Bài tập lớn Kết cấu ô tô Hộp số cơ khí

Kể từ khi ra đời đến nay ngành Cơ khí Động lực không ngừng phát triển và đạt được nhiều thành tựu to lớn đặc biệt là trong nghành công nghiệp ô tô. Một chiếc ô tô là tổng thể gồm hàng ngàn chi tiết kết hợp với nhau, tuy nhiên một vài bộ phận trong hàng ngàn chi tiết đó điểu khiển hoạt động của xe do đó chúng đóng một vai trò không thể thiếu. Hộp số là một trong những bộ phận vô cùng quan trọng như vậy. Ngày nay với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ôtô đã chế tạo ra nhiều loại ôtô với hộp số có tính năng kỹ thuật cao để nâng cao tối đa hiệu suất sử dụng cũng như đảm bảo vấn đề an toàn khi sử dụng ô tô. Trong tập bài tập lớn này em được giao đề tài “Tìm hiểu về hộp số cơ khí 3 trục 4 số tiến 1 số lùi sử dụng ống đồng tốc trên ô tô ( Hộp số ART 100)”. Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hộp số của ôtô trong đề tài được giao nói riêng, từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn.Tập bài tập lớn này trang bị cho người sử dụng, vận hành ôtô có những kiến thức cơ bản về hộp số trên ôtô.

Trang 1

VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-

-BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU Ô TÔ

Họ và tên: MSSV:

Lớp: Khóa:

I Tên đề tài: Tìm hiểu Hộp số trên ô tô.

- Hộp số tìm hiểu cụ thể: Hộp số cơ khí dọc, 3 trục, 4 số tiến 1 số lùi, sử dụngống đồng tốc trên ô tô ( Hộp số ART 100)

II Nhiệm vụ:

Thuyết minh ( tham khảo quy định NXB Bách khoa)

- Được trình bày trong khoảng 15-25 trang A4 với quy cách như sau: font chữTime New Roman; cỡ chữ 13; cách dòng 1.5; lề trái 30mm; lề phải 20mm; lề trên20mm và lề dưới 20mm

- Hình thức, nội dung thuyết minh:

+ Trang bìa được trình bày theo mẫu

+ Tài liệu tham khảo (nếu có)

Ngày giao nhiệm vụ : 16/9/2014 Ngày 7/10/2014

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 7/10/2014 Cán bộ hướng dẫn

Trang 2

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

PHẦN I CÔNG DỤNG, YÊU CẦU PHÂN LOẠI HỘP SỐ Ô TÔ 4

1.1 Công dụng 4

1.2 Yêu cầu 4

1.3 Phân loại 4

PHẦN II TÌM HIỂU VÀ MÔ TẢ ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỘP SỐ CƠ KHÍ DỌC, 3 TRỤC, 4 SỐ TIẾN MỘT SỐ LÙI, SỬ DỤNG ỐNG ĐỒNG TỐC 13

2.1 Cấu tạo chung 13

2.2 Các bộ phận chính của hộp số 15

2.2.1 Vỏ hộp số 15

2.2.2 Bánh răng hộp số 15

2.2.3 Trục và ổ đỡ trục hộp số 16

2.2.4 Ống đồng tốc 17

2.2.5 Cơ cấu điều khiển chuyển số trên nắp hộp số 18

2.2.6 Các bộ phận đảm bảo an toàn chuyển số 19

PHẦN III SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỘP SỐ CƠ KHÍ DỌC, 3 TRỤC, 4 SỐ TIẾN 1 SỐ LÙI SỬ DỤNG HỘP ĐỒNG TỐC 21

3.1 Sơ đồ nguyên lý 21

3.2 Nguyên lý làm việc 22

PHẦN IV PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC, VẬT LIỆU, KẾT CẤU VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT BÁNH RĂNG TRONG HỘP SỐ 24

