Thiết kế hệ thống truyền lực của ô tô phần 1

Tài liệu tham khảo Thiết kế hệ thống truyền lực của ô tô

Phần : Phân tích chọn phơng án thiết kế Hệ thống truyền lực ôtô tổ hợp tất cụm cấu đợc liên kết với từ động tới bánh xe chủ động, nhờ chúng từ động đợc truyền đến bánh xe chủ động bao gồm cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị mômen truyền Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ : + Truyền, biến đổi mômen quay số vòng quay từ động tới bánh xe chủ động cho phù hợp chế độ làm việc động mômen cản sinh trình ôtô chuyển động + Cắt dòng truyền động thời gian ngắn dài + Thực đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô + Tạo khả chuyển động mềm mại tính việt dà cần thiết đờng Hình 1.1 : Hệ thống truyền lực ôtô có cầu chủ động Hiện thờng gặp loại ôtô có sử dụng động đốt (nhiên liệu xăng dầu diezel) Sau kỷ từ đời giai đoạn sau năm 1975 nay, động đốt đà không ngừng đợc hoàn thiện, dẫn tới kết cấu hệ thống truyền lực có biến động đáng kể ; tiêu kể tới giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng công suất, giảm độ ồn, tăng tốc độ lớn động cơ, ảnh h ởng nhiều tới hệ thống truyền lực việc tăng tốc độ tăng công suất động Do đòi hỏi tăng tốc độ ôtô phát triển vợt bậc kỹ thuật động nên đà làm tăng tính đa dạng kết cấu hệ thống truyền lực 1.1 Phân loại hệ thống truyền lực Hệ thống truyền lực đợc phân loại theo đặc điểm biến đổi mômen xoắn theo đặc tính thay đổi tỷ số truyền 1.1.1 Phân loại theo đặc điểm biến đổi mômen xoắn hƯ thèng trun lùc cã thĨ lµ : + HƯ thống truyền lực khí bao gồm truyền ma sát, hộp biến tốc, hộp phân phối truyền động đăng, loại đợc dùng phổ biến + HƯ thèng trun lùc c¬ khÝ thủ lùc bao gåm truyền khí, truyền thuỷ lực + HƯ thèng trun lùc ®iƯn tõ bao gåm ngn ®iƯn, động điện, rơle điện từ, dây dẫn + HƯ thèng trun lùc thủ lùc bao gåm b¬m thủ lực, động thuỷ lực, van điều khiển, ống dẫn + Hệ thống truyền lực liên hợp bao gồm mét sè bé phËn c¬ khÝ, mét sè bé phËn thuỷ lực, số phận điện từ 1.1.2 Phân loại theo đặc tính thay đổi tỷ số truyền ta chia hƯ thèng trun lùc cã cÊp, v« cÊp, kết hợp : + Truyền lực có cấp truyền lực có tỷ số truyền cố định, việc thay đổi số truyền theo dạng bậc thang + Truyền lực vô cấp truyền lực có tỷ số truyền biến đổi liên tục tuỳ thuộc vào chế độ làm việc động cản từ mặt đờng Hiện chóng ta thêng hay gỈp : HƯ thèng trun lực khí có cấp điều khiển cần số (Manual Transmissions : MT) HƯ thèng trun lùc c¬ khÝ thủ lùc ®iỊu khiĨn tù ®éng (Automatic Transmission : AT) Những cụm cấu hệ thống trun lùc c¬ khÝ cã cÊp bao gåm : Ly hỵp , hép sè , hép sè phơ , trun động đăng, hộp số phân phối , cầu chủ động có truyền lực cạnh (hộp giảm tốc bánh xe) 1.2 Các sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực cho loại ôtô có cầu chủ động ôtô có nhiỊu kiĨu bè trÝ hƯ thèng trun lùc t theo tổng số bánh xe số lợng bánh xe chủ ®éng cđa mét «t« Theo ký hiƯu 4x2 , 4x4 , 6x4 , 6x6 công thức bánh xe số thứ biểu thị tổng số bánh xe xe (loại bánh kép coi bánh xe), số thứ hai số bánh xe chđ ®éng cđa mét xe HƯ thèng trun lùc tập hợp nhiều cụm chức khác nhau, thông thờng bao gồm : - Ly hợp , hộp số , truyền động đăng , cầu chủ động , bánh xe - Ly hợp , hộp số , hộp số phân phối , truyền động đăng , cầu chủ động , khớp nối , bánh xe - Hoặc hộp số thuỷ , hộp số phân phối , truyền động đăng , cầu chủ ®éng , khíp nèi , b¸nh xe , … KiĨu hệ thống truyền lực có ảnh hởng lớn đến bố trí chung toàn xe Do phân tích, so sánh đánh giá bố trí