(Đồ án) 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: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông Nguyễn Tấn Dũng Nguyễn Công Trứ Trương Công Đạt Trần Thơng LỚP: NHĨM: MSSV: 103180141 103180180 103180140 103180178 18C4CLC Đà Nẵng, năm 2021 h 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 Ô 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 thông 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 THÔNG 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 h 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, yêu cầu cấp thiết Có ngành ôtô nước ta phát triển Trong đồ án chúng em giao nhiệm vụ tính toán 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, cô 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 h 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 hoàn 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 q trình tơ chuyển động - Cắt dòng 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 ơtơ 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 chun 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: h 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 ôtô chở khách 30 chỗ ngồi vài loại ôtô du lịch thiết kế động đặt sau xe dẫn động hai bánh sau h 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 vòng quay mô men động truyền đến bánh xe chủ động cho phù hợp với điều kiện làm việc luôn thay đổi ô tô mà tự động khơng thể đáp ứng Ngồi hộp số dùng để tách lâu dài động khỏi hệ thống truyền lực cần thiết khởi động, chạy khơng tải, chạy theo qn tính Dẫn động phận công 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 ) h 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 không giảm tải số truyền cao làm tăng mài mịn tiếng ồn Kích thước theo chiều ngang lớn hộp số ba trục tỷ số truyền h 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 mịn, tiếng ồn mát cơng 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 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 h 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 : h 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 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đơng 7.2.1 Đối với Dạng khí sử dụng truyền đai :một số dạng đai thường dùng a) Đai cao su : Sự phát triển loại đai dùng CVT bắt đầu với loại đai cao su Loại đai sử dụng nghiên cứu phát triển Tuy nhiên khơng thích hợp để ứng dụng tơ giới hạn khả truyền mơ men Nhưng lại có lợi hệ số ma sát dây đai bánh đai lớn mà cần tới lực kẹp nhỏ nhẹ nhiều Điều có lợi lượng momen cần truyền nhỏ áp dụng xe máy ô tô loại nhỏ Hình 1.6 : Đai cao su b) Đai kim loại: 80 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông Hình 1.7 : Đai thép c) Đai xích Hình 1.8 : đai xích 7.2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động HSVC sử dụng truyền đai kim loại Hệ thống bao gồm: hộp số, tryền lực lắp chung vỏ, bắt liền với động Cụm hộp số tập hợp bởi: Cơ cấu hành tinh (chỉ có tác dụng đảo chuyển chuyển động 81 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông tạo số truyền lùi) li hợp khoá K1, K2 truyền đai kim loai Bộ truyền đai vô cấp cho phép biến đổi tốc độ vô cấp tự động điều khiển Vấn đề thay đổi tỉ số truyền vô cấp thực truyền đai kim loại Cấu trúc bánh đai bao gồm: nửa bị động nửa cố định thay đổi khoảng cách nửa bánh đai Với bánh đai chủ động nửa bánh đai di động luôn chịu lực ép ban đầu lò xo áp lực thuỷ lực buồng thuỷ lực xi lanh điều khiển Hình :Bộ truyền đai Dây đai kim loại tiết diện hình thang có phần tử làm việc trạng thái chịu nén ban đầu Hiệu suất truyền lực lớn 95% Cấu tạo dây gồm