4.1 Phân tích điều kiện làm việc 25

4.2 Tìm hiểu vê kết cấu, vật liệu, và yêu cầu kỹ thuật của bánh răng hộp sô 25

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Kể từ khi ra đời đến nay ngành Cơ khí Động lực không ngừng phát triển và đạtđược nhiều thành tựu to lớn đặc biệt là trong nghành công nghiệp ô tô Một chiếc ô tôlà tổng thể gồm hàng ngàn chi tiết kết hợp với nhau, tuy nhiên một vài bộ phận tronghàng ngàn chi tiết đó điểu khiển hoạt động của xe do đó chúng đóng một vai tròkhông thể thiếu Hộp số là một trong những bộ phận vô cùng quan trọng như vậy.Ngày nay với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ôtô đã chếtạo ra nhiều loại ôtô với hộp số có tính năng kỹ thuật cao để nâng cao tối đa hiệu suấtsử dụng cũng như đảm bảo vấn đề an toàn khi sử dụng ô tô

Trong tập bài tập lớn này em được giao đề tài “Tìm hiểu về hộp số cơ khí 3 trục

4 số tiến 1 số lùi sử dụng ống đồng tốc trên ô tô ( Hộp số ART 100)” Nội dung của đềtài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, tìm hiểu các hệ thống của ôtônói chung và hộp số của ôtô trong đề tài được giao nói riêng, từ đây có thể đi sâunghiên cứu về chuyên môn.Tập bài tập lớn này trang bị cho người sử dụng, vận hànhôtô có những kiến thức cơ bản về hộp số trên ôtô

Được sự hướng dẫn rất tận tình của thầy giáo …cùng các thầy giáo trong bộmôn Ô tô và xe chuyên dụng, với sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụcủa bài tập này Vì thời gian và kiến thức có hạn nên trong bài tập lớn này không thểtránh khỏi những sai sót nhất định Vì vậy em mong các thầy, cô trong bộ môn đónggóp ý kiến để bài tập lớn của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 7 tháng 10 năm 2014 Sinh viên thực hiện

Trang 4

PHẦN I CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ.

1.1 Công dụng

Công dụng của hộp số:

- Hộp số dùng để thay đổi tỉ số truyền (hay lực kéo) nhằm thay đổi mô men xoắnở các bánh xe chủ động của ô tô, đồng thời thay đổi tốc độ xe phù hợp với sứccản bên ngoài

- Thay đổi chiều chuyển động của ô tô ( tiến hoặc lùi)

- Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoảng thời gian lâu dài tùy ýmà không cần tắt máy và mở ly hợp

- Dẫn động lực học ra ngoài cho các bộ phận công tác của xe chuyên dùng

1.2 Yêu cầu

Hộp số cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

- Có dãy tỉ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng thay đổi tỉ số truyền tối ưu, phùhợp với tính năng động lực học yêu cầu và tính kinh tế vận tải

- Phải có hiệu suất truyền lực cao

- Khi làm việc không gây tiếng ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh các tảitrọng động khi làm việc ( sinh lực và va đập ở các bánh răng)

Đối với các hộp số sử dụng các bộ truyền có cấp ( các tỉ số truyền cố định),khi chuyển số, thường xảy rat hay đổi giá trị tốc độ và mô men và gây nên tải trọngđộng Hạn chế xung lực và mô men biến động cần có các bộ phận ma sát ( đồngtốc, khớp ma sát, bộ truyền thủy lực,…) cho phép làm đều tốc độ của các phần tửtruyền và nâng cao độ bền, độ tin cậy trong làm việc của hộp số

- Đảm bảo tại một thời điểm làm việc chỉ gài vào một số truyền nhất định mộtcách chắc chắn ( cơ cấu định vị, khóa hãm, bảo vệ,…)

- Kết cấu phải nhỏ, gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa

Trang 5

- Hộp số vô cấp:

+ Có mô men truyền qua hộp số biến đổi liên tục và do đó tỉ số truyền độnghọc cũng thay đổi liên tục Hộp số vô cấp trên ô tô chủ yếu là kiểu truyền động bằngthủy lực

 Ưu điểm: Giảm sốc khi chuyển số, tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu.Động cơ không bị chuyển trạng thái đột ngột, giúp tối ưu hóa quá trình hoạt độngvà gián tiếp giảm mức ăn xăng

 Nhược điểm: Không chịu được mô men xoắn cao Dây đai có thể bịtrượt và kéo dãn làm giảm hiệu suất hoạt động Chế tạo phức tạp dẫn tới giá thành cao

