Tính toán thiết kế hộp số ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH - - TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ Ơ TƠ Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ quy Ngành Cơng nghệ kỹ thuật tơ Giảng viên hướng dẫn : Ths Lê Thái Hà Sinh viên thực : Nguyễn Phúc Long Mã sinh viên : 1851110412 Hà Nội - 2022 LỜI MỞ ĐẦU Dưới tác động công đổi đất nước Việt Nam có phát triển vượt bậc mặt Nền kinh tế đất nước xây dựng theo hướng cơng nghiệp hóa đại hóa, theo ngành tơ quan trọng nhằm thúc đẩy giao thơng hàng hóa, phát triển kinh tế, sản xuất, xây dựng, phương tiện lại, … Trong ngành cơng nghệ kỹ thuật tơ việc thiết kế-tính tốn bước để hình thành nên sản phẩm hoàn chỉnh Để chắn chi tiết ô tô sau gia công chế tạo xong đáp ứng yêu cầu lắp, độ bền Giúp tơ hoạt động xác , tối ưu nhất, tăng an toàn , thoải mái, thuận tiện cho người sử dụng, làm giảm thiệt hại tai nạn đáng tiếc xảy Trong đợt xét tốt nghiệp năm nay, em vinh dự Thầy giáo Lê Thái Hà giao cho đề tài khóa luận “Tính tốn thiết kế hộp số cho xe tơ” Để đáp ứng u cầu đó, trình học tập trường, cụ thể sau học xong mơn ngành cơng nghệ kỹ thuật ô tô số môn học sở khác qua đợt thực tập lẫn truờng em nắm bắt kiến thức hộp số, từ kết cấu đến cơng nghệ chế tạo Từ đó, em cố gắng trình bày vấn đề hộp số ứng dụng vào tính toán, thiết kế chi tiết hộp số nhằm đưa hộp số thiết kế đạt tới điều kiện tối ưu Trong q trình làm đề tài tốt nghiệp em thầy giáo Lê Thái Hà trực tiếp hướng dẫn, thầy cô mơn, có góp ý, hướng dẫn tận tình giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Mặc dù cố gắng, tài liệu, lực có hạn nên đồ án chắn đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý thầy bạn để đề tài khóa luận hồn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn đặc biệt thầy giáo Lê Thái Hà tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1- Khái quát chung hệ thống truyền lực tơ Hình 2.1- Sơ đồ động hộp số ba trục Hình 2.2- Sơ đồ động hộp số hai trục Hình 2.3- Sơ đồ hộp số nhiều cấp với hộp số phụ bố trí trước Hình 2.4- Sơ đồ hộp số nhiều cấp với hộp số phụ kiểu hành tinh Hình 2.5- Kết cấu cấu định vị số 10 Hình 2.6- Kết cấu khóa hãm 10 Hình 2.7- Kết cấu đồng tốc loại Ia 12 Hình 2.8-Kết cấu đồng tốc loại Ib (bộ phận nối kiểu rời) 13 Hình 2.9- Kết cấu đồng tốc loại IIa (kiểu định vị) 14 Hình 3.1- Mẫu xe khách Hyundai Universe 2019 15 Hình 4.1- Sơ đồ hộp số hai trục, cấp 23 Hình 4.2- Sơ đồ hộp số ba trục, cấp, với bánh số số lùi luôn ăn khớp 24 Hình 4.3- Sơ đồ hộp số ba trục, cấp, với bánh số số lùi không luôn ăn khớp 25 Hình 4.3- Sơ đồ động hộp số ba trục, cấp, với bánh số số lùi không luôn ăn khớp 26 Hình 5.1- Sơ đồ bố trí số lùi xe buýt thiết kế 32 Hình 5.2- Sơ đồ tính tốn hộp số 36 Hình 5.3- Kết cấu đồng tốc loại Ia (loại chốt hãm) 43 Hình 5.4- Sơ đồ tính tốn đồng tốc 44 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1- Thông số kỹ thuật xe ô tô Hyundai Universe Advanced 2019 16 Bảng 5.1- Kết tính tốn