nhiều phần tử kim loại nằm vòng thép, vòng gồm nhiều lớp thép lò xo ép chặt lại với Mô men xoắn truyền bánh đai thông qua lực kéo dây đai Việc truyền lực kéo tạo nên áp lực ép từ phần tử kim loại sang phần tử kim loại khác Sự dịch chuyển hướng kính dây đai kim loại thực nhờ cân lực ép đay đai bánh đai lực ép thửy lực Do hệ số ma sát dây đai kim loại bánh đai nhỏ nên lực ép tối đa chúng lớn (khoảng 20 kN ) 82 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông Tỉ số truyền đai thay đổi vô cấp từ 0.4 tới 2.5, khoảng động học xấp xỉ (tương ứng với hộp số có cấp sáu số truyền ) Trục chủ động nối với động qua cấu hành tinh Trục bị động truyền mơ men tới truyền lực kép có tỉ số truyền tổng i0=7.5 Trong hộp số có điều khiển chuyển số thủy lực điện từ nhằm thay đổi tự động tỉ số truyền truyền đai theo mức độ điều khiển tốc độ động điều kiện chuyển động ô tô Trên vỏ hộp số bố trí van thủy lực, điều khiển khí áp lực thủy lực Cần chọn số có vị trí P-R-N-D -Nếu cần chọn số vị trí P truyền đai không thay đổi tỷ số truyền -Nếu cần chọn số vị trí N li hợp mở, hệ thống không truyền mô men truyền đai -Khi gài số D, đạp ga từ từ, li hợp K1 mở, Li hợp K2 đóng dần, mơ men truyền qua li hợp cho phép có trượt nhẹ đảm bảo ô tô chuyển động êm dịu Tiếp tục tăng ga, áp lực thủy lực tăng dần li hợp K2 đóng hồn tồn, Mơ men động truyền hết tới truyền đai, tỷ số truyền thay đổi từ lớn sang nhỏ tùy thuộc vào tương quan mức độ tải động điều kiện đường Nếu bướm ga mở hoàn toàn, tốc độ động tăng nên tới 4200 vịng/phút khơng thay đổi, giá trị tỉ số truyền giảm xuống nhỏ tốc độ ô tô đạt lớn Điều cho phép ô tô thường xuyên làm việc vùng có suất tiêu thụ nhiên liệu riêng nhỏ -Nếu cần chọn vị trí R Li hợp K1 khóa cấu hành tinh đảo chiều quay thực lùi xe 83 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đơng Chương TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TƠ ( HỘP SỐ TỰ ĐỘNG CVT) Đồ thị đặc tính tốc độ động đồ thị đặc tính động lực tơ hộp số CVT 8.1 Tỉ số truyền vô cấp Tỉ số truyền vô cấp 2.5 i_CVT 1.5 0.5 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Tốc độ góc động (rad/s) Tốc độ động 190 380 570 760 950 1140 1330 1520 1710 1900 2090 2280 2400 2660 2850 3040 3230 3420 3610 3800 i_CVT 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.30717972 2.129231304 1.965007714 1.813450379 1.673582375 1.544502126 1.425377594 1.35492102 1.213983437 1.120351187 1.033940615 0.954194727 0.88059949 0.812680514 0.75 84 h 3500 4000 PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông 8.2 Đồ thị momen động Đồ thị Momen động 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 500 1000 1500 2000 Tốc độ động 190 380 570 760 950 1140 1330 1520 1710 1900 2090 2280 2400 2660 2850 3040 3230 3420 3610 3800 2500 3000 M_CVT 578.0652131 663.9518633 742.1229279 812.5784069 875.3183003 858.5870393 832.6583269 799.5572898 761.0122885 718.4916633 673.2363453 626.2887685 596.1652488 530.6447805 483.2567741 436.831009 391.7470669 348.3012707 306.7187329 267.1639289 85 h 3500 4000 PBL3: Thiết kế ô tô đại Chương GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đơng TÍNH TỐN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN HỘP SỐ CVT 9.1 Tỷ số truyền thấp hộp số tự động vô cấp CVT (i1) Các kích thước cấu hành tinh hộp số tự động vô cấp CVT có cấu trúc thường đơn giản; theo đó, tỷ số truyền thấp hộp số hành tinh (số (i 1)) xác định theo điều kiện bám lớn lốp với mặt đường mà bánh xe chủ động không bị ϕ trượt quay max = 0,55: xác đinh theo công thức: i1= Gϕ ϕ max R bx M CVT max i0 η t K bm = 27468.0,55.0,317967 