hệ thống truyền lực ta cần ý đến yếu tố sau : + Công dụng ôtô, từ biết đợc điều kiện hoạt động xe + Số lợng động vị trí bố trí động xe + Số lợng cầu xe (bánh xe) ; số lợng cầu chủ động ; số lợng cầu dẫn hớng + Phơng án truyền mômen xoắn từ động đến bánh xe chủ động + Kiểu liên kết cầu xe bánh xe cầu (có vi sai vi sai) + Đặc điểm cấu tạo hệ thống treo xe (hƯ thèng treo phơ thc, hƯ thèng treo ®éc lập hệ thống treo cân bằng) Chính mà kiểu bố trí hệ thống truyền lực xe ôtô đa dạng phong phó Ngay c¶ hƯ thèng trun lùc cđa mét sè loại ôtô hÃng (hoặc nhà máy sản xuất) không ngừng đợc hoàn thiện nhằm nâng cao chất lợng xe Sau ta xét số sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực cho loại ôtô có cầu chủ động sử dụng hệ thống truyền lực khí có cấp, bao gồm cụm sau : ly hợp, hộp số, truyền động cácđăng, truyền lực chính, vi sai, bán trục bánh xe Hình 1.2 : Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực Đ- Động ; L-Lly hợp ; H-Hộp số ; C- Cầu chủ động ; CĐ-Truyền động cácđăng Ôtô hai cầu với cầu chủ động (công thức bánh xe 4x2) bố trí theo sơ đồ hình (1.2a, b, c, d, e g) Sơ đồ a : Động (Đ), ly hợp (L), hộp số (H) đặt hàng dọc phía trớc đầu xe mômen xoắn đợc dẫn động cầu sau chủ động (C) Trong sơ đồ trục truyền động cácđăng nối dẫn động từ hộp số đến cầu sau chủ động thờng dài nên ngời ta thiết kế lắp đặt ổ đỡ trung gian (ổ treo) cho truyền động cácđăng Sơ đồ phù hợp với ôtô vận tải có công dụng chung tận dụng đợc trọng lợng bám xe đầy tải Sơ đồ thông dụng quen thuộc nhiều ôtô đà gặp nh ôtô GAZ-53; GAZ-53A; ZIL-130; Mercedes-Benz mác C280, S280, C200 Diezel, Toyota Crown 2.5i 24V Sơ đồ b : Động cơ, ly hợp, hộp số chính, cầu xe nằm dọc trớc xe tạo nên cầu trớc chủ động Toàn cụm liên kết với thành khối lớn, gọn Nhờ cách bố trí trọng tâm xe nằm lệch hẳn phía đầu xe, kết hợp với cấu tạo vỏ xe tạo khả ổn định cao có lực bên tác động đồng thời giảm độ nhạy cảm với gió bên Song không gian đầu xe chật hẹp VD : xe Volvo (Thuỵ Điển) 850 2.5 20V Sơ đồ c : Động , ly hợp , hộp số nằm ngang đặt trớc xe, cầu trớc chủ động Toàn cụm truyền lực làm liền khối Trọng lợng khối động lực nằm lệch hẳn phía trớc đầu xe giảm đáng kể độ nhạy cảm ôtô với lực bên, nhằm nâng cao khả ổn định tốc độ cao Trong cầu chủ động truyền bánh trụ thay cho truyền bánh côn VD : xe Honda City1.2 ; Mazda 323 C1.9 ; Toyota Corolla Compact1.6 , Các sơ đồ b , c ngày thông dụng , đặt loại ôtô cầu chủ động, có tốc độ cao nhằm đảm bảo trọng lợng phân bố phía trớc lớn (kể ôtô đầy tải) điều có lợi cho khả điều khiển ôtô giảm nhẹ công việc lắp ráp sản xuất Sơ đồ d : Động , ly hợp , hộp số , cầu chủ động làm thành khối gọn phía sau xe, cầu sau chủ động Sơ đồ gặp ôtô loại ; chỗ ngồi, tồn lý công nghệ truyền thống hÃng sản xuất, đợc bố trí loại ôtô mini bus Sơ đồ e : giống nh sơ đồ d nhng cụm động nằm quay ngợc lại, đặt trớc cầu sau Sơ đồ d , e phù hợp cho việc tăng lực kéo xe xe, tức đảm bảo khả tăng tốc xe tốt, hạ thấp chiều cao đầu xe, phù hợp với việc tạo dáng khí động học cho ôtô cao tốc Sơ đồ g : Động , ly hợp đặt trớc xe, hộp số , cầu xe đặt sau xe tạo nên khối lớn, trục đăng nối ly hợp hộp số chính, trọng lợng san cho hai cầu 1.3 Phân tích đặc điểm kết cấu, chọn cụm hệ thống truyền lực Qua đặc điểm, cách bè trÝ hƯ thèng trun lùc cho xe «t« ë để phù hợp với đề tài Tốt nghiệp Thiết kế hệ thống truyền lực cho ôtô vận tải (4x2) cã t¶i träng tÊn” ta chän hƯ thèng truyền lực khí có cấp, điều khiển cần số, có sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực nh sau Hình 1.3 : Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực 1- Động ; 2- Ly hợp ; 3- Hộp số ; 4- Truyền động cácđăng ; 5- Cầu chủ động; 6- Bánh xe cầu sau ; 7- ổ đỡ trung gian ; 8- Bánh xe cầu trớc Hệ thống truyền lực bao gồm cầu trớc dẫn hớng, mômen xoắn đợc truyền từ động qua ly hợp, hộp số (cơ khí cấp), truyền động cácđăng, truyền lực chính, vi sai, bán trục đến bánh xe cầu sau chủ động Sau nghiên cøu thĨ c¸c cơm hƯ thèng trun lùc 1.3.1 Ly hợp : Ly hợp cụm hệ thống truyền lực, đợc đặt sau động trớc hộp số Công dụng ly hợp : - Dùng để truyền mômen xoắn từ trục khuỷu động đến cụm hệ thống truyền lực - Dùng tách nối động với hệ thống truyền lực cần thiết - Dùng làm cấu an toàn đảm bảo cho động hệ thống truyền lực khỏi bị tải dới tác dụng tải trọng động mômen quán tính 1.3.1.1 Yêu cầu ly hợp : - Có khả truyền mômen xoắn lớn động mà không bị trợt điều kiện sử dụng - Đóng êm dịu hoàn toàn - Mở dứt khoát nhanh chóng - Mômen quán tính phần bị động phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh gài số - Thoát nhiệt tốt - Cân lực chiều trục - Điều khiển dễ dàng, nhẹ nhàng - Dễ chăm sóc, bảo dỡng, sửa chữa tháo lắp - Là cấu an toàn 1.3.1.2 Phân loại cụm ly hợp : Ly hợp đợc sử dụng loại ôtô thờng đợc chia làm loại theo cách sau: - Theo cách truyền mômen xoắn - Theo cách tạo lực ép - Theo trạng thái làm việc - Theo phơng pháp dẫn động điều khiển ly hợp Phân loại ly hợp theo cách truyền mômen xoắn Theo cách phân loại ly hợp đợc chia làm loại sau : a) Ly hợp ma sát : Là loại ly hợp truyền mômen xoắn bề mặt ma sát ly hợp ma sát lại đợc phân loại theo đặc điểm sau : * Theo hình dạng bề mặt ma sát gồm có : + Ly hợp ma sát hình đĩa + Ly hợp ma sát côn + Ly hợp ma sát loại tang trống Hiện ly hợp ma sát hình đĩa đợc sử dụng rộng rÃi có kết cấu đơn giản, khối lợng phần bị động ly hợp tơng đối nhỏ Hai loại ly hợp lại đợc sử dụng phần bị động ly hợp có trọng lợng lớn gây tải trọng động lớn tác dụng lên cụm chi tiết hệ thống truyền lực * Theo số lợng đĩa ma sát có loại ly hợp đĩa, hai đĩa nhiều đĩa * Theo vật liệu làm bề mặt ma s¸t cã thĨ chia nh sau : + Atbet ®ång víi gang + Ferado ®ång víi gang + Hỵp kim gèm víi gang + ThÐp víi gang + Thép với thép * Theo đặc điểm môi trờng ma sát gồm có : + Ma sát khô + Ma sát ớt (bề mặt ma sát đợc ngâm dầu) Loại ly hợp ma sát có u điểm kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Tuy nhiên có nhợc điểm bề mặt ma sát nhanh mòn tợng trợt tơng đối chúng với trình đóng mở ly hợp thực chức cấu an toàn Các chi tiết ly hợp bị nung nóng nhiệt tạo phần công ma sát Tuy ly hợp ma sát đợc sử dụng rộng rÃi đảm bảo đợc điều kiện làm việc b) Ly hợp thuỷ lực : Ly hợp thuỷ lực loại ly hợp truyền mômen xoắn lợng dòng chất lỏng (thờng dầu) Ly hợp thuỷ lực đợc nghiên cứu hoàn thiện * Ưu điểm loại ly hợp làm việc bền lâu, giảm đợc tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực, dễ tự động hoá trình điều khiển xe * Nhợc điểm chế tạo khó, giá thành cao, hiệu st trun lùc nhá hiƯn tỵng trỵt Ly hợp thuỷ lực đợc sử dụng ôtô Hiện đợc sử dụng số loại xe ôtô du lịch cỡ nhỏ Tuy nhiên tơng lai đợc sử dụng rộng rÃi đặc loại xe vận tải hạng nặng c) Ly hợp điện từ : Là loại ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng từ trờng nam châm điện Loại ly hợp đợc sử dụng xe d) Ly hợp loại liên hợp : Là loại ly hợp truyền mômen xoắn cách kết hợp loại Thờng ly hợp thuỷ lực đợc dùng loại xe Phân loại ly hợp theo phơng