 Phạm vi sử dụng: Hiện nay được sử dụng nhiều trên các loại xe du lịch,

xe yêu cầu kích cỡ nhỏ gon

+ Kết cấu gọn gàng, chắc chắn, dễ điều khiển

Hộp số vô cấp

- Hộp số có cấp: Kiểu hộp số có cấp gồm một số cấp hữu hạn ( thường từ 3 đến 20

cấp) ứng với mỗi cấp giá trị mô men và do đó tốc độ truyền qua hộp số là không đổi

Trang 6

* Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền động cao, kích thước nhỏgọn, dễ dàng bảo dưỡng, giá thành rẻ hơn.

* Nhược điểm: Có tỉ số truyền giới hạn, tay số giới hạn và khi ra vào sốphải thay đổi chế độ làm việc của động cơ, không tận dụng tốt công suất động cơ

* Phạm vi sử dụng: Được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các dòng xe hiênnay

Hộp số có cấp

b.Theo cấu trúc truyền lực giữa các bánh răng: Hộp số thông thường ( các

bánh răng ăn khớp ngoài với cái trục cố định) và Hộp số hành tinh ( kết hợp các bánhrăng ăn khớp trong và ăn khớp ngoài có trục di động)

Phân loại Hộp số thường:

Theo số trục chứa các cặp bánh răng truyền số: Hộp số 2 trục và Hộp số 3 trục.

Trang 7

cấu nhỏ gọn chắc chắn cho phép làm liền cầu chủ động để giảm các truyền lực trunggian.

 Nhược điểm: Kích thước chiều ngang lớn hơn hộp số ba trục khi cócùng giá trị tỉ số truyền dẫn tới khối lượng lớn nhất là khi xe có tỉ số truyền lớn.Không có số truyền thẳng

 Phạm vi sử dụng: Sử dụng trên các loại động cơ đặt ngang Một số máykéo bánh bơm công suất nhỏ

Hộp số 2 trục

- Hộp số 3 trục: Gồm có trục sơ cấp gắn với bánh răng chủ động của số truyền,

trục trung gian chứa bánh răng trung gian, và trục thứ cấp chứa các bánh răng bị động.Trục sơ cấp và thứ cấp của hộp số ba trục được bố trí đồng tâm

 Ưu điểm: Cho phép tạo ra số truyền thẳng, nâng cao hệ số truyền củahộp số và do đó giảm tiêu hao nhiên liệu và tăng tuổi thọ chung của hộp số

Trang 8

 Nhược điểm: Trục sơ cấp phải bố trí gối lên trục sơ cấp thông qua ổ biđặt trong phần rỗng của đầu ra trục sơ cấp điều này làm cho ổ bi dễ quá tải.

 Phạm vi sử dụng: Được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các loại xe hiệnnay

Hộp số 3 trục

Theo số cấp của hộp số: Hộp số có cấp nhỏ hơn hoặc bằng 6 và Hộp số nhiều

cấp

- Hộp số có cấp nhỏ hơn bằng 6 : Trong hộp số thường loại có số truyền tăng

được thiết kế cho xe khi chạy trên đường có chất lượng tốt hoặc tải trọng nhỏ hơn sovới thiết kế

 Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn hơn hộp số nhiều cấp, Sử dụngcông suất động cơ tốt hơn, cho phép tăng tốc độ cực đại của ô tô mà không cần tăngcông suất của động cơ, tăng tính kinh tế nhiên liệu

 Nhược điểm: Số lần gài số phải tăng làm phức tạp điều khiển và kéo dàimột phần thời gian lấy đà

 Phạm vi sử dụng: sử dụng trên các loại xe du lịch, xe tải

Trang 9

Hộp số có cấp nhỏ hơn hoặc bằng 6

- Hộp số nhiều cấp ( số cấp từ 8 đến 20)

 Ưu điểm: Tính năng động lực và tính kinh tế nhiên liệu cao Công suấtsử dụng để lấy đà và tăng tốc nhanh hơn

 Nhược điểm: Số lần gài số tăng dẫn tới cơ cấu điều khiển phức tạp vàkéo dài một phần thời gian lấy đà Hộp số cồng kềnh phức tạp

