Mẫu trình bày TLTNLVTN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỒ ÁN Ô TÔ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ BÁNH RĂNG VÀ CÁC BỘ ĐỒNG TỐC HỘP SỐ CƠ HỌC 3 TRỤC 4 CẤP.......
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỒ ÁN Ô TÔ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ BÁNH RĂNG VÀ CÁC BỘ ĐỒNG TỐC HỘP SỐ CƠ HỌC TRỤC CẤP TRÊN XE TẢI (TẢI TRỌNG 4,5 TẤN) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Th.s Phạm Văn Bình NHĨM SV THỰC HIỆN: Đổ Đăng Khoa; MSSV: B1903446 Ngành: Cơ Khí Ơ tơ – Khóa: 45 Tháng 11/2022 Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Trước tiên chúng em xin cảm ơn sâu sắc đến cha mẹ cổ vũ, động viên, hỗ trợ tinh thần tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt tiểu luận Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Bình thầy Nguyễn Công Khải quan tâm dạy, theo dõi, giúp đỡ tận tình suốt khoảng thời gian em thực đồ án Và hết, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng đến quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ tận tình dạy, truyền đạt kiến thức quý báo cho chúng em thời gian vừa qua để chúng em có đủ kiến thức, điều kiện để thực đề tài Đồng thời chúng em biết ơn cán trực thư viện khoa công nghệ, trung tâm học liệu, phòng máy hỗ trợ giúp đỡ chúng em thời gian qua Đồng cảm ơn đến tác giả sách báo, internet, anh chị trước tìm tịi, nghiên cứu đúc kết kinh nghiệm làm tài liệu để em tham khảo q trình thực đề tài Sau xin cảm ơn bạn lớp Cơ khí tơ A1, trường Bách Khoa, Đại học Cần Thơ tận tình giúp đỡ, hỗ trợ cho thực tiểu luận Cần Thơ, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Khoa Đổ Đăng Khoa SVTH: Đổ Đăng Khoa – ii – Đồ án tơ TĨM TẮT Ô tô máy kéo phương tiện sản xuất, kinh doanh sinh hoạt, thiếu đời sống Cùng với tiến chung khoa học, ngành ơtơ có bước phát triển mạnh mẽ với thành kinh ngạc Những biến đổi mà địi hỏi phải có nhận thức sâu rộng vấn đề có liên quan đến thiết kế ơtơ nhận thấy tầm quan trọng Tuy muốn tiếp thu kiến thức phải nắm vững kiến thức học phần học Những kiến thức học phần làm tản cho bước phát triển Điển hình đồ án tô học phần quan trọng ngành ô tô - máy động lực Với đồ án thiết kế hộp số học trục cấp số xe tải, sinh viên vận dụng kiến thức học vào việc thiết kế thực tế Nắm vững phương pháp, kỹ giải khó khăn gặp phải q trình thiết kế Qua đó, từ thực tế giúp sinh viên hiểu rõ lý thuyết Vì đồ án ơtơ bước cố phát triển hiểu biết có từ mơn học có liên quan Lần làm quen với việc tính tốn thiết kế nên có nhiều khó khăn phức tạp Với nhận thức hạn chế nhiều mặt nên q trình làm đồ án em cịn vướng phải thiếu sót, mong quan tâm giúp đỡ thầy mơn Để hồn thành đồ án em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Phạm Văn Bình thầy Nguyễn Công Khải, thầy môn bạn lớp Cần Thơ, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Khoa Đổ Đăng Khoa SVTH: Đổ Đăng Khoa – iii – Đồ án tơ NHĨM 22 XE TẢI 4.3 TẤN - Trọng lượng toàn tải: 7500 Kg - Sử dụng lốp: 7.50 – 16 + Chiều rộng bánh xe: B = 7.5 inch = H: chiều cao bánh xe + Đường kinh lazang: d = 16 inch - Chiều dài sở: 3850 mm - Động Diesel: + Nemax = 