thiết kế hộp số xe maz-500a

2.1 Hộp số ba trục dọc so với hộp số loại có trục cố định và hộp số hai trục có những u, nhợc điểm nh sau:* Ưu điểm - Khi cùng kích thớc ngoài, thì hộp số ba trục dọc cho ta tỷ số truyền

Trang 1

Lời Nói Đầu

Trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ tổ quốc, vấn đề phát triển nềnkinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội việc vận chuyển hàng hóa bằng

ôtô có vai trò rất quan trọng

Ngày nay do nhu cầu vận chuyển hàng hóa và nhu cầu đi lai ngày càngtăng, sự đô thi hóa và kinh tế thị trờng thì vận tải ôtô là u việt hơn tất cả Từthực tế đó, tất yếu dẫn đến nhu cầu lớn về xe vận tải, trong khi đó nghànhcông nghiệp ôtô nớc ta cha đợc phát triển cho cao, do chúng ta cha tự sảnxuất đợc ôtô thì có hai hớng đáp ứng nhu cầu này đó là:

- Nhập ôtô từ nớc ngoài

- Tự thiết kế theo mẫu của nớc ngoài, hoặc cải tiến trên cơ sỡ những xe đã

có sẵn, do khả năng thiết kế và chế tạo theo mẫu của nớc ngoài vẫn còn

bị hạn chế và cha đáp ứng đợc nhu cầu tiêu dùng, cho nên phần lớnnhững xe ôtô vận tải đang dùng chủ yếu là nhập ngoại Bởi vậy việc khaithác và sử dụng xe nh thế nào để tăng tuổi thọ của xe và tăng hiệu quảkinh tế cũng là một hớng giải quyết Để đảm bảo khai thác sao cho có lợinhất về kinh tế, phải đảm bảo tình trạng kỹ thuật của xe tốt, có độ tin cậycao, sử dụng đúng kỹ thuật Do vậy yêu cầu đối với ngời sử dụng là phảihiểu biết về kết cấu, tính năng kỹ thuật, đặc điểm sử dụng xe, và cả vềchăm sóc bảo quản, bảo dỡng, sửa chữa xe tốt

- Với mục đích đó, tôi đợc giao làm đồ án môn học với đề tài là :

“Thiết kế hộp số xe Maz-500A”

Để thực hiện nhiệm vụ trên đồ án hoàn thành với các nội dung sau : Phần I: Cấu tạo chung và đặc tính kỹ chiến thuật xe MAZ-500A Phần II: Phân tích đặc điểm kết cấu của hộp số

Phần III: Tính toán thiết kế hộp số

Phần I CấU TạO CHUNG Và ĐặC TíNH Kỹ CHIếN THUậT XE

MAZ-500A

1.1: Giới thiệu chung về xe Maz -500A

MAZ-500A có công thức bánh xe: 4x2, có một cầu chủ động truyền lực chính phân chia, bố trí giảm tốc bánh xe kiểu hành tinh Buồng lái của

Trang 2

ôtô MAZ - 500A cũng nh họ MAZ - 500 là loại lật ra đằng trớc đợc, đặt ở phía trên động cơ và có hai chỗ ngồi.

Xe Maz-500A lắp động cơ Điezen 4 kỳ, M3-236 xi lanh đặt hình chữ V Động cơ M3-266 có hiệu quả kinh tế cao, chịu mài mòn và đặc tínhkhởi động tốt Trên ô tô MAZ-500A đợc lắp ly hợp hai đĩa bị động và hộp số

có tỷ số truyền hợp lý nó đảm bảo hơn cho ô tô chuyển động ở tốc độ cao vàtrung bình, đó là nhân tố quan trọng để nâng cao năng suất vận chuyển

Hình 1: Hình dáng bên ngoài xe ô tô MAZ - 500A.

