Hiện nay ô tô là một trong những phương tiện giao thông không thể thiếu đối với việc phát triển kinh tế - xã hội. Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật được ứng dụng rất nhiều vào nền công nghiệp sản xuất ô tô. Công nghệ chế tạo, lắp ráp và sửa chữa ngày càng được cải tiến mạnh mẽ, để tạo ra một chiếc ô tô hiện đại, tiện nghi đảm bảo vệ sinh môi trường và giảm tối thiểu tai nạn giao thông. Nước ta đang trên đà phát triển, thực hiện việc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Do đó nhu cầu về đi lại và vận chuyển hàng hoá ngày càng cao cả về chất lượng và số lượng. Vì thế nhà nước đã ưu tiên phát triển ngành công nghiệp này, hiện nay ở nước ta đã có nhiều công ty cổ phần, liên doanh với nước ngoài về sản xuất, lắp ráp ô tô. Nó đã thu hút ngày càng nhiều lao động vào làm việc trong những dây chuyền sản xuất, lắp ráp. Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Sao Đỏ, ngành công nghệ kỹ Thuật Ô tô. Chúng em đã được các thầy cô trang bị những kiến thức cơ bản về chuyên ngành. Để tổng kết và đánh giá quá Trình học tập, chúng em được giao nhiệm vụ hoàn thành đồ án. Sau khi nhận đề tài chúng em đã tìm hiểu nghiên cứu các tài liệu, vận dụng các kiến thức đã học, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo TS. Phạm Văn Trọng vì vậy em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Solidworks mô phỏng cấu tạo, tháo lắp bộ vi sai. Lập quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống cầu sau xe Toyota Hilux 2.4L 2023”.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SAO ĐỎ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN DC-DC HAI CHIỀU TRONG MẠCH SẠC ĐIỆN VÀ XẢ ĐIỆN CHO ACQUY TRONG HỆ
Hải Dương - Năm 2024
Trang 2LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các kết quả đưa ra trong đồ án tốt nghiệp này là các kết quả
thu được trong quá Trình nghiên cứu, thực nghiệm của tôi dưới sự hướng dẫn của TS Phạm Văn Trọng, không sao chép bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của các tác giả khác.
Nội dung nghiên cứu có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ cácnguồn tài liệu đã được liệt kê trong danh mục các tài liệu tham khảo
Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định
Hải Dương, ngày … tháng năm 2024
Sinh viên thực hiện
(Ký, ghi rõ họ và tên)
Dương Đức Linh
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Em xin trân trọng cảm ơn tới các thầy, cô trong khoa Ôtô - Trường Đại học Sao
Đỏ đã luôn quan tâm giúp đỡ em Đặc biệt là thầy TS Phạm Văn Trọng đã tạo điều
kiện, hướng dẫn và giúp đỡ rất tận trình trong suốt quá trình tìm hiểu và viết đề tài củamình, thầy đã giành rất nhiều thời gian để hướng dẫn cho sinh viên
Tuy nhiên, do trình độ chuyên môn còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏinhững khiếm khuyết, kính mong các thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tàiđược hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Dương Đức Linh
Trang 4MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU XE TRÊN Ô TÔ, GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CẦU SAU XE TOYOTA HILUX 2.4L 2023 3
1 Tổng quan về hệ thống cầu xe trên ô tô 3
1.1 Tổng quan 3
1.2 Cấu tạo hệ thống cầu xe ô tô 4
1.2.1 Trục các đăng 4
1.2.2 Bộ vi sai 5
1.2.3 Bộ truyền bánh răng hành tinh 8
1.3 Phân loại 11
1.3.1 Loại 2WD 11
1.3.2 Loại 4WD 12
1.4 Nguyên lí hoạt động của cầu xe 13
1.5 Giới thiệu về hệ thống cầu xe Toyota hilux 2.4L 2023 14
1.5.2 Các thành phần của hệ thống cầu xe Toyota Hilux 2.4L 2023 15
CHƯƠNG II SỬ DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG THÁO QUY TRÌNH THÁO LẮP BỘ VI SAI 17
2.1 Tổng quan về phần mềm Solidworks 17
2.2.1 Bán trục 18
2.2.2 Bánh răng bán trục 22
2.2.3 Bánh răng quả dứa 26
2.3 Lắp ráp và tạo chuyển động 31
