969 4 chuong 3 jnbr7 20130111024450

CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ CHO XE DU LỊCH Căn yêu cầu đồ án “ Nghiên cứu thiết kế hộp số cho xe du lịch” phần phân tích chọn phương án thiết kế phần chương II ta thấy yêu cầu cần thiết cho việc thiết kế hộp số xe du lịch sau: + Tốc độ tối đa xe du lịch + Loại đường xe du lịch thường xuyên hoạt động + Công dụng hộp số lắp xe du lịch Với loại xe hoạt động Việt Nam chất lượng đường chưa tốt nên để xe đạt vận tốc cao khó Trên đường cao tốc nay, tốc độ tối đa cho phép đạt tới 100 km/h Nhưng số đường đại Việt Nam nay, hoạt động thành phố thành phố đơng đúc để xe đạt vận tốc cao lại khó Chính nên việc thiết kế hộp số phù hợp với khoảng động học ô tô điều quan trọng Bên cạnh việc phân chia khoảng vận tốc yêu cầu thiết yếu cần có Mục đích nhằm đảm bảo sử dụng hợp lý khoảng động học ô tô, để từ yêu cầu đặt xe có chất lượng kéo – vận tốc tốt hơn, tính kinh tế cao điều kiện hoạt động Có cách phân chia vận tốc cho số truyền :  Đảm bảo cho tơ có vận tốc trung bình cao;  Đảm bảo cho xe có tính tăng tốc tốt;  Đảm bảo nâng cao tính kinh tế nhiên liệu ô tô;  Đảm bảo cho xe có khả kéo tốt Do yêu cầu đồ án “Nghiên cứu thiết kế hộp số cho xe du lịch” ta chọn cách phân chia tỷ số truyền để đảm bảo tính tăng tốc tốt Sau số thông xe cần thiết cho việc thiết kế hộp số: 49 TT Thông số Giá trị Đơn vị Trọng lượng toàn xe G = 2530 kg đầy tải Trọng lượng phân bố lên cầu G2 = 1442 kg chủ động Hệ số bám mặt đường b = 0,8 Thông số lốp xe Vận tốc lớn xe 225/75 R16 vmax = 130 Km/h Mômen xoắn cực đại Memax = 178 N.m nM = 2500 vg/ ph động Số vòng quay động ứng với mômen xoắn lớn Công suất lớn động Nemax = 65,5 kw Số vòng quay động nNe = 4000 vg/ph 10 ứng với cơng suất lớn Số vịng quay trục khuỷu 700  750 vg/ph chế độ không tải 3.1 Khoảng động học khoảng lực học ô tô Khoảng động học ô tô xác định theo công thức sau: v t max dk = v t (3.1) Trong đó: 50 dk – Khoảng động học tơ; vtmax – Tốc độ tính tốn lớn tơ; vtmin – Tốc độ tính tốn nhỏ tơ; Khoảng động lực học ôtô  G  dl=  G   (3.2) Trong đó:  - hiệu suất ơtơ có kể đến tổn thất thiết bị động lực =0,8…0,85 chọn = 0,82 0 - Hệ số quy dẫn xe du lịch chọn  = 0,147 G - Trọng lượng toàn ôtô (Kg) G = 2530 G - Trọng lượng bám ơtơ(Kg) G= 1442 xe có cầu sau chủ động  - Hệ số bám,  =0,8 Thay đại lượng vào cơng thức (3.2) ta d1 = 3,78  d1 =dk = 3,78 Vt max Vtmin= d = 130 3,78 = 34 (Km/h) Vận tốc tính tốn nhỏ v tmin hạn chế khả động xe vận tốc thấp xe đơi cần chuyển động với vận tốc thấp Khi động làm việc số vòng quay ổn định thấp nemin Giữa vận tốc nhỏ xe v’min để đảm bảo khả động (ứng với số vòng quay ổn định thấp động cơ) vận tốc tính tốn nhỏ vtmin có mối quan hệ sau: v t v’min = d e 51 N Trong : de =  = e 2 4000 2 700 = 5,7 3.2 Phân chia tỷ số truyền cho tay số Có cách phân chia vận tốc cho số truyền :  Đảm bảo cho ô tô có vận tốc trung bình cao;  Đảm bảo cho xe có tính tăng tốc tốt;  Đảm bảo nâng cao tính kinh tế nhiên liệu tơ;  Đảm bảo cho xe có khả kéo tốt Do thiết kế hộp số cho xe du lịch nên ta chọn cách phân chia vận tốc đảm bảo cho xe có tính tăng tốc tốt Để đảm bảo tơ có tính tăng tốc tốt phải phân chia vận