Thông tin tài liệu
Đồ án
Kết cấu và tính toán ôtô
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Contents
LỜI NÓI ĐẦU 3
HỘP SỐ XE BUÝT 4
I.Công dụng, phân loại và yêu cầu: 4
1.Công dụng: 4
2.Phân tích yêu cầu: 4
3.Phân loại: 4
II.Phân loại sơ bộ: 5
III.Xác định số tỷ số truyền và giá trị các số truyền trung gian 8
1.Số tỷ số truyền (số cấp) hộp số 8
2.Xác định tỷ số truyền các tay số trung gian 9
3.Xác định các thông số cơ bản của hộp số 13
IV.Tính toán đồng tốc: 24
1.Nhiệm vụ tính toán: 24
2. Trình tự tính toán: 25
Sinh viên: Võ Như Tuấn 2 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô máy kéo là phương tiên sản xuất, kinh doanh và sinh hoạt, không thể
thiếu được trong đời sống hiện nay. Cùng với sự tiến bộ chung của khoa học, ngành
ôtô cũng có những bước phát triển mạnh mẽ với những thành quả kinh ngạc. Những
biến đổi mà đòi hỏi phải có những nhận thức sâu rộng về các vấn đề đó có liên quan
đế công nghệ ôtô mới có thể nhận thấy tầm quan trọng của nó.
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 tản cho bước phát triển tiếp
theo.
Vì vậy đồ án kết cấu và tính toán ôtô là một bước cũng cố và phát triển
những hiểu biết cơ bản có từ những môn học có liên quan.
Lần đầu tiên làm quen với việc tính toán thiết kế nên có rất nhiều khó khăn
phức tạp. Với những nhận thức còn hạn chế về nhiều mặt nên quá trình làm đồ án
em còn vướng phải những thiếu 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 trong lớp.
Sinh viên thực hiện
VÕ NHƯ TUẤN
Sinh viên: Võ Như Tuấn 3 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
HỘP SỐ XE BUÝT
I. Công dụng, phân loại và yêu cầu:
1. Công dụng:
Động cơ đốt trong dùng trên ôtô máy kéo có hệ số thích ứng thấp, đối với động
cơ xăng hệ số này bằng 1,1 ÷ 1,2 và đối với động cơ điezen k = 1,05 ÷ 1,15.
Do đó mômen quay của động cơ ôtô máy kéo không thể đáp ứng nổi yêu cầu
cần thiết để thắng sức cản chuyển động thay đổi khá nhiều khi ôtô máy kéo làm
việc. Muốn giải quyết được vấn đề này, trên ôtô máy kéo cần phải đặt hộp số.
Hộp số dùng để thay đổi số vòng quay và mômen của động cơ truyền đến các
bánh xe chủ động (cả về hướng và trị số), cho phù hợp với điều kiện làm việc luôn
luôn thay đổi của ôtô máy kéo.
Ngoài ra hộp số còn dùng để:
- Tách lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi cần thiết: như khi khởi động
động cơ, khi dừng xe, cho động cơ chạy không tải, khi cho xe chạy theo quán tính.
- Dẫn động các bộ phận công tác trên cac xe chuyên dung: như xe có tời kéo, xe
tự đổ, cần cẩu và các thiết bị khác.
2. Phân tích yêu cầu:
- Hộp số ôtô phải có tỷ số truyền và lượng tay số thích hợp, đảm bảo được chất
lượng động lực và tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ôtô máy kéo.
- Làm việc êm dịu, chuyển số nhẹ nhàn thuận tiện không va đập.
- Có vị trí trung gian (số 0) để có thể tách lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyền
lực.
- Kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy bền vững.
- Hiệu suất cao, kích thước khối lượng nhỏ, giá thành rẽ.
3. Phân loại:
- Theo phương pháp điều khiển chia ra các loại: điều khiển bằng tay, điều khiển
tự động và bán tự động.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 4 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
- Theo số cấp (chỉ tính số tiến) phân ra các loại: 3, 4, 5 và nhiều cấp.
- Theo sơ đồ động phân ra: hộp số với các trục cố định (2, 3 hay nhiều trục) và
hộp số hành tinh (1 dãy, 2 dãy).
- Theo số lượng phân tử điều khiển cần thiết để gài một số truyền phân ra: một,
hai hay ba phần tử điều khiển. Số lượng phân tử điều khiển lớn hơn một thường
dùng trong hộp số nhiều cấp.
- Theo lượng dòng lực phân ra một, hai hay ba dòng. Tăng số lượng dòng lực
làm phức tạp kết cấu. Tuy vậy cho phép giảm tải trọng tác dụng lên các bánh răng,
trục và ổ trục cũng như kích thước của chúng.