2.3.1 Lắp ráp bộ vi sai 31
2.3.2 Tạo chuyển động 37
CHƯƠNG III LẬP QUY TRÌNH KIỂM TRA SỬA CHỮA HỆ THỐNG CẦU SAU XE TOYOTA HILUX 2.4L 2023 40
3.1 Những hư hỏng, nguyên nhân thường gặp của hệ thống cầu sau 40
3.1.1 Những hư hỏng nhận biết bộ vi sai hư hỏng 40
3.1.2 Nguyên nhân dẫn đến hư hỏng 40
3.2.2 Tháo cơ cấu phanh 41
3.2.3 Xả dầu vi sai 42
3.2.4 Quy trình tháo trục trục sau có tấm ủ LH, RH 42
3.2.5 Tháo bộ bảo vệ vi sai và tháo kẹp dây điện 43
Trang 53.2.8 Tháo phớt dầu giá trị vi sai sau 45
3.2.9 Tháo bộ treo dầu bánh răng truyền động vi sai sau 46
3.2.10 Tháo bánh răng truyền động vi sai sau vòng bi trước 46
3.2.11 Tháo đai ốc điều chỉnh vòng bi vi sai sau 46
3.2.12 Tháo bộ phận vỏ vi sai 47
3.2.13 Tháo bánh răng truyền động vi sai 47
3.2.14 Tháo bánh răng truyền động sau vòng bi sau 48
3.2.15 Tháo bánh răng truyền động sau vòng bi trước 48
3.2.16 Tháo bánh răng truyền động sau vòng bi sau 48
3.2.17 Tháo bánh răng vòng vi sai 49
3.2.18 Tháo vòng bi hộp vi sai sau 49
3.2.19 Tháo ráp vỏ vi sai 50
3.3 Quy trình lắp và kiểm tra sửa chữa cầu xe 51
3.3.1 Lắp ráp vỏ vi sai 51
3.3.2 Lắp bánh răng vòng vi sai 53
3.3.3 Lắp vòng bi hộp vi sai sau 53
3.3.4.Kiểm tra độ chạy của bánh răng vòng vi sai 53
3.3.5 Lắp vòng đựng dầu vi sai 54
3.3.6 Lắp bánh răng truyền động sau vòng bi trước 54
3.3.7 Lắp bánh răng truyền động sau vòng bi sau 55
3.3.8 Lắp bánh răng truyền động sau vòng bi sau 55
3.3.9 Điều chỉnh tải trước bánh răng truyền động vi sai 56
3.3.10 Lắp vòng bi vỏ vi sai sau 57
3.3.11 Điều chỉnh đai ốc vòng bi vi sai sau 57
3.3.12 Kiểm tra vòng răng vi sai và điều chỉnh khe hở bánh răng truyền động vi sai 57
3.3.13 Kiểm tra tỉ trọng tuyệt đối 59
3.3.14 Kiểm tra tiếp xúc giữa vòng răng bánh đà với bánh răng truyền động.59 3.3.15 Lắp bánh răng truyền động sau vòng bi con lăn cong trước ( bên trong) .62
KẾT LUẬN 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
Trang 6MỤC LỤC HÌNH ẢNH`
Hình 1.1 Cầu xe trên ô tô 14
Hình 1.2 Cấu tạo của trục các đăng 15
Hình 1.3 Phân loại theo kết cấu 16
Hình 1.4 Hoạt động của bộ vi sai 16
Hình 1.5.Quan hệ động học và động lực học vi sai côn đối xứng (bỏ qua ma sát) 17
Hình 1.6 Sơ đồ họat động của hệ thống khởi động 19
Hình 1.7 Sơ đồ họat động của hệ thống khởi động 20
Hình 1.8 Sơ đồ họat động của hệ thống khởi động 20
Hình 1.9 Công tắc an toàn khởi động 21
Hình 1.10 Công tắc an toàn khởi động 21
Hình 1.11 Cầu xe thường được đặt ở phía trước hoặc phía sau đối với xe 1 cầu 22
Hình 1.12 Máy khởi động loại thông thường 23
Hình 1.13 Nguyên lí hoạt động của cầu xe 24
Hình 2.1 Giao diện phần mềm Solidworks 2022 28
Hình 2.2 Mở chương trình Solidworks 29
Hình 2.3 Làm việc với mặt phẳng Top 29
Hình 2.4 Vẽ hình 2D 29
Hình 2.5 Phóng to hình 1 30
Hình 2.6 Phóng to hình 2 30
Hình 2.7 Chuyển sang khối 3D 30
Hình 2.8 Vẽ 2D ở phần đầu nhỏ 31
Hình 2.9 Tạo 3D ở phần đầu nhỏ 31
Hình 2.10 Tạo đường tâm 31
Hình 2.11 Tạo bánh răng 32
Hình 2.12 Tạo 3D ở phần đầu nhỏ 32
Hình 2.13 Tạo rảnh bánh răng 32
Hình 2.14 Tạo bánh răng của bán trục 33
Hình 2.15 Bán trục 33
Hình 2.16 Mở chương trình Solidworks 33
Hình 2.17 Làm việc với mặt phẳng Top 34
Hình 2.18 Vẽ hình 2D 34
Hình 2.19 Tạo vật thể 3D 34
Trang 7Hình 2.21 Tạo bánh răng trong 35
Hình 2.22 Vẽ hình 2D 35
Hình 2.23 Vẽ biên dạng bánh răng 36
Hình 2.24 Một rãnh của bánh răng 36
Hình 2.25 Tạo đường tâm 36
Hình 2.26 Tạo đường tâm 37
Hình 2.27 Mở chương trình Solidworks 37
Hình 2.28 Làm việc với mặt phẳng Top 37
Hình 2.29 Vẽ hình 2D 38
Hình 2.30 Phóng to hình 1 38
Hình 2.31 Phóng to hình 2 38
Hình 2.32 Tạo vật thể 3D 39
Hình 2.33 Vẽ hình 2D 39
Hình 2.34 Tạo rãnh bánh răng 39
Hình 2.35 Tạo đường tâm 40
Hình 2.36 Tạo bánh răng ở đầu nhỏ bánh răng quả dứa 40
Hình 2.37 Vẽ hình 2D 40
Hình 2.38 Vẽ hình 2D 41
