Đồ án sơn hộp số( đồ án ngành cnktoto) Ngày nay do nhu cầu vận chuyển hàng hoá, hành khách tăng nhanh, mật độ vận chuyển lớn. Đồng thời cùng với sự mở rộng và phát triển đô thị ngày càng tăng nhanh thì vận chuyển bằng ô tô lại càng có ưu thế. ở các nước công nghiệp phát triển, công nghiệp ô tô là ngành kinh tế mũi nhọn. Trong khi đó ở nước ta ngành công nghiệp ô tô mới chỉ dừng lại ở mức khai thác, sử dụng, sửa chữa và bảo dữơng. Những năm 1985 trở về trước các ô tô hoạt động ở Việt Nam đều là ô tô nhập ngoại với nhiều chủng loại do nhiều công ty ở các nước sản xuất. Từ những năm đầu thập kỷ 90 chúng ta thực hiện việc liên doanh, liên kết với các công ty nước ngoài. Nên ở Việt Nam hiện nay đã có 14 liên doanh đã và đang hoạt động như: TOYOTA, MERCEDES BENZ VMC, DEAWOO, MITSUBISHI, NISSAN, FORD...Ngoài ra còn kể đến một số hãng trong nước như:Trường Hải,… Tại những liên doanh này ô tô được lắp ráp trên các dây chuyền công nghệ hiện đại. Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đã chuyển sang một giai đoạn mới.
Đồ án môn học GVHD: Nguyễn Văn Đại Nhận xét giáo viên hướng dẫn Vinh, ngày tháng … năm 2021 Giáo viên Nguyễn Văn Đại \ SVTH: Phạm Mạnh Thìn Đồ án mơn học GVHD: Nguyễn Văn Đại LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình phát triển kinh tế quốc dân phục vụ đời sống xã hội, việc vận chuyển hàng hoá, hành khách có vai trị to lớn Với việc vận chuyển ô tô có khả đáp ứng tốt nhiều mặt so với phương tiện vận chuyển khác đặc tính đơn giản, an tồn, động Trong loại hình vận chuyển vận chuyển tơ loại hình thích hợp vận chuyển loại đường ngắn trung bình Ơ tơ đến nhiều vùng, nhiều khu vực địa điểm mà phương tiện vận chuyển khác khó thực Nó đưa đón khách tận nhà, giao hàng tận nơi, đưa hàng đến tận chân cơng trình mà giá cước phù hợp với nhu cầu nhân dân Ngày nhu cầu vận chuyển hàng hoá, hành khách tăng nhanh, mật độ vận chuyển lớn Đồng thời với mở rộng phát triển thị ngày tăng nhanh vận chuyển tơ lại có ưu nước công nghiệp phát triển, công nghiệp ô tô ngành kinh tế mũi nhọn Trong nước ta ngành công nghiệp ô tô dừng lại mức khai thác, sử dụng, sửa chữa bảo dữơng Những năm 1985 trở trước ô tô hoạt động Việt Nam ô tô nhập ngoại với nhiều chủng loại nhiều công ty nước sản xuất Từ năm đầu thập kỷ 90 thực việc liên doanh, liên kết với cơng ty nước ngồi Nên Việt Nam có 14 liên doanh hoạt động như: TOYOTA, MERCEDES - BENZ VMC, DEAWOO, MITSUBISHI, NISSAN, FORD Ngồi cịn kể đến số hãng nước như:Trường Hải,… Tại liên doanh ô tô lắp ráp dây chuyền công nghệ đại Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam chuyển sang giai đoạn Để hoàn thành Đồ án nỗ lực thân không kể đến bảo tận tình Thầy Cơ giáo mơn nhà trường Đặc biệt hướng dẫn Thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn Nguyễn Văn Đại tận tình giúp đỡ em hồn thành thiết kế đồ án Xin cảm ơn thầy cô, cán công nhân viên môn Ơtơ- Khoa khí động lực tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập tính tốn thiết kế Hộp số Em xin kính chúc