136Ps/2.900 v/ph + Memax = 370 Nm/1.600 v/ph TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ CƠ HỌC TRỤC CẤP SỐ - Tính tốn, thiết kế hệ bánh đồng tốc Họ tên SV: Đổ Đăng Khoa MSSV: B190346 - Tính tốn thiết kế hệ trục ô bi Họ tên SV: Trần Huỳnh Được MSSV: B1903405 Cần Thơ, ngày tháng năm 2022 GV Th.s Phạm Văn Bình SVTH: Đổ Đăng Khoa – iv – Đồ án ô tô MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG viii CHƯƠNG I PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHUNG 1.1 Công dụng .1 1.2 Yêu cầu 1.3 Phân loại hộp số 1.4 Chọn kiểu hộp số 1.5 Chọn sơ đồ động học 1.6 Nguyên lý hoạt động hộp số 1.7 Các thông số .4 CHƯƠNG II TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ BÁNH RĂNG CỦA HỘP SỐ TRỤC CẤP 2.1 Yêu cầu bánh hộp số 2.2 Kết cấu bánh 2.3 Chọn vật liệu làm bánh 2.4 Tính tốn thơng số bánh hộp số 2.5 Tính bền bánh 12 CHƯƠNG III 22 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ ĐỒNG TỐC CỦA BÁNH RĂNG TRỤC CẤP 22 3.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lí hoạt động 22 3.2 Nhiệm vụ .23 3.3 Xác định thông số đồng tốc 23 3.4 Moment ma sát yêu cầu đồng tốc 27 3.5 Bán kính ma sát đồng tốc 28 3.6 Góc nghiêng bề mặt hãm 30 3.7 Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc .30 3.8 Tính tốn kiểm tra thông số đồng tốc 31 3.8.4 Công trượt riêng đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc 34 CHƯƠNG V 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 5.1 Kết luận .35 5.2 Kiến nghị .35 SVTH: Đổ Đăng Khoa –v– Đồ án ô tô TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 SVTH: Đổ Đăng Khoa – vi – Đồ án tơ DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ động học hộp số trục cấp Hình 2.1 Moment quay cực đại trục thứ cấp hộp số Hình 3.1: Cấu tạo đồng tốc 22 SVTH: Đổ Đăng Khoa – vii – Đồ án ô tô DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các trạng thái làm việc hộp số .3 Bảng 2.1: Bảng thông số bánh 12 Bảng 2.2: Các thông số bánh 21 Bảng 3.1: Bảng tính moment quán tính khối lượng trục trung gian 25 Bảng 3.2: Bảng tính moment quán tính khối lượng trục thứ cấp 26 SVTH: Đổ Đăng Khoa – viii – Chương I: Phương án thiết kế chung CHƯƠNG I PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHUNG 1.1 Công dụng Thay đổi moment quay từ động đến bánh chủ động cho phù hợp với moment cản, tốc độ chuyển động ô tô Đổi chiều chuyển động ô tô Ngắt truyền lực tới bánh chủ động thời gian dài 1.2 Yêu cầu Hộp số cần đảm bảo yêu cầu sau: + Có tỷ số truyền thích hợp để đảm bảo động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ + Có khả trích cơng suất để dẫn động chi tiết phụ + Điều khiển sang số đơn giản, nhẹ nhàng,… + Hiệu suất truyền động cao + Kết cấu đơn giản dễ chăm sóc, bảo dưỡng 1.3 Phân loại hộp số a) Theo đặc tính truyền moment: - Hộp số có cấp - Hộp số vơ cấp - Hộp số kết hợp có cấp vô cấp b) Theo đặc điểm môi trường truyền moment: - Hộp số loại khí - Hộp số loại thủy lực - Hộp số loại điện - Hộp số loại liên hợp c) Theo phương pháp dẫn động điều khiển số: - Điều khiển tay - Điều khiển tự động - Điều khiển bán tự động SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – – Chương