pháp tạo lực ép Theo cách tạo lực ép lên đĩa ly hợp đợc chia làm loại : a) Ly hợp lò xo nén : - Là loại ly hợp dùng lò xo tạo lực ép lên đĩa ép - Ly hợp lò xo nén loại lò xo bố trí xung quanh (các lò xo bố trí đờng tròn thành hai vòng) lò xo bố trí trung tâm (một hai lò xo) - Theo đặc điểm kết cấu lò xo nén có loại lò xo xoắn trục, lò xo kiểu đĩa lò xo đĩa côn - Loại ly hợp lò xo nén bố trí xung quanh đợc sử dụng phổ biến loại ôtô có u điểm nhỏ, gọn, tạo đợc lực ép lớn, độ tin cậy cao b) Ly hợp điện từ : Lực ép đợc tạo lực điện từ c) Ly hợp bán ly tâm : Là loại ly hợp mà lùc nÐn sinh lùc ly t©m cđa khèi lợng quay Loại có kết cấu phức tạp nên sử dụng số ôtô du lịch nh ZIL110, POBEDA d) Ly hợp ly tâm : Là loại ly hợp mà lực nén sinh lực ly tâm khối lợng quay lọai đợc sử dụng Phân loại ly hợp theo trạng thái làm việc : Theo trạng thái làm việc ly hợp đợc phân làm hai loại : - Ly hợp đóng : loại đợc sử dụng hầu hết «t« hiƯn - Ly hỵp lu«n më : đợc sử dụng số loại máy bánh nh : C-10, C-80 Phân loại ly hợp theo phơng pháp dẫn động điều khiển : Theo phơng pháp ly hợp đợc chia làm loại : - Ly hợp điều khiển tự động - Ly hợp điều khiển cỡng bức: loại để điều khiển ngời ta phải tác dụng lực cần thiết lên hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp Loại đợc sử dụng hầu hết ôtô dùng ly hợp trạng thái đóng Theo đặc điểm kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống dẫn động điều khiển có loại đẫn động: + Dẫn động điều khiển khí + Dẫn ®éng ®iỊu khiĨn b»ng thủ lùc (dÇu) + DÉn ®éng điều khiển trợ lực Tức tác dụng ngời lái có tác động trợ lực để ngời lái điều khiển ly hợp đợc dễ dàng Theo đặc điểm cấu tạo trợ lực trợ lực khí (lò xo), trợ lực khí nén trợ lực thuỷ lực 1.3.1.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động ly hợp ma sát khô đĩa : Cấu tạo (hình 1-4): 10 + Các đăng loại hở : truyền động đăng không đợc bọc kín Loại có cấu tạo đơn giản, độ tin cậy làm việc cao nên đợc sử dụng phổ biến xe ôtô 1.3.3.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc khớp cácđăng khác tốc : Đặc điểm cấu tạo : Hình 1.16 : Sơ đồ khớp cácđăng khác tốc 1- Trục chủ động ; 2,4- Nạng cácđăng ; 3- Trục chữ thập ; 5- Trục bị động Khớp đăng khác tốc gồm hai nạng đợc lắp cố định với trục ; trục chữ thập mà ngõng nằm lỗ nạng Hai trục có đờng tâm trục lệch góc Nguyên lý làm việc : Khi trục chủ động quay góc a, lúc nạng với đờng tâm AA trục chữ thập quay góc tơng tự Đồng thời trục chữ thập với đờng tâm B-B với nạng với trục đợc truyền chuyển động quay chúng có giá trị góc quay Trục chữ thập quay quanh đờng tâm trục A-A nạng trục quay quanh đờng tâm trục B - B gãc quay γ thay ®ỉi Nh vËy, trơc chữ thập với nạng tham gia hai chuyển động quay Do trục quay đợc góca a trục quay đợc mét gãc β, ®ã β ≠ α 34 Một số chi tiết truyền động cácđăng : a) Khớp đăng khác tốc (hình 1-17): Khớp đăng gồm có nạng 10 đợc hàn với trục 11, nạng có bích nối Các ngõng trục chữ thập nằm lỗ nạng 6, nạng 10 chúng đợc lắp ghép với qua ổ lăn kim Hình 1.17 : Cấu tạo khớp cácđăng khác tốc 1- Nắp ; 2- Tấm định vị ; 3- Vòng ổ lăn kim ; 4- Các lăn kim ; 5- Các vòng bít ; 6,10- Nạng cácđăng ; 7- Van an toàn ; 8- Trơc ch÷ thËp ; 9- Vó mì ; 11- Trục cácđăng ; 12- Nắp bảo vệ ; 13- Phớt tự ép ; 14- Vòng chặn định vị ; 15,16- Vòng làm kín hớng kính hớng trục Các ổ lăn loại có kích thớc nhỏ gọn, khả chịu tải lớn Vòng ổ lăn kim đợc định vị với nạng 2, đợc bắt chặt vào nạng bulông Vòng ổ lăn kim bề mặt ngõng trục chữ thập Để giữ mỡ bôi trơn cho ổ lăn kim bảo vệ ổ khỏi bụi bẩn nớc có vòng bít 5, phớt tự ép 13 vòng làm kín 15, 16 Mỡ lỏng đợc bơm vào khoang rỗng trục chữ thập qua vú mỡ Van an toàn có tác dụng bảo vệ cho phớt khỏi bị phá hỏng tác dụng áp suất mỡ bôi trơn Khớp đăng với ổ lăn kim có hiệu suất truyền động cao, đảm bảo định tâm trục chữ thập xác có độ bền, tuổi thọ cao Góc lệch đờng tâm trục trục nối khớp đăng khác tốc phụ thuộc vào cấu tạo nạng đăng thờng nằm khoảng = 150 ữ 200 35 b) Trục đăng (hình 1-18): Trục đăng trục rỗng, đợc chế tạo thép cán ống liền thép ống hàn Sử dụng trục rỗng với mục đích kích thớc chiều dài đờng kính ngoài, trục rỗng đảm bảo điều kiện bền, trọng lợng nhỏ nên giảm đợc tải trọng quán tính phụ tăng đợc số vòng quay tới hạn trục đăng Hình 1.18 : Cấu tạo trục cácđăng 1,3- Nạng cácđăng ; 2- Vú mỡ ; 4- ống then hoa ; 5- Đoạn trục then hoa ; 6- Vòng bít ; 7- Vỏ bảo vệ ; 8- Trục cácđăng Một đầu trục đợc hàn với nạng đăng 1, đầu hàn nối nạng với ống then hoa Giữa hai đầu trục có mối ghép then hoa cho phép thay đổi chiều dài trục vị trí tơng đối hai cụm truyền lực thay đổi trình xe hoạt động Trục đăng đợc cân động cách hàn cân lên bề mặt ống trục Đôi ngời ta cân kim loại nắp ổ lăn kim khớp đăng Vị trí tơng hỗ hai phần trục đăng đợc xác định mối ghép then hoa lắp ráp sau đà cân động, chúng đợc đánh dấu dấu đặc biệt nhà máy chế tạo xác định Vì sử dụng tháo lắp cần ý theo dấu hiệu ghi bề mặt trục Nếu điều kiện cân động bị phá huỷ làm xuất tải trọng phụ rung động, làm giảm tuổi thọ truyền động đăng chi tiết cụm nối truyền động đăng Vị trí mối ghép then hoa trục đăng tuỳ thuộc vào bố trí cụ thể loại xe Bôi trơn cho mối ghép mỡ bôi trơn, cho mỡ vào 36 khoang rỗng trục bơm mỡ lỏng qua vú mỡ Mối ghép then hoa trục đăng phải đợc bảo vệ khỏi bụi, nớc c) ổ đỡ trung gian (hình 1-19): Trên ôtô khoảng cách cụm lớn, ngời ta sử dụng ổ đỡ trung gian nhằm rút ngắn chiều dài trục đăng nh nâng cao đợc độ tin cậy tuổi thọ truyền động đăng làm việc số vòng quay lớn Hình 1.19 : Truyền động cácđăng ôtô 1- Trục trung gian ; 2- èng then hoa ; 3- ỉ ®ì trung gian ; 4- Giá đỡ kim loại ; 5- ổ lăn kim ; 6- Trục cácđăng ; 7- Vú mỡ ; 8- Trục chữ thập ; 9- Nạng cácđăng ; 10- Vòng kẹp cao su ; 11- ổ bi cầu ổ đỡ trung gian có giá đỡ kim loại đợc lắp cố định lên xà ngang khung xe bulông Vòng kẹp cao su 10 cho phép giảm ứng suất gây lắp ráp không xác vị trí cụm biến dạng (uốn, xoắn) khung xe chuyển động đờng không phẳng Mối ghép then hoa đuôi trục nạng với ống cho phép thay đổi đợc chiều dài trục vị trí tơng ®èi cđa trun lùc chÝnh cÇu xe thay ®ỉi so với khung xe Kiểu ổ đỡ trung gian đợc lắp cố định lên khung xe đợc sử dụng «t« nh GAZ-53A , Julie – Misubishi , Toyota – land cruizer, 1.3.3.4 Truyền động đăng kép : Truyền động đăng kép đợc sử dụng để đảm bảo tốc độ góc trục chủ động trục bị động nhằm loại trừ tải trọng quán tính phụ 37 phát sinh quay không khớp đăng khác tốc, tác dụng lên chi tiết hệ thống truyền động Cấu tạo truyền động đăng khác tốc bao gồm hai khớp đăng khác tốc ba trục : trục chủ động, trục trung gian trục bị động 1.20 : Sơ đồ bố trí truyền động cácđăng kép 1- Trục chủ động ; 2,5- Nạng khớp cácđăng kh¸c tèc ; 3- Mèi ghÐp then hoa ; 4- Trục trung gian ; 6- Trục bị động Đờng tâm trục tạo với đờng tâm trục góc lệch , đờng tâm trục tạo với đờng tâm trục góc lệch trình xe hoạt động góc thay đổi chiều dài trục trung gian thay đổi nhờ khớp nối then hoa di trợt Theo hai sơ đồ trục trục quay tốc ®é ®¶m