thơng số bánh 32 Bảng 5.2- Kết tính bán kính vịng chia đường kính trục lắp bánh 39 Bảng 5.3- Kết tính tốn momen quán tính khối lượng bánh 42 Bảng 5.4- Tốc độ góc động eo [rad/s] bắt đầu sang số 49 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu 1.2 Mục tiêu đề tài nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ 2.1 Công dụng yêu cầu hộp số 2.1.1 Công dụng hộp số 2.1.2 Yêu cầu hộp số 2.2 Phân loại hộp số 2.2.1 Một số loại hộp số thường dùng 2.2.1.1 Hộp số ba trục (hộp số đồng tâm) 2.2.1.2 Hộp số hai trục 2.2.2 Hộp số nhiều cấp 2.2.2.1 Hộp số phụ đặt phía trước hộp số 2.2.2.2 Hộp số phụ đặt phía sau hộp số chín 2.3 Cơ cấu điều khiển hộp số 2.3.1 Đặc điểm kết cấu cấu điều khiển 2.3.2 Đặc điểm kết cấu cấu định vị khóa hãm 2.3.3 Ống gài số 11 2.3.4 Bộ đồng tốc hộp số ô tô 11 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LOẠI XE THAM KHẢO THIẾT KẾ 15 3.1 Giới thiệu chung loại xe tham khảo thiết kế 15 3.2 Các thông số kỹ thuật xe ô tô tham khảo thiết kế 16 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ BAN ĐẦU VÀ PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ 18 4.1 Tính tốn xác định thơng số yêu cầu ban đầu 18 4.1.1 Các thông số cho trước 18 4.1.2 Xác định tỷ số truyền số cấp hộp số 18 4.1.2.1 Tỷ số truyền tay số hộp số 18 4.1.2.2 Số cấp hộp số 21 4.1.2.3 Tỷ số truyền tay số trung gian 22 4.2 Phân tích phương án thiết kế hộp số 23 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ XE Ơ TƠ 27 5.1 Tính tốn thiết kế thông số trục cặp bánh hộp số 27 5.1.1 Khoảng cách trục hộp số 27 5.1.2 Kích thước theo chiều trục cacte hộp số 28 5.1.3 Tính tốn số bánh hộp số 28 5.1.3.1 Mô-duyn góc nghiêng bánh hộp số 28 5.1.3.2 Số bánh hộp số 29 5.1.3.3 Đường kính trục hộp số 34 5.1.3.4 Đường kính vịng chia momen quán tính học bánh hộp số 5.2 36 Tính tốn xác định thơng số đồng tốc hộp số 42 5.2.1 Chọn kiểu đồng tốc 42 5.2.2 Momen quán tính khối lượng tổng cộng quy dẫn trục ly hợp 45 5.2.3 Mômen ma sát yêu cầu đồng tốc, Mms: 48 5.2.4 Bán kính ma sát đồng tốc 50 5.2.5 Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc 52 5.3 Tính tốn kiểm tra thơng số đồng tốc 53 5.3.1 Momen ma sát thực tế đồng tốc 53 5.3.2 Thời gian chuyển số thực tế đồng tốc 53 5.3.3 Công trượt đôi bề mặt ma sát 55 5.3.4 Công trượt riêng đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc 56 KẾT LUẬN 58 Tài Liệu Tham Khảo 59 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Hình 1.1- Khái quát chung hệ thống truyền lực tơ Khi động hoạt động sản sinh lực tồn dạng mômen xoắn Ơ tơ muốn di chuyển phải nhờ tới chuyển động quay tròn bánh xe hệ thống truyền lực đảm nhận nhiệm vụ cung cấp lực cho bánh xe từ động Hệ thống đóng vai trị điều khiển tồn xe tăng tốc, giảm tốc, di chuyển tiến lùi Nó ảnh hưởng tác động nhiều tới khả vận hành êm xe Cấu tạo hệ thống truyền lực ô tô gồm phận gồm : Bộ ly hợp, hộp số tự động số sàn, trục đăng vi sai Từ hình 1.1 ta thấy vị trí hộp số nằm ly hợp trục truyền động (các đăng) có