1.2 Đặc tính kỹ thuật xe ô tô MAZ- 500A

Trang 3

Kho¶ng c¸ch trôc cña « t« :3950mm

B¸n kÝnh quay vßng nhá nhÊt c¶ hai phÝa

- Theo ch¾n b¶o hiÓm : 9.50 m

Sè xi lanh : 6

Ph©n bè xi lanh: Ch÷ V víi gãc lÖch gi÷a hai hµng xi lanh : 900

Thø tù c«ng t¸c : 1-4-2-5-3-6

§êng kÝnh xi lanh : 130mmHµnh tr×nh piston : 140mmThÓ tÝch lµm viÖc cña tÊt c¶ c¸c xi lanh : 11.15 lit

Trang 4

Tỷ số nén : 16.5

Công suất định mức ở 2100v/ph : 180 mã lựcMô men xoắn lớn nhất ở 1500v/p : 68 KGm

Số vòng quay nhỏ nhất không tải : 450-550 v/p

Bộ chỉnh số vòng quay : Ly tâm mọi chế độ

Hệ thống cung cấp nhiên liệu

- Thiết bị cung cấp nhiên liệu : Loại riêng biệt

- Bơm nhiên liệu : Loại piston

- Bơm nhiên liệu cao áp : 6 xi lanh

- Vòi phun : Dạng kín

- Các bầu lọc nhiên liệu : 2 lớp thô và 1 lớp tinh

Hệ thống bôi trơn : Tổng hợp – do áp suất và vung té

áp suất trong hệ thống bôi trơn

Khi đạt đến vòng quay định mức : 4-7KG/cm2

Bầu lọc dầu nhờn : 2 lớp thô và một lớp tinh

Hệ thống làm mát : Chất lỏng, chu kỳ làm mát cỡng bức Dạng hở, làm mát dầu nhờn tản nhiệt

Tỷ số truyền chung của cầu xe : 7.73

Bộ vi sai : Côn đối xứng, 4 bánh răng hành tinh.Bán trục : Giảm tải hoàn toàn

Trang 5

DÇu hép sè : 5.50 lÝt MK –22 hoÆc MC- 14 D©ï cÇu xe : 11.5 lÝt TCII-14 hoÆc TAII-15B.Khèi lîng hép sè : 215 kG

Khèi lîng cÇu sau : 41 kG

Trang 6

2.1 Hộp số ba trục dọc so với hộp số loại có trục cố định và hộp số hai trục có những u, nhợc điểm nh sau:

* Ưu điểm

- Khi cùng kích thớc ngoài, thì hộp số ba trục dọc cho ta tỷ số truyền lớn hơnvì tỷ số truyền này bằng tích tỷ số truyền của hai cặp bánh răng thực hiệnviệc truyền mômen Đặc điểm này rất quan trọng, vì hiện nay động cơ caotốc đợc sử dụng nhiều trên ôtô Nếu cần đảm bảo một giá trị tỷ số truyền nhnhau thì loại hộp số ba trục dọc có kích thớc bé, trọng lợng nhỏ hơn làmgiảm trọng lợng toàn bộ của ôtô

- Hộp số có số truyền thẳng với số truyền với số truyền bằng 1 khi gài trựctiếp trục thứ cấp vào trục sơ cấp Hiệu suất truyền lực cao nhất (coi băng1) vìtruuyền lực không qua cặp bánh răng chịu tải nào Trong khi đó thời gian sửdụng số truyền thẳng chiếm tỷ lệ cao (50%80%) thời gian làm việc cảu ôtônên nâng cao đợc tính kinh tế

* Nhợc điểm

- Trừ số truyền thẳng, các số truyền tiến khác, mô men đều đợc truyền quahai cặp bánh răng (số lùi qua 3 cặp bánh răng) nên hiệu suất truyền giảm

