Tính toán – thiết kế hộp số 6 cấp xe tải sử dụng công cụ solidworks

Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, em cũng không tránh khỏi những lúc khó khăn khi viết nội dung cũng như tìm hiểu về quy trình sửa chữa thân vỏ, quy tình sơn và quy trình bảo dưỡng bề mặt sơn. Với sự góp sức lớn của các anh kỹ thuật viên tại xưởng đồng sơn, đã cặn kẽ hướng dẫn cho em hiểu hơn về những quy trình này và đã cho phép em được chụp lại những bức ảnh quý giá về các quy trình tại xưởng đồng sơn để bài luận văn tốt nghiệp của em được rành mạch và sinh động hơn. Luận Văn Tốt Nghiệp. Cuối cùng em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến bản lãnh đạo của nhà trường và các Khoa Phòng ban chức năng đã tạo điều kiện cho em được học tập và trải nghiệm những điều tốt đẹp trong suốt 4 năm đại học. Dù đã hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp nhưng bản thân em còn hạn chế một số về mặt kiến thức nên bài luận văn tốt nghiệp này em khó có thể tránh những sai sót không mong muốn. Kính mong nhận được sự ưu ái và ý kiến đóng góp từ các thầy và từ đó em đút kết được những kinh nghiệm sâu sắc cho quá trình đi làm sau này.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỘP SỐ 6 CẤP XE TẢI SỬ DỤNG CÔNG CỤ

SOLIDWORKS

Ngành: KỸ THUẬT Ô TÔ Chuyên ngành: CƠ KHÍ Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn : Ths Phạm Văn Thức Sinh viên thực hiện : Phan Nguyễn Thanh Lâm MSSV: 1951080065 Lớp: CO19A

TP Hồ Chí Minh, năm 2023

Trang II

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công từ các thầy trong Bộ môn Ô tô, trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh, và để phục vụ cho môn học Luận văn tốt nghiệp, nên em đã chọn đề tài “Tính toán – thiết kế hộp số 6 cấp xe tải sử dụng công cụ SolidWorks” để nghiên cứu và xây dựng lên bài Luận văn này Trong quá trình thực hiện và hoàn thành Luận văn, em nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ quý thầy trong Bộ môn Ô tô, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến với:

Khoa Cơ khí, Bộ môn Cơ khí Ô tô đã tạo điều kiện rất tốt cho sinh viên như em học tập và nghiên cứu tại trường trong suốt 4 năm vừa qua

Thầy Viện Trưởng, Trưởng bộ môn TS Nguyễn Thành Sa đã tạo điều kiện thuận lợi cho em đăng kí và thực hiện Luận văn tốt nghiệp, luôn đưa ra những thông báo quan trọng và hữu hiệu giúp em có thể chuẩn bị cho bài Luận văn trong trạng thái tốt nhất

Thầy Giảng viên hướng dẫn Ths Phạm Văn Thức luôn quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình xây dựng Luận văn tốt nghiệp, nhờ đó mà em mới có thể xây dựng được bài Luận văn hoàn chỉnh

Quý thầy trong Bộ môn Ô tô khi giảng dạy, giúp em học tập, tích lũy kiến thức chuyên ngành để có thể phục vụ cho Luận văn tốt nghiệp và áp dụng vào công việc thực tế sau này Quý thầy cô trong Viện Cơ khí và Trường đã giảng dạy em trong suốt 4 năm vừa qua Trong quá trình học tập tại Trường và thực hiện Luận văn tốt nghiệp, do còn thiếu kinh nghiệm và kiến thức còn hạn hẹp nên bài Luận văn tốt nghiệp vẫn còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn them từ các thầy để giúp em hoàn thiện kiến thức và đạt được kết quả tốt hơn, xây dựng Luận văn tốt nghiệp hoàn chỉnh nhất Em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 11/09/2023

Sinh viên thực hiện

Phan Nguyễn Thanh Lâm

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỘP SỐ 5

2.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hộp số 5

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG HỘP SỐ SỬ DỤNG CÔNG CỤ SOLIDWORKS 97