Hình 2.39 Vẽ một rãnh của bánh răng 41
Hình 2.40 Tạo bánh răng 41
Hình 2.41 Mở chương trình Solidworks 42
Hình 2.42 Thêm phần vỏ bánh răng vi sai 42
Hình 2.43 Thêm 2 bánh răng bán trục 42
Hình 2.44 Tạo liên kết 43
Hình 2.45 Thêm 2 bánh răng hành tinh 43
Hình 2.46 Tạo liên kết 43
Hình 2.47 Thêm 2 bán trục 44
Hình 2.48 Tạo liên kết giữa bán trục và bánh răng bán trục 44
Hình 2.49 Thêm vào bánh răng bị động và các bu lông 44
Hình 2.50 Tạo liên kết 45
Hình 2.51 Thêm 2 vòng bi 45
Hình 2.52 Tạo liên kết giữa các vòng bi với trục 45
Hình 2.53 Lưu file 46
Hình 2.54 Mở chương trình Solidworks 46
Hình 2.55 Thêm các bộ phận khác 46
Trang 8Hình 2.56 Tạo liên kết giữa các bộ phận 47
Hình 2.57 Thêm bộ bánh răng 47
Hình 2.58 Tạo liên kết giữa các bộ phận 47
Hình 2.59 Chọn Motion Analysis 48
Hình 2.60 Chọn mô tơ quay 48
Hình 2.61 Chọn lệnh Animation Wizard 48
Hình 2.62 Lưu phim 49
Hình 2.63 Chọn lệnh Exploded View 49
Hình 2.64 Tháo bu lông 49
Hình 2.65 Tháo các bộ phận khác 50
Hình 2.66 Chọn lệnh Animation Wizard 50
Hình 3.1 Tháo bánh xe 52
Hình 3.2 Tháo cơ cấu phanh 52
Hình 3.3 Nút xả dầu vi sai 53
Hình 3 4 Các chi tiết 53
Hình 3.5 Bộ bảo vệ vi sai 54
Hình 3.6 Dây kết nối 55
Hình 3.7 Bu lông và giá kẹp 55
Hình 3.8 Đai ốc bánh răng 55
Hình 3.9 Dụng cụ SST tháo đai ốc 55
Hình 3.10 Bộ phụ kiện bích đồng 56
Hình 3.11 Phớt dầu giá trị vi sai sau 56
Hình 3.12 Bộ treo dầu vi sai 57
Hình 3.13 Bánh răng truyền động vi sai vòng bi trước 57
Bảng 3.14 Đai ốc điều chỉnh vòng bi vi sai sau 57
Hình 3.15 Vỏ vi sai 58
Hình 3.16 Tháo 2 vòng bi vi sai sau (bên ngoài) 58
Hình 3.17 Bánh răng truyền động vi sai và đệm đĩa 58
Hình 3.18 Bánh răng truyền động sau vòng bi sau 59
Hình 3.19 Bánh răng truyền động sau vòng bi trước 59
Hình 3.20 Bánh răng truyền động sau vòng bi trước 59
Hình 3.21 Bánh răng vòng vi sai 60
Hình 3.22 Vòng bi hộp vi sai sau 60
Hình 3.23 Vỏ vi sai 61
Trang 9Hình 3.25 Cụm bánh răng hành tinh 61
Hình 3.26 Các bộ phận còn lại 62
Hình 3.26 Lắp cụm rô to máy khởi động 62
Hình 3.27 Lắp cụm vi sai 63
Hình 3.28 Đo độ rơ của bánh răng bên 63
Hình 3.29 Lắp trục bánh răng 63
Hình 3.30 Lắp bánh răng vòng vi sai 64
Hình 3.31 Vòng bi hộp vi sai sau 64
Hình 3.32 Bánh răng vòng vi sai 65
Hình 3.33 Vòng đựng dầu vi sai 65
Hình 3.34 Bánh răng truyền động sau vòng bi trước 65
Hình 3.35 Bánh răng truyền động sau vòng bi sau 66
Hình 3.36 Bánh răng truyền động sau vòng bi sau 66
Hình 3.37 Tải trước bánh răng truyền động vi sai 66
Hình 3.38 Cụm bích đồng hành bánh răng dẫn động sau với bộ phận chắn bụi 67
Hình 3.39 Siết đai ốc 67
Hình 3.40 Vòng bi vỏ vi sai sau 68
Hình 3.41 Điều chỉnh đai ốc vòng bi vi sai sau 68
Hình 3.42 Điều chỉnh bánh răng truyền động vi sai 68
Hình 3.43 Dùng SST, siết chặt đai ốc bánh răng vành 69
Hình 3.44 Điều chỉnh siết đai ốc 69
Hình 3.45 Siết đai ốc theo mô men giới hạn 69
Hình 3.46 Sử dụng cờ lê lực đo tải 70
Hình 3.47 Kiểm tra tiếp xúc 70
Hình 3.48 Vòng đệm đĩa bánh răng 71
Hình 3.49 Lắp bánh răng truyền động sau 73
Hình 3.50 Kiểm tra tải trọng bằng cờ lê lực 73
Hình 3.51 Kiểm tra khoảng trống của bánh răng vòng vi sai 74
Hình 3.52 Lắp đặt đai ốc điều chỉnh vòng bi vi sai sau 74
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.14 Thông số cơ bản của xe 29
Trang 10MỞ ĐẦU
1 Lí do chọn đề tài
Hiện nay ô tô là một trong những phương tiện giao thông không thể thiếu đốivới việc phát triển kinh tế - xã hội Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đượcứng dụng rất nhiều vào nền công nghiệp sản xuất ô tô Công nghệ chế tạo, lắp ráp vàsửa chữa ngày càng được cải tiến mạnh mẽ, để tạo ra một chiếc ô tô hiện đại, tiện nghiđảm bảo vệ sinh môi trường và giảm tối thiểu tai nạn giao thông
Nước ta đang trên đà phát triển, thực hiện việc công nghiệp hoá hiện đại hoá đấtnước Do đó nhu cầu về đi lại và vận chuyển hàng hoá ngày càng cao cả về chất lượng