I: Phương án thiết kế chung d) Phân loại theo hộp số khí có cấp: - Theo số lượng trục chia ra: hộp số đồng trục, hai trục, ba trục - Theo đặt điểm bố trí trục: hộp số trục ngang, hộp số trục dọc - Theo đặt tính động học trục: hộp số có trục cố định di động 1.4 Chọn kiểu hộp số Ta chọn hộp số khí điều khiển tay trục cấp số lùi Đặc điểm chung hộp số trục: trục sơ cấp trục thứ cấp đồng tâm Ưu điểm: + Có tỷ số truyền lớn kích thước, giúp giảm trọng lượng tơ + Với số truyền thằng (ih = 1), hiệu suất truyền động cao + Trên đường phẳng, thời lường sử dụng tay số trung gian nhỏ (10%) nên thiết kế giảm kích thước chi tiết số truyền Nhược điểm: Ổ bi đầu trục thứ cấp thường có kích thước nhỏ, đặt trục sơ cấp, làm việc với trạng thái căng thẳng gài số truyền trung gian Trong hộp số ô tô, số truyền cao bánh thường chọn nghiêng, thường ăn khớp với đồng tốc Phương án có ưu điểm truyền động êm, kích thước nhỏ gọn, điều khiển dễ dàng Nhược điểm: số lượng chi tiết tăng khó chế tạo, moment qn tính phần phụ động ly hợp lớn Trục số lùi: Bố trí hộp số lùi hộp số cần ý: + Đảm bảo tỷ số truyền cố định + Vị trí trung gian, không ăn khớp với bánh trục thứ cấp + Ăn khớp dễ dàng gài số lùi, không gây va chạm 1.5 Chọn sơ đồ động học Phương án thiết kế: SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp CHƯƠNG III TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ ĐỒNG TỐC CỦA BÁNH RĂNG TRỤC CẤP 3.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lí hoạt động Hiệu đồng tốc đánh giá thời gian cần thiết để đồng tốc làm đồng tốc độ phần nối, gọi tắt thời gian đồng tốc tc, người lái tác động lên đòn cần điều khiển lực cho phép áp suất bề mặt ma sát nằm thời gian quy định Ngoài đồng tốc cần đảm bảo yêu cầu sau: + Không cho phép già số phần cần nối chưa đồng tốc + Khơng bị kẹt dính bề mặt ma sát bề mặt hãm trình làm việc Hình 3.1: Cấu tạo đồng tốc Ngun lí hoạt động: Dưới tác dụng lực gài Q, ống nối (1) dịch chuyển bên trái (bên phải) Nhờ định vị mà vành ma sát (3) dịch chuyển đồng thời với ồng nói (1) để vào tiếp xúc trước với mặt côn bánh gài số (4) Tại hình thành moment ma sát, làm cho vành ma sát (3) xoay tương ống gài (1) góc SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 22 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp khiến mặt hãm (góc nghiêng ) cảu vành hãm (2) tỳ vào mặt hãm ống nối (1) 3.2 Nhiệm vụ Đưa tốc độ bánh gài số lên gần tốc độ trục sơ cấp để gài số êm dịu, tránh tượng va đập Bộ đồng tốc dùng loại quán tính dùng ghép nối trục với bánh quay trơn 3.3 Xác định thông số đồng tốc Moment quán tính khối lượng qui dẫn trục ly hợp xác định (CT Tr67/[4]) 𝑚 𝐽Σ = 𝐽1 + 𝐽2 𝑖𝑎−2 + ∑ 𝐽2𝑘 𝐽𝑘−2 + 𝐽l 𝑖l−2 (3.1) 𝑘=1 Trong đó: k - số để bánh quay trơn thứ k trục thứ cấp 𝐽1 - Môment quán tính khối lượng trục sơ cấp hộp số (thường trục ly hợp) tất chi tiết nối với trục (như đĩa bị động ly hợp), [kg.m2 ] 𝐽2 - Mơment qn tính khối lượng trục trung gian tất chi tiết gắn trục trung gian [kg.