4.1 Giới thiệu về công cụ Solidwork 97

Trang V

5.1.1 Kiểm nghiệm bền cặp bánh răng luôn ăn khớp 109

5.1.2 Kiểm nghiệm bền cặp bánh răng tay số 1 110

5.2 Kiểm nghiệm các trục của hộp số 112

5.2.1 Kiểm nghiệm bền trục trung gian 112

Trang VI

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống truyền lực trên xe………Trang 6 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hộp số 6 cấp……… Trang 7 Hình 3.1 Sơ đồ các lực tác dụng lên trục trung gian……… Trang 42 Hình 3.2 Sơ đồ các lực và phản lực tác dụng lên trục trung gian khi gài số lùi… Trang 42 Hình 3.3 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số lùi………Trang 44 Hình 3.4 Biểu đồ momen uốn My khi gài số lùi………Trang 45 Hình 3.5 Sơ đồ các lực và phản lực tác dụng lên trục trung gian khi gài số 1…… Trang 46 Hình 3.6 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 1……… Trang 48 Hình 3.7 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 1……… Trang 49 Hình 3.8 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 2……… Trang 50 Hình 3.9 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 2……… Trang 51 Hình 3.10 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 3………Trang 52 Hình 3.11 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 3……… Trang 53 Hình 3.12 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 4………Trang 54 Hình 3.13 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 4………Trang 55 Hình 3.14 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 6………Trang 56 Hình 3.15 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 6………Trang 57 Hình 3.16 Sơ đồ các lực và phản lực tác dụng lên trục sơ cấp……….Trang 62 Hình 3.17 Biểu đồ momen uốn Mx của trục sơ cấp và bánh răng chủ động luôn ăn khớp……… Trang 63

Trang VII

Hình 3.18 Biểu đồ momen uốn My của trục sơ cấp và bánh răng chủ động luôn ăn khớp……… Trang 64 Hình 3.19 Sơ đồ bố trí lực và phản lực trên trục thứ cấp……… Trang 66 Hình 3.20 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số lùi……….Trang 67 Hình 3.21 Biểu đồ momen uốn My khi gài số lùi ………Trang 68 Hình 3.22 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 1………Trang 69 Hình 3.23 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 1………Trang 70 Hình 3.24 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 2………Trang 71 Hình 3.25 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 2………Trang 72 Hình 3.26 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 3………Trang 73 Hình 3.27 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 3………Trang 74 Hình 3.28 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 4………Trang 75 Hình 3.29 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 4………Trang 76 Hình 3.30 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 6………Trang 77 Hình 3.31 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 6………Trang 78 Hình 3.32 Loại ổ: Chọn loại có hai mặt bích bảo vệ……….Trang 81 Hình 3.33 Đường kính trong: Chọn ∅30𝑚𝑚……… … Trang 81 Hình 3.34 Đường kính ngoài phụ thuộc vào đường kính trong: Chọn ∅72𝑚𝑚… Trang 81 Hình 3.35 Sau khi chọn đường kính ngoài và đường kính trong, theo tiêu chuẩn sẽ có được chiều rộng ổ bi là 30,2mm………Trang 82 Hình 3.36 Với các thông số đã chọn, ta được ổ bi đỡ chặn mã 5306SCZZ/2AS với tải trọng động 39kN……… Trang 82