- Kích thớc ổ phía trớc (theo chiều chuyển động của xe) của trục thứ cấp hộp

số bị hạn chế và ổ này đặt vào hốc sau trục sơ cấp Vì vậy khi làm việc ổ ờng xuyên chịu quá tải Để không quá tải, có thể làm kích thớc bánh răng th-ờng tiếp chế tạo liền trục sơ cấp lớn và nh vậy tăng đợc kích thớc ổ Nhngnếu bánh răng thờng tiếp lớn thì thì tỷ số truyền của cặp bánh răng thờng nàynhỏ Do vậy kích thớc bánh răng thờng tiếp trên trục sơ cấp không tăng đợc.Thông thờng ổ trớc của trục thứ cấp thờng dùng ổ đũa (thanh lăn trụ) Do ổ

th-đũa không chịu lực chiều trục nên ngời ta đã chú ý chọn chiều nghiêng răngcủa các bánh răng để lực chiều trục triệt tiêu không tác dụng lên ổ

2.2 Hộp số ba trục dọc 3 cấp

* Nguyên lý làm việc

Việc truyền mômen xoắn qua hộp số cơ khí có ba cấp đợc thực hiện theonguyên tắc làm việc của truyền động bánh răng ăn khớp ngoài ở các sốtruyền tiến, truyền động đều qua hai cặp bánh răng ăn khớp nên trục sơ cấp

và thứ cấp có cùng chiều quay ở số lùi phải qua 3 cặp bánh răng ăn khớpnên trục thứ cấp và trục sơ cấp quay ngợc chiều nhau ở số truyền thẳng (sốtruyền III) do gài trựctiếp trục sơ cấp vào trục thứ cấp nên chúng quay thànhmột khối và các cặp bánh răng không phải chịu tải

Nhờ cơ cấu điều khiển (cần gài số) tác động lên các càng gài làm di trợt

đồng tốc hoặc bánh răng ăn khớp với nhau để đợc tỷ số truyền tơng ứng vớitừng tay số

Tay số Vị trí gài số Dòng lực truyền trong hộp số0

1-Z3-Z’3-8-ZL-Zo-Z1-7

Hộp số cơ khí ba trục dọc thờng dùng ở các xe du lịch có dữ trữ công suấtlớn và vừa Vì xe du lich yêu cầu điều khiển phải đơn giản, thời gian tăng tốc

Trang 7

ngắn Nếu tăng số cấp của hộp số thì công suất động cơ đợc sử dụng tốt hơn nhng thời gian chuyển số tăng lên, làm phức tạp điều khiển xe mà xe du lịch thờng có công suất riênglớn nên đa số thời gian làm việc ở số truyền thẳng.

2.3 Hộp số bốn cấp

* Nguyên lý làm việc tơng tự nh hộp số cơ khí 3 trục dọc với 3 cấp

Loại hộp số bốn cấp thờng dùng ở ôtô du lich có dữ trữ công suất nhỏ; ôtôvận tải hạng nhẹ và hạng vừa nhằm sử dụng tốt công suất của công suất độngcơ Hộp số này lắp trên các xe quân sự và xe bọc thép bành hơi nh:

GAZ-66, GAZ-53, UAZ-469, BRĐM, BTR-60PB…

- Cặp bánh răng Z5,Z’5; Z4; Z3; Z’3; Z2; Z’2 đều là cặp bánh răng trụ răng nghiêng thờng xuyên ăn khớp Gài số truyền I và số lùi nhờ bánh răng trụ răng thẳng Z1 di trợt dọc trục thứ cấp 7

- Khối bánh răng số lùi thờng xuyên quay khi hộp số làm việc nhờ bánh răng

số lùi ZL lắp cố định trên trục trung gian và ăn khớp với bánh răng Z’’L Dựa vào phân tích u nhợc điểm kết cấu và u nhợc điểm của từng loại hộp số trên ta chọn phơng án thiết kế hộp số cho xe Maz-500A là hộp số cơ khí 3 trục dọc có 5 cấp

bx

i M

r G





.