 Phạm vi sử dụng: Dùng trên các xe tải lớn hoặc rất lớn hoạt động trongcác điều kiện khắc nghiệt, nặng nhọc hoặc các liên hợp máy kéo

Trang 10

Hộp số nhiều cấp

c Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số : Hộp số điểu khiển

bằng tay, Hộp số điều khiển tự động và Hộp số điểu khiển bán tự động

- Hộp số điều khiển bằng tay:

* Ưu điểm: Hoạt động ổn định, bền nếu sử dụng phù hợp, việc thay dầu địnhkỳ ít thường xuyên hơn hộp số tự động, tiết kiệm 5-10% nhiên liệu so với hộp số tựđộng trên đường trường Tạo cảm giác cho người điểu khiển tốt hơn

* Nhược điểm: Khó điểu khiển, nhất là khi rơi vào trường hợp bị kẹt xe

Trang 11

- Hộp số tự động

 Ưu điểm: Thao tác đơn giản, giải phóng cho người lái khỏi chân côn vàcần số, giúp cho người điều khiển thoải mái khi sử dụng

 Nhược điểm: Hiệu suất không cao, tiêu thụ nhiều nhiên liệu.Nhanh mònvà hỏng hơn nên cần bảo dưỡng nhiều hơn, tốn kém hơn

Cấu tạo bên trong hộp số tự động

Trang 12

- Hộp số bán tự động:

 Ưu điểm: Kết hợp giữa hộp số tay và hộp số tự động

 Nhược điểm: Yêu cầu kỹ thuật cao, phức tạp, giá thành cao, khó sửa chữabảo dưỡng

Trang 13

PHẦN II TÌM HIỂU VÀ MÔ TẢ ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỘP SỐ CƠ KHÍ DỌC, 3 TRỤC, 4 SỐ TIẾN MỘT SỐ LÙI, SỬ DỤNG ỐNG ĐỒNG TỐC.

2.1 Cấu tạo chung:

Hộp số ART 100

Trang 14

Sơ đồ kết cấu

Hình trên mô tả hộp số cơ khí dọc trục, 4 số tiến 1 số lùi, sử dụng ống đồng tốcvới 3 trục cơ bản I, II, III

- Trục chủ động I ( trục sơ cấp) đồng thời là trục bị động của li hợp đặt trên 1 ổ

lăn đặt trên vỏ hộp số Trục bố trí bánh răng thường xuyên ăn khớp với bánh răng Za.Trong lòng bánh răng bố trí gối đỡ cho trục III

- Trục trung gian II đặt trên 2 ổ lăn của vỏ hộp số Trên truc bố trí 4 bánh răng

nghiêng Za, Z’3, Z’2, Z’1 nhờ các then bán nguyệt

- Trục bị động III ( trục thứ cấp) bố trí trên 3 ổ lăn: một – gối trên vỏ, một –

gối trên lòng bánh răng Z’a, một trung gian ở giữa Trục mang theo: ba bánh răng

nghiêng Z3, Z2, Z1 lắp quay trơn trên trục, một bánh răng thẳng ZL1 di trượt bằng thenhoa đảm bảo cho việc dịch chuyển gài số trực tiếp

- Các bánh răng trên trục trung gian II được chế tạo liền trục và trục bị động đặttrên 3 gối tựa, giúp cho hộp số tuy có kích thước chiều dài lớn song vẫn đảm bảo độcứng vững cao

- Hộp số sử dụng 2 ống gài đồng tốc G2, G3 ở các số truyền tiến Bánh răng Z1

được bố trí chạy trơn trên trục thứ cấp Bánh răng được gài khi ống gài G2 liên kết với

Trang 15

vị trí: tương ứng với 2 vị trí gài số lùi ( L ) hay không gài ( 0 ) Khi cần gài số ở vị trí

L, bánh răng ZL2 được gạt dọc trục IV tạo khả năng ăn khớp giữa ZL1 và Z’L thực hiệnđảo chiều quay của trục bị động III

2.2 Các bộ phận chính của hộp số:

2.2.1 Vỏ hộp số:

- Nhiệm vụ che kín các cơ cấu bên trong hộp số ( bánh răng, trục ), nơi để gắn cácbộ phận khác của hộp số ( cần gài số, thanh trượt, các trục )