440.3,1869 0,93.1,5 Và tỷ số truyền truyền lực i0 xác định theo chế độ vận hành ô tô chuyển ω ω động với tốc độ lớn V max = 38,89[m/s] theo quan hệ sau (lấy emax = N chọn Sbm = 0,02): i0= ω e max Rbx (1−S bm ) V max 397,73.0,317967 38,89 = (1-0,02) = 3,1869 Ở bánh hành tinh Zh trung gian, không tham gia công thức xác định tỷ số truyền có tham gia (kiểu cấu hành tinh kép – có hai dãy bánh hành tinh cấu hành tinh) ảnh hưởng khơng đáng kể, nên Z h thường chọn trước Zh = 17 Số bánh trung tâm Za1: z 2.17 za1= 0,5h = 0,5 = 72 Số bánh bao Zb : zb=2 zh.za1= 2.18+72 = 108 Số bánh trung tâm Za2: zb 108 za2= i = 2,456 = 43,97 => chọn 44 Xác định khoảng cách trục sơ cho cấu hành tinh A ht =k ht √ M max i ¿ 4,7 √3 440.1,5 2,456 = 55,2080 85 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông Kiểm tra i1: i1 = zb 108 = 44 44 = 2,45 Tỷ số truyền lùi il: il = −z b 108 = = -1,5 72 za 9.2 Xác định xác đường kính vịng chia & khoảng cách trục Sau xác định số bánh răng, ta xác định mơ-đun răng, đường kính vịng chia khoảng cách trục sau Tuy nhiên mo-dun phải chọn theo tiêu chuẩn vói giá trị : 1,00; 1,25; 1,50; ….; 2,00; 2,25; 2,50…[mm] Vì ta chọn số trịn (với thêm bước 0,25[mm]), để tăng bền tuổi thọ cho bánh răng, nên ta chọn: m = 1,5 Ngoài ra, để tăng bền mà bánh làm việc êm, giảm tiếng ồn, bánh chọn nghiêng: β = 250, suy khoảng cách trục Aht[mm]: A ht = m ( Z a 1+ Z h) cos( β ) =1,5 ( 72+ 18 ) =74 , 4780 cos ( 25 ) => chọn 75 Đường kính vịng chia bánh hộp số hành tinh cho bảng 7.1: Bảng 7.1: Kết số đường kính vịng chia hộp số cấp Số TT Tên bánh Số Di [mm] 01 Bánh hành tinh Zh CCHT 18 27 02 Bánh trung tâm Za1 CCHT 72 108 03 Vành bao Zb CCHT 108 162 85 h PBL3: Thiết kế ô tô đại Chương 10 GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đơng MƠ TẢ CHI TIẾT KẾT CẤU HỘP SỐ CƠ KHÍ MT VÀ CVT SAU KHI THIẾT KẾ 10.1 Sơ đồ động học kết cấu hộp số khí MT thiết kế: 10.1.1 Loại hộp số thiết kế thông số sau thiết kế - Hộp số thiết kế hộp số trục có cấp số tiến cấp số lùi - Tỷ số truyền tay số sau thiết kế hộp số sau : + Tay số : ih1= 2,96 + Tay số : ih2= 1,79 + Tay số : ih3= 1,28 85 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông + Tay số : ih4= 1,00 + Tay số lùi: ihl= 4,51 10.1.2 Bánh trục hộp số - Các cặp bánh hộp số bánh trụ nghiêng bề rộng bánh b = 24 mm - Sau hiệu chỉnh tính xác ta có thơng số trục hộp số sau : + Khoảng cách trục: A = 110 mm + Đường kính trục sơ cấp: d1 = 32mm + Đường kính trục trung gian: d2 = 35 mm + Đường kính trục thứ cấp: d3 = 50 mm - Trục sơ cấp chế tạo liền với bánh răng, trục định vị tránh dịch chuyển chiều trục gối đỡ sau nằm vỏ hộp số, gối đỡ trước trục, phía bánh đà không chịu lực chiều trục Trục sơ cấp đỡ gối đỡ ổ bi cầu dãy hướng kính Vịng hãm lắp rãnh vịng ngồi ổ - Trục trung gian lắp cố định các-te, đỡ gối đỡ ô bi cầu dãy hướng kính - Trục thứ cấp đầu trước đặt ổ đỡ, bố trí bánh đầu trục sơ cấp Đầu sau đặt ổ bi, định vị vỏ để tiếp nhận lực chiều trục Gối trước dùng ổ bi trụ khơng có vịng ngồi vịng trong, khơng có vịng cách lắp theo nguyên lý vòm với khe hở nhỏ Gối đỡ sau trục thứ cấp ổ bi hướng kính dãy, ổ cố định vỏ nhờ vòng hãm - Trục thứ cấp có then hoa để lắp bánh răng, để nhận lực chiều trục từ bánh nghiêng lắp lăn hay bạc, thiết kế trục bậc với vòng tỳ mặt đầu 10.1.3 Bộ đồng tốc - Bộ đồng tốc dùng để nối bánh với trục gài số nhằm: + Làm đồng tốc độ phần cần gài trước chúng nối với + Không cho phép gài số chi tiết cần nối chưa đồng tốc độ Nhờ đó, đảm bảo q trình gài số êm dịu dễ dàng - Đối với xe khách thiết kế ta chọn loại đồng tốc loại IIa (kiểu bi định