Trong quátrình học tập và tiếp xúc trong lẫn ngoài trường, chúng em đã nắm bắt được các kiếnthức cơ bản về hộp số xe ô tô, từ kết cấu đến công nghệ chế tạo cơ bản,… Chúng emcho rằng việc
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Đặt vấn đề
Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và ngành công nghiệp ô tô là một trong những ngành đang phát triển mạnh mẽ Để đáp ứng nhu cầu của thị trường trong nước và tham gia vào thị trường quốc tế, việc phát triển ngành công nghiệp ô tô là vô cùng quan trọng Tuy nhiên, giá thành của xe ô tô vẫn còn cao so với thu nhập bình quân của đất nước, do đó việc tự chế tạo các bộ phận trong nước để giảm giá thành sản phẩm là cần thiết Trong đó, hộp số ô tô là một bộ phận không thể thiếu, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình điều khiển xe ô tô Việc thiết kế và chế tạo hộp số tại Việt Nam là phù hợp với các quá trình công nghệ hiện có, và thiết kế cơ khí hộp số sàn 2 trục là một nhiệm vụ quan trọng trong phát triển ngành công nghiệp ô tô.
Hộp số sàn là bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động của xe ô tô, chịu trách nhiệm truyền sức mạnh từ động cơ đến dẫn động bánh xe Quá trình này được thực hiện thông qua việc thay đổi tỷ số truyền, giúp thay đổi mô men xoắn ở các bánh xe và từ đó điều chỉnh tốc độ của xe.
Mục tiêu đề tài
Mục tiêu của nhóm khi thực hiện đề tài là để tìm hiểu kĩ hơn về kết cấu và công dụng của hộp số sàn cũng như cách tháo lắp và sửa chữa mỗi khi xe gặp vấn đề ở hộp số.
Nội dung đề tài
Tuần 2: Đo đạc và lấy số liệu chi tiết thiết kế
Tuần 3: Phân tích, lên kế hoạch, quy trình thiết kế
Tuần 4: Tính toán và thiết kế sơ bộ hệ thống
Tuần 5,6: Thiết kế chi tiết theo quy trình đã vạch ra
Tuần 7,8: Hoàn chỉnh bản vẽ thiết kế 2D gồm 3 hình chiếu và mặt cắt
Tuần 9: Chỉnh sửa bản vẽ thiết kế 2D
Tuần 10: Hoàn chỉnh đồ án Đóng thành cuốn cho giảng viên ký duyệt để tiến hành bảo vệ đồ án
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm.
Kết cấu đồ án
Chương 1: Giới thiệu đề tài
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Thi công mô hình/ mô phỏng
Chương 4: Kết luận và hướng phát triển
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Công dụng chung
Hộp số ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải mô-men xoắn từ động cơ đến bánh xe, giúp xe di chuyển mượt mà và hiệu quả Với những nguyên tắc và yêu cầu cơ bản nhất, hộp số ô tô phải đảm bảo khả năng truyền tải công suất, momen xoắn và tốc độ phù hợp với điều kiện vận hành của xe.
Hộp số tự động được thiết kế để thay đổi tỷ số truyền, giúp điều chỉnh mô-men xoắn ở các bánh xe chủ động và đồng thời điều chỉnh tốc độ chạy phù hợp với sức cản bên ngoài, đảm bảo xe vận hành hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu.
+ Thay đổi chuyển động của ô tô (tiến – lùi).
+ Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoảng thời gian tùy ý mà không cần tắt máy và mở ly hợp.
+ Dẫn động lực học ra ngoài cho các bộ phận công tác của xe chuyên dùng.
Yêu cầu
Tất cả các cơ cấu trên ô tô đều phải đáp ứng những tiêu chuẩn riêng để tối đa hóa hiệu năng và giảm thiểu hư hỏng Đối với hộp số ô tô, để được lắp ráp trên xe, cần phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất, độ tin cậy và an toàn.
+ Có dải tỷ số truyền phù hợp, phân bố các khoảng thay đổi tỷ số truyền một cách tối ưu, phù hợp với tính năng động lực học và tính kinh tế vận tải.
+ Phải có hiệu suất truyền lực cao.
+ Có cơ cấu định vị chống nhảy số và cơ cấu chống gài hai số cùng một thời điểm.