II. Phân loại sơ bộ:
Trên ôtô máy kéo hiện nay sử dụng chủ yếu các loại hộp số có trục cố định điều
khiển bằng tay. Vì chúng có kết cấu đơn giản, hiệu suất làm việc cao (0,96 ÷ 0,98),
giá thành rẽ, kích thước và trọng lượng nhỏ.
Hộp số ba trục cố định có trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm được sử dụng
phổ biến nhất. Hộp số hai trục cố định thường chỉ sử dụng trên các ôtô du lịch, thể
thao hoặc máy kéo. Số cấp các hộp số đơn thường không vượt quá sáu.
Hộp số có số cấp lớn hơn sáu gọi là hộp số nhiều cấp. Hộp số nhiều cấp thực
chất là hộp số ghép; được kết hợp từ hai hoặc nhiều hộp số đơn ít cấp. Hộp số hành
tinh với trục không cố định chủ yếu sử dụng trong truyền động thuỷ cơ.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 5 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Trên hình (a) trình bày sơ đồ động học hộp số ba cấp với các khối bánh răng
chuyển động. Mômen quay động cơ truyền qua ly hợp đến trục sơ cấp B của hộp số,
đầu cuối trục sơ cấp có bánh răng số 1 luôn ăn khớp với bánh răng 2 ở trục trung
gian C của hộp số. Các bánh răng ở trục trung gian thường được chế tạo thành một
khối liền hay chế tạo chúng riêng biệt và nối ghép với trục bằng then.
Đầu trước của trục thứ cấp A được đặt trong ổ thanh lăn hình trụ lồng vào lỗ
đằng sau trục sơ cấp.
Trên khối bánh răng chuyển động I có bánh răng ngoài 6 để gài số truyền II và
đai răng 9 để gài số truyền thẳng, nghĩa là số truyền III. Khối bánh răng chuyển
động II có bánh răng 4 của số truyền I và số lùi. Khi gài cặp bánh răng tương ứng sẽ
có các số truyền khác nhau.
Để điều khiển dễ dàng ở hộp số 3 cấp thường lắp bộ đồng tốc. Lúc đó các bánh
răng sẽ luôn ăn khớp và các bánh răng quay trơn trên trục thứ cấp A khi bộ đồng tốc
nằm ở vị trí trung gian.
Ưu và nhược điểm:
• Ưu điểm:
Hộp số ba trục có khả năng tạo số truyền thẳng bằng cách nối trực tiếp các trục
sơ cấp và thứ cấp. Khi làm việc ở số truyền thẳng các bánh răng, ổ trục và trục
trung gian hầu như được giảm tải hoàn toàn nên giảm được mài mòn, tiếng ồn
và mất mát công suất.
Ở các số truyền khác, mômen truyền qua hai cặp bánh răng, do đó có thể tạo
được tỷ số truyền lớn tới (7 ÷ 9) với kích thước khá nhỏ gọn. Nhờ đó giảm được
trọng lượng toàn bộ của ôtô máy kéo.
• Nhược điểm:
Hiệu suất giảm ở các tay số trung gian.
Ổ bi gối đỡ trước trục sơ cấp do bố trí trong lổ ở phần bánh răng công xôn của
trục sơ cấp nên làm việc căn thẳng, vì kích thước bị hạn chế bởi điều kiện kết
cấu.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 6 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Hộp số nhiều cấp:
Hộp số nhiều cấp được tạo thành bằng cách ghép thêm vào phía trước hay phía
sau hộp số cơ sở (hộp số chính loại 3 trục) một hộp giảm tốc gội là hộp số phụ. Hộp
số phụ thường có một số truyền thẳng và một số truyền giảm hay tăng.
• Hộp số phụ đặt phía trước:
Nó chỉ có một cặp bánh răng để tạo số thấp, còn số cao là số truyền thẳng,
nối trực tiếp trục vào của hộp số phụ với trục sơ cấp của hộp số chính. Tỷ số
truyền thấp của họp số phụ này không lớn, có tác dụng chủ yếu là chia nhỏ dãy tỷ
số truyền của hộp số chính nên còn gọi là hộp số chia.
Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, đảm bảo tính thống nhất hoá cao cho hộp số chính.
- Hiệu suất tương tự như hộp số chính khi gài số thấp ở hộp số phụ.
Nhược điểm:
- Yêu cầu khoản cách trục hộp số lớn hơn, do mômen trên trục ra của hộp số
chính lớn.