Trang VIII

Hình 3.37 Ổ bi đỡ chặn mã 5306SCZZ/2AS và các mặt cắt……….Trang 82 Hình 3.38 Đường kính trong: Chọn ∅30𝑚𝑚………Trang 84 Hình 3.39 Đường kính ngoài phụ thuộc vào đường kính trong: Chọn ∅72𝑚𝑚… Trang 84 Hình 3.40 Chiều rộng ổ đỡ phụ thuộc vào các thông số phía trên, chọn chiều rộng 28,75mm……… Trang 84 Hình 3.41 Ổ đũa côn mã HR32306J và các mặt cắt……… Trang 85 Hình 3.42 Đường kính trong: Chọn ∅30𝑚𝑚………Trang 86 Hình 3.43 Đường kính ngoài: Chọn ∅37𝑚𝑚………Trang 87 Hình 3.44 Chiều rộng ổ: chọn 38mm………Trang 87 Hình 3.45 Ổ bi kim và các mặt cắt………Trang 87 Hình 4.1 Chọn các thông số hình học cho bánh răng………Trang 97 Hình 4.2 Thiết kế chi tiết bánh răng……….Trang 98 Hình 4.3 Cặp bánh răng luôn ăn khớp……… Trang 98 Hình 4.4 Cặp bánh răng tay số 6……… Trang 99 Hình 4.5 Cặp bánh răng tay số 4……… Trang 99 Hình 4.6 Cặp bánh răng tay số 3……….Trang 100 Hình 4.7 Cặp bánh răng tay số 2……….Trang 100 Hình 4.8 Cặp bánh răng tay số 1……….Trang 100 Hình 4.9 Cụm 3 bánh răng tay số lùi……… Trang 101 Hình 4.10 Dựng trục trung gian của hộp số……….Trang 101 Hình 4.11 Xây dựng trục thứ cấp hộp số……… Trang 102 Hình 4.12 Trục trung gian hộp số………Trang 102 Hình 4.13 Thiết kế cơ cấu càng chuyển số của bộ đồng tốc………Trang 103 Hình 4.14 Các bộ phận của bộ đồng tốc……….Trang 103 Hình 4.15 Lắp ráp bánh răng lên trục trung gian và liên kết thành 1 khối (chế tạo liền trục)……… ……… Trang 104

Trang IX

Hình 4.16 Lắp ráp trục sơ cấp với bánh răng và liên kết thành 1 khối (chế tạo liền trục)……… Trang 104 Hình 4.17 Tiến hành điều chỉnh chiều dài trục………Trang 105 Hình 4.18 Cụm cơ cấu hộp số sau khi điều chỉnh chiều dài các trục……… Trang 105 Hình 4.19 Cụm hộp số trước và sau khi lắp cơ cấu cần chuyển số………Trang 106 Hình 4.20 Cơ cấu hộp số sau khi thiết kế……… Trang 106 Hình 4.21 Cơ cấu hộp số khi chưa lắp vào vỏ……….Trang 107 Hình 4.22 Hộp số 6 cấp hoàn chỉnh………Trang 107 Hình 4.23 Hộp số 6 cấp với mặt cắt dọc……….Trang 108 Hình 4.24 Hộp số 6 cấp hoàn chỉnh sau khi thiết kế……….….Trang 108 Hình 5.1 Chia lưới và ứng suất xuất hiện trên cặp bánh răng luôn ăn khớp khi mô phỏng……… Trang 109 Hình 5.2 Chuyển vị của cặp bánh răng luôn ăn khớp khi mô phỏng……… Trang 110 Hình 5.3 Chia lưới và ứng suất xuất hiện trên cặp bánh răng tay số 1 khi mô phỏng……… Trang 111 Hình 5.4 Chuyển vị xuất hiện trên cặp bánh răng tay số 1 khi mô phỏng…………Trang 111 Hình 5.5 Tiến hành chia lưới để mô phỏng trục trung gian……… Trang 112 Hình 5.6 Ứng suất trên trục trung gian khi mô phỏng……….Trang 112 Hình 5.7 Chuyển vị của trục trung gian khi mô phỏng………Trang 113 Hình 5.8 Chia lướt và ứng suất trên trục thứ cấp khi mô phỏng……….Trang 114 Hình 5.9 Chuyển vị trên trục thứ cấp khi mô phỏng………Trang 114 Hình 5.10 Ứng suất trên trục sơ cấp khi mô phỏng……….Trang 115 Hình 5.11 Chuyển vị trên trục sơ cấp khi mô phỏng……….… Trang 115