+ Hoạt động không tạo ra tiếng ồn, chuyển số êm ái, không phải sinh các tải trọng động khi vận hành.
+ Có vị trí trung để để có thể ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian dài.
+ Có cơ cấu báo hiệu khi vào số lùi.
+ Có khả năng bố trí cụm trích công suất, qua đó dẫn động các thiết bị phụ khác.+ Hộp số nên có kết cấu nhỏ gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa.
Phân loại
Hộp số ô tô được chia thành nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng Trên thị trường ô tô hiện nay, có thể kể đến một số loại hộp số phổ biến, bao gồm các loại hộp số tự động, hộp số sàn, hộp số vô cấp, hộp số tự động ly hợp kép và hộp số tự động biến thiên vô cấp.
Hộp số ô tô được phân loại dựa trên hai tiêu chí chính Thứ nhất, dựa vào số trục chứa các cặp bánh răng truyền số, hộp số được chia thành hai loại: hộp số 2 trục và hộp số 3 trục Thứ hai, dựa vào tính chất truyền mô-men, hộp số được phân thành hộp số có cấp và hộp số vô cấp, mỗi loại có đặc điểm và ứng dụng riêng trong các dòng xe ô tô khác nhau.
+ Dựa theo số cấp của hộp số: hộp số thường (có các cấp số nhỏ thấp hơn hoặc bằng
6), hộp số nhiều cấp (nhiều hơn từ 8 cấp).
Cấu tạo chung
Hình 2 1 Cấu tạo của hộp số sàn
Chuyển hóa ma sát trượt thành ma sát lăn, qua đó gia tăng tuổi thọ cho hộp số, hạn chế các tiếng ồn sinh ra trong khi hoạt động.
Hình 2 2 Các loại ổ bi trên hộp số
Là các cơ cấu để thay đổi tỉ số truyền, các bánh răng sẽ ăn khớp với nhau để truyền lực theo ý muốn của người sử dụng xe.
Hình 2 3 Một số bánh răng có trên hộp số
2 trục gồm sơ cấp – thứ cấp.
Bộ đồng có vai trò quan trọng trong hộp số ô tô, giúp ngăn chặn sự trèo răng khi vào khớp, đồng thời khóa bánh răng thứ cấp vào trục thứ cấp Ngoài ra, bộ đồng còn có tác dụng làm đồng đều tốc độ của các bánh răng khi gài số, loại bỏ tình trạng va đạp giữa các bánh răng, giúp quá trình gài số trở nên dễ dàng, êm dịu và không xuất hiện tiếng động.
Hình 2 4 Bộ đồng tốc trên ô tô
Nguyên lý làm việc
Hình 2 5 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hộp số sàn Đường truyền của hộp số 4 cấp:
Khi gấp số 1-2 và 3-4 ở vị trí trung gian, mặc dù các bánh răng trên trục sơ cấp và thứ cấp luôn ăn khớp với nhau nhưng các bánh răng trên trục thứ cấp quay trơn với trục nên hộp số chưa truyền mô men (số 0) Quá trình truyền số của hộp số diễn ra thông qua cơ chế phức tạp, đảm bảo việc chuyển đổi số truyền một cách mượt mà và hiệu quả.
Số 1: Để gài số 1, người ta điều khiển gắp số 1 dịch chuyển sang trái cho vấu bánh răng gài ăn khớp với bánh răng 1, khi đó dòng truyền mô men từ trục sơ cấp bánh răng số gấp số 1 Bánh răng số 1’ 1 trục thứ cấp
Hình 2 6 Đường truyền mô men ở tay số 1
Số 2: Để gài số 2, người ta điều khiển gắp số 2 dịch chuyển sang phải cho vấu gài ăn
Hình 2 7 Đường truyền mô men tại tay số 2
Số 3: Để gài số 3, người ta điều khiển gắp số 3-4 dịch chuyển dịch sang trái cho vấu gài ăn khớp với bánh răng 3', khi đó dòng truyền mô men từ trục sơ cấp → bánh răng số 3 gấp số 3-4 bánh răng số trục thứ cấp.
Hình 2 8 Đường truyền mô men tại tay số 3
Số 4: Để gài số 4, người ta điều khiển gắp số 3-4 dịch chuyển sang phải cho vấu gài ăn khớp với bánh răng 4', khi đó dòng truyền mô mentừ trục sơ cấp → bánh răng số 4 trục sơ cấp gấp số 3-4 bánh răng số trục thứ cấp.