nhiệm vụ phân phối lực nhiều hay từ động tới bánh xe Để thực nhiệm vụ người lái phải thao tác trực tiếp thông qua cần số Như để giúp người lái điều khiển cần số trình vận hành tơ cách dễ dàng, thoải mái, xác với số vịng quay momen động truyền đến bánh xe chủ động (cả trị số hướng) cho phù hợp với điều kiện SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ làm việc luôn thay đổi ơtơ tạo nên tính cấp thiết để em thực đề tài: “Tính tốn thiết kế hộp số cho xe ô tô” 1.2 Mục tiêu đề tài nghiên cứu - Tổng hợp lại kiến thức học chương trình giảng dạy, kết hợp với đợt thực tập trường phương pháp nghiên cứu tài liệu bên - Tìm hiểu thơng số kỹ thuật kếu cấu ưu điểm nhược điểm số loại hộp số thường gặp - Xác định thông số hộp số tơ Tính tốn xác định số cấp hộp số, giá trị tỷ số truyền hộp số nhằm bảo đảm yêu cầu tính động lực tính nhiên liệu xe điều kiện làm việc - Xác định thông số điều khiển hộp số tơ cụ thể tính tốn xác định thông số đồng tốc hộp số nhằm khơng nâng cao tính động lực học mà cịn bảo đảm tính gài số êm dịu cho hộp số ô tô 1.3 Phương pháp nghiên cứu Đề tài thực theo phương pháp nghiên cứu khoa học là: phương pháp nghiên cứu lý thuyết; phương pháp nghiên cứu thu thập tài liệu, số liệu; phương pháp nghiên cứu tổng kết phân tích kinh nghiệm CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ 2.1 Công dụng yêu cầu hộp số 2.1.1 Công dụng hộp số - Hộp số dùng để thay đổi số vòng quay momen động truyền đến bánh xe chủ động (cả trị số hướng), cho phù hợp với điều kiện làm việc luôn thay đổi ôtô máy kéo mà tự thân ôtô máy kéo không đáp ứng được, tận dụng tối đa công suất động - Ngồi ra, hộp số cịn dùng để: SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ + Tách lâu dài động khỏi hệ thống truyền lực cần thiết, khởi động động cơ, dừng xe cho động chạy không tải, cho xe chạy theo quán tính… + Dẫn động phận công tác xe chuyên dùng, xe có tời kéo, xe tự đổ, cần cẩu… thiết bị khác 2.1.2 Yêu cầu hộp số - Có dãy tỉ số truyền phù hợp nhằm đảm bảo tốt tính động lực tính kinh tế nhiên liệu cần thiết - Khi gài số không sinh lực va đập lên nói riêng hệ thống truyền lực nói chung - Hộp số phải có vị trí trung gian để ngắt truyền động khỏi hệ thống truyền lực thời gian dài, phải có cấu chống gài hai số lúc để đảm bảo an toàn cho hộp số khơng bị gãy vỡ - Hộp số phải có số lùi phép xe chuyển động lùi, đồng thời phải có cấu an tồn chống gài số lùi ngẩu nhiên - Kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy, bề vững - Hiệu suất cao, kích thước khối lượng nhỏ, giá thành rẻ 2.2 Phân loại hộp số Với yêu cầu nêu trên, tùy theo tính chất truyền mômen sơ đồ động học, hộp số khí ơtơ phân loại sau: - Dựa vào tính chất truyền mơmen, phân hộp số ôtô làm hai kiểu: + Kiểu hộp số vơ cấp kiểu hộp số có mômen truyền qua hộp số biến đổi liên tục tỷ số truyền động học thay đổi liên tục Hộp số dùng ôtô chủ yếu kiểu truyền động thủy lực + Kiểu hộp số có cấp kiểu hộp số gồm số cấp hữu hạn (thường từ đến 20 cấp) Ứng