b¶o ®ång thêi ba ®iỊu kiƯn sau ®©y : - Gãc lƯch trơc γ1 = γ2 - Các nạng đăng hai khớp hai đầu trục trung gian (nạng nạng 5) phải nằm mặt phẳng - Đờng tâm trục truyền đăng (trục 1, trục trục 6) phải nằm mặt phẳng Truyền động đăng kép đợc sử dụng phổ biến ôtô thoả mÃn đợc điều kiƯn trªn Tuy nhiªn thùc tÕ γ1 ≈ γ2 nhiều nguyên nhân, trục quay không trình truyền động, nhng chênh lệch tốc độ góc không đáng kể 38 1.3.3.5 Chọn kiểu truyền động cácđăng cần thiết hệ thống truyền lực: Trong đồ án ta chọn bố trí cácđăng kiểu truyền động cácđăng kép bao gồm khớp cácđăng khác tốc (hình 1-14b), trục đăng cã sư dơng ỉ ®ì trung gian 1.3.4 Trun lùc chÝnh vµ vi sai : 1.3.4.1 Trun lùc : Truyền lực dùng để tăng mômen xoắn truyền mômen xoắn từ trục cácđăng cho bán trục theo đờng vuông góc (góc 900) Truyền lực truyền lực đơn gồm có cặp bánh truyền lực kép gồm có hai cặp bánh Truyền lực đợc lắp bên vỏ cầu chủ động Phân loại truyền lực : Truyền lực xe ôtô phân loại theo dạng truyền, theo số lợng tỷ số truyền hay theo số cặp truyền : a) Theo dạng truyền gồm có dạng sau : * Truyền lùc chÝnh kiĨu xÝch : sư dơng phỉ biÕn trªn loại xe gắn máy * Truyền lực kiểu trục vít bánh vít : gặp * Truyền lực kiểu bánh : đợc dùng phổ biến loại xe ôtô b) Theo số lợng tỷ số truyền gồm có dạng sau : * TruyÒn lùc chÝnh mét cÊp : chØ cã tỷ số truyền cố định Loại đợc sử dụng phổ biến loại xe ôtô * TruyÒn lùc chÝnh hai cÊp : cho hai tû số truyền tuỳ thuộc vào vị trí gài Đây trờng hợp đặc biệt, đợc sử dụng c) Theo sè cỈp bé trun trun lùc chÝnh chia làm hai loại gồm có truyền lực đơn (sử dụng cặp bánh ăn khớp) truyền lực kép (sử dụng hai cặp bánh ăn khớp) * Truyền lực đơn : có cặp truyền ăn khớp Theo đặc điểm cấu tạo truyền, truyền lực đơn truyền lực bánh 39 côn ; truyền lực hypoit ; trun lùc chÝnh trơc vÝt – b¸nh vÝt Tuy nhiªn thùc tÕ hiƯn sư dơng phỉ biÕn truyền lực đơn, cặp bánh côn xoắn ăn khớp truyền lực hypoit Hình 1.21 : Sơ đồ truyền lực đơn a- Loại bánh côn ; b- Loại hypoit ; c- Loại trục vít bánh vít Truyền lực bánh côn thẳng Trục bánh đợc bố trí dới góc 900 , nhng có đợc bố trí dới góc khác 900 Hình 1.22 : Truyền lực bánh côn thẳng + Ưu điểm truyền: dễ chế tạo, lắp ghép đơn giản, giá thành rẻ + Nhợc điểm truyền: - Số bánh nhỏ lớn Nếu nhỏ xuất hiện tợng cắt chân - Nếu xe có tỷ sè trun lín th× kÝch thíc cđa bé trun lín - Làm việc ồn, hiệu suất thấp, số đồng thời ăn khớp Nhng truyền đợc sử dụng nhợc điểm nh Truyền lực bánh côn xoắn 40 Gồm bánh chủ động đợc chế tạo liền trục, bánh bị động đợc chế tạo rời thành vành Vành sau đợc chế tạo đợc lắp ghép cố dịnh với vỏ vi sai thành khối Hình 1.23 : Truyền lực bánh côn xoắn + Ưu điểm truyền: - Số nhỏ bánh chủ động lấy từ mà đủ bền ¨n khíp tèt - Khi bé trun cã tû sè truyền lớn kích thớc trọng lợng cầu xe nhỏ gọn, đảm bảo đợc tính thông qua cao - Làm việc êm dịu có nhiều đồng thời ăn khớp - Có khả truyền lực mômen lớn, khả chống mòn tốt - Gia công đợc máy cắt có suất cao + Nhợc điểm truyền: - Phát sinh lực chiều trục tâm ăn khớp phơng lực thay đổi theo chiều quay bánh - Nếu chiều xoắn chiều quay bánh trùng lực chiều trục hớng từ đáy lên đỉnh bánh nón nên gây tợng kẹt Còn chiều xoắn chiều quay bánh ngợc nhau, lực chiều trục ngợc lại đẩy bánh chủ động rời khỏi bánh bị động Truyền lực hypôit 41 Là loại truyền chuyển động mà bánh có theo đờng cong Đặc điểm quan trọng loại truyền động đờng tâm bánh chủ động bánh bị động đợc bố trí lệch khoảng lệch trục E Trục chủ động đợc bố trí dới tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật xe Hình 1.24 : Truyền lực hypôit + Ưu điểm truyền: - Số nhỏ bánh chủ động nhỏ ( 56 răng) - Làm việc êm dịu (hơn cặp bánh côn xoắn) - Hiệu suất truyÒn cao η = 0,94 0,96 - Khi chÕ tạo truyền động không đòi hỏi vật liệu thật tốt - Có thể dịch chuyển đợc trục bánh chủ động so với bánh bị động khoảng dịch trục: E = (0,125 ữ 0,2).d2 - Trục có kết cấu vững, độ bền lớn, làm việc êm dịu đờng kính bánh chủ động lớn - áp suất tổng hợp lên bề mặt giảm từ 25% 30% so với bánh côn xoắn kích thớc + Nhợc điểm truyền: - Có trợt tăng theo chiều dài chiều cao Do vậy, dùng truyền ta phải dùng dầu bôi trơn chuyên dùng 42 - Khi lắp ráp truyền đòi hỏi lắp phải xác, bánh chủ động phải có ®iĨm tùa thËt ch¾c ch¾n Trun lùc chÝnh trơc vít bánh vít Đợc sử dụng xe ô tô có yêu cầu tỷ số truyền lớn mà kích thớc truyền phải nhỏ Đặc điểm truyền động trục vít bánh vít trục vít đặt dới bánh vít Hình 1.25 : Truyền lực trục vít bánh vít + Ưu điểm truyền: - Làm việc êm có số ít, kích thớc nhỏ mà tỷ số truyền lớn - Có thể đặt vi sai cầu xe mà cầu xe có kết cấu đối xứng, dễ tháo lắp - Đối với xe có cầu chủ động truyền có khả truyền mômen quay lên cầu chủ động thông qua trục - Khi đặt trục vít xuống dới hạ thấp đợc trọng tâm xe - áp suất riêng chỗ tiếp xúc truyền nhỏ, nhỏ truyền côn xoắn, truyền hypôit trục vít có bán kính cong bé mà bán kính cong bánh vít lớn nhiều + Nhợc điểm truyền: - Hiệu suất thấp mát công suất có ma sát dọc 43 - Khi đặt trục vít dới bánh vít khoảng sáng gầm xe nhỏ, nhng làm tăng góc lệch trục đăng, đặt trục vít trêm tăng đợc khoảng sáng gầm xe nhng khó khăn việc bôi trơn truyền - Chế tạo cặp trục vít bánh vít phức tạp, bánh vít đòi hỏi phải chế tạo kim loại màu (thờng đồng) * Truyền lực kép : sử dụng hai cặp truyền ăn khớp Nó gồm hai cặp bánh : cặp bánh côn xoắn cặp bánh trụ So với truyền lực đơn, truyền lực kép sử dụng hai cặp truyền nên cho tỷ số truyền lớn mà có đợc khoảng sáng gầm xe lớn kích thớc hớng kính nhỏ Truyền lực kép đợc dùng nhiều cho xe hai cầu, xe ba cầu xe kéo có tải trọng lớn Hình 1.26 : Sơ đồ truyền lực kép Có hai cách bố trí cặp bánh cho truyền lực kép truyền lực kép trung tâm truyền lùc chÝnh bè trÝ t¸ch cơm + ë trun lùc kép trung tâm, hai cặp bánh côn xoắn cặp bánh trụ đợc bố trí cụm Khi bố trí theo phơng án hai cặp bánh ăn khớp đặt vỏ cầu vi sai đặt sau cặp bánh thứ hai Với phơng án trục bánh côn trục bánh trụ nằm mặt phẳng vuông góc với 44 Hình 1.27 : Trun lùc chÝnh kÐp kiĨu trung t©m + Trun lực bố trí tách cụm thờng cặp bánh côn xoắn với vi sai đặt trung tâm bánh trụ đặt sờn xe hình thành hộp giảm tốc bánh xe Hình 1.28 : Sơ đồ truyền lực bố trí tách cụm f) Cặp bánh trụ ăn khớp ; h) Cặp bánh trụ ăn khớp 5- Hộp giảm tốc bánh xe; 6- Truyền lực trung tâm ; 7- Truyền động cácđăng ; Hộp giảm tốc bánh xe (còn gọi truyền lực cạnh) thờng cặp bánh trụ ăn khớp trong, cặp bánh trụ ăn khớp ngoài, truyền hành tinh 45 Giảm tốc cạnh hay giảm tốc bánh xe với cặp bánh trụ ăn khớp tạo điều kiện cho ngời thiết kế sử dụng sơ đồ bố trí khác theo yêu cầu thiết kế Nh đặt bánh chủ động thấp bánh bị động để hạ thấp sàn xe từ hạ thấp trọng tâm xe, nâng cao tính ổn định xe Chän kiĨu trun lùc chÝnh hƯ thèng trun lùc cho xe : Víi tû sè trun cđa truyÒn lùc chÝnh i0 = 6,83 ta sÏ dïng truyÒn lực đơn với tỷ số truyền nh ta dùng cặp bánh côn ăn khớp đảm bảo tỷ số truyền mà kết cấu cầu xe lại đơn giản, gọn nhẹ Mặt khác, với i0 = 6,83 ta dùng đợc truyền lực loại