Hình 2 9 Đường truyền mô men tại tay số 4
Để gài số lùi, người lái cần điều khiển gấp số lùi dịch chuyển sang trái sao cho bánh răng số lùi ăn khớp với bánh răng số 5 và bánh răng 5' Khi đó, dòng truyền mô-men sẽ được truyền từ trục sơ cấp qua bánh răng số 5, bánh răng lùi và bánh răng 5', sau đó đến trục thứ cấp, quay ngược với chiều quay của trục sơ cấp Bộ đồng tốc đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối 2 bánh răng quay với tốc độ khác nhau, giúp quá trình chuyển số trở nên mượt mà và hiệu quả.
* Người ta thiết kế ăn khớp số lùi không có bộ đồng tốc nhằm mục đích phải dừng xe hẳn mới vào được số lùi.
Cách sử dụng hộp số sàn
Khi đã hiểu rõ cách sử dụng chân côn và nguyên lý hoạt động của bộ ly hợp và hộp số sàn, người lái có thể điều khiển chiếc xe một cách mượt mà, dễ dàng và an toàn nhất, giúp họ tự tin hơn khi lái xe Việc nắm vững kỹ năng này cũng giúp người lái tránh được những sai lầm thường gặp khi sử dụng hộp số sàn, từ đó giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn giao thông.
- Các bước điều khiển xe sử dụng hộp số sàn:
+ Bước 1: Đạp chắc chân côn
+ Bước 2: Vào số theo sơ đồ các ký hiệu ghi trên cần số
+ Bước 3: Từ từ nhả chân côn và đạp nhẹ chân ga
+ Bước 4: Khi xe dần lăn bánh thì nhả hết chân côn và kiểm soát tốc độ xe bằng chân ga
+ Bước 5: Khi cần sang số, tiếp tục thực hiện lại từ bước đầu (đạp hết chân côn, sang số, từ từ nhả chân côn và đạp chân ga).
Vận tốc của xe sẽ thay đổi tương ứng với mỗi cấp số do tỷ lệ truyền lực dẫn động từ động cơ khác nhau Do đó, người lái cần lựa chọn cấp số phù hợp với từng tình huống vận hành để đảm bảo độ bền của các chi tiết máy, đặc biệt là hộp số Việc chọn cấp số đúng giúp tối ưu hóa hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của xe.
THI CÔNG MÔ HÌNH HOẶC MÔ PHỎNG
Xác định thông số kích thước các chi tiết hộp số
Bảng 3 1 Thông số bánh răng 1-1’
Giá trị(mm) Bánh răng 1 Bánh răng 1’ Đường kính ngoài 38 112 Đường kình trong 34 25
Bảng 3 2 Thông số bánh răng 2-2’
Giá trị(mm) Bánh răng 2 Bánh răng 2’ Đường kính ngoài 53 95 Đường kình trong 34 25
Bảng 3 3 Thông số bánh răng 3-3’
Giá trị(mm)Bánh răng 3 Bánh răng 3’
Bảng 3 4 Thông số bánh răng 4-4’
Giá trị(mm) Bánh răng 4 Bánh răng 4’ Đường kính ngoài 76 74 Đường kình trong 34 25
3.1.5 Bánh răng lùi( bánh răng 5,6,7)
Bảng 3 5 Thông số bánh răng 5-6-7
Giá trị(mm) Bánh răng 5 Bánh răng 6 Bánh răng 7 Đường kính ngoài 35 102 78 Đường kình trong 34 25 17
Hình 3 12 Vòng đồng tốc Bảng 3 6 Thông số vòng đồng tốc
Giá trị(mm)Vòng đồng tốc Đường kính ngoài 87 Đường kình trong 80
Bảng 3 7 Thông số tay áo
Giá trị(mm) Tay áo Đường kính ngoài 95 Đường kình trong 87
Bảng 3 8 Thông số trục sơ cấp
Giá trị(mm) Trục sơ cấp
Bảng 3 9 Thông số trục thứ cấp
Giá trị(mm) Trục thứ cấp
Bảng 3 10 Thông số trục số lùi
Giá trị(mm) Trục số lùi