Hộp số phụ đặc phía sau hộp số chính: thường là loại có trục cố định với hai cặp
bánh răng hay hành tinh. Có một số truyền thẳng và một số truyền giảm với tỷ số
truyền khá lớn (khoảng số truyền lớn hơn của hộp số chính) nên gọi là hộp giảm
tốc.
Ưu điểm:
- Giảm khoảng cách trục và tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hộp số
chính.
Nhược điểm:
- Giảm tính thống nhất hoá của hộp số chính.
- Hiệu suất giảm khi gài số truyền thấp.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 7 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
III. Xác định số tỷ số truyền và giá trị các số truyền trung
gian.
1. Số tỷ số truyền (số cấp) hộp số.
Số cấp của hộp số (n) được xác định phụ thuộc vào:
- Chủng loại và công dụng của ôtô.
- Vào giá trị khoảng tỷ số truyền K
i
= i
h1
/i
hn
.
Trong đó:
i
h1
: tỷ số truyền tay số một của hộp số.
i
hn
: tỷ số truyền tay số cao nhất của hộp số.
Nói chung tăng số cấp hộp số sẽ tăng được mức độ sử dụng công suất động cơ,
tăng tính kinh tế nhiên liệu, tốc độ trung bình và bởi vậy tăng năng suất và giảm giá
thành vận chuyển. Tuy vậy tăng số cấp sẽ làm phức tạp kết câu và quá trình điều
khiển, tăng kích thước, và giá thành hộp số. Đối với ôtô tải và buýt số cấp hộp số có
thể từ n = 5 ÷ 22 ứng với K
i
= 5 ÷ 25, K
i
càng lớn số cấp càng tăng. Sau đây là bảng
số liệu thống kê số cấp n của ôtô tải và buýt theo giá trị khoảng truyền K
i
.
Bảng 1.1. Bảng giá trị tay số của ôtô tải và buýt theo khoảng tỷ số truyền K
i
:
Khoảng số
truyền K
i
5,7 ÷ 8,5 7,9 ÷ 9,35 8 ÷ 10 9,2 ÷ 18,5 13 ÷ 19,4 17 ÷ 24,7
Số cấp n 5 6 8 10 16 20
Tuy nhiên hiên nay có xu hướng tăng số cấp và khoảng tỷ số truyền khi tăng
khối lượng ôtô, đặc biệt là đối với các đoàn xe kéo moóc, để bù lại cho sự giảm
công suất riêng của chúng. Tăng số cấp và khoảng tỷ số truyền của hộp số các ôtô
tải trọng lớn, cho phép sử dụng hiệu quả hơn công suất động cơ khi ôtô làm việc với
các mức tải và điều kiện đường xá khác nhau. Đối với các ôtô này, trong vùng các
số hay sử dụng nhất, khoảng cách giữa tỷ số truyền giữa các tay số kề.
q
i,i+1
= i
hi
/i
h(i+1)
cần phải nằm trong khoảng giới hạn 1,35 ÷ 1,45. Khoảng này lớn sẽ
làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu và giảm chất lượng động lực học của ôtô và khó
chuyển tay số. Khoảng cách nhỏ quá lại làm cho người lái khó khăn trong vân đề
lựa chọn tay số thích hợp. Ở các tay số ít sử dụng hơn, khoảng cách giữa các số có
thể tăng lên. Tuy vậy không nên quá 1,6 ÷ 1,7 để đảm bảo khả năng chuyển sô.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 8 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Kết hợp hai điều kiện trên và giả thuyết dãy tỷ số truyền bố trí theo cấp số
nhân, có thể xác định sơ bộ theo:
1
lg
lg
1
lg
lg
1
+≤≤+
c
hn
h
t
hn
hi
q
i
i
n
q
i
i
(1.1)
Trong đó:
q
t
: khoảng cách tỷ số truyền hai số liên tiếp ở vùng số thấp.
q
t
= 1,6 ÷ 1,7 chọn q
t
= 1,7
q
c
: khoảng cách tỷ số truyền hai số liên tiếp ở vùng số cao.
q
c
= 1,35 ÷ 1,45 chọn q
c
= 1,35
n: số cấp của hộp số
i
h1
= 5,8: giá trị tỷ số truyền thấp nhất của hộp số
i
hn
= 1: giá trị tỷ số truyền cao nhất của hộp số
Từ (1.1) ta có:
1
35,1lg
1
8,5
lg
1
7,1lg
1
8,5
lg
+≤≤+ n
4,3 ≤ n ≤ 6,8
Theo tính toán trên ta chọn hộp số 5 cấp (n = 5)
2. Xác định tỷ số truyền các tay số trung gian.
a. Tỷ số truyền các tay số trung gian.