với cấp có giá trị mơmen tốc độ truyền qua hộp số không đổi SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 5.2.2 GVHD: THS LÊ THÁI HÀ Momen quán tính khối lượng tổng cộng quy dẫn trục ly hợp Mơmen qn tính khối lượng tổng cộng qui dẫn trục li hợp xác định theo công thức sau: 𝐽 = 𝐽 + 𝐽 𝑖 + 𝐽 𝑖 +𝐽 𝑖 Trong đó: + k : Chỉ số để bánh quay trơn thứ k trục thứ cấp + 𝐽 : Mômen quán tính khối lượng trục sơ cấp hộp số (thường trục ly hợp) tất chi tiết nối với trục, (kg.𝑚 ) + 𝐽 : Mômen quán tính khối lượng trục trung gian tất chi tiết gắn trục trung gian, (kg 𝑚 ) + 𝑖 : Tỷ số truyền cặp bánh ăn khớp hộp số + 𝐽 : Mơmen qn tính khối lượng bánh bị động (quay trơn trục thứ cấp đồng thời ăn khớp với bánh chủ động trục trung gian) cặp bánh gài số thứ k, (kg 𝑚 ) + 𝑖 : Tỷ số truyền hộp số ứng với cặp bánh gài số thứ k + m : Số lượng bánh quay trơn trục thứ cấp (thường xuyên ăn khớp với bánh chủ động trục trung gian) + 𝐽 : Mômen quán tính khối lượng bánh gài số lùi có quan hệ động học thường xuyên với bánh trục trung gian + 𝑖 : Tỷ số truyền cặp bánh số lùi, tính từ trục sơ cấp hộp số đến bánh số lùi có quan hệ động học với bánh trục trung gian Xác định đại lượng thành phần công thức: - Mơmen qn tính 𝐽 : 𝐽 =𝐽 +𝐽 Trong đó: SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 45 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP + 𝐽 GVHD: THS LÊ THÁI HÀ : Mơmen qn tính khối lượng trục sơ cấp hộp số (chính trục ly hợp) + 𝐽 : Mơmen qn tính khối lượng đĩa bị động ly hợp, xác định theo công thức: 𝐽 = 𝜋 𝜌 𝑙 𝑅 + 𝜋 𝜌 𝑏 (𝑅 − 𝑅 ) Trong đó: + 𝑙 : Chiều dài trục ly hợp theo kết tính tốn ta có 𝑙 = 280 (mm) + 𝑅 𝑅 : Bán kính trục ly hợp: = = = 25 (𝑚𝑚) + 𝑏 : Chiều rộng trung bình đĩa bị động, lấy gần bề dày xương đĩa: 𝑏 = (1,5÷2), Chọn 𝑏 = 1,5 (mm) + 𝑅 : Bán kính đĩa ly hợp: 𝑅 = 𝛽 𝑀 𝑧 𝜇 𝑝 (1 − 𝐾 ) Với: + β: hệ số dự trữ ly hợp, xe buýt,β=(1,6÷2,25), chọn β = 1,7 + μ: hệ số ma sát trượt đôi bề mặt ma sát, μ=(0,22÷0,3), chọn μ = 0,25 + p: áp suất pháp tuyến bề mặt ma sát, p=(1,4÷2,5).105 (N/𝑚 ), Chọn p=2.10 (N/𝑚 ) + 𝐾 : hệ số tỷ lệ bán kính ngồi bề mặt ma sát, 𝐾 =(0,53÷0,75), chọn 𝐾 = 0,55 + 𝑧 ⟹𝑅 = : số đôi bề mặt ma sát, ưu tiên chọn đĩa bị động nên 𝑧 , , ( , SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG ) =2 = 0,242(𝑚) = 242(mm) 46 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ Thay vào cơng thức ta có: 𝜋 7800.10 1,5 (242 − 25 ) 𝜋 7800.10 280.25 + 2 𝐽 = = 64365,79(𝑘𝑔 𝑚𝑚 ) - Mơmen qn tính 𝐽 𝑖 : 𝐽 𝑖 = 𝐽 + 𝐽 𝑖 Trong đó: + 𝐽 : mơmen qn tính khối lượng trục trung gian hộp số Với: 𝐽 = + 𝐼 : chiều dài trục trung gian, 𝑙 = 622 (mm) + 𝑅 = 𝑑 /2 = 50/2= 25 (mm) + 𝐽 : mơmen qn tính khối lượng bánh thứ k gắn trục trung gian 𝐽 = 52228,97 + 20484,39 + 6156,07 + 1479,12 + 200,39 = 80548,94 (𝑘𝑔 𝑚𝑚 ) + 𝑖 : tỷ số truyền cặp bánh ăn khớp Thay số vào cơng thức ta có: 𝐽 𝑖 = 𝜋 7800.10 622.25 + 80548,94 1,176 = 60395,73 (𝑘𝑔 𝑚𝑚 ) - Mơmen qn tính quy dẫn bánh trục thứ cấp, 𝐽 𝐽 = 𝐽 𝑖 Trong đó: + 𝐽 : mơmen qn tính khối lượng