và số lượng Vì thế nhà nước đã ưu tiên phát triển ngành công nghiệp này, hiện nay ởnước ta đã có nhiều công ty cổ phần, liên doanh với nước ngoài về sản xuất, lắp ráp ô
tô Nó đã thu hút ngày càng nhiều lao động vào làm việc trong những dây chuyền sảnxuất, lắp ráp
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Sao Đỏ, ngànhcông nghệ kỹ Thuật Ô tô Chúng em đã được các thầy cô trang bị những kiến thức cơbản về chuyên ngành Để tổng kết và đánh giá quá Trình học tập, chúng em được giaonhiệm vụ hoàn thành đồ án Sau khi nhận đề tài chúng em đã tìm hiểu nghiên cứu các
tài liệu, vận dụng các kiến thức đã học, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo TS Phạm
Văn Trọng vì vậy em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Solidworks mô
phỏng cấu tạo, tháo lắp bộ vi sai Lập quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống cầu sau xeToyota Hilux 2.4L 2023”
2 Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Solidworks mô phỏng cấu tạo, tháo lắp bộ visai Lập quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống cầu sau xe Toyota Hilux 2.4L 2023
3 Đối tượng nghiên cứu
Hệ thống cầu sau xe Toyota Hilux 2.4L 2023
4 Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan về hệ thống cầu xe trên ô tô
Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Solidworks mô phỏng cấu tạo, tháo lắp bộ visai trên ô tô
Lập quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống cầu sau xe Toyota Hilux 2.4L 2023
5 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập số liệu: Tìm kiếm và tổng hợp thông tin, kiến thức, lýthuyết về phần mềm Solidworks, hệ thống cầu xe ô tô
Phương pháp mô phỏng: Sử dụng phần mềm Solidworks mô phỏng cấu tạo,tháo lắp của bộ vi sai trên ô tô
6 Nội dung của đề tài
Trang 11Nội dung đề tài gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống cầu xe trên ô tô; giới thiệu về hệ thống hệcầu sau xe Toyota Hilux 2.4L 2023
Chương 2: Thiết kế, mô phỏng cấu tạo, tháo lắp bộ vi sai bằng phần mềmSolidworks
Chương 3: Lập quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống cầu sau xe Toyota Hilux2.4L 2023
7 Giới hạn của đề tài
Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, đề tài nghiên cứu có phạm vi rộng Nênmặc dù đã cố gắng nhưng đề tài của em vẫn không tránh khỏi khiếm khuyết và hạnchế Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đề tàicủa em hoàn thiện hơn
Trang 12CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU XE TRÊN Ô TÔ, GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CẦU SAU XE TOYOTA HILUX 2.4L 2023
1 Tổng quan về hệ thống cầu xe trên ô tô
1.1 Tổng quan
Cầu xe hay còn được gọi là trục bánh xe, là một phần cốt lõi của hệ thống treođược sử dụng để kết nối các bánh xe của ô tô Cầu xe đóng vai trò quan trọng trongviệc chuyển động của xe
Các bánh của xe tải sẽ quay ở cùng tốc độ nếu xe chạy trên một đường thẳngcòn khi vào cua, các bánh xe sẽ có tốc độ khác nhau
Tốc độ của bánh xe phụ thuộc vào bán kính đường trong của khúc cua, bánh xebên ngoài bán kính xe quay lớn hơn nên tốc độ quay nhanh hơn Bánh xe phía sautrong có bán kính quay nhỏ nên tốc độ quay chậm hơn Vì vậy ở cùng một thời điểmkhi vào cua, 2 bánh sẽ quay với 2 tốc độ khác nhau
Nếu không có cầu xe, 2 bánh sẽ bị khóa với nhau và sẽ quay cùng một tốc độ,khiến xe trở nên trơn trượt
Hình 1.1 Cầu xe trên ô tô
Chức năng của cầu xe:
+ Truyền mômen của động cơ tới trục bánh xe
+ Là nơi giảm tốc cuối cùng trước khi truyền mô-men xoắn tới trục của bánh xe.+ Thay đổi tốc độ của các bánh xe khi vào cua để không gây ra hiện tượng trượtcủa bánh xe
