Slide 1 1 CHƯƠNG 4 HỘP SỐ 4 1 MỞ ĐẦU Thay đổi vận tốc và lực kéo của ô tô cho phù hợp với điều kiện chuyển động Tách lâu dài động cơ khỏi HTTL, Thực hiện chuyển động lùi ô tô, Trích công suất động cơ cho các truyền động phụ (tời, cẩu, bơm dầu thuỷ lực, ) CÔNG DỤNG HỘP SỐ LÀ HỘP GIẢM TỐC THAY ĐỔI ĐƯỢC TỈ SỐ TRUYỀN THAY ĐỔI TỈ SỐ TRUYỀN • Có cấp Thay đổi các bánh răng • Vô cấp Biến mô, truyền động ma sát • Hỗn hợp Hộp số thủy cơ ĐIỀU KHIỂN Bằng tay; Tự động Có số cấp và tỉ số truyền thích hợ.
CHƯƠNG HỘP SỐ 4.1 MỞ ĐẦU CÔNG DỤNG Thay đổi vận tốc lực kéo ô tô cho phù hợp với điều kiện chuyển động Tách lâu dài động khỏi HTTL, Thực chuyển động lùi ô tơ, Trích cơng suất động cho truyền động phụ (tời, cẩu, bơm dầu thuỷ lực,…) HỘP SỐ LÀ HỘP GIẢM TỐC THAY ĐỔI ĐƯỢC TỈ SỐ TRUYỀN • Có cấp: Thay đổi bánh • Vơ cấp: Biến mơ, truyền động ma sát • Hỗn hợp: Hộp số thủy ĐIỀU KHIỂN: Bằng tay; Tự động Có số cấp tỉ số truyền thích hợp, phù hợp với điều kiện làm việc ô tô, Có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo, YÊU CẦU Điều khiển dễ dàng, chăm sóc bảo quản, sửa chữa dễ dàng, thuận tiện THAY ĐỔI TỈ SỐ TRUYỀN CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.1 CHƯƠNG HỘP SỐ 4.2 KẾT CẤU HỘP SỐ 4.2.1 Hộp số có cấp 4.2.1.1 Bánh ăn khớp ngồi z2 i z1 2 1 i Hình 4.2 z2 z4 i z1 z3 M M1i z2 z4 z5 i z1 z3 z6 a) trục; b) trục, số tiến; c) trục, số lùi CHƯƠNG HỘP SỐ a Hộp số trục Trục I: sơ cấp; II: thứ cấp; III: t/gian - Số 0: Như hình vẽ: - Số 1: → 10, mơ men truyền: I → → → II→ 10 → → III; - Số 2: B → 8, mô men truyền: I → → → II→ → → B → III; I A B II III 10 Hình 4.3 11 12 - Các số 3, tương tự số 2, - Số 5: A → 1, mô men truyền từ trục I sang trục III qua phận gài số A, - Số lùi: → 12, CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.4 CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.5 CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.6 CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.7 CHƯƠNG HỘP SỐ b Hộp số trục Hình 4.8 CHƯƠNG HỘP SỐ 4.2.1.2 Bánh ăn khớp (bộ truyền hành tinh) Hình 4.9 Hộp số có truyền hành tinh thường kết hợp với biến mô tạo thành truyền thủy cơ, có khả sang số tự động 10 CHƯƠNG HỘP SỐ c Tính trục trung gian: Khi làm việc (ở số truyền đó) trục trung gian có BR chịu lực (trên sơ đồ bánh 3) Tính phản lực: XE Q2 r2 R3 d Q3 r3 R2 c d bcd YE XF P2 c d P3 d bcd Q3 r3 Q2 r2 R2 b R3 b c bcd YF P2 b P3 b c bcd (4.21) (4.22) (4.23) (4.24) Từ phản lực, lực tác dụng lên BR, ta lập sơ đồ chịu lực, vẽ biểu đồ mơ men tính ứng suất điểm nguy hiểm 34 CHƯƠNG HỘP SỐ 4.3.3.2 Tính độ võng, góc xoay trục Hình 4.24 γ1 γ4 Khi bánh làm việc → a4 xuất lực: lực vịng P, f1 f4 hướng kính R, chiều trục