Trang X

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Thông số hình học của cặp bánh răng luôn ăn khớp……….Trang 15 Bảng 3.2 Thông số hình học của cặp bánh răng tay số 1……….Trang 16 Bảng 3.3 Thông số hình học của cặp bánh răng tay số 2……….Trang 18 Bảng 3.4 Thông số hình học của cặp bánh răng tay số 3……….Trang 19 Bảng 3.5 Thông số hình học của cặp bánh răng tay số 4……….Trang 20 Bảng 3.6 Thông số hình học của cặp bánh răng tay số 5……….Trang 21 Bảng 3.7 Thông số hình học của cặp bánh răng tay số 6……….Trang 22 Bảng 3.8 Thông số hình học của bộ bánh răng tay số lùi……… Trang 24 Bảng 3.9 Mô men tính toán trên trục thứ cấp theo mô men lớn nhất của động

cơ… Trang 26 Bảng 3.10 Mô men tính toán trên trục thứ cấp theo điều kiện bám……….Trang 27 Bảng 3.11 Mô men tính toán trên trục thứ cấp……….Trang 28 Bảng 3.12 Lực vòng của các bánh răng trên trục trung gian……… Trang 29 Bảng 3.13 Lực vòng của các bánh răng trên trục thứ cấp………Trang 29 Bảng 3.14 Hệ số dạng răng của các bánh răng trên trục trung gian……….Trang 30 Bảng 3.15 Hệ số dạng răng của các bánh răng trên trục thứ cấp……….Trang 30 Bảng 3.16 Chiều rộng làm việc của răng……….Trang 31 Bảng 3.17 Mô đun mặt đầu của răng……… Trang 31 Bảng 3.18 Ứng suất uốn các bánh răng trên trục trung gian………Trang 32 Bảng 3.19 Ứng suất uốn các bánh răng trên trục thứ cấp………Trang 32 Bảng 3.20 Ứng suất tiếp xúc của các bánh răng trên trục trung gian…… ………Trang 35

Trang XI

Bảng 3.21 Ứng suất tiếp xúc của các bánh răng trên trục thứ cấp………… ……Trang 35 Bảng 3.22 Các lực tác dụng lên bánh răng trục trung gian……… ……… Trang 40 Bảng 3.23 Các lực tác dụng lên bánh răng trục trung gian……… …… Trang 40 Bảng 3.24 Mô men uốn và xoắn trên trục trung gian với d = 85mm……… Trang 58 Bảng 3.25 Mô men uốn và xoắn trên trục trung gian với d = 35mm……… Trang 59 Bảng 3.26 Mô men uốn và xoắn trên trục trung gian với d = 50mm……… Trang 60 Bảng 3.27 Mô men uốn và xoắn trên trục trung gian với mô men phanh của ly

hợp……… Trang 60 Bảng 3.28 Mô men uốn và xoắn trên trục thứ cấp với d = 75mm……… Trang 79 Bảng 3.29 Mô men uốn và xoắn trên trục thứ cấp với d = 30mm và mô men phanh của ly

Trang 1

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Tổng quan về vấn đề

Ngày nay, ngành công nghiệp ô tô được xem là một trong những ngành công nghiệp đi đầu, có tác động thúc đẩy và kéo theo những ngày công nghiệp khác có liên quan phát triển Không khó để bắt gặp những chiếc ô tô từ phổ thông đến sang trọng ngoài đời sống thực tế Sự phát triển vượt bậc đó là do ngành công nghiệp ô tô đã có những tiến bộ vượt bậc khi áp dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ứng dụng được những công nghệ mới, đáp ứng được những nhu cầu cần thiết của con người

Tuy ngành công nghiệp ô tô là một ngành có tính ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ cao, nhưng có thể thấy rằng nguồn tài liệu nghiên cứu cũng như cơ sở vật chất, máy móc thiết bị phục vụ cho việc nghiên cứu, học thuật là không nhiều Việc đó ít nhiều gây nên những khó khăn đối với những sinh viên chuyên ngành hoặc những sinh viên có nhu cầu tìm hiểu sâu về ngành ô tô Vì vậy việc ứng dụng giữa lý thuyết học được trên sách và thực hành thực tế gặp trở ngại do nguồn tài liệu không đa dạng, phong phú cho từng dòng, từng loại xe hoặc nguồn tài liệu đã quá cũ, lỗi thời Với việc không có đầy đủ cơ sở vật chất hiện đại, máy móc thiết bị phù hợp cho việc học tập nghiên cứu thì những phần mềm, mô hình tính toán được mô phỏng trên máy tính trở thành một giải pháp hiệu quả để sinh viên có thể thực hiện các công việc học tập, nghiên cứu Đó là lý do vì sao thiết kế mô phỏng lại trở thành một phương án được nhiều sinh viên lựa chọn