bánh thứ k gắn trục thứ cấp SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 47 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 𝐽 = GVHD: THS LÊ THÁI HÀ 311195,33 211256,53 128365,29 63363,24 + + + 6,231 3,944 2,496 1,580 = 67582,58(𝑘𝑔 𝑚𝑚 ) Với sơ đồ chọn ta có mơmen qn tính khối lượng bánh số lùi quy dẫn trục ly hợp khơng Nên mơmen qn tính tổng cộng quy dẫn trục ly hợp bằng: 𝐽 = 64365,79 + 60395,73 + 67582,58 = 192344,1(𝑘𝑔 𝑚𝑚 ) = 0,192344 (kg m ) 5.2.3 Mômen ma sát yêu cầu đồng tốc, Mms: 𝑀 = 𝐽 𝑖 𝛥𝜔 𝑡 Trong đó: + 𝐽 : Mơmen qn tính bánh gài số tất khối lượng chuyển động quay hộp số có quan hệ động học với trục sơ cấp hộp số (thường trục ly hợp) quy dẫn trục sơ cấp + 𝑖 : Tỷ số truyền thứ k hộp số tương ứng với chế độ tính tốn đồng tốc (tính từ trục sơ cấp đến bánh gài số cần tính tốn) + Δω : Chênh lệch tốc độ hai bánh gài số [rad/s] Được xác định theo công thức: 𝛥𝜔 = 𝜔 − ± Với: + 𝑖 ± : tỷ số truyền tính từ trục sơ cấp đến đồng tốc hộp số ứng với số truyền vừa nhả số (để tiến hành gài số thứ ik) + 𝜔 : Tốc độ động bắt đầu chuyển số(rad/s) Giá trị xác định theo bảng kinh nghiệm Theo [6], Bảng B2-1, ta có: SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 48 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ Bảng 5.4- Tốc độ góc động eo [rad/s] bắt đầu sang số Động xăng (Carbuarato) Chế độ Động Diesel sang số Xe du lịch Từ số thấp lên số cao Từ số cao số thấp Xe tải khách (0,6 0,7)N (0,4 0,5)N (0,7 0,8)N  M (0,5 0,6)N  M (0,75  0,85)N (0,9  1,0)M + Khi chuyển từ số thấp lên số cao ta chọn: 𝜔 = 0,7 𝜔 = 0,7.198,97= 139,28 (rad/s) + Khi chuyển từ số cao số thấp ta chọn: 𝜔 = 0,5 𝜔 = 0,5.198,97 = 99,49 (rad/s) + 𝑡 : Thời gian làm đồng tốc độ đồng tốc bánh gài số, (s) Đối với ôtô khách: Ở số cao: tc = 0,3 ÷ 0,8 (s) Ở số thấp: tc = ÷ 1,5 (s) Chọn thời gian chuyển số cho số cao (số số 5) Từ số thấp lên số cao: tc = 0,8 (s) Từ số cao số thấp: tc = 0,7 (s) Chọn thời gian chuyển số cho số thấp (số số 3) Từ số thấp lên số cao: tc = 1,5 (s) Từ số cao số thấp: tc = (s) Thay vào công thức ta có: SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 49 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ 𝑀 ( ) = 0,192344.2,496 139,28 𝑀 ( ) = 0,192344.2,496 99,49 𝑀 ( ) = 0,192344.3,944 139,28 𝑀 ( ) = 0,192344.3,944 99,49 𝑀 ( ) 0,192344.1,580 𝑀 ( ) = 0,192344.1,580 99,49 𝑀 ( ) = 0,192344.1 139,28 5.2.4 139,28 1 − = 30,69(𝑁 𝑚) 2,496 3,944 0,8 1 − = 39,56(𝑁 𝑚) 2,496 1,580 0,7 1 − = 25,85(𝑁 𝑚) 3,944 6,231 1,5 1 = 43,78(𝑁 𝑚) − 3,944 2,496 1 1 − = 19,42(𝑁 𝑚) 1,580 2,496 0,8 1 − = 25,05(𝑁 𝑚) 1,580 0,7 1 − = 12,29(𝑁 𝑚) 1,580 0,8 Bán kính ma sát đồng tốc Nếu gọi 𝑅 bán kính trung bình vành ma sát đồng tốc, mơmen ma sát tạo lực ép Q tác dụng lên đơi bề mặt ma sát đồng tốc có quan hệ với 𝑀 xác định sau: 𝑅 = 𝑀 𝑠𝑖𝑛𝛼 𝑄 𝜇 Trong đó: + Q : Lực ép tác dụng theo chiều trục lên đôi bề mặt ma sát, (N) Lực ép Q lực điều khiển P cần số tạo xác định: 𝑄 = 𝑃 𝑖 𝜂 Với: P : Lực danh nghĩa tác dụng lên cần điều khiển Với