𝑚2 ] (đối với hộp số trục) 𝑖𝑎 - Tỷ số truyền cặp bánh luôn ăn khớp hộp số 𝐽𝑧𝑘 - Mơment qn tính khối lượng bánh bị động cặp bánh gài số thứ k, [kg.m2] 𝑖𝑘 - Tỷ số truyền hộp số ứng với cặp bánh gài số thứ k m - Số lượng bánh quay trơn trục thứ cấp 𝐽𝑙 - Mơment qn tính khối lượng bánh số lùi với khối lượng quay theo khác qui dẫn trục nó, [kg.m2 ] 𝑖𝑙 : Tỷ số truyền bánh số lùi, tính từ trục sơ cấp hộp số đến bánh số lùi 3.3.1 Moment quán tính trục sơ cấp 𝐽1 = 𝐽𝑡𝑟1 + 𝐽𝑙ℎ (3.2) 𝐽𝑡𝑟1 – moment quán tính khối lượng trục sơ cấp hộp số (chính trục ly hợp) 𝐽𝑙ℎ - moment quán tính đĩa bị động ly hợp, xác định theo (CT Tr 85/[4]) SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 23 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp 𝐽1 = 4 2𝜋𝜌 𝑙1 𝑅𝑡𝑟1 2𝜋𝜌 𝑏𝑡ℎ (𝑅𝑙ℎ − 𝑅𝑡𝑟1 ) + (3.3) 4 𝑅𝑡𝑟1 – bán kín trục sơ cấp 𝑑1 = 5,3 3√𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 = 5,3 √370 = 38,05 (𝑚𝑚) Chọn 𝑑1 = 38 (𝑚𝑚) (CT Tr34/[2]) => 𝑅𝑡𝑟1 = 19 𝑚𝑚 𝑙1 – chiều dài trục sơ cấp (CT Tr34/[2]) 𝑙1 = 𝑑1 0,16÷0,18 = 211 ÷ 237 (𝑚𝑚) 𝑙1 = 230 𝑚𝑚 𝜌 = 7,8 10−6 (kg/mm3) 𝑏𝑙ℎ - chiều dây trung bình đĩa bị động lấy gần bề dày xương đĩa ly hợp 𝑏𝑙ℎ = 1,5 (𝑚𝑚) (𝑏𝑙ℎ ≈ 1,5 ÷ ) (mm) 𝑅𝑙ℎ - bán kính đĩa ngồi ly hợp (CT Tr24/[4]) 𝑅𝑙ℎ = √ 2.𝑍 3𝛽𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑠 𝜇.𝜋.𝑝.(1−𝐾𝑅 ) (3.5) Trong đó: µ - hệ số ma sát trượt bề mặt ma sát Phụ thuộc vào nhiều yếu tố: vật liệu, tình trạng đơi bề mặt ma sát, tốc độ trượt tương đối, nhiệt độ áp suất bề mặt ma sát µ phê-ra-đồng gang (hoặc thép) đạt µ=0,35 nhiên ảnh hưởng nhiệt độ tốc độ trượt nên tính tốn chọn khoảng µ = (0,22ữ0,3) Chn = 0,25 - s ụi bề mặt ma sát, chọn đĩa bị động (𝑍𝑚𝑠 =2) dễ ngắt phanh hồn tồn p - áp suất pháp tuyến bề mặt ma sát Đề đảm bảo tuổi thọ cho tấmma sát, giá trị cho phép [p] = 1,4.105 ÷ 2,5.105 (N/m2 ) Chọn p = 2,2.105 (N/m2 ) 𝐾𝑅 - hệ số tỷ lệ bán kính ngồi bề mặt ma sát, 𝐾𝑅 = 𝑅1 𝑅2 xe có động tốc độ trung bình đặc tính động xe tốt nên chọn 𝐾𝑅 theo giới hạn nhỏ Chọn 𝐾𝑅 = 0,55 (Tr24/[4]) SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 24 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp β - hệ số dự trữ ly hợp β>1 để đảm bảo cho ly hợp truyền hết moment xoắn động điều kiện làm việc nhiên β khơng q lớn ly hợp khơng làm tốt chức bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực tải Theo thực nghiệm với ô tô khách β = (1,6÷2,25) Chọn β = Thế vào (3.5): 3.2.370 𝑅𝑙ℎ = √ = 0,1568 (𝑚) =157 (mm) 2.2.0,25.𝜋.2,2.105 (1−0,553 ) Thế vào (3.3): 𝐽1 = 2.𝜋.7,8.10−6 230.194 + 2.𝜋.7,8.10−6 1,5.(1574 −194 ) = 11531,02 (𝑘𝑔 𝑚𝑚2 ) 3.3.2 Moment quán tính 𝑱𝟐 𝒊−𝟐 𝒂 J2 ia−2 = (Jtr + Jbr(za) + Jbr1 + Jbr2 + Jbr3 )i−2 a (3.6) Jtr – moment quán tính khối lượng trục trung gian hộp số Jtr = 2π.ρ.l2 R4tg Jzk – moment quán tính khối lượng bánh cặp bánh gài số thứ k gắn trục trung gian, (kg.mm2) Jzk = π.ρ.bp (R4p −R4tg ) Trong đó: 𝑏𝑝 : Bề rộng bánh thứ k 𝑅𝑝 : Bán kính vịng chia bánh thứ k 𝑅𝑡𝑔 : Bán kính trục trung gian: 0,45𝐴 = 30,15 mm 𝑙2 : Chiều dài trục trung gian 𝑙2 = 402 (mm), 𝑑𝑡𝑔 𝑙2 = 0,15 𝜌 : Khối lượng riêng vật liệu làm bánh thép, lấy 𝜌 = 7,8.10-6 kg/mm3 Bảng 3.1: Bảng tính moment quán tính khối lượng trục trung gian 𝑹𝒑 (mm) 𝑹𝒕𝒈 (mm) SVTH: Đổ Đăng Khoa 𝒁𝟏′ 𝒁𝟐′ 𝒁𝟑′ 𝒁𝒂′ 50,725 68,125 83,555 98,485 30,15 Trang – 25 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp 𝒃𝒑 (mm) 𝒁𝟏′ 𝒁𝟐′ 𝒁𝟑′ 𝒁𝒂′ 33 19 18 19 10567 21707,9 𝒊𝒂 2,8 𝑱𝒛𝒌 (kg.mm2) 2342,7 4821,6 𝑱𝒕𝒓 (kg.mm2) 4070 𝑱𝟐 𝒊−𝟐 𝒂 (kg.mm ) 3057,68 3.3.3 Moment quán tính quy dẫn bánh trục thứ cấp 𝑱𝒛𝟑 𝑚 ′ 𝐽𝑧3 = ∑ 𝐽𝑧𝑘 𝑖𝑘−2 (3.7) 𝑘=1 ′ 𝐽𝑧𝑘 - moment quán tính khối lượng bánh bị động cặp bánh gài số thứ k, (kg.m2) ′ 𝐽𝑧𝑘 = 𝜋.