tốc cho số truyền theo cấp số nhân với công bội q Khi phân chia vận tốc theo cấp số nhân tính tăng tốc ô tô số truyền thấp tốt Cịn số truyền cao tính tăng tốc xe nhiều số truyền trình tăng tốc xe xảy khoảng biến thiên hẹp số vòng quay động Nguyên nhân khoảng cách vận tốc tính tốn số truyền cao lớn Do cần thời gian dài để gia tốc khối lượng chuyển động tịnh tiến ô tơ Như để đảm bảo cho xe có tính tăng tốc cần tiến hành phân chia khoảng vận tốc theo cấp số nhân có hiệu chỉnh cách: tăng khoảng cách vận tốc tính tốn số truyền thấp giảm khoảng cách vận tốc tính tốn số truyền cao a) Xác định tỷ số truyền lớn nhỏ hệ thống truyền lực Tỷ số truyền lớn hệ thống truyền lực xác định theo công thức: itlmax = 2. n Ne r k vt 52 đó: nNe – số vịng quay động ứng với ứng với công suất lớn [vg/ph];  itlmax = 2. 4000.0,4 3,9.60 = 17,8 i tl max ta có: dk = i ; dk = 3,78 tl  itlmin = i tl max dk 17,8 = 3,78 = 4,7  i0 = 4,7 b) Xác định tỷ số truyền tay số Tỷ số truyền số xác định công thức: ih1 = i tl max i0 = 17,8 4,7 =3,78 Tỷ số truyền số truyền trung gian xác định theo công thức ih2 = ih1 q1 ih3 = ih2 q Để đảm bảo khoảng cách tốc độ lớn số truyền cao thu hẹp lại nên tiến hành hiệu chỉnh tỷ số truyền trung gian cho: i i i1   q i i3 i Đối với hộp số có số truyền tăng trước số truyền tăng số truyền thẳng, từ số đến số truyền thẳng tỷ số truyền phân chia theo cấp số nhân Công bội cấp số nhân là: q 3 h1  ih2 = ih1 q ih3 = ih2 = 3,78 = 1,56 = 3,78 1,56  = 2,42 q1 = 2,42 1,56  = 1,55 ih4 = 1; Để nâng cao tính kinh tế nhiên liệu ta bố trí thêm số truyền tăng Vận tính tốn xe số truyền tăng chọn sao: 53 v tg vth  N s đó: vth – vận tốc xe số truyền thẳng; vtg – vận tốc xe số truyền tăng; ω – vận tốc góc động ứng với chế độ có tính kinh tế nhiên liệu tốt N Thông thường tỷ số  nằm khoảng 1,2 ÷ 1,3 Số truyền s tăng không nằm khoảng phân chia vận tốc đóng vai trị bổ xung việc tăng tính kinh tế nhiên liệu i th 1,2 itg ÷ 1,3 Chọn itg=0,8 Tỷ số truyền số lùi: isl = 1,2 ih1 =1,2 3,78 = 4,54 Vậy tỷ số truyền hộp số xác định sau: Tỷ số truyền số I = 3,78; Tỷ số truyền số II = 2,42; Tỷ số truyền số III = 1,55; Tỷ số truyền số IV = 1; Tỷ số truyền số V = 0,8; Tỷ số truyền số lùi = 4,54 3.3 Tính tốn kéo kiểm nghiệm 3.3.1 Thơng số ban đầu - Tỷ số truyền hộp số tay số: Số I 3,78 Số II 2,42 Số III 1,55 54 Số IV Số V 0,8 Số lùi 4,54 - Trọng lượng toàn tải xe G = 2530 kg - Công thức bánh xe bán kính bánh xe 4x2 rk = 0,4 m - Số vòng quay ổn định tối thiểu động nemin = 700 v/ph - Công suất cực đại động Nemax = 65,5 kw đạt vòng quay neN = 4000 v/ph - Mô men xoắn cực đại 2600 v/ph : 178 N.m Và số thơng số khác kết cấu kích thước hộp số chi tiết trình bày cụ thể q trình tính tốn Tính tốn kéo chuyển động thẳng xe du lịch Việc tính tốn kéo kiểm nghiệm (mà kết đưa đặc tính kéo chuyển động thẳng xe) có ý nghĩa quan trọng q trình khai thác sử dụng xe Nó xác định đánh giá chất lượng kéo xe có họăc so sánh chất lượng kéo xe với Từ đặc tính kéo chuyển động thẳng xe cho ta biết: - Ứng với loại đường cho trước, xe tay số vận tốc cực đại mà xe đạt - Góc dốc lớn mà xe khắc phục tốc độ tay số cho - Đánh giá việc phân chia tỷ số truyền tay số thấp