Tài liệu tham khảo Thết kế hộp số
tính toán chọn các thông số của hộp số. 3.1 Xác định các thông số cơ bản của hộp số. Xác định tỉ số truyền của hộp số. 1) Khoảng động học và lực học của ôtô: - Khoảng động học của ôtô: d K = min max t t V V [3.1] Với V t max : tốc độ tính toán lớn nhất của ôtô (Km/h) V t min : tốc độ tính toán nhỏ nhất của ôtô (Km/h) - Khoảng lực học của ôtô: d l = G G . . o [3.2] Với : + : hiệu suất của ôtô có kể đến sự tổn thất trong thiết bị động lực, chọn = 0,82 ; + o : hệ số cản quy dẫn. Chọn o = 0,051 ; + o . = 0,051.0,82 = 0,04182. Lấy o . = 0,048 ; + G : trọng lợng toàn bộ của ôtô (KG): G = 7400 ; + G : trọng lợng bám của ôtô (KG): G = 5590 (cầu sau là cầu chủ động) ; + : hệ số bám, chọn = 0,72. Thay vào công thức [3.2] ta có: 85 d l = 7400 5590 . 048,0 72,0 = 15 d l = d K = mint maxt V V = 11,33 V tmin = 33,11 maxt V = 33,11 80 = 7,06 [Km/h] 2) Xác định tỷ số truyền lớn nhất và nhỏ nhất của hệ thống truyền lực. Theo bảng số liệu ban đầu, tỷ số của truyền lực chính i 0 = 6,83. 3) Xác định tỷ số truyền của các tay số trong hộp số: Theo bảng số liệu ban đầu, ta có tỷ số truyền ở các tay số là : + Tay số I : i h1 = 6,55 + Tay số I : i h2 = 3,09 + Tay số I : i h3 = 1,71 + Tay số I : i h4 = 1 4) Xác định khoảng cách giữa các trục trong hộp số. A = K. 3 max Me [mm] Với + A : khoảng cách giữa các trục [mm] + Me max : mômen xoắn lớn nhất của động cơ, Me max = 290 [N.m] + K : hệ số kinh nghiệm. Chọn K = 15 A = 15. 3 290 = 94 [mm] 3.2) Xác định các thông số cơ bản của bánh răng: 1) Môđyn pháp tuyến của bánh răng: 86 Chọn m n cho các cặp bánh răng nghiêng: m n = 3 [mm]. Chọn m n cho các cặp bánh răng thẳng: m n = 2 [mm]. 2) Xác định số răng của các bánh răng trong hộp số: Số răng Z 4 của bánh răng chủ động cặp bánh răng luôn ăn khớp đợc chọn theo điều kiện không bị cắt chân răng. chọn Z 4 =15 răng. - Tỷ số truyên của cặp bánh răng luôn ăn khớp: i 4 = 4 4 . cos.2 Zm A n - 1 i 4 : tỷ số truyền của cặp bánh răng luôn ăn khớp : Chọn góc nghiêng của tất cả các bánh răng là: = 20 o i 4 = 15.2 )20cos(.94.2 - 1 = 2,92 Số răng Z 4 của bánh răng bị động, cặp bánh răng luôn ăn khớp đợc xác định: Z 4 = Z 4 .i 4 = 15.2,92 43 - Ta tính chính xác lại tỷ số truyền i và khoảng cách giữa các trục trong hộp số: A = 4 44 cos.2 )'.( ZZm n + = 4 44 cos.2 )1(. iZm n + A = )20cos(.2 )92,21(15.3 + 94 [mm]. - Tỷ số truyền của các cặp bánh răng đợc gài ở số truyền : i 1 = 4 1 i i h = 92,2 55,6 = 2,26 i 2 = 4 2 i i h = 92,2 09,3 = 1,06 87 i 3 = 4 3 i i h = 92,2 71,1 = 0,59 i 4 = 4 4 i i h = 92,2 1 = 0,34 Ta xác định các số răng của các bánh răng trên trục trung gian với giả thiết các bánh răng đều có môđyn và góc nghiêng của răng nh đã chọn Khi đó: Z 1 = )1.