thầy ln mạnh khoẻ có nhiều cống hiến nghiệp phát triển ngành ô tô nói riêng ngành giao thông vận tải nói chung Việt Nam PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ SVTH: Phạm Mạnh Thìn Đồ án mơn học GVHD: Nguyễn Văn Đại Nhiệm vụ -Hộp số dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen 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 ngồi cho phận cơng tác xe chuyên dùng 2.Yêu cầu hộp số -Có đủ 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 Phân loại hộp số 3.1 Phân loại theo phương pháp thay đổi tỉ số truyền + Loại hộp số có cấp Ngày ôtô dùng nhiều hộp số có cấp (loại thay đổi tỉ số truyền cách thay đổi ăn khớp cặp bánh răng), cấu tạo đơn giản, làm việc chắn, hiệu suất truyền lực cao, giá thành rẻ Trong loại hộp số có cấp người ta chia: + Theo tính chất trục truyền -Loại có trục tâm cố định việc thay đổi số trượt thường có loại hai trục tâm dọc ngang, loại ba trục tâm dọc -Loại có trục tâm di động(hộp số hành tinh) +Theo cấp số ta có:hộp số cấp, cấp, cấp … SVTH: Phạm Mạnh Thìn Đồ án mơn học GVHD: Nguyễn Văn Đại Nếu hộp số nhiều cấp tốc độ cho phép sử dụng hợp lý công suất động cơ, điều kiện lực cản khác tăng tính kinh tế ơtơ thời gian thay đổi số dài, kết cấu phức tạp + Loại hộp số vơ cấp Hộp số vơ cấp có ưu điểm là:có thể thay đổi tỉ số truyền liên tục giới hạn đó, thay đổi tự động, liên tục phụ thuộc vào sức cản chuyển động ơtơ, rút ngắn qng đường tăng tốc, tăng lớn tốc độ trung bình ơtơ -Hộp số vơ cấp kiểu học(ít sử dụng) -Hộp số vơ cấp kiểu va đập(ít dùng) -Hộp số vơ cấp kiểu ma sát(bánh ma sát hình cơn) -Hộp số vơ cấp dùng điện(dùng động đốt kéo máy phát điện, cung cấp điện cho động điện đặt bánh xe chủ động( có nguồn điện từ ắc quy) Ta thay đổi dịng điện kích thích động điện thay đổi tốc độ mômen xoắn động điện bánh xe chủ động -Hộp số vô cấp thuỷ lực: truyền mômen xoắn nhờ lượng dịng chất lỏng thuỷ động thuỷ tĩnh Hộp số vơ cấp thuỷ lực có kết cấu phức tạp giá thành cao, hiệu suất truyền lực thấp, thay đổi mômen xoắn giới hạn hẹp Thơng thường người ta kết hợp với hộp số có cấp có trục tâm di động(kiểu hành tinh) với biến mômen thuỷ lực 3.2 Phân loại theo cấu điều khiển -Loại điều khiển cưỡng bức(thường hộp số có cấp) -Loại điều khiển bán tự động (thường hộp số kết hợp) -Loại điều khiển tự động (thường hộp số vơ cấp) 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 năng: -Thay đổi mômen xoắn truyền từ động đến bánh xe chủ động -Cho phép ôtô chạy lùi SVTH: Phạm Mạnh Thìn Đồ án mơn học GVHD: Nguyễn Văn Đại -Tách động khỏi hệ thống truyền lực dừng xe mà động làm việc Hộp số thiết kế phải đáp ứng yêu cầu: 1-Có tỷ số truyền hợp lý, đảm bảo chất lượng kéo cần thiết 2-Không gây va đập đầu gài số, bánh ăn khớp có tuổi thọ cao 3-Hiệu suất truyền lực cao 4-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 tốc độ góc 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 du lịch thường dùng loại hộp số số [1] Vậy ta chọn hộp số loại số, với hộp số số kết cấu phức tạp khó chế tạo Chọn