Khi xe bị sa lầy khi gặp địa hình xấu, bánh xe bị lầy sẽ quay liên tục trong khibánh không bị sa lầy đứng yên Lúc này tài xế hãy đổ thêm đất đá vào chỗ bị sa lầy vàhãm cầu nối cứng 2 trục với vỏ cầu để 2 bánh xe quay cùng tốc độ để có thể vượt lấy,sau đó mở cầu để xe hoạt động bình thường
Trang 131.2 Cấu tạo hệ thống cầu xe ô tô
Cấu tạo hệ thống cầu xe ô tô bao gồm 4 bộ phận chính:
Hình 1.2 Cấu tạo của trục các đăng
+ Trục các đăng có hai khớp nối: Tổng chiều dài mỗi đoạn của loại trục tươngđối lớn Điều này có nghĩa là khi trục các-đăng quay ở dải tốc độ cao, nó sẽ có xuhướng cong đi một chút và rung động mạnh hơn do mất đi độ cân bằng
+ Trục các đăng có ba khớp nối: Chiều dài mỗi đoạn trục của trục các-đăng bakhớp nối ngắn hơn, vậy nên độ cong do không cân bằng ngắn hơn Độ rung động ở dảitốc độ cao từ đó cũng giảm
Trang 14Hình 1.3 Phân loại theo kết cấu
+ Ổ đỡ giữa: Ổ đỡ giữa sẽ đỡ hai phần của trục các đăng và được lắp qua mặt bíchvào các rãnh then hoa ở đầu trục trung gian Bản thân ổ đỡ giữa có ống lót cao su che chắn
và ổ đỡ này lại đỡ các trục các đăng Nó được lắp vào thân xe bằng một giá đỡ
Bởi vì người ta tách trục các đăng làm hai đoạn, ống lót cao su sẽ khử độ rungtrong trục để ngăn sự rung này truyền tới khung xe Vậy nên, độ rung và tiếng ồn từtrục các đăng ở dải tốc độ cao sẽ được giảm xuống mức thấp nhất
1.2.2 Bộ vi sai
A Mục đích
Bộ vi sai ô tô là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống truyền động của
xe, đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối lực kéo từ động cơ đến các bánh xe
Khi xe vào đường vòng, vết các bánh xe sẽ tạo một đường tròn đồng tâm, tâmcác đường tròn nằm trên một đường thẳng nối dài đi qua hai tâm của bánh xe Do đóbánh xe ngoài sẽ lăn nhiều hơn bánh xe trong
Hình 1.4 Hoạt động của bộ vi sai
Trang 15Nếu các bánh xe sau được ăn khớp bánh răng cố định với trục các đăng thẳngvào trục bánh xe bên trong sẽ trượt trên mặt đường Như vậy vỏ (lốp) xe sẽ mòn nhanhhơn và gây ứng suất xoắn trên trục làm cho việc đi vào đường không ổn định bộ vi sai
sẽ loại bỏ được trục trặc này, bởi vì nó cho phép các bánh xe quay ở những đường trònkhác nhau
Nguyên lý làm việc của bộ vi sai
Khi chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng, quãng đường lăn của hai bánh
xe bằng nhau, nếu lực cản trên hai bánh xe như nhau, sẽ làm cho các bánh răng bántrục quay cùng tốc độ, như vậy bánh răng hành tinh không quay quanh trục của nó, màchỉ cùng quay quanh trục của bán trục Mômen truyền xuống từ vỏ vi sai cân bằng vớimômen cản lăn tại vết tiếp xúc của bánh xe, tức là :
nt = np = n0 và mt = mp = 0,5m0
Nt , np , n0 – tốc độ quay của bánh xe trái, phải, vỏ vi sai, vg/ph;
Mt , mp , m0 – mômen trên bánh xe trái, phải, vỏ vi sai
Có thể hiểu các bánh răng đóng vai trò là chêm truyền lực
Khi đi thẳng; b Khi quay vòng; c Quan hệ lực và bánh răng vi sai
Hình 1.5.Quan hệ động học và động lực học vi sai côn đối xứng (bỏ qua ma sát)
Khi đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau, các bánhrăng bán trục quay với các tốc độ góc khác nhau, hoặc lực cản của các bánh xe khácnhau dẫn tới tốc độ góc các bánh răng bán trục cũng khác nhau Như vậy bánh rănghành tinh vừa quay quanh trục của nó với tốc độ góc ht và quay quanh đường tâmtrục của bánh răng bán trục với tốc độ Vht Mômen chuyền xuống từ vỏ vi sai cânbằng với mômen cản đặt tại tâm trục của bánh răng vi sai mt + mp Trên bánh răng visai: Do sự không cân bằng của các lực ăn khớp tạo nên mômen quay bánh răng vi saixung quanh trục của nó với gía trị bằng mt – mp, mômen còn lại bằng giá trị mp tácdụng cho cả các bánh răng bán trục hai bên
Như vậy : Mt = mp
Nếu np = 2n0 thì nt = 0 và khi đó bánh xe phải quay gấp đôi, còn bánh xe tráikhông quay Mặt khác bánh xe bên phải có lực cản trở rất nhỏ, coi như bằng không mt
Trang 16= 0, thì mt = mp = 0 Do vậy xe không còn khả năng khắc phục lực cản đường Đóchính là hiện tượng patinê.