( )cos(.2 1 1 im A n + = )26,21.(3 20cos94.2 + = 26 Z 2 = )1.( )cos(.2 2 2 im A n + = )06,11.(3 20cos.94.2 + = 33 Z 3 = )1.( )cos(.2 3 3 im A n + = )59,01.(3 20cos.94.2 + = 38 Z 4 = )1.( )cos(.2 4 4 im A n + = )34,01.(2 20cos.94.2 + = 53 Với Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 : số răng của các bánh răng chủ động tơng ứng với số truyền 1, 2, 3, 4 đặt trên trục trung gian. Để đảm bảo triệt tiêu đợc lực chiều trục trên trục trung gian ta xác định góc nghiêng răng của các cặp bánh răng tơng ứng với số truyền 1, 2, 3, 4 . tg 1 = ' 4 1 Z Z tg = 53 26 tg20 = 0,519 1 27 0 4382 tg 2 = ' 4 2 Z Z tg = 53 33 tg20 = 0,473 2 25 0 3172 tg 3 = ' 4 3 Z Z tg = 53 38 tg20 = 0,459 3 24 0 6551 tg 4 = ' 4 4 Z Z tg = 53 26 tg20 = 0,519 4 27 0 4382 88 - Ta tính lại chính xác các số răng của các bánh răng trên trục trung gian : Z 1 = )1.( )cos(.2 1 1 im A n + = )26,21.(3 )4382,27cos(.94.2 + = 27 Z 2 = )1.( )cos(.2 2 2 im A n + = )06,11.(3 )3172,25cos(.94.2 + = 33 Z 3 = )1.( )cos(.2 3 3 im A n + = )59,01.(3 )6551,24.(cos.94.2 + = 40 Z 4 = )1.( )cos(.2 4 4 im A n + = )34,01.(2 )4382,27cos(.94.2 + = 54 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 đặt trên trục thứ cấp của hộp số). Z 1 = i 1 .Z 1 = 27.1,82 = 47 Z 2 = i 2 .Z 2 = 33.1,06 = 35 Z 3 = i 3 .Z 3 = 40.0,59 = 24 Z 4 = i 4 .Z 4 = 54.0,34 = 16 Ta tính chính xác lại tỷ số truyền i 1 , i 2 , i 3 , i 4 . i 1 = 1 1 Z 'Z = 61 27 = 0,44 i 2 = 2 2 Z 'Z = 35 33 = 0,94 i 3 = 3 3 Z 'Z = 24 40 = 1,67 i 4 = 4 4 Z 'Z = 18 54 = 3,00 89 - Xác định lại tỷ số truyền trong hộp số i h1 , i h2 , i h3 , i h4 i h1 = ' 14 14 . '. ZZ ZZ = 5,22 i h2 = ' 24 24 . '. ZZ ZZ = 3,18 i h3 = ' 34 34 . '. ZZ ZZ = 1,80 i h4 = 4 ' 4 44 . '. ZZ ZZ = 1 4) Xác định kích thớc hình học của bánh răng: Chọn môđun của cặp bánh răng thờng tiếp là: m n = 2 * Cặp bánh răng thờng tiếp : Là bánh răng trụ răng nghiêng. Số răng: Góc nghiêng răng: Hệ số dịch chỉnh: Hệ số chiều cao đỉnh răng: Hệ số chiều cao chân răng: Góc prôfin gốc: Z 4 = 18 Z 4 = 54 4 = 27 0 4382 x= 0 h * = 1 h f * = 1,25 = 20 0 Góc prôfin răng t = arctg 0 0 0 4 3,22 4382,27cos 20 cos = = tg acrtg tg Góc ăn khớp tw = arccos 0 3,22 94 3,22cos.94 arccos cos. = = A A t +Với bánh răng chủ động: 90 Đờng kính vòng chia : d 1 = 56 4382,27cos 2.18 cos . 4 4 == mZ [mm] Đờng kính đỉnh răng : d a1 = d 1 + 2.m = 56 + 2.2 = 60 [mm] Đờng kính đáy răng : d f1 = d 1 - 2,5.m = 56 - 2,5.2 = 51 [mm] Chiều rộng vành răng : b 1 = ba .A = 0,19.94 = 18 [mm] Hệ số ba phụ thuộc vào độ cứng mặt răng làm việc, loại bánh răng, số truyền và tải trọng. Theo bảng 6.6 tài liệu [3], ta chọn ba = 0,19 + Với bánh răng bị động: Đờng kính vòng chia : d 2 = 132 4382,27cos 2.54 cos . 