xe buýt xe khách chọn: P = 85 (N) + idk : tỷ số truyền điều khiển, tính tốn lấy SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 50 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ 𝑖 = (1,5 ÷ 2,5), chọn 𝑖 = 2,5 + 𝜂 : Hiệu suất cấu điều khiển 𝜂 = (0,85 ÷ 0,95), chọn 𝜂 = 0,9 + μ : Hệ số ma sát đôi bề mặt ma sát Với vật liệu đôi bề mặt đồng thau làm việc dầu ta có μ = (0,06 ÷ 0,07), chọn μ = 0,07 + α : Góc bề mặt ma sát.Với vật liệu đồng thau góc tốt 𝛼 = (6 ÷ ), 𝑐ℎọ𝑛 𝛼 = Thay vào cơng thức ta có: 𝑅 ( ) = 30,69 sin (6 ) = 0,240(𝑚) 85.2,5.0,9.0,07 𝑅 ( ) = 39,56 sin (6 ) = 0,309(𝑚) 85.2,5.0,9.0,07 25,85 sin (6 ) = 0,202(𝑚) 85.2,5.0,9.0,07 𝑅 ( ) = 𝑅 ( ) = 43,78 sin (6 ) = 0,342(𝑚) 85.2,5.0,9.0,07 𝑅 ( ) = 25,05 sin (6 ) = 0,196(𝑚) 85.2,5.0,9.0,07 𝑅 ( ) = 19,42 sin (6 ) = 0,152(𝑚) 85.2,5.0,9.0,07 𝑅 ( ) = 12,29 sin (6 ) = 0,096(𝑚) 85.2,5.0,9.0,07 Thống chọn bán kính ma sát đồng tốc (4-5) bán kính ma sát chung cho hai đồng tốc: 𝑅 ( SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG ) =𝑅 = 0,096 (𝑚) 51 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ Chọn bán kính hãm Rβ: thiết kế tùy thuộc vào kiều đồng tốc, giá trị trung bình 𝑅 chọn 𝑅 =(0,25÷1,25) 𝑅 xe buýt xe khách thiết kế ta chọn đồng tốc loại chốt hãm Vì ta chọn bán kính phản lực: 𝑅 = 1,2 𝑅 5.2.5 = 1,2.0,096 = 0,115 (𝑚) Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc Chiều rộng bề mặt vành côn ma sát 𝑏 𝑏 ≥ xác định theo cơng thức: 𝑃 𝑖 𝜂 𝜋 𝑝 𝑅 𝑠𝑖𝑛𝛼 Trong đó: + 𝑝 : áp suất pháp tuyến hình thành đơi bề mặt ma sát Với vật liệu vành côn ma sát thường làm bang đồng thau bơi trơn dầu cácte hộp số giá trị áp suất làm việc cho phép nằm khoảng: 𝑝 = (1,0 ÷1,5) (𝑚𝑁/𝑚 ), chọn 𝑝 = 1,3 (𝑚𝑁/𝑚 ) Các thơng số thích xác định ta có: 𝑏 ≥ 85.2,5.0,9 = 0,0019 (𝑚) 𝜋 1,3.10 0,115 sin(6 ) Chiều rộng bề mặt vành côn ma sát đồng tốc phải có kích thước đủ lớn cho áp lực pháp sinh bề mặt không lớn nhằm đảm bảo tuổi thọ cần thiết cho bề mặt vành ma sát đồng tốc Vậy ta chọn chung cho hai đồng tốc: 𝑏 = 0,005 (m) = (mm) Góc nghiêng bề mặt hãm β xác định theo công thức sau: 𝜇 𝑅 ≥ 𝑡𝑔𝛽 𝑠𝑖𝑛𝛼 𝑅 Các thơng số thích tính tốn ta có: SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 52 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ 0,07.0,096 ≥ 𝑡𝑔𝛽 sin(6 ) 0,115 𝑡𝑔𝛽 = 𝑡𝑔𝛽 ≤ 0,559 ⇒ 𝛽 ≤ 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔(0,559) = 29 12 Chọn 𝛽 = 29 5.3 5.3.1 Tính tốn kiểm tra thơng số đồng tốc Momen ma sát thực tế đồng tốc 𝑀 = 𝑄 𝜇 𝑅 𝑠𝑖𝑛𝛼 Trong đó: + 𝜇: hệ số ma sát vành ma sát, 𝜇 = 0,07 + α : góc vành ma sát, 𝛼 = + Rms : bán kính trung bình vành ma sát, 𝑅 = 0,096 (𝑚) + Q : lực gài tác dụng lên vành ma sát đồng tốc, (N) Vậy mômen ma sát thực tế đồng tốc: 𝑀 5.3.2 = 85.2,5.0,9.0,07.0,096 = 12,30(𝑁 𝑚) sin (6 ) Thời gian chuyển số thực tế đồng tốc Thời gian chuyển số thực tế gài đồng tốc xác định theo công thức: 𝑡 = 𝐽 𝑖 𝛥𝜔 𝑀 ± 𝐽 𝑖 𝜀 Trong đó: + Dấu (-): ứng với trường hợp gài từ số thấp lên số cao + Dấu (+): ứng với trường hợp gài từ số cao