0 max max

Trong đó :

max- là hệ số cản chuyển động lớn nhất

G- Trọng lợng toàn bộ của ôtô, tính theo N

Rbx- bán kính lăn của bánh xe có tính đến sự biến dạng của lốp, tính theo m

Memax- mô men quay cực đại của động cơ, tính theo N.m

i0- tỷ số của truyền lực chính đợc tính theo công thức

ở đó: - Hệ số vòng quay của động cơ, đối với ôtô vận tải =40-50

Đối với hộp số 5 cấp với số V là số truyền thẳng thì các số còn lại trong hộp

i ; ih2=4

1 3

Trang 8

Vtmin là vận tốc nhỏ nhất của ôtô(Km/h)

- Hệ số bám,  =0,7-0,8 Đối với xe Maz-500A chọn =0,72

Thay các đại lợng đó vào công thức (1) ta đợc d1=15,14

Theo số liệu đầu bài ta có tỷ số truyền của truyền lực chính i0=7,339

3.2.3 Xác định tỷ số truyền của các tay số trong hộp số

A- Khoảng cách giữa các trục[mm]

Memax- Mô men xoắn lớn nhất cảu động cơ Memax=410 [Nm]

K- Hệ số kinh nghiệm Đối với ôtô tải chọn K=18,7 do đó

A=125 [mm]

3.2.5 Xác định các thông số cơ bản của bánh răng

a) Mô đun pháp tuyến của bánh răng

Chọn mô đun của cặp bánh răng nghiêng : mn= 3 [mm]

Chọn mô đun của cặp bánh răng thẳng: mn= 2 [mm]

b) Xác định số răng của bánh răng trong hộp số

Số răng Z5 của bánh răng chủ động cặp bánh răng luôn ăn khớp đợc chọntheo điều kiện không bị cắt chân răng; chọn Z5=15

- Tỷ số truyền của các cặp bánh răng luôn ăn khớp

Trang 9

i5= 1

.

cos

A

n



Trong đó: i5 - tỷ số truyền của cặp bánh răng luôn ăn khớp

- Góc nghiêng của tất cả các răng Chọn =200

i5= 1 4 , 8

15

3

20 cos 125

Ta tính chính xác lại tỷ số truyền i và khoảng cách giữa các trục trong hộp số A= 2(.cos5 '5) 2..cos5(1 ) 3.215.cos(1 204,8)

5

5 5

26 5

90 2

52 1

00 1

66 0

3

20 cos 125 2 ) 1 (

cos

3

20 cos 125 2 ) 1 (

cos

3

20 cos 125 2 ) 1 (

cos

3

20 cos 125 2 ) 1 (

cos

3

20 cos 125 2 ) 1 (

cos

Trang 10

76 , 9 cos 125 2 ) 1

37 , 13 cos 125 2 ) 1

6 , 16 cos 125 2 ) 1

7 , 18 cos 125 2 ) 1

75 , 9 cos 125 2 ) 1

- Số răng của bánh răng ăn khớp với chúng(Số răng của bánh răng bị động

t-ơng ứng với số truyền 1,2,3,4,5 đặt trên trục thứ cấp của hộp số)

Trang 11

Chọn mô đun của cặp bánh răng thờng tiếp: mn=3

* Chọn cặp bánh răng thờng tiếp: là bánh răng trụ răng nghiêng số răng Z5=16; Z’5=16x4,5=72

)=20,270

+ Với bánh răng chủ động :

Đờng kính vòng chia : d1= 48 , 7

75 , 9 cos

3 16 cos

5

[mm]

Đờng kính đỉnh răng: da1=d1+2.m=54,7 [mm]

Đờng kính đáy răng: df1=d1-2,5.m=41,7 [mm]

Chiều rộng vành răng : b1=baxA=0,19x139=26,41 [mm]

Trong đó hệ số ba phụ thuộc vào độ cứng mặt răng làm việc, loại bánh răng,

số truyền và tải trọng Theo bảng 6.6 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơkhí tạp I/T97 ta chọn ba=0,19

