  A [mm]. (4.3) Ở đây: A - Khoảng cách trục: A = 96 [mm]. Như vậy: B  0,20  0,25  96  19,2  24 [mm]. Kích thước chiều rộng của bi phụ thuộc vào loại ổ cụ thể. c. Chiều rộng của các ống gài và đồng tốc. SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 19
  20. Đề Tài: Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ Đối với đồng tốc ô tô tải gài 2 phía (số 3và số 4) chiều rộng của nó có thể xác định sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau: H  0,40  0,55 A [mm] (4.4) Ở đây: A - Khoảng cách trục: A = 96 [mm]. Như vậy: H  0,40  0,55  96  38,4  52,8 [mm]. III.1.2 ĐƯỜNG KÍNH TRỤC. Đường kính các trục của hộp số được chọn chủ yếu theo điều kiện cứng vững, dựa vào các công thức kinh nghiệm sau: III.1.2.1 Đường kính trục sơ cấp và trục trung gian: a. Trục sơ cấp: d1  K d  3 Memax [mm]. Ở đây: Kd - Hệ số kinh nghiệm: Kd = 4,0 ÷ 4,6. Memax - Mômen cực đại của động cơ [Nm]: Memax = 240[Nm]. Như vậy: d1  (4  4,6)  3 240 = (24,857 ÷ 28,587) [mm]. Chọn Kd=4 Chọn theo tiêu chuẩn lấy: d1 = 25 [mm] b. Trục trung gian: d 2  (4  4,6)  3 me max .ia  4.3 240.1,793  30,201 [mm] Chọn Kd=4 Lấy d2 =30 [mm] c. Trục thứ cấp (d3). Ở phần giữa (đối với trục bậc): d 3  0,45 A [mm]. (4.7) Ở đây: A - Khoảng cách trục: A = 96 [mm]. Suy ra: d3 = 0,45 × 96 = 43,2 [mm]. Chọn theo tiêu chuẩn lấy : d3 = 45 [mm]. III.1.2.2 Tính chiều dài sơ bộ các trục: Quan hệ giữa đường kính trục và chiều dài trục được tính sơ bộ bằng : d1  (0,16  0,18) l1 d2  (0,18  0,21) l2 Thế số vào ta có: SVTH: Tôn Thất Lâm_ Lớp: 06C4A GVHD: TS. Lê Văn Tụy Trang 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2