kép Nhng kết cấu truyền phức tạp lên kích thớc cụm cầu tăng lên theo chiều dọc xe phải bố trí thêm cặp bánh ăn khớp Do làm cho khối lợng phần không đợc treo xe tăng lên làm ảnh hởng đến trình dao động ôtô chuyển động đờng không phẳng Dựa vào phân tích trên, xét mặt u điểm nhợc điểm loại truyền động, đồ án ta chọn truyền lực đơn với cặp truyền hypôít Trục bánh côn chủ động đặt lệch với trục bánh côn bị động xuống phía dới khoảng E 1.3.4.2 Vi sai : Vi sai cấu truyền lực, dùng để đảm bảo cho bánh xe chủ động quay với tốc độ góc khác tránh tợng trợt bánh xe xe hoạt động (khi xe quay vòng, mấp mô hai vệt bánh xe khác nhau; bán kính lăn bánh xe khác nhau, lực cản khác ) Mặt khác, cấu vi sai dùng để phân chia mômen xoắn cho bánh xe cầu xe chủ động, cho cầu xe chủ động xe theo tỷ lệ định Phân loại vi sai : Hiện vi sai kiểu bánh côn đối xứng đơn giản đợc sử dụng phổ biến xe ôtô Tuy nhiên, tuỳ theo yêu cầu hoàn cảnh sử dụng, 46 sản xuất có nhiều loại vi sai khác Dới số kiểu vi sai đà đợc sản xuất sử dụng xe ôtô a) Vi sai đối xứng : Là loại vi sai có ma sát bé xe du lịch thờng dùng vi sai đối xứng với hai bánh hành tinh hộp vi sai liền không tháo rời để đảm bảo độ cứng vững lớn Còn xe tải thờng dùng vi sai có bốn bánh hành tinh hộp vi sai phải tháo rời đợc Do vậy, độ cứng kết cấu giảm điều kiện làm việc cặp bánh truyền lực trung tâm giảm Hình 1.29 : Vi sai bánh côn đối xứng đơn giản a) Các chi tiết; b) Lắp ráp vi sai; c) Sơ đồ nguyền lý 1,5- Vỏ vi sai; 2,7- Đệm tỳ lng; 3- Bánh bán trụ; 4- Bánh hành tinh ; 6- Bulông ; 8- Trục chữ thập ; 9- Bánh vành chậu ; 10- Bán trục Mặt tháo rời thờng qua trục bánh hành tinh, nửa hộp đợc lắp đồng tâm nhờ gờ Xiết nửa hộp bu lông đinh tán Các bánh bán trục đợc chế tạo riêng lắp với bán trục then hoa có bán trục bánh bán trục đợc chế tạo liền Vỏ hộp vi sai đợc chế tạo gang rèn, gang hợp kim thép 45 Mặt bích vỏ vi sai dùng để gắn bánh bị động truyền lực Hai nửa vỏ hộp gắn chặt với bánh bị động bulông hay đinh tán 47 Bôi trơn cặp bánh hành tinh qua rÃnh vát trục hay trục chữ thập khoan lỗ bánh Giữa mặt tựa bánh hành tinh, bán trục vỏ vi sai thờng đặt đệm đồng để giảm ma sát để dễ đặt bánh vi sai H·m vi sai cã thĨ b»ng ly hỵp cã vấu, ly hợp hay ly hợp có chốt Dẫn ®éng h·m vi sai cã thĨ b»ng c¬ khÝ, b»ng điện-khí hay thuỷ lực b) Vi sai tăng ma sát : Hình 1.30 : Vi sai tăng ma sát 1- Đĩa ma sát ; 2- ống ; 3- Bán trục ; 4- Lò xo ép ; 5- Chạc chữ thập ; 6- Bánh hành tinh ; 7- Cốc trung gian ; 8- Đĩa ma sát ; 9- Vỏ vi sai Đợc thiết kế thêm vào kết cấu ly hợp ma sát đặt hai bán trục hộp vi sai Trong kết cấu đĩa đồng đợc xếp then hoa ống èng nèi liỊn víi vá hép vi sai, c¸c đĩa thép đợc đặt then hoa bán trục Lò xo ép đĩa lại với nhau, ôtô chuyển động thẳng hai bánh xe chịu sức cản nh nhau, hộp vi sai quay thành khối liền ma sát ly hợp không cã c) Vi sai cam : 48 ... 31 Hình 1. 14 : Bố trí truyền động cácđăng ? ?tô cầu chủ động a) ? ?tô b) ? ?tô tải thờng 1- Hộp số ; 2,4,7,9 ,11 - Trục cácđăng ; 3 ,10 - Cầu sau chủ động ; 5- ổ đỡ trung gian 1. 3.3 .1 Phân loại truyền động... hệ thống truyền lực Hệ thống truyền lực đợc phân loại theo đặc điểm biến đổi mômen xoắn theo đặc tính thay đổi tỷ số truyền 1. 1 .1 Phân loại theo đặc điểm biến đổi mômen xoắn hệ thống truyền lực. .. cơm hƯ thèng trun lùc Qua đặc điểm, cách bố trí hệ thống truyền lực cho xe ? ?tô để phù hợp với đề tài Tốt nghiệp Thiết kế hệ thống truyền lực cho ? ?tô vận tải (4x2) có tải trọng tÊn” ta chän hƯ thèng