cao có hợp lý hay không Với ý nghĩa quan trọng nên q trình tính tốn kiểm nghiệm cần thiết phải tính tốn kéo chuyển động thẳng cho xe Đặc tính kéo chuyển động thẳng đồ thị biểu diễn mối quan hệ lực kéo đơn vị xe với vận tốc chuyển động fđ = f (v) Đặc tính kéo chuyển động thẳng xe phụ thuộc vào yếu tố sau: - Đặc tính ngồi động 55 - Số lượng số truyền hộp số tỷ số truyền chúng - Tỷ số truyền hệ thống truyền lực xe - Hiệu suất hệ thống truyền lực (tl) - Hiệu suất động lực động (đl) - Tốc độ lớn xe (Vmax) - Tốc độ lớn số truyền (Vimax) - Trọng lượng xe (G) - Bán kính bánh xe chủ động (rk) 3.3.2 Xây dựng đặc tính ngồi động Đặc tính ngồi động đồ thị biểu diễn mối quan hệ cơng suất Ne, Mơ men xoắn Me với số vịng quay động lượng nhiên liệu cung cấp cho động lớn Nó thơng số đầu vào quan trọng để xây dựng đặc tính kéo chuyển động xe Do ta phải xây dựng đặc tính ngồi động lắp xe Để xây dựng đặc tính ngồi động cơ, ta xác định công suất mô men theo tốc độ vịng quay trục khuỷu từ vòng quay ổn định nhỏ đến vòng quay định mức: n = nmin  nN Ta xây dựng đặc tính ngồi động phương pháp sử dụng công thức thực nghiệm Lây-Đéc-Man Đường đặc tính xây dựng theo cơng thức:  n n N e  N e max  a e  b e  n N  nN  n   c e   nN       Trong đó: Ne : Cơng suất động vòng quay Nemax : Công suất lớn động ne : Tốc độ vịng quay trục khuỷ động cơng suất Ne nN : Vịng quay ứng với cơng suất lớn Nemax 56 a, b, c hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào kiểu loại động Động chọn a = 0,672; b = 1,747; c = 1,419 Đường mô men xây dựng theo công thức: Me  Ne  Trong đó: Me : Mơ men xoắn ứng với vòng quay ne ω : Vận tốc góc trục khuỷu động    ne 30 ne : Vịng quay Ne : Cơng suất ứng với ne Kết tính tốn ghi bảng sau: ne (vßng/p) 700 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Ne (kw) 10,71 16,7 27,7 39 49,5 58,2 63,9 65,5 Me (KGm) 8,8 9,6 10,57 11,17 11,35 11,13 10,46 9,38 Dựa vào bảng ta vẽ đồ thị đặc tính ngồi động 3.3.3 Xây dựng đặc tính kéo chuyển động thẳng Đặc tính kéo chuyển động thẳng xe đồ thị biểu diễn mối quan hệ lực kéo đơn vị xe tính theo động với tốc độ xe tay số khác Để vẽ đường đặc tính kéo ta cần phải xác định: - Cơng suất tự động (Nđ) số vòng quay khác - Vận tốc chuyển động xe Vi tay số tương ứng với số vòng quay khác động - Lực kéo đơn vị bánh xe chủ động (f cđ) tay số ứng với tốc độc chuyển động (Vi) xe 57 - Xác định hiệu suất truyền lực xe từ xác định lực kéo đơn vị xe tay số ứng với tốc độ chuyển động xe Xác định lực kéo bánh xe chủ động: f cd  3.6 N d  tl GVi Trong đó: Nđ: Cơng suất tự động tl : Hiệu suất hệ thống truyền lực : Chọn t l = 0,9 G : Trọng lượng xe n : Vòng quay động Chọn n = 700, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 rcd = 0,4 (m) Vận tốc chuyển động thẳng xe theo số vòng quay trục khuỷu xác định theo công thức: Vi  0,377 rcd ne itli Trong đó: ne : Số vịng quay trục khuỷu (Vòng/phút) itli : Tỷ số truyền hệ thống truyền lực tay số thứ i itli = ihsi iqv ic Trong đó: ihsi : Là tỷ số truyền hộp số tay số thứ i iqv : Là tỷ số truyền cấu quay vòng ic : Là tỷ số truyền truyền động cạnh Cơng suất tự động tính theo vòng quay trục khủyu (Nđ): Nđ = Ne - Nđl Trong đó: 58