(Tiểu luận) tính toán thiết kế hệ bánh răng và các bộ đồng tốc của hộp số cơ học 2 trục 5 cấp số cho xe tải 8 tấn (trọng lượng toàn tải 16000kg)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ  ĐỒÁNƠTƠ CN541 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ BÁNH RĂNG VÀ CÁC BỘ ĐỒNG TỐC CỦA HỘP SỐ CƠ HỌC TRỤC CẤP SỐ CHO XE TẢI TẤN (TRỌNG LƯỢNG TOÀN TẢI 16000KG) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ths Phạm Văn Bình Tháng / 2022 SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Vỉnh Kim MSSV: B1903651 Đồ Án Ơ Tơ LỜI CẢM ƠN Trước tiên chúng em xin cảm ơn sâu sắc đến cha mẹ cổ vũ, động viên, hỗ trợ tinh thần tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Bình thầy Nguyễn Công Khải quan tâm dạy, theo dõi, giúp đỡ tận tình suốt khoảng thời gian em thực đồ án Và hết, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng đến q thầy trường Bách Khoa tận tình dạy, truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em thời gian vừa qua để chúng em có đủ kiến thức, điều kiện để thực đồ án Đồng cảm ơn đến tác giả sách báo, internet, anh chị trước tìm tịi, nghiên cứu đúc kết kinh nghiệm làm tài liệu để em tham khảo q trình thực đồ án Sau xin cảm ơn bạn lớp Cơ khí tơ, khoa Cơ khí, trường Bách Khoa tận tình giúp đỡ, hỗ trợ cho thực đồ án Cần Thơ, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Vỉnh Kim SVTH: Nguyễn Vỉnh Kim I Đồ Án Ơ Tơ LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước ngành xã hội nói chung ngành khí nói riêng địi hỏi kỹ sư cán kỹ thuật có kiến thức tương đối rộng phải vận dụng sáng tạo cá kiến thức trường để giải vấn đề thường gặp thưc tế Đồ Án Ơ Tơ mơn học quan trọng ngành Cơ Khí Ơ Tơ Nhằm rèn luyện cho sinh viên kỹ năng, khả vận dụng lý thuyết học để giải yêu cầu từ thực tế đặt như: thiết kế chi tiết máy, phận máy,… vừa phải đảm bảo tiêu kỹ thuật, vừa phải đảm bảo tiêu kinh tế Vì lần bắt tay vào cơng việc thiết kế nên có nhiều mẻ nhiều bỡ ngỡ Do kiến thức hạn hẹp nên q trình thiết kế tính tốn chắn có nhiều sai sót khó tránh khỏi Kính mong thầy bảo tận tình để chúng em hồn thành đồ án tốt Em xin chân thành cảm ơn Thầy Phạm Văn Bình Thầy Nguyễn Công Khải, cán bộ, giáo viên bạn sinh viên tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu tham khảo cho em trình làm đồ án Cần Thơ, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Vỉnh Kim SVTH: Nguyễn Vỉnh Kim II Đồ Án Ơ Tơ MỤC LỤC CHƯƠNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHUNG -1- 1.1 Công dụng -1- 1.2 Yêu cầu -1- 1.3 Phân loại hộp số -1- 1.4 Chọn kiểu hộp số -2- 1.5 Nguyên lý hoạt động -4- 1.6 Thông số xe -5- CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ BÁNH RĂNG HỘP SỐ TRỤC CẤP SỐ -72.1 Yêu cầu hộp số bánh hộp số -7- 2.2 Kết cấu bánh hộp số -7- 2.3 Chọn vật liệu chế tạo bánh -7- 2.4 Tính tốn thơng số bánh hộp số -7- 2.5 Các thông số bánh -10- 2.6 Tính bền bánh -12- CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ ĐỒNG TỐC HỘP SỐ TRỤC CẤP -233.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động -23- 3.2 Nhiệm vụ -24- 3.3 Xác định thông số đồng tốc hộp số -24- 3.4 momen quán tính -24- 3.5 Mômen ma sát yêu cầu đồng tốc -28- 3.6 Bán kính ma sát đồng tốc -30- 3.7 Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc -31- 3.8 Mômen ma sát thực tế đồng tốc xác định theo -32- 3.9 Thời gian chuyển số thực tế đồng tốc -32- 3.10 Công trượt đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc -34- CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ -37- 4.1 Kết luận -37- 4.2 Kiến nghị -37- SVTH: Nguyễn Vỉnh Kim III Đồ Án Ơ Tơ DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các trạng thái làm việc hộp số -4- Bảng 1.2 tỷ số truyền hộp số -6- Bảng 2.1 Bảng thông số bánh - 12 - Bảng 2.2 Thông số bánh - 22 - Bảng 3.1 moment quán tính khối lượng trục thứ cấp - 27 - SVTH: Nguyễn Vỉnh Kim IV Đồ Án Ơ Tơ DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ động học hộp số trục cấp - - Hình 1.2 Sơ đồ động học trục số lùi -3- Hình 3.1 Sơ đồ đồng tốc - 23 - SVTH: Nguyễn Vỉnh Kim V Đồ Án Ô Tô CHƯƠNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHUNG 1.1 Công dụng Thay đổi moment quay từ động đến bánh chủ động cho phù hợp với mômen cản, tốc độ chuyển động ô tô Đổi chiều chuyển động ô tô Ngắt truyền lực tới bánh chủ động thời gian dài 1.2 Yêu cầu Hộp số cần đảm bảo yêu cầu sau: +Có tỷ số truyền thích hợp để đảm bảo chất lượng động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ +Có khả trích cơng suất ngồi để dẫn động chi tiết phụ +Điều khiển sang số đơn giản, nhẹ nhàng +Hiệu suất truyền động cao +Kết cấu đơn giản dễ chăm sóc, bảo dưỡng 1.3 Phân loại hộp số a) Theo đặc tính truyền mơmen: - Hộp số vơ cấp - Hộp số có cấp - Hộp số kết hợp có cấp vơ cấp b) Theo đặc điểm mơi trường truyền mơmen: - Hộp số khí - Hộp số loại thủy lực - Hộp số loại điện - Hộp số loại liên hợp c) Theo phương pháp dẫn động điều khiển hộp số: - Điều khiển tay - Điều khiển tự động - Điều khiển bán tự động.Đồ án Ơ tơ d) - Phân loại theo hộp số khí có cấp: Theo số lượng trục chia hộp số đồng trục, hai trục, ba trục SVTH: Nguyễn Vỉnh Kim -1- Đồ Án Ơ Tơ - Theo đặc điểm bố trí trục có hộp số trục ngang, hộp số trục dọc - Theo đặc tính động học trục bao gồm hộp số có trục cố định di động 1.4 Chọn kiểu hộp số Ta chọn hộp số khí điều khiển tay, trục cấp số có số lùi ( cầu trước chủ động) Đặc điểm chung hộp số trục: mômen truyền qua cặp bánh Trục sơ cấp, trục thứ cấp không đồng tâm Không số truyền thẳng Ưu điểm:  Hiệu suất cao tất số truyền  Các chi tiết cứng vững, bền  Kết cấu đơn giản Khuyết điểm: Kích thước, trọng lượng lớn Trong hộp số ô tô, số truyền cao bánh thương chọn dạng nghiêng, ăn khớp với đồng tốc Phương án có ưu điểm truyền động êm, kích thước nhỏ gọn, điều khiển dễ dàng Nhược điểm: số lượng chi tiết tăng, khó chế tạo, mơmen qn tính phần phụ động ly hợp lớn Trục số lùi: Bố trục số lùi hộp số ô tô cần thỏa mãn yêu cầu:  Đảm bảo tỷ số truyền cố định  Vị trí trung gian, không ăn khớp với bánh trục thứ cấp  Ăn khớp dễ dàng gài số lùi Không gây va chạm SVTH: Nguyễn Vỉnh Kim -2- Đồ Án Ơ Tơ Hình 1.1 Sơ đồ động học hộp số trục cấp Hình 1.2 Sơ đồ động học trục số lùi SVTH: Nguyễn Vỉnh Kim -3- Đồ Án Ô Tô Bảng 1.1 Các trạng thái làm việc hộp số Số Vị trí gài Dịng truyền G3 sang trái, G1=0,G2=0 I, Z1 x Z’1, II G3 sang phải, G1=0,G2=0 I, Z2 x Z’2, II G2 sang trái, G1=0,G3=0 I, Z3 xZ’3, II G2 sang phải, G1=0,G3=0 I, Z4 xZ’4, II G1 sang trái, G2=0, G3=0 I, Z5 x Z’5, II Lùi G1=0, G2=0, G3=0 I, ZL1xZLxZL2, II 1.5 Nguyên lý hoạt động Hộp số trục sử dụng rộng rãi ô tơ có động nằm ngang, cầu trước chủ động nhờ ưu điểm nhờ kết cấu gọn, tiết, độ cứng vững trục cao Hộp số có thê bố trí 4,5 hay nhiêu cấp số truyền Trục chủ động (trục sơ cấp) đồng thời trục bị động li hợp đặt ô lăn Trên trục bố trí khớp gài dạng đông tốc, gắn then hoa trục Các bánh chủ động số số số lùi bố trí chế tạo liền trục Trục bị động (trục thứ cấp) bố trí lăn Trục mang theo: bánh bị động lắp then hoa trục, thực nhận momen truyền sang trục bị động Các bánh bị động tương ứng với số số lắp quay trơn trục thông qua ô lăn (được chế tạo từ nửa) Các bánh số số liên kết với trục nhờ khớp gài đồng tốc G3 Khớp gài G3 bố trí trục bị động có kết cấu rãnh chứa nạng gạt bánh số lùi L2 Bánh L2 khớp gài G3 không liên kết với bánh số lùi L trục chủ động, không ảnh hưởng tới việc chuyển số số Trên trục biij động hộp số bố trí cặp bánh trụ nghiêng C1,C2 có tỉ số truyền lớn đóng vai trị bánh truyền lực cầu xe thơng thường Trong lịng bánh bị động C2 bố trí cụm vi sai trục truyền mo men bánh xe Số lùi thực nhờ việc địch chuyển bánh LỊ, tới vị trí đông thời ăn khớp với bánh L bánh L2 Nhờ vậy, trục bị động thực đảo chiều quay SVTH: Nguyễn Vỉnh Kim -4-