Quan hệ tổng quát của vi sai là : nt + np = 2n0
Nt np
Mt = mp
Việc sử dụng vi sai đối xứng như trên cho phép các bánh xe quay với tốc độkhác nhau, hạn chế mài mòn lốp xe, nhưng lại làm xấu khả năng truyền lực của cầuchủ động, đồng thời có thể làm tăng khả năng tiêu hao nhiên liệu của ô tô
+ Vi sai không có hãm
+ Vi sai hãm cưỡng bức bằng tay
+ Vi sai loại ma sát thủy lực
+ Vi sai có tỷ số truyền thay đổi
* Theo giá trị của hệ số gài vi sai chia ra
+ Theo giá trị của hệ số gài vi sai :
K = Mms / M0
Trong đó Mms: mômen ma sát
M0: mômen trên vỏ vi sai
+ Theo giá trị của hệ số gài vi sai :K được chia ra :
- Loại vi sai hãm ma sát trong bé (K = 0 – 0.2)
- Loại vi sai hãm với ma sát trong tăng (K = 0.2 – 0.7)
Trang 17Yêu cầu
Các cơ cấu vi sai phải thỏa mãn yêu cầu sau :
+ Phân phối mômen xoắn từ động cơ cho các bánh xe (loại vi sai giữa cácbánh) hay cho các cầu (loại vi sai giữa các cầu) theo tỷ lệ cho trước phù hợp với khảnăng bám của bánh xe (hay cầu) đối với mặt đường
+ Đảm bảo số vòng quay của các bánh xe chủ động khác nhau trong khi ô tôquay vòng hoặc chuyển động trên đường không bằng phẳng và những trường hợpkhác, hoặc khi bán kính lăn của hai bánh xe chủ động ở cùng một cầu khôngbằng nhau
+ Kết cấu bộ vi sai phải gọn nhẹ
1.2.3 Bộ truyền bánh răng hành tinh
Bộ truyền này chuyển giữa các tay số của hộp số tự động Nó sử dụng áp suấtthủy lực để giữa một trong 3 bánh răng (bánh răng hành tinh, bánh răng mặt trời haybánh răng bao) đứng yên nhằm tạo ra các trạng thái như mong muốn sau đây: giảmtốc, truyền thẳng và quay ngược chiều
Chức năng giảm tốc
+ Đầu vào: Bánh răng bao
+ Đầu ra: Cần dẫn
+ Bộ phận cố định: Bánh răng mặt trời
Khi bánh răng mặt trời được giữ cố định, chỉ có bánh răng hành tinh quayquanh trục của nó và chạy quanh bánh răng mặt trời Do đó, trục đầu ra giảm tốc độ tỷlệ với trục đầu vào chỉ bằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh
Hình 1.6 Sơ đồ họat động của hệ thống khởi động
Trang 18Chức năng truyền trực tiếp
Hình 1.7 Sơ đồ họat động của hệ thống khởi động
+ Đầu vào: Bánh răng mặt trời và bánh răng bao
+ Đầu ra: Cần dẫn
Bánh răng bao quay và cần dẫn bị khóa, trục đầu vào và đầu ra quay cùng tốc độ
Chức năng quay ngược chiều
+ Đầu vào: Bánh răng mặt trời
+ Đầu ra: Bánh răng bao
+ Bộ phận cố định: Cần dẫn
Hình 1.8 Sơ đồ họat động của hệ thống khởi động
Khi cần dẫn được cố đinh và bánh răng mặt trời quay, bánh răng bao quayquanh trục của nó và chiều quay bị đảo ngược
Trang 191.2.4 Bán trục
Bán trục truyền chuyển động quay của động cơ đã qua hộp số và vi sai đến cácbánh xe Chúng được sử dụng trên xe với các bánh xe chủ động, mà được đỡ bởi hệthống treo độc lập
Hình 1.9 Công tắc an toàn khởi động
Vi sai
Các bán trục
Trục cầu xe
Vỏ cầu
Các loại khớp nối bán trục được sử dụng phổ biến:
Hình 1.10 Công tắc an toàn khởi động
Trang 20Loại khớp Rzeppa (Birfield)
+ Dùng một số viên bi thép và có tính năng đồng tốc cao
Hình 1.11 Cầu xe thường được đặt ở phía trước hoặc phía sau đối với xe 1 cầu
Chức năng chính của xe dẫn động cầu trước là chuyển sức mạnh từ động cơ đếncầu trước, cung cấp lực truyền động cho cả hai bánh trước Loại xe này có các ưu điểm
và nhược điểm sau:
+ Sức kéo tốt và khả năng di chuyển linh hoạt
+ Đảm bảo rằng khả năng tăng tốc tốt hơn, góc đánh lái rộng hơn Bởi 2 bánh trướccủa xe không cần phải đảm nhiệm 2 nhiệm vụ cùng lúc như hệ dẫn động cầu trước.