sơ đồ động học hộp số Động bố trí ơtơ theo kiểu: Động bố trí phía trước ngồi buồng lái, có số nhược điểm như: Làm giảm tầm nhìn người lái, thu nhỏ thể tích khoang hành khách, bố trí theo kiểu chăm sóc động thuận tiện, khơng cần cách nhiệt cách âm Đây cách bố trí sử dụng rộng rãi ôtô du lịch ngày Với ôtô du lịch, làm việc điều kiện chất lượng đường tốt, ta lựa chọn phương án truyền lực theo công thức 4x2, với cầu trước chủ động Kiểu ngày sử dụng phổ biến ôtô du lịch Cầu trước chủ động nhằm tận dụng trọng lượng khối động lực tăng tính ổn định xe, giảm ảnh hưởng lực bên, không cần bố trí đăng điều kiện khơng gian gầm chặt hẹp.Với cách bố trí này, trọng lượng xe phân bố lên hai cầu (động chiếm tỷ lệ khối lượng tương đối lớn ), nên kết cấu hệ thống truyền lực đơn giản đễ bảo dưỡng, sửa chữa 5.1 Chọn loại hộp số: Hộp số thiết kế theo kiểu: Hộp số khí có cấp điều khiển tay, sử dụng đồng tốc tất số tiến SVTH: Phạm Mạnh Thìn Đồ án mơn học GVHD: Nguyễn Văn Đại ● Kiểu có ưu điểm: - Gía thành rẻ, chế tạo kết cấu đơn giản Qúa trình gài số êm dịu dễ dàng, tránh va đập gây vỡ bánh (so với loại không sử dụng đồng tốc) - Hiệu suất truyền động cao, làm việc với độ tin cậy tốt Dễ sửa chữa bảo dưỡng ● Nhược điểm: - Do phải điều khiển cấu sang số tay nên tốn sức lực người lái (đặc biệt ôtô làm việc chế độ thay đổi tốc độ liên tục) - Tốn thời gian sang số, hộp số làm việc không êm dịu hộp số tự động - Khi cần nhiều tỷ số truyền kết cấu hộp số cồng kềnh phức tạp 5.2 Lựa chọn sơ đồ động: Sơ đồ động hộp số thết kế A-Trục sơ cấp, B-Trục thứ cấp, C-Trục số lùi I: Bộ đồng tốc (BĐT ) , II: Bộ đồng tốc II (BĐT ) - Trục sơ cấp: trục sơ cấp hộp số có lắp bánh lồng khơng, bánh sử dụng bánh nghiêng Đầu trước trục có then hoa để ăn khớp với ly hợp định tâm bánh đà nhờ ổ bi Ngồi ra, trục cịn gối hai ổ bi SVTH: Phạm Mạnh Thìn Đồ án mơn học GVHD: Nguyễn Văn Đại cầu hướng kính đỡ chặn dãy vỏ hộp, ổ bi định vị vỏ hộp nhờ vịng hãm xẻ rãnh với bu lơng, đầu nối với bánh đà có phớt chắn dầu Trên trục có vách ngăn, vịng cách để hãm bánh răng, đồng tốc tránh di chuyển dọc trục Bánh có lỗ khoan để đảm bảo lượng dầu bôi trơn cho ổ trượt Bộ đồng tốc sử dụng thuộc kiểu quán tính, ăn khớp với bánh nhờ vành răng, đồng tốc lắp trục then hoa - Trục thứ cấp: Trục thứ cấp liên kết với bánh nhờ then bán nghuyệt, trục quay hai ổ bi hướng kính đỡ chặn, định vị vỏ hộp nhờ vòng hãm xẻ rãnh với bu lơng, trục có bố trí vịng cách để hãm bánh tránh di chuyển dọc trục Một đầu trục có then hoa để lắp bánh truyền lực chính, trục có vịng chặn ổ bi - Bánh trục số lùi bánh trụ thẳng, việc ăn khớp không nhờ đồng tốc mà di trượt trục nhờ ổ trượt Để bố trí trục số lùi, vỏ hộp số có bố trí vách ngăn Trục số lùi lắp vỏ nhờ ổ trượt Trục cố định vỏ hộp nhờ bulông hãm, bánh trục quay trơn Bánh số lùi trục sơ cấp cố định với trục nhờ then bằng, bánh số lùi trục thứ cấp không ăn khớp trực tiếp với bánh trục sơ cấp - Bánh trục sơ cấp trục thứ cấp ăn khớp với để sẵn sàng truyền công suất, vành bánh