1. CÔNG DỤNG , YÊU CẦU , PHÂN LOẠI: 1.1 Công dụng Thay đổi tốc độ, momen xoắn từ động cơ đến cầu chủ động bằng cách thay đổi tỉ số truyền. Cho phép ô tô chạy lùi. Tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực mà xe vẫn làm việc khi dừng xe. 1.2. Điều kiện làm việc Làm việc trong điều kiện đường tốt. Dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen xoắn ở các bánh xe chủ động của ô tô, đồng thời thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên ngoài. Thay đổi chiều chuyển động của ô tô (tiến và lùi). Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoảng thời gian tùy ý mà không cần tắt máy và mở ly hợp. Dẫn động lực học ra ngoài cho các bộ phận công tác của xe chuyên dùng. 1.3. Yêu cầu Có tỷ 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 ô tô máy kéo. Làm việc êm dịu ,chuyển số nhẹ nhàng thuận tiện , không va đập. Có vị trí trung gian để có thể cắt 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 rẻ. 1.4. Phân loại Theo phương pháp điều khiển chia ra các loại : điều khiển bằng tay, điều khiển tự động và bán tự động . Theo số cấp phân ra các loại:3,4,5 và nhiều cấp. Theo sơ đồ động ,phân ra: Hộp số với các trục cố định và hộp số hành tinh. Theo số lượng phần tử điều khiển càn thiết để gài một số truyền ,phân ra: một,hai,hay ba phần tử điều khiển .Số lượng phần tử điều khiển lớn hơn một thường dùng trong hộp số nhiều cấp. Theo số 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 báng răng,trục va ổ trục cũng như kích thước của chúng. 2. THIẾT KẾ HỘP SỐ 2.1. Dữ liệu ban đầu: Loại xe: tải Công thức bánh xe: 4x2 Khối lượng xe đầy tải (kg): 8700 Khối lượng xe đầy tải phân bố lên cầu chủ động (kg): 5700 Cỡ lốp: 7.5016 Vị trí lắp động cơ (cầu trướcsau): cầu trước; Cầu chủ động (trướcsau): sau Loại hộp số: cơ khí; Số cấp: 6 Tỷ số truyền hộp số: (I5,979; II3,434; III1,862; IV1,297; V1; VI0,759; số lùi5,701) Tỷ số truyền cầu chủ động: Loại động cơ: diesel; Công suất cực đại ( vòng quay (: 1303000 kWvph Mô men xoắn cực đại ( ở vòng quay (: 4401500 Nmvph 2.2. Chọn sơ đồ hộp số Phân tích chọn phương án thiết kế: Động cơ đặt phía trước, cầu sau chủ động nên động cơ đặt dọc. Bố trí hệ thống truyền lực như hình vẽ: Làm việc trong điều kiện đường tốt, để tiết kiệm nhiên liệu nên tay số 6 là số truyền tăng. Có tỉ số truyền tay số 5 bằng 1 nên hộp số 3 trục.
THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ LỜI NĨI ĐẦU Kết cấu tính tốn thiết kế tơ kiến thức thiếu kỹ sư khí chun ngành tơ, nhằm cung cấp kiến thức sở ô tô kết cấu ô tô Thông qua đồ án thiết kế ô tô, sinh viên hệ thống lại kiến thức học nhằm tính tốn thiết kế chi tiết ô tô theo tiêu chủ yếu khả làm việc, thiết kế kết cấu chi tiết ô tô, ly hợp, hộp số, cầu chủ động chọn cấp xác, lắp ghép phương pháp trình bày vẽ, cung cấp nhiều số liệu phương pháp tính, dung sai lắp ghép số liệu tra cứu khác Do thực đồ án thiết kế ô tô phải tham khảo giáo trình Chi tiết máy, Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Dung sai lắp ghép, Nguyên lý máy giúp sinh viên củng cố lại kiến thức học bước làm quen với công việc thiết kế nghề nghiệp sau Dù trải qua đồ án thiết kế chi tiết máy lần làm quen với công việc thiết kế phận ô tô, với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, có nhiều phần em chưa nắm vững, dù tham khảo tài liệu song thực đồ án, q trình tính tốn khơng thể tránh thiếu sót Em mong góp ý giúp đỡ thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy, đặc biệt thầy hướng dẫn tận tình cho em nhiều ý kiến q báu cho việc hồn thành đồ án mơn học Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ MỤC LỤC CÔNG DỤNG , YÊU CẦU , PHÂN LOẠI: .