Đồ án thiết kế ô tô hiện đại thiết kế ly hợp – hộp số mt và cvt xe khách

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG - PBL3:ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ HIỆN ĐẠI THIẾT KẾ LY HỢP – HỘP SỐ MT VÀ CVT XE KHÁCH GVHD: SVTH: LỚP: NHÓM: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông Nguyễn Tấn Dũng Nguyễn Công Trứ Trương Công Đạt Trần Thông MSSV: 103180141 103180180 103180140 103180178 18C4CLC Đà Nẵng, năm 2021 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC Ô TÔ 1.1Tổng quan hệ thống truyền lực: 1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu hộp số: 1.3 Công dụng, phân loại, yêu cầu ly hợp: .16 1.4 Yêu cầu, công dụng, phân loại trục đăng: 18 1.5 Cầu chủ động ô tô: .19 Chương PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN LỰC TRÊN Ơ TÔ 20 2.1.Phương án thiết kế hộp số sơ đồ động học hộp số .20 2.2 Phương án thiết kế ly hợp sơ đồ kết cấu ly hợp: 23 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ NGỒI 29 3.1.Tính tốn thơng số 29 3.2Tính tốn chọn động .29 Chương TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TƠ ( HỘP SỐ CƠ KHÍ MT) 30 4.1 Đồ thị đặc tính tốc độ động đồ thị đặc tính động lực tơ hộp số MT 30 Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN HỘP SỐ MT .42 5.1 Tính tốn xác định thơng số u cầu ban đầu 42 5.2 Tính tốn kích thước trục cặp bánh hộp số 44 CHƯƠNG TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA LY HỢP HỘP SỐ CƠ KHÍ MT 65 6.1 Mô men ma sát ly hợp .65 6.2 Bán kính vành khăn bề mặt ma sát đĩa bị động 66 6.3 Diện tích bán kính trung bình hình vành khăn ma sát 67 6.4 Lực ép cấu ép 67 6.5 Xác định cơng trượt sinh q trình đóng ly hợp 67 6.6 Nhiệt sinh trượt ly hợp 71 6.7 Bề dày tối thiểu đĩa ép (theo chế độ nhiệt) .71 6.8 Xác định thông số cấu ép: 72 Chương TỔNG QUAN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG CVT 73 7.1 Cấu tạo 73 7.2 Phân loại hộp số CVT: 75 7.2.1 Đối với Dạng khí sử dụng truyền đai :một số dạng đai thường dùng 76 Chương TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ ( HỘP SỐ TỰ ĐỘNG CVT) 80 8.1 Tỉ số truyền vô cấp 80 8.2 Đồ thị momen động 81 Chương TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN HỘP SỐ CVT 82 9.1 Tỷ số truyền thấp hộp số tự động vô cấp CVT (i1) .82 9.2 Xác định xác đường kính vịng chia & khoảng cách trục .83 Chương 10 MÔ TẢ CHI TIẾT KẾT CẤU HỘP SỐ CƠ KHÍ MT VÀ CVT 84 SAU KHI THIẾT KẾ 84 10.1 Sơ đồ động học kết cấu hộp số khí MT thiết kế: 84 10.2 Sơ đồ động học kết cấu hộp số tự động CVT thiết kế: .87 KẾT LUẬN .89 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PBL3: Thiết kế ô tô đại Văn Đông GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đầy, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh Bên cạnh kỹ thuật nước ta bước tiến Trong phải nói đến ngành khí động lực sản xuất ôtô, liên doanh với nhiều hãng ôtô tiếng giới sản xuất lắp ráp ơtơ Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật ta phải tự nghiên cứu chế tạo, u cầu cấp thiết Có ngành ơtơ nước ta phát triển Trong đồ án chúng em giao nhiệm vụ tính tốn thiết kế hộp số xe khách Đây phận chính, khơng thể thiếu ơtơ Nó dùng để thay đổi số vịng quay mơmen động truyền đến bánh xe chủ động cho phù hợp với điều kiện làm việc ôtô, ngắt truyền động động khỏi hệ thống truyền lực thời gian lâu dài Đồ án phần quan trọng nội dung học tập sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học để giải vấn đề cụ thể ngành Trong trình thực đồ án này, em cố gắng tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, làm việc cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt Tuy nhiên, thân cịn kinh nghiệm nên việc hồn thành đồ án khơng thể khơng có thiếu sót Cuối cùng, em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy, tận tình truyền đạt lại kiến thức quý báu cho em Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy TS Nguyễn Văn Đông TS Lê Văn Tụy nhiệt tình hướng dẫn trình làm đồ án Chúng em mong muốn nhận nhận xét dẫn thầy Đà Nẵng, ngày tháng 08 năm 2021 Nhóm sinh viên thực Nguyễn Tấn Dũng Nguyễn Công Trứ Trương Công Đạt Trần Thông PBL3: Thiết kế ô tô đại Chương GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC Ô TÔ 1.1Tổng quan hệ thống truyền lực: 1.1.1 Công dụng: - Hệ thống truyền lực hệ thống có nhiệm vụ truyền mô men xoắn từ động tới bánh xe chủ - động xe, giúp tạo lực đẩy để xe di chuyển Hệ thống truyền lực hồn chỉnh - xe gồm có: ly hợp, hộp số, trục đăng, cầu chủ động (vi sai bán trục) - Truyền, biến đổi moment quay số vòng quay từ động đến bánh xe chủ động cho phù hợp chế độ làm việc động moment cản sinh trình tơ chuyển động - Cắt dịng truyền thời gian ngắn dài - Thực đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi Tạo khả chuyển động êm dịu thay đổi tốc độ cần thiết đường 1.2.1Yêu cầu hệ thống truyền lực ô tô: - Truyền công suất từ động đến bánh xe chủ động với hiệu suất cao, độ tin cậy lớn Thay đổi moment động cách dễ dàng Cấu tạo đơn giản, dễ bảo dưỡng, sửa chữa 1.3.1 Các cách bố trí hệ thống truyền lực tơ: Việc thiết kế để bố trí vị trí phận hệ thống truyền lực loại ôtô tùy thuộc vào cách xếp động cơ, đặc tính truyền động bánh Hiện nay, hệ thống truyền lực ôtô bố trí theo 0kiểu sau đây:  Động bố trí phía trước xe, bánh sau bánh dẫn động: trường hợp này, phận hệ thống truyền động xếp theo thứ tự: động cơ, ly hợp, hộp số, truyền động các-đăng, cầu chủ động với vi sai bán trục  Động bố trí phía trước xe, bánh trước bánh sau bánh dẫn động: thường sử dụng xe chuyên dùng địi hỏi tính việt dã cao Trong trường hợp này, phải có hộp số phụ làm nhiệm vụ phân phối momen xoắn từ động cầu chủ động trước sau xe  Động bố trí phía trước xe, bánh trước bánh dẫn động: kiểu thiết kế phổ biến cho ô tô du lịch đời động đặt ngang phía trước dẫn động trực tiếp hai bánh xe trước Phương pháp đạt ưu điểm: PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông + Động nằm ngang tạo điều kiện giảm chiều dài đầu xe vấn đề khí động học + Loại bỏ trục truyền động các-đăng dọc từ đầu xe đến đuôi xe Nhờ sàn ca-bin thân xe phẳng rộng Động bố trí phía sau xe, bánh sau bánh dẫn động: kiểu bố trí thường sử dụng ơtơ chở khách 30 chỗ ngồi vài loại ôtô du lịch thiết kế động đặt sau xe dẫn động hai bánh sau PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông 1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu hộp số: 1.2.1 Công dụng: Hộp số dùng để thay đổi số vịng quay mơ men động truyền đến bánh xe chủ động cho phù hợp với điều kiện làm việc luôn thay đổi ô tô mà tự động đáp ứng Ngồi hộp số cịn dùng để tách lâu dài động khỏi hệ thống truyền lực cần thiết khởi động, chạy không tải, chạy theo qn tính Dẫn động phận cơng tác xe chuyên dùng xe có tời kéo,tời đổ… 1.2.2 Yêu cầu: - Có tỷ số truyền số lượng tay số thích hợp, đảm bảo chất lượng động lực tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ô tô - Làm việc êm dịu, chuyển số nhẹ nhàng thuận tiện, khơng va đập - Có vị trí trung gian (số 0) để tách 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 1.2.3 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, nhiều cấp - Theo sơ đồ động, phân :  Hộp số với trục cố định (2, hay nhiều trục ) PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông  Hộp số hành tinh (1 dãy, dãy…) - Theo số lượng phần tử điều khiển cần thiết để gài số truyền phân : một, hai hay ba phần tử điều khiển - Theo số lượng dòng lực phân : 1, hay dòng - Tăng số lượng dòng lực làm phức tạp kết cấu, cho phép giảm tải trọng tác dụng lên bánh răng, trục ổ trục… 1.2.4 Loại sơ đồ động hộp số: - Trên ô tô sử dụng chủ yếu loại hộp số có trục cố định, điều khiển tay Vì chúng có kết cấu đơn giản, hiệu