sơ cấp có vành ăn khớp với đồng tốc - Cơ cấu điều khiển: Cơ cấu điều khiển theo kiểu tay Trên trục trượt có rãnh hãm hãm bi tác dụng lực nén lò xo, để đảm bảo không cho trục dịch chuyển tránh tượng nhảy số ngẫu nhiên, tránh cài hai số lúc Ngoài cịn có cấu định vị số 5.3 Đường chạy số: + Số I: Dùng tay điều khiển cần gạt đẩy đồng tốc I sang bên phải, lúc xe chạy số I, đường truyền mômen sau: A BĐT1 Z Z 11 B + Số II: Dùng tay điều khiển cần gạt đẩy đồng tốc I sang bên trái lúc xe chạy số II, đường truyền mômen sau: A BĐT1 Z Z 22 B + Số III: Dùng tay điều khiển cần gạt đẩy đồng tốc II sang bên phải lúc xe chạy số III, đường truyền mômen sau: SVTH: Phạm Mạnh Thìn Đồ án mơn học GVHD: Nguyễn Văn Đại A BĐT2 Z Z 33 B + Số IV: Dùng tay điều khiển cần gạt đẩy đồng tốc II sang bên trái lúc xe chạy số IV, đường truyền mômen sau: A BĐT2 Z Z 44 B + Số lùi: Dùng tay điều khiển cần gạt đẩy bánh di trượt sang bên trái, lúc mômen truyền đến trục thứ cấp cấp thông qua bánh trung gian, đường truyền sau: SVTH: Phạm Mạnh Thìn A Z L Z L Z L1 B Đồ án mơn học GVHD: Nguyễn Văn Đại PHẦN II TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC KÍCH THƯỚC CỦA HỘP SỐ SỐ LIỆU CHO TRƯỚC - Tốc độ lớn : Vmax = 140 km/h - Mô men cực đại Memax= 241 Nm , nM= 3800 ( vịng/ phút) - Cơng suất cực đại Nemax= 158( Kw) ,nN = 5200 ( vòng / phút) - Hệ số cản lăn mặt đường f = 0,02 - Độ dốc mặt đường: i= 0,18 - Trọng lượng thân G = 2450 kg - Ký hiệu bánh xe : 6,5-17 - Xe tham khảo: Toyota Fortuner Xác định thông số hộp số: 1.1 Tỷ số truyền số thấp - số cao hộp số : Giá trị tỷ số truyền số thấp ih1 xác định theo điều kiện kéo sau: ih1 ≥ ψ max Ga r bx M e max i o ηt (1-1) Trong : Ga- trọng lượng tồn củ xe (N) Ga =2450 (KG) = 2450.9,81= 24034(N) ψ max :hệ số cản chuyển động lớn đường Trong đó: i= 0,18 max f i = 0,02+0,18 = 0,2 rbx :bán kính làm việc bánh xe chủ động d (B+ ).25 , rbx = (mm) Với : B=6,5(ich) chiều rộng sở lốp d=17 (ich) đường kính bánh xe SVTH: Phạm Mạnh Thìn Đồ án mơn học GVHD: Nguyễn Văn Đại d (B+ ).25 , rbx = 17 = (6,5+ ).25,4=381(mm) Memax: mô men quay cực đại động Memax =241 (N.m) ηt : hiệu suất hệ thống truyền lực Xe thiết kế xe du lịch ηt = 0,93 chọn ηt = 0,93 i0 : tỷ số truyền truyền lực Giá trị tỷ số truyền lực io với tỷ số truyền cao hộp số ihn xác định theo tốc độ chuyển động lớn xe vamax (m/s) ứng với tốc độ góc lớn động io = ωemax (rad/s) sau: ωe max r bx i hn v a max (1-2) Trong : ihn :giá trị tỷ số truyền cao hộp số (thường chọn ihn=1) ωemax : Tốc độ góc lớn động ,(rad/s);được xác định theo loại động chủng loại xe thiết kế với động xăng e max N Với : ωN tốc độ góc ứng với cơng suất cực đại động ,ta cớ ωN Π.n = 30 = 3,14.5200 = 544,26 (rad/s) 30 Vmax : tốc độ tịnh tiến lớn xe Vmax=140 (km/h) =38,88 (m/s) Vậy : i o= ω emax r bx 544,26 0,381 = =5,333 i hn v amax 38,88 Thay số vào (1-1) ta được: i h 1= Ψ max G a r bx 0,2.24034 0,381 = =1,53 M emax i o ηt 241.5,333.0,93 Tỷ số truyền số thấp ih1 kiểm tra công thức sau: SVTH: Phạm Mạnh Thìn