………3 1.1 Công dụng 1.2 Điều kiện làm việc 1.3 Yêu cầu 1.4 Phân loại THIẾT KẾ HỘP SỐ .4 2.1 Dữ liệu ban đầu 2.2 Chọn sơ đồ hộp số 2.3 Xác định kích thước .5 2.3.1 Xác định khoảng cách trục: A 2.3.2 Chọn môđun pháp tuyến cặp bánh .6 2.3.3 Xác định số bánh hộp số .6 2.3.4 Xác định kích thước hình học bánh răng: 2.4 Tính tốn sức bền hộp số: 16 2.4.1 Tính bền bánh hộp số: .16 2.4.2 Tính tốn trục hộp số .24 2.5 Chọn ổ bi đỡ hộp số: 37 2.5.1 Trục sơ cấp: .37 2.5.2 Trục trung gian: .37 2.5.3 Trục thứ cấp: 37 2.6 Thiết kế tính tốn đồng tốc: 37 2.6.1 Nhiệm vụ tính tốn: 37 2.6.2 Sơ đồ tính đồng tốc 38 2.6.3 Trình tự tính tốn đồng tốc 38 2.6.4 Tính tốn kiểm tra: 44 2.6.5 Xác định góc vát bề mặt hãm () phận khóa: .45 QUY TRÌNH THÁO LẮP, ĐIỀU CHỈNH, BẢO DƯỠNG SỮA CHỮA HỘP SỐ 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ô TÔ THIẾT KẾ HỘP SỐ Ô TÔ CÔNG DỤNG , YÊU CẦU , PHÂN LOẠI: 1.1 Công dụng - Thay đổi tốc độ, momen xoắn từ động đến cầu chủ động cách thay đổi tỉ số truyền - Cho phép ô tô chạy lùi - Tách động khỏi hệ thống truyền lực mà xe làm việc dừng xe 1.2 Điều kiện làm việcu kiện làm việcn làm viện làm việcc - Làm việc điều kiện đường tốt.c điều kiện đường tốt.u kiệc điều kiện đường tốt.n đường tốt.ng tốt.t - Dùng đ thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen xoắn bánh xe chủi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen xoắn bánh xe chủ sốt truyều kiện đường tốt.n nhằm thay đổi mômen xoắn bánh xe chủm thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen xoắn bánh xe chủi mômen xoắn bánh xe bánh xe chủ bánh xe ch ủ đ ng ô tô, đồng thời thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên ngoài.ng thờng tốt.i thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen xoắn bánh xe chủi tốt.c đ chạy xe phù hợp với sức cản bên ngoài.y xe phù hợp với sức cản bên ngoài.p với sức cản bên ngoài.i sức cản bên ngoài.c cản bên ngoài.n bên - Thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen xoắn bánh xe chủi chiều kiện đường tốt.u chuy n đ ng ô tô (tiến lùi).n lùi) - Tách đ ng khỏi hệ thống truyền lực khoảng thời gian tùy ý mà khỏi hệ thống truyền lực khoảng thời gian tùy ý mài hệc điều kiện đường tốt thốt.ng truyều kiện đường tốt.n lực khoảng thời gian tùy ý màc khoản bên ngoài.ng th ờng tốt.i gian tùy ý mà không cần tắt máy mở ly hợp.n tắn bánh xe chủt máy mở bánh xe chủ ly hợp với sức cản bên ngoài.p - D n đ ng lực khoảng thời gian tùy ý màc học ngồi cho phận cơng tác xe chuyên dùng.c cho b phận công tác xe chuyên dùng.n công tác xe chuyên dùng 1.3 Yêu cầu - Có tỷ số truyền số lượng tay số thích hợp , đảm bảo chất lượng động lực có tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ô tô máy kéo - Làm việc êm dịu ,chuyển số nhẹ nhàng thuận tiện , khơng va đập - Có vị trí trung gian để cắt lâu dài động 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 rẻ 1.4 Phân loại - Theo phương pháp điều khiển chia loại : điều khiển tay, điều khiển tự động bán tự động - Theo số cấp phân loại:3,4,5 nhiều cấp - Theo sơ đồ động ,phân ra: Hộp số với trục cố định hộp số hành tinh - Theo số lượng phần tử điều khiển càn thiết để gài số truyền ,phân ra: một,hai,hay ba phần tử điều khiển Số lượng phần tử điều khiển lớn thường dùng hộp số nhiều cấp THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ - Theo số lượng dịng lực , phân : ,hai, hay ba dòng.Tăng số lượng dòng lực làm phức tạp kết cấu Tuy cho phép giảm tải trọng tác dụng lên báng răng,trục va ổ trục kích thước chúng THIẾT KẾ HỘP SỐ 2.1 Dữ liệu ban đầu: Loại xe: tải Công thức bánh xe: 4x2 Khối lượng xe đầy tải (kg): 8700 Khối lượng xe đầy tải phân bố lên cầu chủ động (kg): 5700 Cỡ lốp: 7.50-16 Vị trí lắp động (cầu trước/sau): cầu trước; Cầu chủ động (trước/sau): sau Loại hộp số: khí; Số cấp: Tỷ số truyền hộp số: (I-5,979; II-3,434; III-1,862; IV-1,297; V-1; VI-0,759; số lùi-5,701) Tỷ số truyền cầu chủ động: i 0=5,071 Loại động cơ: diesel; Công suất cực đại ( N emax ¿ / vòng quay (n N ¿: 130/3000 kW/v/ph Mô men xoắn cực đại ( M emax ¿ / vòng quay (n M ¿: 440/1500 Nm/v/ph 2.2 Chọn sơ đồ hộp số Phân tích chọn phương án thiết kế: - Động đặt phía trước, cầu sau chủ động nên động đặt dọc - Bố trí hệ thống truyền lực hình vẽ: - Làm việc điều kiện đường tốt, để tiết kiệm nhiên liệu nên tay số số truyền tăng Có tỉ số truyền tay số nên hộp số trục THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TÔ - Cặp bánh số lùi bánh thẳng, cịn lại bánh nghiêng ln ăn khớp => Chọn hộp số trục, cấp (6 tiến, lùi), trục sơ cấp trục thứ cấp đồng tâm, có số cuối số truyền tăng I 6=0,789, số gài ống răng, số 2,3,4,5,6 gài đồng tốc, số lùi (R) gài ăn khớp Sơ đồ sơ hộp số: 2.3 Xác định kích thước Do điều kiện làm việc nặng nhọc, truyền lực lớn, tốc độ vòng quay lớn mà yêu cầu hộp số bé khơng q lớn kích thước bánh u cầu nhỏ lại phải đảm bảo yêu cầu truyền momen lớn, làm việc không gây tiếng ồn Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: Loại thép:20X Nhiệt luyện: thấm bon Độ cứng : 46…53 HRC [ σ b ] = 650 MPa [ σ ch ] = 400 MPa THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ 2.3.1 Xác định khoảng cách trục: A Trong đó: Memax = 440 Nm: mômen cự đại động a : hệ số kinh nghiệm, xe tải động diesel a = 20 – 21 Chọn a = 20 3 A ≈ a √ M max e =20 x √ 440=152 Chọn A= 150 mm ( chọn theo tiêu chuẩn sách HD đồ án thiết kế/ Tr47) 2.3.2 Chọn môđun pháp tuyến cặp bánh - Cặp bánh tay số lùi ăn khớp bánh di trượt nên chọn bánh trụ thẳng - Cặp bánh 1,2,3,4,6 cặp bánh ăn khớp chọn bánh trụ nghiêng - Môđun chọn theo mômen động M max c =440 nên chọn môđun từ: 3,75 4,5 (Bảng 2.6 sách hướng dẫn đồ án/ Tr48) Không nên chọn từ 1,52 tải dễ gảy răng) - Chọn môđun cho bánh theo công thức kinh nghiệm mn=3,75 2.3.3 Xác định số bánh hộp số - Chọn góc nghiêng β α = 300 - Số lượng za bánh chủ động ăn khớp chọn theo điều kiện không bị cắt đỉnh với không dịch chỉnh ≥ 17 ta chọn za = 21răng i a= A cos β α x 150 x cos ( 300 ) −1= −1=2,3 mn z a 3,75 x 21 - Số lượng bánh bị động ăn khớp tính theo cơng thức sau: za’= ia.za= 2,3 x 21 = 48,3 chọn za’= 48 THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ - Tính lại tỉ số truyền cặp bánh ăn khớp ia= 48/21 = 2,3 ( thõa i a=1,6 2,5 sách hướng dẫn đồ án/ Tr49) - Tính lại khoảng cách trục: A= m n (z a + z ' a) 3,75 x( 21+ 48) = =149,4 mm 2.cos β α xCos(30 ) Chọn A= 150 (mm) - Tỉ số truyền tay số trung gian i1 = ih1/ia = 5,979/2,3 = 2,60 i2 = ih2/ia = 3,434/2,3 = 1,49 i3 = ih3/ia = 1,862/2,3 = 0,81 i4 = ih4/ia = 1,297/2,3 = 0,56 i6 = ih6/ia = 0,759/2,3 = 0,33 iR = ihR/ia = 5,701/2,3 = 2,48 - Số bánh trục trung gian với giả thuyết chúng mơđun góc nghiêng z i= A cos β α mn (1+ ii ) Vậy: z1 = 19 z2 = 28 z3 = 38 z4 = 44 z6 = 52 zlùi = 20 - Để triệt tiêu lực dọc trục, cần phải tính lại góc nghiêng bánh a,2,3,4,6 tg β i= zi tg β α z 'a THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ô TÔ βa = 14,1760 ( cặp ăn khớp ) Vậy: β1 = 12,8730 ( cặp số 1) β2 = 18,6130 ( cặp số 2) β3 = 24,5640 ( cặp số 3) β4 = 27,8890( cặp số 4) β6 = 32,0240 ( cặp số 6) βR = 00 ( thẳng) -Tính lại số bánh trục trung gian z i= A cos β i mn (1+i i) Vậy: za = 24 z1 = 22 z2 =31 z3 = 40 z4 = 45 z6 = 51 zlùi = 23 - Tính lại số bánh trục thứ cấp zi’= ii.zi Vậy: za’= 55 z3’= 32 z1’= 57 z4’= 25 z2’= 46 z6’= 17 z’lùi = 57 - Tính lại xác tỉ số truyền ii ia= 55/24 = 2,3 i1= 57/22 = 2,6 i2= 46/31 = 1,484 i3= 32/40 = 0,8 i4= 25/45 = 0,56 i6= 17/51 = 0,33 ilùi = 57/23 = 2,48 - Tính lại tỉ số truyền hộp số Ihi THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ i hi = z ' a z 'i za zi Vậy: ih1 = 5,94 ih2 = 3,4 ih3 = 1,83 ih4 = 1,27 ih6 = 0,76 ilùi = 5,68 2.3.4 Xác định kích thước hình học bánh răng: Bảng 2.3.1 kích thước hình học cặp bánh ăn khớp Tên gọi Ký hiệu Giá trị Bánh Bánh bị chủ động động 24 55 Số z Tỉ số truyền i Môđun pháp tuyến mn 3,75 mm Bước pháp tuyến tn 11,78 mm Góc nghiệng β 14,1760 Mô đun mặt đầu mS 3,87 mm Bước mặt đầu tS 12,15 mm Đường kính vịng trịn d 93 mm 213 mm Dd 100,5 mm 220,5 mm Công thức 2,3 tn = m.π Hướng chia Đường kính vịng đỉnh ms = mn cosβ ts = tn cosβ d= z m cosβ Dd =d +2 m Đường kính vịng đáy Dc 83,625 mm 203,625 mm D c =d−2,5 m THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ Chiều cao H 8,4375 mm h = 2,25.m Chiều rộng vành B 29 mm (7~8,6).m s Khoảng cách trục A 150 mm Góc ăn khớp tiết diện αn 20o tanα n= pháp tuyến tanα cosβ Bảng 2.3.2 kích thước hình học cặp bánh tay số Tên gọi Ký hiệu Giá trị Bánh chủ Bánh bị động động 22 57 Số z Tỉ số truyền i 2,6 Môđun pháp tuyến mn 3,75 mm Bước pháp tuyến tn 11,78 mm Góc nghiệng β 12,8730 Mô đun mặt đầu mS 3,85 mm Bước mặt đầu tS 12,08 mm Đường kính vịng trịn chia d 85 mm 219 mm Đường kính vịng đỉnh Dd 92,5 mm 226,5 mm Đường kính vịng đáy Dc 75,625 mm 209,625 mm Hướng 10 ... tay số số truyền tăng Có tỉ số truyền tay số nên hộp số trục THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ - Cặp bánh số lùi bánh thẳng, lại bánh nghiêng ăn khớp => Chọn hộp số trục, cấp (6 tiến, lùi), trục sơ cấp trục. .. bánh hộp số: .16 2.4.2 Tính toán trục hộp số .24 2.5 Chọn ổ bi đỡ hộp số: 37 2.5.1 Trục sơ cấp: .37 2.5.2 Trục trung gian: .37 2.5 .3 Trục. .. LẮP, ĐIỀU CHỈNH, BẢO DƯỠNG SỮA CHỮA HỘP SỐ 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ THIẾT KẾ HỘP SỐ Ô TÔ CÔNG DỤNG , YÊU CẦU , PHÂN LOẠI: 1.1 Công dụng - Thay đổi tốc độ, momen