+ Với bánh răng bị động

75 , 9 cos

3 72 cos

5 '

5



m Z

Trang 12

+ Với bánh răng chủ động :

37 , 13 cos

3 49 cos

2 '

)=20,800

+ Với bánh răng chủ động:

Đờng kính vòng chia: d3= 90 , 78

6 , 16 cos

3 29 cos

3

3 60 cos

3 '

)=21,020

+ Với bánh răng chủ động:

Đờng kính vòng chia: d3= 66 , 51

7 , 18 cos

3 21 cos

4

[mm]

Đờng kính đỉnh răng: da3=d3+2.m=72,51 [mm]

Đờng kính đáy răng: df3=d3-2,5.m=59,01 [mm]

Trang 13

Chiều rộng vành răng: b1=baxA=0,22x139=30,58 [mm]

+ Với bánh răng bị động

Đờng kính vòng chia: d’3= 212 , 20

7 , 18 cos

3 67 cos

3 '

2 67 cos

1 '

.

i i i

r

p a

k



Trong đó rk bán kính tính toán của xe chủ động : rk=.r

Với  là hệ số biến dạng của lốp;  nằm trong khoảng từ 0,930,935 chọn

1000

4 , 25 2

20 12 1000

4 , 25

Trang 14

Mô men tính toán xác định từ động cơ trên trục trung gian

Mđc=Memax.ia=410.4,8=1968 Nm

*Kiểm bền cho bánh răng theo ứng suất uốn:

Để đảm bảo bền uốn thì ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không đợc vợtquá giá trị cho phép

1

.

2

F w

w

F F

tt

m d b

Y Y Y K M

37 , 13 sin 02 , 25

1 ( 29 , 3

Y=1/ là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Y=0,599

Y hệ số kể đến độ nghiêng của răng : Y=1-2/140=1-0,349/140=0,997

YF1,YF2 là hệ số dạng răng của 2 bánh răng Theo bảng 6.18 TTTKCTM tập 1

ta đợc : YF1=3,7; YF2=3,7

KF hệ số tải trọng khi tính về uốn KF= KF KF KFV

KF là hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vànhrăng , theo bảng P2.3 phụ lục TTTK CTM ta có :

KF=1,05;

KF là hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các cặp răng ănkhớp, theo bảng 6.14 phụ lục TTTK CTM ta có : KF=1,22

KFV là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

[F1], [F2] là ứng suất cho phép của bánh răng chủ động và bị động

Theo bảng P2.3 phụ lục TTTK CTM ta có KFV=0,86

SF là hệ số an toàn khi tính về uốn, theo bảng 6.2 ta có SF=1,75

KFL là hệ số tuổi thọ xét đến thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộtruyền KFL=

òNE

FO F

N

N m

Trang 15

1

.

2

F w

w

F F

tt

m d b

Y Y Y K M

6 , 16 sin 41 , 26

1 ( 29 , 3

ta đợc : YF1=3,62; YF2=3,7

KF=1,05;

SF là hệ số an toàn khi tính về uốn, theo bảng 6.2 ta có SF=1,75

òNE

FO

F N

N m

mF=9; NFO=4.106

Trang 16

NFE là số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng lấy NFE=NFO=4.106 lúc này ta

1

.

2

F w

w

F F

tt

m d b

Y Y Y K M

7 , 18 sin 58 , 30

1 ( 29 , 3

ta đợc : YF1=3,62; YF2=3,7

KF=1,05;

Trang 17

òNE

FO

F N

N m

1

.

2

F w

w

F F

tt

m d b

Y Y Y K M

0 sin 58 , 30

1 ( 29 , 3

ta đợc : YF1=3,62; YF2=3,7

KF=1,05;

 KF=1,05.1,22.0,86=1,1

F1=729,54 [MPa]

F2=729,54.3,62/3,7=713,77 [Mpa]

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	1,52 MB

thiết kế hộp số xe maz-500a

Chọn ổ cho trục trung gian