xuất cao giá thành rẻ, kích thước trọng lượng nhỏ - Hộp số trục cố định, có trục sơ cấp thứ cấp đồng tâm sử dụng phổ biến Hộp số trục cố định thường sử dụng ô tô du lịch, thể thao máy kéo 1.2.4.1 Hộp số hai trục: Loại hộp số hai trục gồm có: Trục sơ cấp gắn bánh chủ động số truyền, trục thứ cấp lắp bánh bị động cấp số truyền tương ứng Hộp số hai trục tạo truyền thẳng hộp số ba trục phải thơng qua cặp bánh ăn khớp (số nhau), hiệu suất hộp số hai trục bé  Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, làm việc êm dịu có hiệu suất cao tay số trung gian Dễ bố trí đơn giản kết cấu hệ thống truyền lực xe đặt động cầu chủ động  Nhược điểm: Khơng có số truyền thẳng bánh răng, ổ trục khơng giảm tải số truyền cao làm tăng mài mòn tiếng ồn Kích thước theo chiều ngang lớn hộp số ba trục tỷ số truyền PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đơng Hình 1.1.Sơ đồ hộp số trục Chú thích: I: Trục sơ cấp hộp số; II: Trục thứ cấp hộp số; 1: Số cấp số hộp số; 2: Số cấp số hộp số; 3: Số cấp số hộp số; 4: Số cấp số hộp số; L: Số cấp số lùi hộp số - Trục thứ cấp hộp số thường chế tạo liền với bánh hay hypobit truyền lực bánh trụ tạo điều kiện đơn giản kết cấu dễ bố trí - Các phương án bố trí số lùi, số tiến đồng tốc hộp số Đồng tốc số cao đặt trục chủ động để giảm momen quán tính quy dẫn - Một số trường hợp đồng tốc đặt trục chủ động lẫn bị động để rút ngắn chiều dài hộp số 1.2.4.2 Hộp số trục:  Ưu điểm: Có khả tạo số truyền thẳng nên hiệu suất cao nhất; làm việc số truyền thẳng, bánh răng, ổ trục trục trung gian giảm tải hoàn toàn nên giảm mài mòn, tiếng ồn mát công suất Ở số truyền khác, mô men truyền qua cặp bánh răng, tạo tỷ số truyền lớn (7-9) với kích thước nhỏ gọn Nhờ giảm trọng lượng tồn ô tô  Nhược điểm: Trục thứ cấp cần phải bố trí gối lên trục sơ cấp thơng qua ổ bi đặt bên phần rỗng đầu trục sơ cấp, bị khống chế điều kiên kết cấu nên ổ bi khơng chọn theo tiêu chuẩn tính tốn ổ bi mà phải tính tốn thiết kế riêng Ở số truyền trung gian truyền momen thực qua hai cặp bánh ăn khớp nên làm việc không êm, hiệu suất thấp PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông Sơ đồ nguyên lý hộp số trục : Hình 1.2.Sơ đồ động hộp số ba trục Chú thích: I: Trục sơ cấp; IV: Trục số lùi; II: Trục trung gian; A,B: Bộ đồng tốc; III: Trục thứ cấp SL: Vị trí gài số lùi 1, 2, 3, 4: Vị trí gài cấp số 1, cấp số 2, cấp số3, cấp số hộp số 1.2.4.3 Hộp số nhiều cấp: Hộp số nhiều cấp tạo thành cách ghép thêm vào phía trước phía sau hộp số sở ( hộp số - loại trục ) hộp giảm tốc gọi hộp số phụ Hộp số phụ thường có số truyền thẳng số truyền giảm hay tăng 1.2.4.4 Hộp số phụ đặt phía trước: Hộp số phụ đặt phía trước hợp lý kết cấu trường hợp, có bánh để tạo số thấp số cao số truyền nối trực tiếp trục vào hộp số phụ với trục sơ cấp hộp số Tỷ số truyền thấp hộp số phụ khơng lớn, có tác dụng chủ yếu chia nhỏ dãy tỷ số truyền hộp số nên gọi hộp số chia Sơ đồ động hộp số : PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông 2p 1p L III I Zac Zap II Hình 1.3.Sơ đồ động hộp số nhiều cấp ba trục với hộp số phụ bố trí phí trước 1p, 2p : Vị trí gài cấp số 1, số số phụ 1, 2, 3, 4, 5, L :Vị trí gài cấp số 1, số 2, số 3, số 4, số số lùi hộp số Zap : Cặp bánh dẫn động trục trung gian từ hộp số phụ Zac : Cặp bánh dẫn động trục trung gian từ hộp số Ip : Trục sơ cấp hộp số phụ ; I : Trục sơ cấp hộp số ( Thứ cấp hộp số phụ ) II : Trục trung gian ; III : Trục thứ cấp hộp số 1.2.4.5 Hộp số phụ đặt phía sau Hộp số phụ đặt phía sau thường loại có trục cố định với hai cặp bánh hành tinh Có số truyền thẳng số truyền giảm với tỷ số truyền lớn (khoảng số truyền lớn hộp số chính) nên gọi hộp giảm tốc - Ưu điểm: Giảm khoảng cách trục tải trọng tác dụng lên chi tiết h - Nhược điểm: + Giảm tính thống hố hộp số + Hiệu suất giảm gài số truyền thấp 10