số thấp + 𝜀 : gia tốc góc trục thứ cấp xe giảm tốc độ sang số Gia tốc 𝜀 xác định từ trình giảm tốc xe sang số: SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 53 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ 𝑔 𝜓 𝑖 𝛿 𝑅 𝜂 𝜀 = Với: + g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/𝑠 ) + ψ: Hệ số cản tổng cộng đường tính tốn, chọn ψ = 0,02 + 𝑖 ,𝜂 : Tỷ số truyền hiệu suất truyền lực tính từ bánh gài tính đồng tốc đến bánh xe chủ động ô tô 𝑅 Với sơ đồ bố trí đồng tốc trục thứ cấp tỷ số truyền 𝑖 = 𝑖 = 3,612 Chọn hiệu suất từ hộp số đến bánh xe chủ động, 𝜂 = 0,9 + δ : Hệ số xét đến khối lượng quay hệ thống truyền lực đến lực quán tính chuyển động tịnh tiến ơtơ Chọn gần δ = 1,05 + 𝑅 bán kính bánh xe; 𝑅 = 0,59 (𝑚) Thay vào công thức ta được: 𝜀 = 𝑔 𝜓 𝑖 𝛿 𝑅 𝜂 = 9,81.0,02.3,612 = 1,271 1,05.0,59.0,9 Thay kết 𝜀 thơng số vào biểu thức tính 𝑡 ta tính thời gian chuyển số thực tế đồng tốc sau: 𝑡 ( ) = 1 0,192344.2,496 139,28 − = 2,278 12,30 − 0,192344.2,496 1,271 2,496 3,944 𝑡 ( ) = 0,192344.2,496 99,49 1 − = 2,003 12,30 + 0,192344.2,496 1,271 2,496 1,580 𝑡 ( ) = 1 0,192344.3,944 139,28 − = 4,564 12,30 − 0,192344.3,944 1,271 3,944 6,231 𝑡 ( ) = 0,192344.3,944 99,49 1 − = 2,719 12,30 + 0,192344.3,944 1,271 3,944 2,496 SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 54 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ ) = 0,192344.1,580 139,28 1 − = 1,329 12,30 − 0,192344.1,580 1,271 1,580 2,496 ( ) = 0,192344.1,580 99,49 1 − = 1,358 12,30 + 0,192344.1,580 1,271 1,580 ( ) = 0,192344.1 139,28 1 = 0,816 − 12,30 − 0,192344.1 1,271 1,580 𝑡 ( 𝑡 𝑡 Vậy thời gian sang số thực tế phù hợp với lý thuyết tính tốn nằm giới hạn kinh nghiệm cho phép 5.3.3 Công trượt đôi bề mặt ma sát Công trượt ma sát trược đôi bề mặt ma sát đồng tốc 𝐿 (J) xác định theo công thức đề xuất giáo sư Griskevich sau: 𝐿 =𝑀 (𝛥𝜔 ± 𝜀 𝑡 ) 𝑡 Trong đó: + 𝑀 : Mômen ma sát đồng tốc, (N.m) + Δω : Chênh lệch tốc độ hai số truyền xác định + εc : Gia tốc chậm dần, tính 𝜀 =1,271 (rad/𝑠 ) + 𝑡 : Thời gian chuyển số thực tế Dấu (-): ứng với trường hợp gài từ số cao số thấp Dấu (+): ứng với trường hợp gài từ số thấp lên số cao 𝐿 ( ) = 12,30 139,28 2,278 1 − + 1,271.2,278 2,496 3,944 = 327,58(𝐽) 𝐿 ( ) = 12,30 99,49 1 2,003 − − 1,271.2,003 2,496 1,580 = 253,30(J) SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 55 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP L ( ) GVHD: THS LÊ THÁI HÀ = 12,30 139,28 1 4,564 − + 1,271.4,564 3,944 6,231 = 526,64(J) L ( ) = 12,30 99,49 1 2,719 − − 1,271.2,719 3,944 2,496 = 186,92(J) L ( ) = 12,30 139,28 1 1,329 − + 1,271.1,329 1,580 2,496 = 278,22(J) L ( ) = 12,30 99,49 1,358 1 − − 1,271.1,358 1,580 = 290,60(J) L ( ) = 12,30 139,28 1 0,816 − + 1,271.0,816 1,580 = 261,79(J) 5.3.4 Công trượt riêng đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc Công trượt riêng đồng tốc đánh giá công trượt đôi bề mặt vành ma sát đơn vị diện tích vành ma sát: l = L π R b Trong đó: + L : Cơng trượt