𝜌.𝑏𝑘 (𝑅𝑘 −𝑟𝑘4 ) Trong đó: 𝑏𝑘 - bề rộng bánh thứ k 𝑅𝑘 - Bán kính vòng chia bánh thứ k 𝑟𝑘 - Bán kính trục lắp bánh thứ k = 30,15 mm (Tr34/[2]) 𝜌 - Khối lượng riêng vật liệu làm bánh thép, lấy 𝜌 = 7,8.10-6 kg/mm3 𝑖𝑘 – tỷ số truyền hộp số ứng với cặp bánh gài số thứ k Bảng 3.2: Bảng tính moment quán tính khối lượng trục thứ cấp 𝑹𝒌 (mm) 𝒁𝟏 𝒁𝟐 𝒁𝟑 82,465 66,29 50,135 𝒓𝒌 (mm) 30,15 𝒃𝒌 (mm) 28 24 23 𝒊𝒌 4,6 2,75 1,69 𝑱′𝒛𝒌 (kg.mm2) 15582 5435 113,7 𝑱′𝒛𝟑 (kg.mm2) 1495 3.3.4 Moment bánh số lùi 𝐽𝐿 = 𝐽𝑙 𝑖𝑙−2 = (3.8) SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 26 – Chương III: Tính toán thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp 𝐽𝑙 : Mơmen qn tính khối lượng bánh số lùi với khối lượng quay theo khác qui dẫn trục nó, [kg.m2 ] 𝑖𝑙 - Tỷ số truyền bánh số lùi, tính từ trục sơ cấp hộp số đến bánh số lùi Với hình theo sơ đồ moment qn tính khối lượng căp bánh số lùi qui dẫn truc ly hơp (sơ cấp) khơng (vì khơng có quan hệ động học thường xuyên với trục ly hợp – trừ gài số lùi) Thế vào (3.1) ta được: 𝐽Σ = 11531,02 + 3057,68 + 1495 + = 16083,7 (kg.mm2) = 0,016 (kg.m2) 3.4 Moment ma sát yêu cầu đồng tốc Moment ma sát yêu cầu đồng tốc xác định theo công thức (Tr86/[4]) 𝑀𝑚𝑠 = 𝐽Σ 𝑖𝑘2 Δ𝜔 (3.9) 𝑡𝑐 Trong đó: 𝐽Σ - Mơmen qn tính bánh gài số tất khối lượng chuyển động quay hộp số có quan hệ động học với trục sơ cấp hộp số, qui dẫn trục sơ cấp, [kg.m2 ], 𝐽Σ = 0,016 (kg.m2 ) 𝑖𝑘 -: Tỉ số truyền thứ k hộp số tương ứng với chế độ tính tốn đồng tốc (từ trục sơ cấp đến bánh gài số cần tính tốn) Δω : Chênh lệch tốc độ góc hai bánh gài số, [rad/s] Chúng xác định theo Δ𝜔 = 𝜔𝑒𝑜 | 1 | (3.10) − 𝑖𝑘 𝑖𝑘±1 𝑖𝑘±1 – tỉ số truyền tính từ trục sơ cấp đến trục đồng tốc hộp số ứng với số truyền vừa nhả số (để tiến hành gài số thứ 𝑖𝑘 ) 𝜔𝑒𝑜 : Tốc độ góc động bắt đầu chuyển số [rad/s] Giá trị xác định theo bảng kinh nghiệm (Bảng B2-1 Tr.87[4]) Trong : 𝜔𝑁 , 𝜔𝑀 tương ứng tốc độ góc động ứng với cơng suất cực đại, mômen cực đại động Với thiết kế xe tơ thì: SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 27 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp + Khí chuyển từ số thấp lên số cao ta chọn: 𝜔𝑒𝑜 = (0,75 ÷ 0,85)𝜔𝑁 = 0,8 ( 2900𝜋 30 ) = 242,95 (rad/s) + Khi chuyển từ sô cao số thấp ta chọn: 𝜔𝑒𝑜 = (0,9 ÷ 1)𝜔𝑁 = 0,95 ( 1600𝜋 30 ) = 159,17 (rad/s) 𝑡𝑐 - Thời gian làm đồng tốc độ đồng tốc bánh gài số, [s] Đối với ôtô tải: 𝑡𝑐 = 0,15 ÷ 0,3 [s] cho số cao Và 𝑡𝑐 = 0,5 ÷ 0,8 [s] cho số thấp Chọn thời gian chuyển cho số cao là: + Từ thấp lên số cao: 0,3 [s] + Từ số cao số thấp: 0,2 [s] Chọn thời gian chuyển số cho số thấp là: + Từ thấp lên số cao: 0,8 [s] + Từ số cao số thấp: 0,5 [s] Dựa vào công thức (3.10) ta được: 𝑀𝑚𝑠(1−2) = 0,016 2,752 242,95 | 𝑀𝑚𝑠(2−1) = 0,016 4,62 159,17 | 2,75 4,6 − − 2,75 1 1,69 𝑀𝑚𝑠(4−3) = 0,016 1,692 159,17 | 1,69 4,6 1 𝑀𝑚𝑠(3−4) = 0,016 12 242,95 | − | | | 0,3 0,8 0,5 = 15,76 (N.m) = 5,29 1 0,2 − | = 5,37 (N.m) = 14,85 (N.m) (N.m) 3.5 Bán kính ma sát đồng tốc Nếu gọi R 𝑚𝑠 bán kính trung bình vịng ma sát đồng tốc, moment ma sát tạo lực ép Q tác dụng lên đơi bề mặt ma sát đồng tốc có mối quan hệ với M𝑚𝑠 xác định theo (CT Tr88/[4]) sau: R 𝑚𝑠 = 𝑀𝑚𝑠 𝑠𝑖𝑛𝛼 (3.11) 𝑄 𝜇 Trong đó: 𝑀𝑚𝑠 - Mơment ma sát u cầu đồng tốc Q - Lực ép tác dụng theo chiều trục lên đôi bề mặt ma sát, [N] SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 28 – Chương III: Tính toán thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp Lực ép Q lực điều khiển P cần số tạo xác định nhờ công thức sau: 𝑄 = 𝑃đ𝑘 𝑖đ𝑘 𝜂đ𝑘 (3.12) Trong đó: 𝑃đ𝑘 - Lực danh nghĩa tác dụng lên cần điều khiển; xe tải (70÷ 100[N]) Chọn 𝑃đ𝑘 = 100 (𝑁) 𝑖đ𝑘 - tỷ số truyền địn điều khiển, tính tốn lấy 𝑖đ𝑘 = 1,5 ÷ 2,5 Chọn 𝑖đ𝑘 = 2,5 𝜂đ𝑘 : hiệu xuất truyền cấu điều khiển, chọn 𝜂đ𝑘 = 0,85 ÷ 0,95 𝜂đ𝑘 = 0,95 Thay vào (3.12) ta được: Q = 100.2,5.0,95 = 237,5 (N) 𝜇 - Hệ số ma sát đôi bề mặt ma sát Với vật liệu đôi bề mặt ma sát đồng thao làm việc dầu thì: 𝜇 ≈ 0,06 ÷ 0,07 Chọn 𝝁 = 0,07 α - Góc đơi bề mặt ma sát Với vật liệu đôi bề mặt ma sát đồng thau góc α tốt ÷ 7o, chọn α = 6o Thay số vào công thức (3.11) ta được: R 𝑚𝑠(1−2) = R 𝑚𝑠(2−1) = 5,37.𝑠𝑖𝑛6° 237,5.0,07 = 0,034 (𝑚) 15.76.𝑠𝑖𝑛6° 237,5.0,07 = 0,12 (𝑚) Chọn R 𝑚𝑠(1−2) R 𝑚𝑠(2−1) 0,04 (m) R 𝑚𝑠(3−4) = R 𝑚𝑠(4−3) = 5,29.𝑠𝑖𝑛6° 237,5.0,07 = 0,033 (𝑚) 14,85.𝑠𝑖𝑛6° 237,5.0,07 = 0,093 (𝑚) Chọn R 𝑚𝑠(3−4) R 𝑚𝑠(4−3) 0,04 (m) Chọn bán kính hãm R𝛽 : Khi thiết kế, tùy thuộc vào kiểu đồng tốc mà giá trị R𝛽 ≈ (0,75 ÷ 1,25)R 𝑚𝑠 Đối với xe tải ta chọn đồng tốc kiểu vành hãm Chọn R𝛽(1−2) = 1,2.0,034 = 0,041 (𝑚) R𝛽(2−1) = 1,2.0,12 = 0,144 (𝑚) Chọn R𝛽(1−2) R𝛽(2−1) 0,048 (m) SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 29 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp R𝛽(3−4) = 1,2.0,033 = 0,04 (𝑚) R𝛽(4−3) = 1,2.0,093 = 0,112 (𝑚) Chọn R𝛽(3−4) R𝛽(4−3) 0,048 (m) 3.6 Góc nghiêng bề mặt hãm Góc nghiêng bề mặt hãm xác định theo công thức (Tr90/[4]): 𝜇 𝑅𝑚𝑠 ≥ 𝑡𝑔𝛽 (3.13) 𝑠𝑖𝑛𝛼 𝑅𝛽 Thay số vào ta được: 𝑡𝑔𝛽(1 − 2) ≤ 0,07.0,034 = 0,56 → 𝛽 ≤ 28°19′ sin(6°) 0,041 Chọn (1-2) = 28 o 𝑡𝑔𝛽(2 − 1) ≤ 0,07.0,12 = 0,56 → 𝛽 ≤ 28°19′ sin(6°) 0,144 Chọn (2-1) = 28 o 𝑡𝑔𝛽(3 − 4) ≤ 0,07.0,033 = 0,56 → 𝛽 ≤ 28°19′ sin(6°) 0,041 Chọn (3-4) =28o 𝑡𝑔𝛽(4 − 3) ≤ 0,07.0,093 = 0,56 → 𝛽 ≤ 28°19′ sin(6°) 0,112 Chọn (4-3) = 28 o 3.7 Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc Gọi 𝑝𝑁 áp lực pháp tuyến tác dụng lên bề mặt trụ ta viết moment ma sát tác dụng lên mặt bằng: 𝑀𝑚𝑠 = (2𝜋 𝑅𝑚𝑠 𝑏𝑚𝑠 𝑝𝑁 ) 𝜇 𝑅𝑚𝑠 (3.14) Suy chiều rộng bề mặt vành côn ma sát 𝑏𝑚𝑠 (m) phải đủ lớn để áp lực pháp tuyến 𝑝𝑁 tác dụng lên bề mặt nhỏ (Tr67/[4]): 𝑏𝑚𝑠 ≥ 𝑃đ𝑘 𝑖đ𝑘 𝜂đ𝑘 (3.15) 2𝜋 [𝑝𝑁 ] 𝑅𝑚𝑠 𝑠𝑖𝑛𝛼 Trong đó: 𝑝𝑁 - áp suất pháp tuyến hình thành bề mặt đơi ma sát SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 30 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp Với vật liệu vành côn ma sát thường làm đồng thau bôi trơn dầu các-te hộp số giá trị áp suất làm việc cho phép nằm khoảng 𝑝𝑁 ≈ (1÷1,5) (MN/m2) Chọn 𝑝𝑁 = (MN/m2 ) Các