Q làm trục bị võng (f, γ) b4 b1 a1 f, γ gây nên: Ảnh hưởng đến ăn khớp f2 f3 BR Giảm hệ số trùng khớp γ3 γ2 Sự tiếp xúc trục với gối đỡ không f, γ phải nằm giới hạn cho phép Công thức chung: f kf P EJ l k P EJ l2 (4.25) Trong hộp số trục thứ cấp có độ cứng vững Tại BR phương thẳng đứng: b12 (a1 b1 ) r b (2a 3a1 ) (4.26) f1 R Q 1 3EJ EJ 35 CHƯƠNG HỘP SỐ b1 (2a1 3b1 ) r (a 3b1 ) Q 1 EJ 3EJ a42b42 a b (b a4 )r4 f4 R Q 4 3(a4 b4 ) EJ 3(a4 b4 ) EJ f1 R Tại BR phương thẳng đứng: (4.27) (4.28) a4b4 (b4 a4 ) a42 a4b4 b42 4 R Q r4 (4.29) 3(a4 b4 ) EJ 3(a4 b4 ) EJ Giảm b1, a1 (bố trí BR gần ổ bi Để giảm f, γ Bố trí góc nghiêng → để cơng thức Q có dấu ‘-’ Ở chiều nằm ngang (phương lực vịng) ta làm tương tự, sau tổng hợp lại: f f d2 f n2 0,1mm d2 n2 0,001rad (4.30) 36 CHƯƠNG HỘP SỐ 3.4 Tính ổ bi Ổ bi tính theo hệ số khả làm việc: C = RtđK1KđKt(ntth)0,3 K1: hệ số kể đến vòng quay: ổ bi cầu: vòng quay: K1 = 1; vịng ngồi quay: K1 = 1,1; ổ bi khác: K1 = 1,35; Kđ: Hệ số tải trọng động: hộp số ô tô: Kđ = 1; Kt: Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ: Ψmax (Ψmax - theo điều kiện thiết kế ban đầu) Trong trường hợp bắt buộc phải gài cầu trước Hình 4.26 39 CHƯƠNG HỘP SỐ Số truyền thấp ift chọn từ điều kiện bám: Memaxih1i0iftηtl ≤ Gφrbx (4.33) Sau kiểm tra lại theo vận tốc ổn định cực tiểu: vmin = ÷ km/h BIẾN MƠ THỦY LỰC Hình 4.27 Biến mô thủy lực Trục chủ động; bánh bơm; Bánh phản ứng; Bánh tuốc bin; Trục bị động; Vỏ 40 CHƯƠNG HỘP SỐ 5.1 Thơng số đặc tính biến mơ Tỉ số truyền: i Hiệu suất: nt t nb b Nt Nb Mô men: (4.34) Hệ số biến đổi mô men: K (4.36) Mt Mb (4.35) Nt M t t Ki (4.37) Nb M bb M b 1 nb2 D5 ; M t 2 nb2 D5 (4.38) λ1, λ2 hệ số mô men sơ cấp thứ cấp → xác định thực nghiệm 2 Mt 1 K 1 (4.39) Mb λ1 = const → biến mô loại “không nhạy”, λ1 ≠ const → biến mô loại “nhạy” 41 CHƯƠNG HỘP SỐ Đặc tính khơng thứ ngun biến mơ Hình 4.28 Biến mơ thủy lực đặc tính khơng thứ ngun 42 CHƯƠNG HỘP SỐ 5.2 Xây dựng đường đặc tính làm việc hỗn hợp động - biến mơ 5.2.1 Đặc tính làm việc hỗn hợp động – bánh bơm biến mơ Hình 4.29 Cách xác định giá trị Mb theo ib: Xây dựng đường đặc tính động → Me – ne, Xây dựng đường Mb – nb từ công thức 4.38, λ1 lấy từ đường đặc tính khơng thứ ngun (cứ giá trị ib ta có giá trị λ1), “Chồng” hai đồ thị vào (thực chất ta vẽ đồ thị trục hồnh ne ≡ nb, cịn trục tung Me Mb) Giá trị M điểm giao Me Mb → giá trị Mb – ib 43 CHƯƠNG HỘP SỐ Ví dụ Xác định Mb – ib cho hệ thống động – biến mô: Số liệu động (bảng 4.3), biến mơ có D = 0,274 m, đường đặc tính khơng thứ ngun cho hình 4.30 Bảng 4.3 ne (v/ph) Me (Nm) 1000 189,6 1500 197,8 2000 202,7 2500 204,3 3000 202,6 3500 197,8 4000 189,6 4500 178,2 Hình 4.30 Đặc