vành ma sát,(J); + R : Bán kính ma sát vành ma sát, (m); + b : Chiều rộng bề mặt vành ma sát, b = 0,005 (m) Thay số vào công thức ta được: l ( ) = 327,58 J = 108616,61 𝜋 0,096.0,005 m SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG = 108,617 kJ m 56 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP l l ( ( ) ) 253,30 J = 83987,39 𝜋 0,096.0,005 m = 83,987 J 526,64 = 174619,50 m 𝜋 0,096.0,005 = 174,620 186,92 J = 61977,59 𝜋 0,096.0,005 m = 61,978 kJ m = = GVHD: THS LÊ THÁI HÀ kJ m kJ m l ( ) = l ( ) = J 278,22 = 92250,18 m 𝜋 0,096.0,005 = 92,250 kJ m l ( ) = 290,60 J = 96355,06 𝜋 0,096.0,005 m = 96,355 kJ m l ( ) = J 261,79 = 86802,44 m 𝜋 0,096.0,002 = 86,802 kJ m Giá trị công trượt lớn đồng tốc nhỏ giá trị giới hạn cho phép 𝑙 ≤ 200 xe tải xe khách trung bình SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 57 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ KẾT LUẬN Sau tính tốn kỹ lưỡng thơng số kiểm tra lại thông số so với điều kiện cho, em tính chọn phù hợp giá trị Em hồn thành nhiệm vụ tính tốn thiết kế đề dựa thông số kích thước tải trọng loại xe tham khảo xe khách Hyundai Universe Advanced 2019 (Động xăng) Giải mục đích đề tài tìm hiểu thơng số kỹ thuật kếu cấu ưu điểm nhược điểm số loại hộp số thường gặp Thiết kế hộp số ô tô nhằm xác định thông số hộp số tơ Tính tốn xác định số cấp hộp số, giá trị tỷ số truyền hộp số nhằm bảo đảm yêu cầu tính động lực tính nhiên liệu xe điều kiện làm việc Xác định thông số điều khiển hộp số ô tô cụ thể tính tốn xác định thơng số đồng tốc hộp số nhằm nâng cao tính động lực học mà cịn bảo đảm tính gài số êm dịu cho hộp số tơ Bên cạnh q trình tính tốn, khóa luận đưa vẽ nhằm minh họa cách sinh động cho trình thiết kế tính tốn hộp số, vẽ A0 – Bản vẽ lắp hộp số điều khiển số vẽ A3 – Bản vẽ sơ đồ động học hộp số thiết kế Tuy nhiên, vốn kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót Em hy vọng nhận nhận xét, đóng góp để khóa luận hoàn chỉnh Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn đặc biệt thầy giáo Lê Thái Hà tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt cho em hồn thành khóa luận SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 58 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: THS LÊ THÁI HÀ Tài Liệu Tham Khảo [1] NGUYỄN HỮU CẨN, DƯ QUỐC THỊNH, PHẠM MINH THÁI, NGUYỄN VĂN TÀI, LÊ THỊ VÀNG (1998), Lý Thuyết Ơtơ Máy Kéo Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội [2] TRỊNH CHẤT, LÊ VĂN UYỂN (2006), Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập Nhà Xuất Bản Giáo Dục [3] TRỊNH CHẤT, LÊ VĂN UYỂN (2006), Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập Nhà Xuất Bản Giáo Dục [4] TS PHAN MINH ĐỨC (2007) , Bài Giảng Lý Thuyết Ơ Tơ [5] TRẦN VĂN ĐỊNH (2006), Công Nghệ Chế tạo Bánh Răng Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật [6] THS LÊ VĂN TỤY, Giáo Trình Kết Cấu, Tính Tốn Và Thiết Kế Ơtơ ( Phần Truyền Lực Trên Ơ Tơ) [7] WWW.OTO-HUI.COM SVTH: NGUYỄN PHÚC LONG 59