Hộp số trên ô tô là một trong những cơ cấu quan trọng để giúp xe ô tô có thể vận hành được Để hộp số có thể hoạt động hiệu quả như ngày nay thì nó đã phải rất nhiều cải tiến, phát triển Vì vậy có thể thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu, phân tích cải tiến các dạng hộp số đã có, đồng thời phải phát minh thiết kế ra những loại hộp số mới là một yêu cầu hết sức cần thiết Việc tính toán thiết kế hộp số có thể xem như sự mô phỏng lại quá trình phát triển, cải tiến của hộp số, từ đó có những ứng dụng thiết thực hơn với ngành ô tô Để có thể cải tiến được những loại hộp số đã có thì cần phải tiến hành tính toán, dựng

Trang 2

lại hộp số, từ đó mới có thể phát hiện ra được những sai sót, những điểm có thể cải tiến, nâng cấp Vì vậy có thể thấy việc tính toán thiết kế lại hộp số là điều cần thiết

Đồng thời, hộp số ô tô cũng là sự hội tụ của rất nhiều kiến thức của ngành cơ khí nói chung hay ngành ô tô nói riêng, vừa mang hình dáng của ngành cơ khí với những trục, bánh răng, ổ bi và momen, lực; vừa chứa đựng những kiến thức chuyên ngành về ô tô như đồng tốc, cơ cấu gài số, momen phanh ly hợp,… Việc chọn thiết kế hộp số vừa giúp em ôn lại và ứng dụng các kiến thức đã học từ các môn như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Lý thuyết ô tô, Kết cấu và tính toán ô tô, vừa giúp em có động lực, phương hướng để tìm hiểu sâu hơn những kiến thức về chuyên ngành ô tô

Cuối cùng, một lý do nữa của việc nghiên cứu và xây dựng lên bài luận văn tính toán thiết kế hộp số này là để phục vụ cho môn học Luận văn tốt nghiệp, vì vậy việc nghiên cứu chuyên sâu vào hộp số và mô phỏng một hộp số là điều cần thiết

Với những lý do kể trên, có thể thấy rõ vì sao chọn đề tài thiết kế là phương án được lựa chọn, và nghiên cứu hộp số ô tô có tác dụng to lớn không chỉ phục vụ cho quá trình học tập nghiên cứu mà còn góp phần xây dựng, cải tiến đến sự phát triển của ngành ô tô 1.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp toán học Phương pháp thực nghiệm 1.3 Lý do để giới hạn đề tài

Hộp số ô tô là một đề tài rộng vì ngành ô tô là một ngành rộng lớn với số lượng ô tô đa dạng phong phú, mỗi loại mỗi dòng xe lại có các dạng hộp số với các bố trí và nguyên lý hoạt động khác nhau

Để có thể tính toán thiết kế được một hộp số có những đặc điểm tối ưu và hoạt động được hiệu quả cần phải dựa trên những điều kiện thực tế, hộp số thực tế vì vậy cần phải giới hạn đề tài nghiên cứu ở một loại hộp số cụ thể để có được kết quả sát thực tế nhất 1.4 Giới hạn đề tài

Các thông số và tính năng kỹ thuật cơ bản

Trang 3 - Loại phương tiện: Ô tô sát xi tải

- Nhãn hiệu: HINO

- Khối lượng bản thân: 2500 kg

- Khối lượng phân bố lên trục 1: 1610 kg; trục 2: 890 kg - Khối lượng toàn bộ cho phép tham gia giao thông: 7500 kg - Khối lượng toàn bộ theo thiết kế: 7500 kg

- Khối lượng cho phép lớn nhất trên trục 1: 3020 kg; trục 2: 5500 kg - Kích thước (dài x rộng x cao): 6735 x 1995 x 2220 mm