vị), có đặc điểm sau: + Ưu điểm: Thanh trượt làm nhiệm vụ định vị, lò xo định vị dùng hai vòng lò xo, nhờ tránh tượng bị lệch lò xo vào gài số 85 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông + Nhược điểm: Ma sát hốc định vị gờ định vị ma sát trượt nên hốc định vị dể mòn Tuy lực định vị nhỏ, đồng tốc làm việc dầu nên nhược điểm khắc phục nhờ chúng ln bôi trơn dầu - Với thông số đồng tốc tính tốn sau : + Góc vành ma sát : α = 7o + Góc nghiêng phản lực vành hãm: β = 26o + Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc : bms = 1,444488 mm + Bán kính ma sát đồng tốc : Rms = 75,94 mm + Bán kính hãm : Rβ = 87,335 mm 10.1.4 Ly hợp Đối với xe khách có khối lượng toàn G = 2800 kG, momen cực đại Memax = 440 [N.m] loại xe có tính chạy đường dài Với thiết kế cầu sau chủ động, xe di chuyển địa hình đường dài, việc đóng mở ly hợp tương đối không nhiều tải trọng nặng nên việc thiết kế ly hợp ưu tiên lựa chọn phương án ly hợp ma sát khí loại đĩa kiểu lị xo dây xoắn trụ tạo lực ép lớn, ép đĩa ma sát vào bánh đà truyền momen tối đa động Các thông số ly hợp thiết kế tổng hợp lại sau:  Bán kính đĩa ma sát R1 = 89,74 [mm]  Bán kính ngồi đĩa ma sát R2 = 169,32 [mm]  Bề dày đĩa ép δ = 21 [mm]  Lực ép cần thiết lò xo dây xoắn trụ Flx = 839,139[N] 85 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông 10.2 Sơ đồ động học kết cấu hộp số tự động CVT thiết kế: 10.2.1 Loại hộp số thiết kế thông số sau thiết kế - Hộp số thiết kế hộp số vô cấp cấp số tiến cấp số lùi kiểu Ravigneaux - Tỷ số truyền tay số sau thiết kế hộp số sau : + Tỷ số truyền thấp nhất: i1 = 2,456 + Tỷ số truyền truyền lực chính: i0 = 3,1869 + Tỷ số truyền lùi: il = -1,5 10.2.2 Bánh trục hộp số - Sau hiệu chỉnh tính xác ta có thông số trục hộp số bánh sau : 85 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông + Khoảng cách trục: Aht = 75 mm + Số bánh trung tâm: Za1 = 72 + Số bánh bao: Zb = 108 + Số bánh trung tâm: Za2 = 44 + Đường kính bánh hành tinh DZh = 27 mm + Đường kính bánh trung tâm DZa1 = 108 mm + Đường kính vành bao DZb = 162 mm 85 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đơng KẾT LUẬN Giải mục đích đồ án thiết kế hộp số sở tính tốn tối ưu động lực học xe nhằm đưa thơng số có kết cấu tính cơng nghệ phù hợp, đảm bảo u cấu cần thiết hộp số phù hợp với điều kiện vận hành giảm khối lượng hộp số Các trục cặp bánh hộp số tính chọn kiểm tra bền thỏa mãn điều kiện làm việc Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy TS Nguyễn Văn Đông TS.Lê Văn Tụy tận tình hướng dẫn bảo nhiều lỗi sai cho chúng em suốt trình làm đồ án Mặc dù nghiên cứu tìm hiểu khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong Thầy xem xét bỏ qua Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn chúc Thầy thật nhiều sức khỏe thành công công việc 85 h PBL3: Thiết kế ô tô đại GVHD: TS Lê Văn Tụy & TS.Nguyễn Văn Đông DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] LÊ VĂN TỤY (2007), Hệ thống truyền lực ơtơ, Giáo trình mạng nội Khoa Cơ khí Giao thơng - trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [2] NGUYỄN HỮU CẨN, DƯ QUỐC THỊNH, PHẠM MINH THÁI, NGUYỄN VĂN TÀI, LÊ THỊ VÀNG (1998), Lý thuyết ôtô máy kéo, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội [3] NGUYỄN HỒNG VIỆT (2010), Giáo trình kết cấu, tính tốn thiết kế ơtơ, Giáo trình mạng nội khoa Cơ khí Giao thơng - trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [4] NGUYỄN HỮU HƯỜNG, PHẠM XUÂN MAI, NGÔ XUÂN NGÁT, Thiết kế ly hợp, hộp số-cầu chủ động ô tô máy kéo ,Nhà xuất đại học quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh 85 h