thơng số khác thích xác định Thay vào công thức (3.15) ta được: 𝑏𝑚𝑠(1−2) ≥ 237,5 = 0,011 (𝑚) 2𝜋 106 0,034 sin(6°) Chọn 𝑏𝑚𝑠(1−2) = 0,011 (𝑚) 𝑏𝑚𝑠(2−1) ≥ 237,5 = 0,003 (𝑚) 2𝜋 106 0,12 sin(6°) Chọn 𝑏𝑚𝑠(2−1) = 0,011 (𝑚) 𝑏𝑚𝑠(3−4) ≥ 237,5 = 0,011 (𝑚) 2𝜋 106 0,033 sin(6°) Chọn 𝑏𝑚𝑠(3−4) = 0,011 (𝑚) 𝑏𝑚𝑠(4−3) ≥ 237,5 = 0,004 (𝑚) 2𝜋 106 0,093 sin(6°) Chọn 𝑏𝑚𝑠(3−4) = 0,011 (𝑚) 3.8 Tính tốn kiểm tra thông số đồng tốc Khi tính tốn đồng tốc theo phương pháp trình bày trên, giả thiết trình gài đồng tốc vận tốc xe khơng đổi Thực tế, gài đồng tốc cắt ly hợp nên tốc độ xe giảm trình gài số Do chi tiết nối với trục sơ cấp hộp số chuyển động chậm dần theo tốc độ xe thời gian gài đồng tốc Điều làm cho chênh lệch tốc độ thực tế tăng lên chuyển số từ thấp lên cao ngược lại chuyển số từ cao thấp, chênh lệc tốc độ giảm thời gian chuyển số thực tế giảm 3.8.1 Moment ma sát thực tế đồng tốc Moment ma sát thực tế đồng tốc xác định theo (CT Tr90/[4]) sau: 𝑀𝑚𝑠 = 𝑄 𝜇 𝑅𝑚𝑠 (3.16) 𝑠𝑖𝑛𝛼 Trong đó: SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 31 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp μ - Hệ số ma sát vành ma sát, μ = 0,07 α - Góc vành ma sát, α = 6o 𝑅𝑚𝑠 - Bán kính trung bình vành ma sát Q - Lực gài tác dụng lên vành ma sát đồng tốc [N] 𝑀𝑚𝑠(1−2) = 𝑀𝑚𝑠(2−1) = 𝑀𝑚𝑠(3−4) = 𝑀𝑚𝑠(4−3) = 237,5.0,07.0,034 sin(7°) 237,5.0,07.0,12 sin(7°) 237,5.0,07.033 sin(7°) 237,5.0,07.093 sin(7°) = 4,64 (𝑁 𝑚) = 16,34 (𝑁 𝑚) = 4,5 (𝑁 𝑚) = 12,69 (𝑁 𝑚) 3.8.2 Thời gian chuyển số thực tế đồng tốc Thời gian chuyển số thực tế gài đồng tốc tương ứng là: (CT Tr90/[4]) 𝑡𝑐 = 𝐽Σ 𝑖𝑘2 Δ𝜔 (3.17) 𝑀𝑚𝑠 ± 𝐽Σ 𝑖𝑘2 𝜀𝑐 Dấu (-) ứng với trường hợp gài số từ số thấp lên số cao Dấu (+) ứng với trường hợp gài số từ số cao số thấp 𝜀𝑐 : gia tốc góc trục thứ cấp xe giảm tốc độ sang số Gia tốc 𝜀𝑐 xác định từ trình giảm tốc xe sang số: 𝜀𝑐 = 𝑔 𝜓 𝑖𝑐𝑘 (3.18) 𝛿 𝑅𝑏𝑥 𝜂𝑐𝑘 Trong đó: g – gia tốc trọng trường g = 9,81 (m/s2 ) ψ – hệ số cản tổng cộng đường, tính tốn chọn ψ = 0,02 𝑖𝑐𝑘 , 𝜂𝑐𝑘 tỉ số truyền hiệu suất truyền lực tính từ bánh gài tính đồng tốc đến bánh xe chủ động ôtô 𝑅𝑏𝑥 Với sơ đồ bố trí đồng tốc trục thứ cấp tỷ số truyền 𝑖𝑐𝑘 = 𝑖0 = 6,2 Chọn hiệu suất từ hộp số đến bánh xe chủ động 𝜂𝑐𝑘 = 0,9 δ: Hệ số xét đến khối lượng quay hệ thống truyền lực đến lực qn tính chuyển động tính tiến ơtơ Có thể chọn gần δ = 1,05 Bán kính làm việc: 𝑅𝑏𝑥 = 0,366 (𝑚) SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 32 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp Thay vào (3.18) ta có: 𝜀𝑐 = 9,18.0,02.6,2 1,05.0,366.0,9 = 3,29 (rad/s2) Thời gian chuyển số thực tế đồng tốc: 𝑡𝑐(1−2) = 𝑡𝑐(2−1) = 𝑡𝑐(3−4) = 𝑡𝑐(4−3) = 0,016.2,752 242,95 (4,64−0,016.2,752 3,29) 0,016.4,62 159,17 (16,34+0,016.4,62 3,29) 0,016.12 242,95 (4,5−0,016.12 3,29) | | 2,75 4,6 1 1,69 0,016.1,692 159,17 (12,69+0,016.1,692 3,29) | | = 1,01 (𝑠) 4,6 − | − − 2,75 | = 0,05 (𝑠) | = 0,36 (𝑠) 1 1,69 − | = 0,23 (𝑠) Thời gian sang số thực tế phù hợp với lý thuyết tính tốn nằm giới hạn kinh nghiệm cho phép 3.8.3 Công trượt đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc Công trượt ma sát trượt đôi bề mặt ma sát đồng tốc 𝐿𝑚𝑠 [𝐽] xác định theo công thức