- Chiều dài cơ sở: 3870 mm

- Loại động cơ: Diesel 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng

- Công suất cực đại / số vòng quay: 110/2800 (kW/vòng/phút) - Momen xoắn cực đại / ở vòng quay: 420/1400 (Nm/vòng/phút) - Vị trí lắp động cơ: Phía trước

Chương 1 - Tổng quan về hộp số và lý do chọn đề tài hộp số, giới hạn loại hộp số Chương 2 - Cơ sở lý thuyết hộp số: Tóm tắt sơ bộ về yêu cầu, phân loại và công dụng của hộp số, chọn sơ đồ nguyên lý hộp số

Chương 3 – Tính toán hộp số: Tính toán các thông số hình học, kiểm nghiệm bền các chi tiết của hộp số như bánh răng, trục, đồng tốc, lựa chọn ổ bi dựa trên các công thức lý thuyết

Trang 4

Chương 4 - Mô phỏng hộp số bằng phần mềm Solidwork: Tiến hành dựng mô hình 3D các chi tiết của hộp số trên phần mềm máy tính, lắp ráp thành cơ cấu của hộp số và điều chỉnh các thông số cho phù hợp với thực tế

Chương 5 – Kiểm nghiệm bền hộp số bằng phần mềm Solidwork: Tiến hành kiểm nghiệm bền bằng phần mềm máy tính SolidWorks để có thể đối chiếu với kết quả tính toán ở chương 3

Chương 6 – Kết luận

Trang 5

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỘP SỐ

2.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hộp số

Công dụng của hộp số: Truyền momen xoắn từ động cơ đến hệ thống dẫn động Hộp số được cấu tạo bởi nhiều cặp bánh răng ăn khớp nhau nên có công dụng thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi momen xoắn ở các bánh xe, thay đổi tốc độ xe phù hợp với các yêu cầu thực tế, đồng thời có thể đổi chiều chuyển động của xe như là tiến hay lùi Đồng thời hộp số cũng có chức năng dẫn động lực học cho các cơ cấu công tác của xe chuyên dùng

Yêu cầu: Đầu tiên là về tỉ số truyền Hộp số phải có đủ các tỉ số truyền từ thấp đến cao để có thể truyền động một cách hợp lý nhằm đảm bảo được khả năng kinh tế và động lực học của xe

Đối với hộp số hay bất cứ cơ cấu sử dụng bánh răng nào khác đều đòi hỏi phải có hiệu suất truyền lực cao, hộp số cũng không phải ngoại lệ Khi chuyển số phải nhẹ nhàng không xuất hiện va chạm giữa các bộ phận khác trong hộp số

Phân loại hộp số trên ô tô: Có rất nhiều cách phân loại hộp số, theo công dụng, theo đặc điểm cấu tạo, theo phương pháp chuyển số,… Thông dụng nhất có thể phân ra thành:

Trang 6 2.2 Thiết kế hộp số

2.2.1 Số liệu ban đầu

Quy ước kí hiệu về tỉ số truyền ở các tay số như sau:

Trang 7

Chọn sơ đồ nguyên lý của hộp số 6 cấp với số 5 là số truyền thẳng như sau:

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hộp số 6 cấp

Trang 8

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỘP SỐ

3.1 Xác định kích thước cơ bản

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: Thép C45 Nhiệt luyện: Tôi thép

Độ cứng: sau khi nhiệt luyện sẽ đạt độ cứng 57 – 59 HRC

Memax = 420 Nm: là momen xoắn cực đại của động cơ

a: là hệ số kinh nghiệm, đối với xe tải động cơ diesel a = 20,5 21,5 => Chọn a = 21

𝐴 ≈ 𝑎 √𝑀3 𝑒𝑚𝑎𝑥 = 21 × √4203 = 157,266 Chọn sơ bộ A = 157 mm

3.3 Chọn modun pháp tuyến các bánh răng hộp số

- Cặp bánh răng tay số lùi chọn bánh răng trụ răng thẳng

- Cặp bánh răng 1,2,3,5, 6 và cặp bánh răng luôn ăn khớp chọn bánh răng trụ răng nghiêng