tính khơng thứ ngun biến mơ dùng cho ví dụ 44 CHƯƠNG HỘP SỐ Từ đồ thị đặc tính biến mơ: Chọn trước giá trị ib, từ gióng lên để xác định giá trị K λ1 Kết cho bảng 4.4 Bảng 4.4 ib λ1.10-6 K 2,75 0,1 2,74 1,97 0,2 2,65 1,95 0,3 2,51 1,84 0,4 2,26 1,72 0,5 1,96 1,56 0,6 1,71 1,38 0,7 1,46 1,16 0,8 1,31 1,06 0,82 1,27 Thay λ1 (bảng 4.4) vào công thức 4.38 → Mb → Bảng 4.5 Bảng 4.5 ne, nb (v/ph) Mb (ib = 0,1) Mb (ib = 0,2) Mb (ib = 0,3) Mb (ib = 0,4) Mb (ib = 0,5) Mb (ib = 0,6) Mb (ib = 0,7) Mb (ib = 0,8) Mb (ib = 0,82) 1000 21,4 20,7 19,6 17,7 15,3 13,4 11,4 10,2 9,9 1500 48,2 46,6 44,1 39,7 34,5 30,1 25,7 23,0 22,3 2000 85,6 82,8 78,5 70,6 61,3 53,5 45,6 40,9 39,7 2500 133,8 129,4 122,6 110,4 95,7 83,5 71,3 64,0 62,0 3000 192,7 186,4 176,5 158,9 137,8 120,3 102,7 92,1 89,3 3500 262,3 253,7 240,3 216,3 187,6 163,7 139,8 125,4 121,6 4000 342,6 331,3 313,8 282,6 245,1 213,8 182,5 163,8 158,8 4500 433,6 419,3 397,2 357,6 310,2 270,6 231,0 207,3 201,0 45 CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.31 Dùng số liệu bảng bảng 4.5 4.3 vẽ đồ thị (hình 4.31) Từ đồ thị hình 4.31 → điểm cắt Me với Mb → Các điểm làm việc bánh bơm hệ thống động - biến mô Số liệu → bảng 3.16 46 CHƯƠNG HỘP SỐ Bảng 4.6 nb (v/ph) Mb (Nm) 3083 207 3133 204 3217 202 3383 201 3617 198 3833 195 4100 190 4283 186 4333 184 b Xây dựng đặc tính trục biến mơ Từ 4.34: nt = ibnb (4.40); Công suất bánh tuốc bin: Từ 4.35: Nt nt 30 Mt = KMb Mt (4.41) (4.42) Lấy giá trị ib, K bảng 4.4 ; nb, Mb bảng 4.6 Thay vào 4.40, 4.41, 4.42 → giá trị Mt theo nt Nt theo nt Kết thể bảng 4.7 Bảng 4.7 nt (v/ph) Mt (Nm) Nt (kw) 308,3 407,8 13,2 626,6 397,8 26,1 965,1 371,7 37,5 1353,2 345,7 49,0 1808,5 308,9 58,5 2299,8 269,1 64,8 2870 220,4 66,2 3426,4 197,2 70,7 3553,1 184 68,4 Dùng số liệu bảng 4.7 vẽ đồ thị (hình 4.32) 47 CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.32 Đặc tính trục biến mơ theo ví dụ 48 ... Các số 3, tương tự số 2, - Số 5: A → 1, mô men truyền từ trục I sang trục III qua phận gài số A, - Số lùi: → 12, CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.4 CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.5 CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.6 CHƯƠNG HỘP SỐ... CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.18 19 CHƯƠNG HỘP SỐ a Truyền động thủy tĩnh Hình 4.19 20 CHƯƠNG HỘP SỐ 4.3 TÍNH TỐN HỘP SỐ 4.3.1 Tính tỉ số truyền hộp số Là thông số quan trọng, định chất lượng động lực học ô. .. CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.10 Hộp số thủy 11 CHƯƠNG HỘP SỐ 4.2.2 Hộp số vô cấp: CVT: Continuosly Variable Transmision 4.2.2.1 Kiểu bánh đai Hình 4.11 12 CHƯƠNG HỘP SỐ Hình 4.12 13 CHƯƠNG HỘP SỐ Hình