đề xuất giáo sư Griskevich sau (CT Tr92/[4]) 𝐿𝑚𝑠 = 𝑀𝑚𝑠 (Δ𝜔 ± 𝜀𝑐 𝑡𝑐 ) 𝑡𝑐 (3.19) Trong đó: Dấu (-) ứng với trường hợp gài số từ số cao số thấp Dấu (+) ứng với trường hợp gài số từ số thấp lên số cao 𝑀𝑚𝑠 – moment ma sát đồng tốc ∆𝜔 – chênh lệch tốc độ góc giữ hai số truyền 𝜀𝑐 – gia tốc góc chậm dần 𝑡𝑐 – thời gian chuyển số thực tế 𝐿(1−2) = 4,46 (242,95 | 2,75 𝐿(2−1) = 16,34 (159,17 | 𝐿(4−3) = 12,69 (242,95 | 2,75 1,69 | + 3,29.1,01) 1 1,69 | + 3,29.0,05) 0,23 | + 3,29.0,36) 0,36 = 87,51 (𝐽) 0,05 4,6 − | + 3,29.0,23) 1,01 4,6 − 𝐿(3−4) = 4,5 (159,17 | − SVTH: Đổ Đăng Khoa − = 9,57(𝐽) = 143,65 (𝐽) = 53,6 (𝐽) Trang – 33 – Chương III: Tính tốn thiết kế hệ đồng tốc bánh trục cấp 3.8.4 Công trượt riêng đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc Công trượt riêng đồng tốc đánh giá công trượt đôi bề mặt vành ma sát đơn vị diện tích vành ma sát nhứ sau: (CT Tr92/[4]) 𝑙𝑟 = 𝐿𝑚𝑠 (3.19) 2𝜋 𝑅𝑚𝑠 𝑏𝑚𝑠 Trong đó: 𝐿𝑚𝑠 : Công trượt vành ma sát [J] 𝑅𝑚𝑠 : Bán kính ma sát vành ma sát 𝑅𝑚𝑠 𝑏𝑚𝑠 : Chiều rộng bề mặt vành ma sát 𝑏𝑚𝑠 87,51 𝑙𝑟(1−2) = 2𝜋.0,034.0,011 𝑙𝑟(2−1) = 2𝜋.0,12.0,011 𝑙𝑟(3−4) = 2𝜋.0,033.0,011 𝑙𝑟(4−3) = 9,57 = 43038,9 (J/m2) = 43 (kJ/m2) = 1153,87 (J/m2) = 1,15 (kJ/m2) 53,6 143,65 2𝜋.0,093.0,011 = 23500,56 (J/m2) = 23,5 (kJ/m2) = 22348,59 (J/m2) = 22,35 (kJ/m2) Giá trị công trượt riêng lớn đồng tốc nhỏ giới hạn cho phép (≤ 100 [kJ/m2) xe tải SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 34 – Chương V: Kiến nghị kết luận CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Môn học đồ án môn học chuyên ngành quan trọng sinh viên học khí ngành công nghệ khác, nhằm giúp cho sinh viên chúng em ôn lại lý thuyết mở rộng kiến thức phương pháp thực tiễn Qua thời gian thực đồ án giúp cho chúng em áp dụng kiến thức học mà giúp em hiểu biết thêm nhiều kiến thức tiếp xúc với thực tiễn Trong mơn Đồ án Ơ tơ, em nhận đề tính tốn thiết kế hộp số cho ô tô, với thông số yêu cầu từ đầu đề Em tiến hành chọn phương án thiết kế đồng thời dành thời gian tìm hiểu nhiều hộp số tơ Cùng với q trình tính tốn, thiết kế kiểm nghiệm hệ trục ổ bi thông qua thuyết minh vẽ Qua trình thực đồ án, em bổ sung thêm kiến thức cịn thiếu sót hộp số tơ, cải thiện khả làm việc nhóm, kĩ thuyết trình,… Bên cạnh em cịn rèn luyện kĩ tìm kiếm tài liệu, sử dụng thành thạo Word, Autocard phần mềm hỗ trợ học tập khác 5.2 Kiến nghị Bên cạnh trình thực đồ án em gặp nhiều khó khăn cơng thức vẽ nguồn tài liệu không thống rõ ràng số cung cấp sai sót thơng tin, khiến cho q trình thực đồ án gặp nhiều khó khăn Nếu em kính mong thầy, cung cấp thêm nguồn tài liệu để giúp chúng em ngày hồn thiện đồ án SVTH: Đổ Đăng Khoa Trang – 35 – TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm (2007), Thiết kế chi tiết máy, nhà xuất giáo dục [2] Ths.Trần Thanh Tâm, Bài giảng thiết kế ô tô, Đại học Cần Thơ [3] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển (1999), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 2, NXB giáo dục [4] Ths Lê Văn Tụy, Hướng dẫn thiết kế ô tô, NSB Đại học Bách Khoa - ĐHĐN ... kế hệ bánh hộp số trục cấp Bảng 2.1: Bảng thông số bánh Bánh Góc Số Mođun nghiêng (