Trang 9

- Môđun được chọn theo mômen động cơ 𝑀𝑒𝑀𝑎𝑥 = 420 𝑁𝑚 = 0.42𝑘𝑁𝑚 nên chọn môđun từ: 3,75 - 4,5 [2] Không nên chọn từ 1,5 - 2 vì khi quá tải sẽ dễ gãy răng)

- Chọn môđun cho các bánh răng theo công thức kinh nghiệm 𝑚𝑛 = 4,5

Tính toán để chọn số răng của các bánh răng trên trục sơ cấp, trung gian, thứ cấp Đối với ô tô vận tải chọn 𝛽𝛼 = 30𝑜

- Số lượng răng za của bánh răng chủ động luôn ăn khớp chọn theo điều kiện không bị cắt đỉnh với răng không dịch chỉnh là ≥ 17 ta chọn za = 19 răng

- Tỉ số truyền của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp:

Để dẫn động bánh răng số lùi dùng một trục trung gian (gọi là trục số lùi) để dẫn động bánh răng gài số lùi Vì số lùi cần đảo chiều quay thông qua bánh răng trung gian nên tách tỉ số truyền il thành 2 tỉ số truyền il1 và il2 cho hệ 3 bánh răng tay số lùi nhưng phải đảm bảo:

𝑖𝑙1 × 𝑖𝑙2 = 𝑖𝑙 = 2,64 = 1,94 × 1,36 Chọn zl = 15 răng

Vậy: 𝑧𝑎 = 21 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧1 = 18 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧2 = 26 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧3 = 34 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧4 = 38 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧5 = 41 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧6 = 43 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧𝑙ù𝑖 = 15 𝑟ă𝑛𝑔

Vậy: 𝑧𝑎′ = 45 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧1′ = 50 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧2′ = 41 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧3′ = 29 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧4′ = 23 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧5′ = 19 𝑟ă𝑛𝑔

3.6 Xác định các thông số hình học của bánh răng Bảng 3.1 Thông số hình học của cặp bánh răng luôn ăn khớp

- Mô men tính toán theo mô men lớn nhất của động cơ

Khi tính toán bền các chi tiết và bộ phận chính của hộp số, momen tính toán thường chọn từ momen lớn nhất của động cơ

𝑀𝑡 = 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥× 𝑖ℎ𝑘× 𝜂ℎ𝑘 (3.5) Với: - Mô men tính toán trên trục sơ cấp 𝑀𝑡𝑠𝑐 = 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 = 420 (𝑁 𝑚)

- Mô men tính toán trên trục trung gian

𝑀𝑡𝑡𝑔 = 𝑖𝑎 × 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥× 𝜂ℎ𝑘 = 2,14 × 420 × 0,98 = 880,824 (𝑁 𝑚) - Mô men tính toán trên trục thứ cấp 𝑀𝑡𝑡𝑐 = 𝑖ℎ𝑖 × 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥× 𝜂ℎ𝑘

Trong đó: 𝑀𝑡 – Mô men tính toán của chi tiết thứ K 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥– Mô men lớn nhất của động cơ

𝑖𝑎 – Tỉ số truyền giữa cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp giữa trục sơ cấp và trục thứ cấp

𝑖ℎ𝑖 – Tỉ số truyền của hộp số ứng với các số truyền i = 1, 2, 3,

𝑖ℎ𝑘 – Tỉ số truyền của hộp số tính từ trục sơ cấp đến chi tiết thứ k đang tính 𝜂ℎ𝑘 – Hiệu suất truyền lực từ trục sơ cấp đến chi tiết thứ k đang tính

Mỗi cặp bánh răng ăn khớp có 𝜂ℎ𝑘 = 0,98 - Mô men tính toán theo điều kiện bám:

𝑀𝑡 =𝐺𝜑×𝜑𝑚𝑎𝑥×𝑟𝑏𝑥

Trong đó:

𝐺𝜑 = 𝑚 × 𝑔 = 5500 × 10 = 55000 (𝑁) – Trọng lượng bám của ô tô (trọng lượng phân bố lên cầu chủ động)