- Vỏ hộp số thường chế tạo từ gang, bằng phương pháp đúc

- Gồm thân, vỏ và nắp, ổ bi, chỗ tháo dầu, gân tăng độ cứng vững

2.2.2 Bánh răng hộp số

- Gồm: Bánh răng trục sơ cấp, bánh răng trung gian, bánh răng trục thứ cấp vàbánh răng trục số lùi

- Bánh răng trụ thẳng hoặc nghiêng

- Chế tạo từ vật liệu hợp kim thép ( Mn, Cr, Ni)

- Có kết cấu kín, phù hợp với các chi tiết trên ô tô nhằm tiết kiệm diện tích

- Bánh răng trên hộp số thường là bánh răng nghiêng trừ số 1 và số lùi ít sử dụngthì dùng bánh răng thẳng

Trang 16

2.2.3 Trục và ổ đỡ trục hộp số

3 trục:

Trang 17

- Trục trung gian đặt trên 2 ổ lăn của vỏ hộp số, quay cùng với trục sơ cấp Trêntruc bố trí 4 bánh răng nghiêng nhờ các then bán nguyệt.

- Trục bị động ( trục thứ cấp) bố trí trên 3 ổ lăn: một – gối trên vỏ, một – gối trên

lòng bánh răng Z’a, một trung gian ở giữa Trục mang theo: ba bánh răng nghiêng lắp

quay trơn trên trục, một bánh răng thẳng di trượt bằng then hoa đảm bảo cho việc dịchchuyển gài số trực tiếp Trên trục có các rãnh then hoa nhằm giúp cho các bánh răngvà ống đồng tốc trượt dọc trục dễ dàng ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian vàtruyền mô men ra ngoài

- Ngoài ra còn có trục số lùi: đỡ bánh răng lùi ăn khớp với cả 2 trục trung gian vàtrục thứ cấp Trục số lùi cho phép khi gài đồng thời ăn khớp với bánh răng số lùi trên 2trục trung gian và trục thứ cấp Trục số lùi lắp cố định trên vỏ còn bánh răng lắp lồngkhông di trượt trên trục nhờ ổ bi kim

- Có các đường dẫn dầu bôi trơn

- Bố trí ren ngược trên trục nhằm hất ngược dầu trở lại hộp số không cho dầuchạy sang li hợp

Bố trí trục:

- Các trục của hộp số được đỡ bằng các ổ con lăn Các ổ được chế tạo ở dạng liềnvà ghép Các ổ liền bố trí trên các bánh răng ngoài, các ổ ghép bố trí cho các bánh răngtrong

2.2.4 Ống đồng tốc

- Khi 2 bánh răng ăn khớp chưa cùng tốc độ quay thì hộp đồng tốc ngăn 2 chi tiếtvào nhau khi chưa đồng đều, tạo tốc độ dần dần để 2 bánh răng cùng vận tốc thì ănkhớp vào nhau

- Cấu tạo gồm các chi tiết chính: Phần tử ma sát, Phần tử hãm, Phần tử định vị,

Trang 18

- Ống đồng tốc sử dụng 2 vành ma sát 4 chế tạo từ hợp kim đồng Hai vành masát liên kết với nhau thông qua ba chốt cứng 7 đóng vai trò khóa hãm và ba chốt mềm

6 để định vị Các chốt 6,7 nằm trong các lỗ định hình của moay ơ Các bánh răng 2quay trơn trên trục 1 và có vành răng gài bên trong Moay ơ 5 có hai vành răng ngoàigài số và có thể dịch chuyển thong qua nạng gạt Chốt mềm 6 có 2 nửa và luôn đượctách nhau bằng các lò xo Chốt mềm không liên kết chặt với vành ma sát Chốt cứng 7tán chặt với các vành ma sát 4, vì vậy vành ma sát ( cùng với các chốt cứng) có thểdịch chuyển tương đối trên moay ơ

2.2.5 Cơ cấu điều khiển chuyển số trực tiếp trên nắp hộp số

- Phần lớn các chi tiết của cơ cấu chuyển số nằm trên nắp của hộp số, cần số

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	2,03 MB