Tỷ số truyền các tay số trung gian được xác định theo hai quy luật cấp số nhân
hoặc cấp số điều hoà.
Khi xác định theo quy luật cấp số nhân sẽ đảm bảo cho động cơ làm việc ở chế
độ như nhau khi tăng tốc độ ôtô ở các số khác nhau.
Khi tính theo cấp số điều hoà khoảng biến thiên tốc độ ở các tay số khi xe tăng
tốc đều bằng nhau và bước ở các số truyền cao sẽ nhỏ hơn khá nhiều so với các số
truyền thấp.
Đối với xe buýt, với hai phương án trên ta chọn hệ thống tỷ số truyền của các
số trung gian trong hộp số theo cấp số nhân.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 9 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Ôtô thông thường hay sử dụng ở số cao của hộp số, nhưng ở khu vực này thì
số lượng tỷ số truyền ít so với số lượng tỷ số truyền có được ở số thấp, đây là một
nhược điểm khi chọn hệ thống tỷ số truyền cho các số trung gian theo cấp số nhân.
Đối với hộp số có cấp thì lượng số truyền bị hạn chế, do đó sẽ hạn chế khả
năng vận tốc trung bình của ôtô và hệ số sử dụng tải trọng của động cơ. Nhưng khi
chọn theo cấp số nhân thì đảm bảo động cơ làm việc ở chế độ như nhau khi tăng tốc
độ ôtô ở các tay số khác nhau.
Theo lý thuyết ôtô máy kéo, chọn tỷ số truyền của các số trung gian theo cấp
số nhân và tỷ số truyền thứ m nào đó được xác định theo công thức.
1
1
−
=
n
h
hn
q
i
i
(2.1)
với
55,1
1
8,5
15
1
1
≈==
−
−n
hn
h
i
i
q
Tỷ số truyền tay số 2: i
h2
74,3
55,1
8,5
12
1
2
===
−
q
i
i
h
h
Tỷ số truyền tay số 3: i
h3
41,2
55,1
8,5
213
1
3
===
−
q
i
i
h
h
Tỷ số truyền tay số 4: i
h4
55,1
55,1
8,5
314
1
4
===
−
q
i
i
h
h
Tỷ số truyền số lùi: i
hl
được xác định khi bố trí chung hộp số, thường chọn
i
hl
= (1,2 ÷ 1,3)i
h1
i
hl
= 1,2.i
h1
= 1,2.5,8 = 6,96
Vậy tỷ số truyền các tay số của xe cần thiết kế sơ bộ:
i
h1
= 5,8; i
h2
= 3,74; i
h3
= 2,41; i
h4
= 1,55; i
h5
= 1; i
hl
= 6,96
b. Sơ đồ động học của hộp số xe cần thiết kế.
Sơ đồ động của các hộp ba trục có trục thứ cấp như nhau, khác nhau chủ yếu
ở số lượng các cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp và cách bố trí số lùi. Ở hầu hết các
Sinh viên: Võ Như Tuấn 10 06C4LT
[...]... chia và mômen quán tính của bánh răng hộp số thiết kế: Bán kính vòng chia của bánh răng được xác định theo công thức: Rk = mk Z k 2 cos β k Trong đó: Sinh viên: Võ Như Tuấn 22 06C4LT Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô mk - mô đuyn pháp tuyến bánh răng thứ k Zk - số răng của bánh răng thứ k βk - góc nghiêng của bánh răng thứ k Thay số vào ta tính được bán kính vòng chia bánh răng chủ động R, bánh... tính khối lượng của các bánh răng cho ở bảng Bảng 3.6 Kết quả tính toán mômen quán tính khối lượng các bánh răng: Cặp bánh răng chung Cặp bánh răng số 4 J(kg.mm2) J'(kg.mm2) Jqd(kg.mm2) J'qd(kg.mm2) 598.297 13265.3 128.4617 2848.225 7242.37 1716.41 1555.026 762.9732 Sinh viên: Võ Như Tuấn 23 06C4LT Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Cặp bánh răng số 3 Cặp bánh răng số 2 Cặp bánh răng số 1 3092.94... 06C4LT Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô 2 Trình tự tính toán: 2.1 Xác định các thông số cơ bản của đồng tốc hộp số a Mômen quán tính khối lượng tổng cộng qui dẫn về trục li hợp Mômen quán tính khối lượng tổng cộng qui dẫn về trục li hợp được xác định theo công thức sau: m JΣ = J1 + J2.ia-2 + ∑J k =1 Zk ik− 2 + Jl.il-2 Trong đó: k - Chỉ số để chỉ bánh quay trơn trên trục thứ cấp J1 - Mômen quán tính. . .Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô tay số đều sử dụng cặp bánh răng nghiêng thường xuyên ăn khớp Để gài số, có thể dùng ống gài hoặc bộ đồng tốc Riêng đối với các bánh răng số một và số lùi có thể dùng các phương án sau: Phương án 1: Bánh răng số một và số lùi luôn ăn khớp thường sử dụng trong trường hợp thời gian làm việc ở số một và số lùi khá lớn Ưu điểm: mặt đầu các vành răng không... thức - Mômen quán tính J1: J1 = Jtr1 + Jlh Với: Sinh viên: Võ Như Tuấn 25 06C4LT Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Jtr1 - mômen quán tính khối lượng của trục sơ cấp hộp số (chính là trục ly hợp) Jlh - mômen quán tính khối lượng của đĩa bị động ly hợp, được xác định theo công thức J1 = 4 4 4 π ρ l1.Rtr1 π ρ blh ( Rlh − Rtr1 ) + 2 2 Ở đây: l1 : chiều dài trục ly hợp theo kết quả tính toán ta có l1... cân bằng hoàn toàn và trên nhiều ôtô máy kéo người ta sử dụng các bánh răng có góc nghiêng β như nhau, để tạo điều kiện thuận lợi cho công nghệ và sửa chữa Theo số liệu thống kê, góc nghiêng các bánh răng hộp số ôtô hiện nay nằm trong khoảng: Sinh viên: Võ Như Tuấn 15 06C4LT Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô - Đối với ôtô du lịch hộp số 3 trục: β = 220 ÷ 340 - Đối với ôtô vận tải và khách: β = 180... Mômen quán tính khối lượng của bánh răng được qui dẫn về trục ly hợp Kí hiệu Jqd Jqd = Jk.ik-2 Trong đó: Jk - Mômen quán tính khối lương của các bánh răng ik - Tỷ số truyền tính từ trục ly hợp đến bánh răng thứ k + Với các bánh răng trên trục trung gian ik = ia + Với các bánh răng trên trục thứ cấp ik = ia.igk (k =1,2,3,4) IV Tính toán đồng tốc: 1 Nhiệm vụ tính toán: Hiệu quả của đồng tốc được đánh giá... Sơ đồ động học của hộp số xe cần thiết kế 1 Trục sơ cấp; 2 Bộ đồng tốc; 3 Bánh răng di trược; 4 Trục thứ cấp; 5 Trục trung gian; 6 Trục số lùi Sinh viên: Võ Như Tuấn 12 06C4LT Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô 3 Xác định các thông số cơ bản của hộp số Khi tính toán thiết kế hộp số, trước tiên cần xác định sơ bộ các thông số cơ bản của nó, dựa theo các công thức kinh nghiệm, các bảng biểu hoặc đồ. .. Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Bánh răng các tay số thấp (như số một và số lùi) chịu lực lớn thời gian làm việc ít hơn, nên bố trí sát gối đỡ sau Bánh răng tay số cao thời gian làm việc nhiều bố trí ở khoảng giữa trục, là vùng có góc xoay nhỏ nhất, nhờ đó điều kiện ăn khớp của các bánh răng tốt hơn nên giảm được tiếng ồn và mài mòn Hầu hết các tay số đều dùng bánh răng trụ răng nghiêng và đồng... động học với trục sơ cấp hộp số (thường là trục ly hợp) được quy dẫn về trục sơ cấp [kg.m2 ] ik : Tỷ số truyền thứ k của hộp số tương ứng với chế độ tính toán của đồng tốc (tính từ trục sơ cấp đến bánh răng gài số cần tính toán) Δω : Chênh lệch tốc độ giữa hai bánh gài số [rad/s] Được xác định theo công thức: ∆ω = ωeo 1 1 − ik ik ±1 Trong đó: Sinh viên: Võ Như Tuấn 27 06C4LT Đồ án môn học Kết cấu và tính . Đồ án
Kết cấu và tính toán ôtô
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Contents
LỜI NÓI ĐẦU 3
HỘP SỐ XE BUÝT 4
I.Công dụng, phân loại và yêu cầu:. 13
IV .Tính toán đồng tốc: 24
1.Nhiệm vụ tính toán: 24
2. Trình tự tính toán: 25
Sinh viên: Võ Như Tuấn 2 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
LỜI
Ngày đăng: 18/02/2014, 15:23
Xem thêm: đồ án môn học kết cấu và tính toán ôtô, đồ án môn học kết cấu và tính toán ôtô, II. Phân loại sơ bộ:, Xác định tỷ số truyền các tay số trung gian., Xác định các thông số cơ bản của hộp số., Trình tự tính toán: