TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC **************** THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Đề tài Tính toán thiết kế hộp số xe ô tô Toyota Altis Họ và tên sinh viên LÊ CHÚC TÙNG Mã số sinh v[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC **************** THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Đề tài : Tính tốn thiết kế hộp số xe ô tô Toyota Altis Họ tên sinh viên : LÊ CHÚC TÙNG Mã số sinh viên Lớp 20185949 : Kỹ thuật ô tô 03 – K63 Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS.Nguyễn Thế Lương Hà Nội, tháng năm 2023 Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc Tùng VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ********* ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ XE Ơ TƠ TOYOTA ALTIS 1.8 Họ tên sinh viên : LÊ CHÚC TÙNG MSSV: 20185949 Lớp : Kỹ thuật ô tô 03-K63 I SỐ LIỆU CHO TRƯỚC -Loại xe ôtô : Xe -Tải trọng định mức : 1700 (Kg) -Độ dốc lớn mặt đường mà xe vượt : αmax = 100 -Các số liệu lại tham khảo xe Altis 1.8 II NỘI DUNG THỰC HIỆN -Xác định tỷ số truyền hệ thống truyền lực, tính tốn lựa chọn bánh hộp số -Tính tốn trục, tính tốn ổ lăn hộp số III KHỐI LƯỢNG THIẾT KẾ -01 vẽ lắp hệ thống - khổ A0 -Bản vẽ (khổ A3/A4 – đóng thuyết minh) chi tiết trục, bánh Ngày giao đề : Ngày hồn thành : DUYỆT BỘ MƠN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc Tùng Lời Nói Đầu Nước ta trình cơng nghiệp hố đại hố đất nước Ngành khí ơtơ ngành trình phát triển mạnh, với nhiều nhà máy sản xuất lắp ráp tiên tiến mọc lên Ơtơ sử dụng rộng rãi thực tế đời sống tiện ích mà mang lại Một phận thiếu ơtơ ảnh hưởng trực tiếp đến q trình điều khiển ơtơ,đó hộp số Ngày nay, hộp số ôtô phong phú chủng loại, kết cấu công nghệ Nhưng phổ biến hộp số truyền động khí, loại xe chất lượng cao cịn trang bị hộp số tự động Tuy có số nhược điểm so với hộp số tự động hộp số truyền động khí có ưu điểm sử dụng phổ biến loại ôtô Trong trình học tập trường em nắm bắt kiến thức hộp số, từ kết cấu đến công nghệ chế tạo bản…từ kiến thức có em thực thành công đồ án thiết kế máy với đề tài “TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ XE Ơ TƠ TOYOTA ALTIS 1.8” Trong q trình làm đồ án em giúp đỡ giáo viên hướng dẫn NGUYỄN THẾ LƯƠNG, thầy mơn, có góp ý, hướng dẫn tận tình giúp em hồn thành tốt đồ án giao Mặc dù cố gắng, tài liệu, lực có hạn nên chắn đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý thầy bạn để đề tài em ngày hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn NGUYỄN THẾ LƯƠNG tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành đồ án Em xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2023 Sinh viên thực LÊ CHÚC TÙNG ii Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc Tùng Mục lục CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO SƠ ĐỒ TRỤC HỘP SỐ TOYOTA ALTIS .1 Phần Tổng quan hộp số Nhiệm vụ 2.Yêu cầu hộp số Phân tích chọn phương án kết cấu hộp số Hộp số Toyota Altis 1.8 4.1 Sơ đồ động học 4.2 Nguyên lý làm việc Phần Tính tốn thiết kế kích thước hộp số .5 Chương I Tính tỷ số truyền chọn vật liệu .5 1.1 Tỷ số truyền 1.2 Chọn vật liệu Chương II Tính tốn khoảng cách trục kích thước bánh 2.1 Tính sơ khoảng cách trục A 2.1.1 Khoảng cách trục .8 2.1.2 Chọn modun báng góc nghiêng β 2.2 Xác định số 2.2.1 Số cặp bánh gài số tiến .9 2.2.2 Xác định số cặp bánh tay số lùi 2.3 Tính xác tỷ số truyền khoảng cách trục A 2.4 Dịch chỉnh 11 2.5 Các kích thước cặp bánh 12 Chương III Tính tốn lực, ứng suất chọn vật liệu bánh 14 3.1 Chế độ tải trọng 14 3.1.1 Moment truyền đến trục 14 3.1.2 Lực tác dụng lên bánh .15 i Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc Tùng 3.2 Ứng suất tác dụng lên bánh 15 3.2.1 Ứng suất uốn 15 3.2.2 Ứng suất tiếp xúc 17 3.3 Chọn vật liệu bánh 19 Chương IV Tính tốn thiết kế trục ổ lăn .20 4.1 Tính sơ kích thước trục hộp số theo cơng thức kinh nghiệm 19 4.2.Tính xác kích thước trục theo momen ứng suất 19 4.2.1 Sơ đồ đặt lực chung .19 4.2.2 Khoảng cách điểm đặt lực .21 4.2.3 Tính phản lực gối đỡ 22 4.2.4 Vẽ biểu đồ momen 23 4.2.5 Tính Mtd tính chọn đường kính đoạn trục theo Mtd 26 4.3 Chọn kết cấu trục dựa yếu tố công nghệ lắp ráp 28 4.3.1 Vẽ kết cấu trục .28 4.3.2 Chọn then 28 4.4 Tính toán ổ lăn 29 4.4.1 Chọn loại ổ lăn 29 4.4.2 Chọn cấp xác ổ lăn 29 4.4.3 Hệ số khả làm việc ổ bi 29 4.4.3 Lựa chọn ổ bi 32 Chương V Dung sai lắp ghép 34 Tài liệu tham khảo 37 v Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc Tùng Danh mục bảng biểu Bảng 1.1 Thông số tham khảo xe Toyota Altis Bảng 1.2 Tỷ số truyền sơ Bảng 2.1 Tỷ số truyền gài bánh tính tốn Bảng 2.2 Tỷ số truyền xác tay số Bảng 2.3.Khoảng cách trục xác tay số 11 Bảng 2.4 Bảng hệ số dịch chỉnh cặp bánh .12 Bảng 2.5 Các kích thước bánh số lùi 13 Bảng 3.1 Moment đến trục 14 Bảng 3.2 Lực tác dụng lên bánh .15 Bảng 3.3 Giá trị ứng suất uốn bánh 17 Bảng 3.4 Giá trị ứng suất tiếp xúc bánh .18 Bảng 3.5 Giá trị ứng suất lên bánh 19 Bảng 3.6 Khoảng cách điểm đặt lực trục sơ cấp thứ cấp 21 Bảng 3.7 Khoảng cách điểm đặt lực trục trung gian 22 Bảng 3.8 Lực bánh tác dụng lên ổ trục 23 Bảng 3.9 Trị số biểu đồ moment lên trục sơ cấp .24 Bảng 3.10 Trị số biểu đồ moment lên trục thứ cấp 25 Bảng 3.11 Trị số biểu đồ moment lên trục trung gian .26 Bảng 3.12 Moment tương đương lên trục tay số đường kính trục 27 Bảng 3.13 Thơng số trục then hoa 28 Bảng 3.14 Thông số then 29 Bảng 3.15 Tải trọng hướng kính tác dụng lên ổ lăn .31 Bảng 3.16 Thành phần chiều trục 32 Bảng 3.17 Tải trọng quy dẫn hệ số khả làm việc ổ bi 32 Bảng 3.18 Ổ lăn hệ số khả làm việc ổ 33 Bảng 4.1 Dung sai lắp ghép trục trung gian với bánh 34 Bảng 4.2 Dung sai lắp ghép then trục trung gian .34 Bảng 4.3 Dung sai lắp ghép then hoa moayơ đồng tốc trục thứ cấp… 35 v Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc Tùng Bảng 4.4 Dung sai lắp ghép trục thứ cấp với ổ bi kim 35 Bảng 4.5 Bảng dung sai lắp ghép trục ổ lăn .36 Hình 1.1 Sơ đồ trục hộp số Toyota Altis 1.8 Hình 1.2 Sơ đồđộng học… .3 Hình 2.1 Đồ thị xác định modun bánh theo moment quay cực đại Hình 2.2 Sơ đồ vị trí tương quan trục Hình 3.1 Sơ đồ đặt lực trục 19 Hình 3.2 Vị trí bánh trục số lùi 19 Hình 3.3 Sơ đồ đặt lực lên trục gài số lùi 19 Hình 3.4 Sơ đồ trụchộp số 21 Hình 3.5 Biểu đồ momen trục sơ cấp… 23 Hình 3.6 Biểu đồ momen trục thứ cấp… 24 Hình 3.7 Biểu đồ momen trục trung gian .25 Hình 3.8 Kết cấu trục thứ cấp .28 Hình 3.9 Kết cấu trục trung gian 28 Hình 3.10 Bản vẽ ổ bi trịn ổ bi kim 33 Hình 4.1 Mặt cắt then 34 Hình 4.2 Mặt cắt then hoa… 35 v Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO Bảng 1.1 Thông số tham khảo xe Toyota Altis 1.8V STT Thơng số Kích thước tổng thể D x R x C Đơn vị 4640x1775x1460 mm Chiều dài sở 2700 mm Trọng lượng không tải Go 1265 kg Trọng lượng toàn tải G 1670 kg Kích thước lốp 205/55R16 - Số vịng quay cơng suất tối đa nN 6400 vịng/phút Vận tốc tối đa 185 km/h Hệ thống truyền động FWD, Dãn động cầu trước - SƠ ĐỒ TRỤC HỘP SỐ TOYOTA ALTIS 1.8 Sơ đồ hộp số trục có trục sơ cấp trục thứ cấp đồng tâm Gồm cấp (5 số tiến, số lùi) Trong tay số tay số truyền thẳng Hình 1.1 Sơ đồ trục hộp số Toyota Altis 1.8 Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc Phần Tổng quan hộp số Nhiệm vụ -Hộp số dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi momen xoắn bánh xe chủ động ôtô, đồng thời thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên -Thay đổi chiều chuyển động ôtô (tiến lùi) -Tách động khỏi hệ thống truyền lực khoảng thời gian tuỳ ý mà không cần tắt máy mở li hợp -Dẫn động lực học cho phận công tác xe chuyên dùng 2.Yêu cầu hộp số -Có dải tỉ số truyền cách hợp lý để nâng cao tính kinh tế tính động lực học ôtô -Hiệu suất truyền lực cao, làm việc không gây tiếng ồn, thay đổi số nhẹ nhàng không sinh lực va đập bánh -Kết cấu gọn gàng, chắn, dễ điều khiển bảo dưỡng sửa chữa, giá thành hạ Do đó, hộp số cần có cấu định vị chống nhảy số cấu chống gài đồng thời hai số; có vị trí trung gian để ngắt động khỏi hệ thống truyền lực thời gian dài; có cấu báo hiệu gài số lùi Phân tích chọn phương án kết cấu hộp số Bước quan trọng thiết kế hộp số phải phân tích đặc điểm kết cấu hộp số ôtô chọn phương án hợp lý Việc phân tích phải dựa yêu cầu đảm bảo hộp số làm việc tốt chức Hộp số thiết kế phải đáp ứng yêu cầu: Có tỷ số truyền hợp lý, đảm bảo chất lượng kéo cần thiết Không gây va đập đầu gài số, bánh ăn khớp có tuổi thọ cao 3.Hiệu suất truyền lực cao Kết cấu đơn giản, gọn, dễ chế tạo, điều khiển nhẹ nhàng, có độ bền độ tin cậy cao Nhằm nâng cao tuổi thọ cho bánh ăn khớp, hộp số khí có cấp thường bố trí đồng tốc Nhiệm vụ đồng tốc cân lượng chi tiết chủ động bị động trước chúng ăn khớp với Trên ôtô ngày sử dụng rộng rãi hộp số trục trục Hộp số trục thường bố trí trục sơ cấp trục thứ cấp đồng tâm Đối với ôtô vận tải thường dùng loại hộp số số Ở xe Toyota Altis 1.8 1,5EMT 2007 sử dụng hộp số khí cấp Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc Hộp số Toyota Altis 1.8 4.1 Sơ đồ động học Sơ đồ hộp số trục có trục sơ cấp I trục thứ cấp II đồng tâm Gồm cấp (5 số tiến, số lùi) Trong tay số tay số truyền thẳng Hình 1.2 Sơ đồ động học Số 2, 3, 4, gài đồng tốc B, C Số lùi (R) số gài khớp nhờ cấu A Các bánh trục trung gian III chế tạo rời lắp chặt trục trung gian - Trong hộp số có cặp bánh ăn khớp để dẫn truyền momen quay từ trục thứ đến trục trung gian Trục thứ chế tạo thành khối với bánh chủ động cặp bánh ăn khớp vành để gài số truyền thẳng (i=1) Trục thứ đỡ hai ổ bi, ổ đặt bánh đà ổ đặt vỏ hộp số, ổ bi thường chọn có đường kính ngồi lớn bánh chủ động để đảm bảo tháo lắp trục thứ dễ dàng - Trên trục trung gian lắp cố định nhiều bánh để dẫn truyền momen quay đến trục thứ hai, giá trị momen quay thay đổi tuỳ theo cách gài bánh lắp trượt quay trục thứ hai Trục trung gian đỡ hai ổ bi đặt vỏ hộp số Thường bánh trục trung gian có hướng đường nghiêng chiều để giảm lực chiều trục tác dụng lên trục - Trục thứ hai đỡ hai ổ bi ổ bi kim đặt lỗ đầu trục thứ nhất, biện pháp đảm bảo độ đồng tâm hai trục tiện lợi cho việc ... cấp đồng tâm Đối với ? ?tô vận tải thường dùng loại hộp số số Ở xe Toyota Altis 1.8 1,5EMT 2007 sử dụng hộp số khí cấp Đồ án thiết kế máy – Lê Chúc Hộp số Toyota Altis 1.8 4.1 Sơ đồ động học Sơ đồ. .. loại ? ?tô Trong trình học tập trường em nắm bắt kiến thức hộp số, từ kết cấu đến công nghệ chế tạo bản…từ kiến thức có em thực thành công đồ án thiết kế máy với đề tài “TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ XE. .. phương án kết cấu hộp số Bước quan trọng thiết kế hộp số phải phân tích đặc điểm kết cấu hộp số ? ?tô chọn phương án hợp lý Việc phân tích phải dựa yêu cầu đảm bảo hộp số làm việc tốt chức Hộp số thiết