Trang 21Xe 2 cầu ra đời như một giải pháp để vượt qua những hạn chế của xe 1 cầu Xe
2 cầu là loại xe sử dụng hệ thống dẫn động 4 bánh, phân thành hệ thống dẫn động 4bánh toàn thời gian và 4 bánh bán thời gian
Hình 1.12 Máy khởi động loại thông thường
Đối với hệ thống dẫn động 4 bánh bán thời gian (4WD): Người lái có thể chọntruyền lực cho cả 4 bánh hoặc chỉ cho cầu trước hoặc cầu sau Điều này được thựchiện thông qua cơ chế “gài cầu” và “cắt cầu”
*Ưu điểm:
+ Tính ổn định khi quay vòng: vì cả bốn bánh xe đều truyền lực như nhau, thay
vì chỉ có hai bánh truyền lực, tải trọng trên mỗi lốp sẽ giảm đi, có thể sử dụng lực quayvòng của các lốp có hiệu quả, tạo ra sự quay vòng rất ổn định
+ Tính ổn định khi chạy trên đường thẳng: với xe 4WD, vì lực bám dư của mỗilốp xe tăng lên, các thay đổi bên ngoài không ảnh hưởng tới xe Nhờ vậy đạt được tính
ổn định khi chạy trên đường thẳng
+ Tính năng khởi hành và tăng tốc: Độ bám của lốp các xe 4WD gần gấp đôi độbám của các xe 2WD, nên thậm chí khi xe được trang bị động cơ công suất cao, cáclốp cũng không bị quay trượt khi khởi động và tăng tốc
Trang 22+ Tính năng leo dốc: Vì có lực bám gần gấp hia lần lực bám của xe 2WD, nên
1.4 Nguyên lí hoạt động của cầu xe
Cầu xe đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tốc độ và thực hiện phân phốilực Cầu xe điều chỉnh momen xoắn cho bánh xe tương ứng với tình hình di chuyểncủa xe
Hình 1.13 Nguyên lí hoạt động của cầu xe
+ Khi xe di chuyển thẳng, lực cản được phân bố đồng đều và tác động đều lên tất
cả bánh xe Các bộ phận của cầu xe như bánh răng vi sai, bánh răng vành chậu và bánhrăng bán trục sẽ quay như một khối liền nhau Tiếp đến, chúng sẽ truyền lực đến cả haibánh xe Điều này giúp cả hai bánh bên trái và bên phải quay với cùng một dải tốc độ
Trang 23+ Khi xe di chuyển trên đường vòng, mỗi bánh xe sẽ di chuyển theo đườngriêng do lực cản tác động lên bánh bên trong nhiều hơn bên ngoài Do đó, bánh bêntrong sẽ quay với vận tốc chậm hơn so với bánh bên ngoài Trong tình hình này, cầu
xe sẽ giúp xe duy trì cân bằng và ngăn chặn tình trạng lật bánh khi vào cua Bằng cáchphân phối momen xoắn khác nhau tới bánh xe truyền động bên phải và bên trái
1.5 Giới thiệu về hệ thống cầu xe Toyota hilux 2.4L 2023
Xe bán tải Toyota Hilux với kiểu dáng mạnh mẽ, pha thêm chút thể thao thanhlịch cùng động cơ vận hành vượt trội đang là mẫu xe được ưa chuộng nhất hiện nay.Không những đa dụng về chức năng, dòng pickup Hilux còn giúp bạn khẳng địnhphong cách rất riêng của mình
Toyota Innova 2020 sở hữu kích thước dài x rộng x cao 5.325 x 1.855 x 1.815(mm) Chiều dài cơ sở 3.085mm Đây là thông số chung cho cả 4 phiên bản Điểmphân biệt giữa các phiên bản nằm ở kích thước vệt bánh xe và trọng lượng
1.5.1 Thông số cơ bản của xe Toyota Innova 2020
Bảng 1.14 Thông số cơ bản của xe.
1.5.2 Các thành phần của hệ thống cầu xe Toyota Hilux 2.4L 2023
Tổng quát hệ thống cầu trên xe
Trang 24Hình minh họa
Những bộ phận chi tiết
Hình minh họa
Trang 25Hình minh họa
Trang 26CHƯƠNG II SỬ DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS THIẾT KẾ, MÔ
PHỎNG THÁO QUY TRÌNH THÁO LẮP BỘ VI SAI
2.1 Tổng quan về phần mềm Solidworks
Hiện nay Solidworks được sử dụng khá phổ biến trên thế giới Ở Việt Namphần mềm này được sử dụng rất nhiều không chỉ trong lĩnh vực cơ khí mà nó cònđược mở rộng ra các lĩnh vực khác như: Điện, khoa học ứng dụng, cơ mô phỏng…
Phần mềm Solidworks cung cấp cho người dùng những tính năng tuyệt vời nhất
về thiết kế các chi tiết các khối 3D, lắp ráp các chi tiết đó để hình thành nên nhưng bộphận của máy móc, xuất bản vẽ 2D các chi tiết đó là những tính năng rất phổ biến củaphần mềm Solidworks, ngoài ra còn có những tính năng khác nữa như: Phân tích độnghọc (motion), phân tích động lực học (simulation) Bên cạnh đó phần mềm cong tíchhợp modul Solidcam để phục vụ cho việc gia công trên CNC nhờ có phay Solidcam vàtiện Solidcam hơn nữa bạn cũng có thể gia công nhiều trục trên Solidcam, modul 3Dquickmold phục vụ cho việc thiết kế khuôn
Hình 2.1 Giao diện phần mềm Solidworks 2022
Việc tích hợp nhiều tính năng và modul cũng như các Add-in trên phần mềmSolidworks giúp cho người sử dụng chuyên môn hóa trên phần mềm hơn Và khôngcần phải sử dụng nhiều phần mềm để thực hiện các công việc khác nhau
SolidWorks Motion là một công cụ tạo mẫu ảo cung cấp khả năng mô phỏngchuyển động để đảm bảo chức năng thiết kế đúng cách Từ mô phỏng trình chiếuchuyển động đơn giản đến phức tạp
Solidworks chuyển động sử dụng mô hình động học đầy đủ để tính toán chuyểnđộng thành phần Bạn có thể sử dụng Solidworks chuyển động để phân tích các lựclượng trong mô hình bao gồm lò xo, bộ giảm chấn, động cơ, và ma sát
Trang 272.2 Sử dụng phần mềm solidworks thiết kế một số chi tiết điển hình
2.2.1 Bán trục
Bước 1: Mở chương trình để vẽ Solidworks.
Hình 2.2 Mở chương trình Solidworks
Bước 2: Tiến hành vẽ với mặt phẳng Top.
Hình 2.3 Làm việc với mặt phẳng Top
Bước 3: Tiến hành vẽ 2D với kích thước như các hình 2.3.
Hình 2.4 Vẽ hình 2D
Trang 28Hình 2.7 Chuyển sang khối 3D
Bước 5: Ở phần đầu nhỏ ta tiến vẽ 2D với kích thước như hình 2.7.
Trang 29Hình 2.8 Vẽ 2D ở phần đầu nhỏ
Bước 6: Sử dụng lệnh Extruded Cut với kích thước cắt là 70 mm.
Hình 2.9 Tạo 3D ở phần đầu nhỏ
Bước 7: Tạo đường tâm bằng cách giao giữa 2 mặt phẳng Top và Font.
Hình 2.10 Tạo đường tâm
Trang 30Bước 8: Sử dụng lệnh Circular Pattern để sao chép 26 hình cắt, các hình này cách nhau 15 0
Trang 31Bước 11: Sử dụng lệnh Circular Pattern để sao chép 10 hình cắt, các hình này cách nhau 36 0
Hình 2.14 Tạo bánh răng của bán trục
Trang 32Bước 2: Tiến hành vẽ với mặt phẳng Top.
Hình 2.17 Làm việc với mặt phẳng Top
Bước 3: Tiến hành vẽ 2D với kích thước như các hình 2.17.
Hình 2.18 Vẽ hình 2D
Bước 4: Sử dụng lệnh Revolved Boss/Base để xoay một biên dạng vừa vẽ để tạo thành khối 3D
Hình 2.19 Tạo vật thể 3D
Trang 33Bước 5: Ở phần đầu nhỏ ta tiến vẽ 2D với kích thước như hình 2.19.
Hình 2.20 Vẽ hình 2D
Bước 6: Sử dụng lệnh Extruded Cut với chế độ cắt là Through All.
Hình 2.21 Tạo bánh răng trong
Bước 7: Ở phần đầu to ta tiến hành vẽ 2D.
Hình 2.22 Vẽ hình 2D
Trang 34Bước 8: Tiến hành vẽ hình biên dạng bánh răng như hình 2.22.
Trang 35Bước 11: Với rãnh răng được tạo ở hình 2.23 và đường tâm ở hình 2.24 sử dụng lệnh Circular Pattern để sao chép 40 hình cắt, các hình này cách nhau 9 0
Hình 2.26 Tạo đường tâm
2.2.3 Bánh răng quả dứa
Bước 1: Mở chương trình để vẽ Solidworks.
Hình 2.27 Mở chương trình Solidworks
Bước 2: Tiến hành vẽ với mặt phẳng Top.
Hình 2.28 Làm việc với mặt phẳng Top
Trang 36Bước 3: Tiến hành vẽ 2D với kích thước như các hình vẽ 2.27, 2.28 và 2.29.
Trang 37Bước 4: Sử dụng lệnh Revolve để tạo vật thể.