4 ' 4 == mZ [mm] Đờng kính đỉnh răng : d a2 = d 2 + 2m = 132 + 2.2 = 136 [mm] Đờng kính đáy răng :d f2 = d 2 - 2,5m = 132 - 2,5.2 = 127 [mm] Chiều rộng vành răng : b 2 = ba .A = 0,19.94 = 18 [mm] Chọn ba = 0,19 * Cặp bánh răng số 2: Chọn môđun của cặp bánh răng số 2 là : m n = 3 Là bánh răng trụ răng nghiêng. Số răng: Góc nghiêng răng: Hệ số dịch chỉnh: Hệ số chiều cao đỉnh răng: Hệ số chiều cao chân răng: Z 2 = 35 Z 2 = 33 2 = 25,3172 0 x= 0 h * = 1 h f * = 1,25 91 Góc prôfin gốc: = 20 0 Góc prôfin răng t = arctg 0 2 89,21 3172,25cos 20 cos = = tg acrtg tg Góc ăn khớp tw = arccos 0 89,21 94 89,21cos.94 arccos cos. = = A A t +Với bánh răng chủ động: Đờng kính vòng chia: d 1 = 82 3172,25cos 3.35 cos . 2 2 == mZ [mm] Đờng kính đỉnh răng : d a1 = d 1 + 2m = 82 + 2.3 = 88 [ mm] Đờng kính đáy răng : d f1 = d 1 - 2,5m = 82 - 2,5.3 = 74,5 [mm] Chiều rộng vành răng : b 1 = ba . = 0,18 . 94 = 17 [ mm] Chọn ba = 0,18 + Với bánh răng bị động: Đờng kính vòng chia :d 2 = 90 3172,25cos 3.33 cos . 2 2 ' == mZ [ mm] Đờng kính đỉnh răng : d a2 = d 2 + 2m = 90 + 2.3 = 96 [ mm] Đờng kính đáy răng : d f2 = d 2 - 2,5m = 90 - 2,5.3 = 82,5 [mm] Chiều rộng vành răng : b 2 = ba .A = 0,18.94 = 17 [mm] Chọn ba = 0,18 * Cặp bánh răng số 3: Chọn môđun của cặp bánh răng số 3 là : 3 Là bánh răng trụ răng nghiêng. 92 Số răng: Góc nghiêng răng: Hệ số dịch chỉnh: Hệ số chiều cao đỉnh răng: Hệ số chiều cao chân răng: Góc prôfin gốc: Z 3 = 24 ; Z 3 = 40 3 = 24 0 6551 x = 0 h * = 1 h f * = 1,25 = 20 0 Góc prôfin răng t = arctg 0 82,21 6551,24cos 20 cos = = tg acrtg tg Góc ăn khớp tw = arccos 0 82,21 94 82,21cos.94 arccos cos. = = A A t + Với bánh răng chủ động: Đờng kính vòng chia : d 1 = 110 6551,24cos 3.24 cos . 3 3 == mZ [ mm] Đờng kính đỉnh răng : d a1 = d 1 + 2m = 110 + 2.3 = 116 [mm] Đờng kính đáy răng: d f1 = d 1 - 2,5m = 110 - 2,5.3 = 102,5 [mm] Chiều rộng vành răng: b 1 = ba .A= 0,22.94 = 20 [mm] Chọn ba = 0,22 + Với bánh răng bị động: Đờng kính vòng chia : d 2 = 78 6551,24cos 3.40 cos . 3 3 ' == mZ [ mm] Đờng kính đỉnh răng : d a2 = d 2 + 2m = 78 + 2.3 = 84 [mm] Đờng kính đáy răng : d f2 = d 2 - 2,5m = 78 - 2,5.3 = 70,5 [mm] 93 Chiều rộng vành răng : b 2 = ba .A= 0,1.94 = 18 [mm] Chọn ba = 0,19 * Cặp bánh răng số 1: Chọn môđun của cặp bánh răng số 1 là : 3 Số răng : Hệ số dịch chỉnh : Hệ số chiều cao đỉnh răng: Hệ số chiều cao chân răng: Góc prôfin gốc: Góc nghiêng răng: Z 1 =47 Z 1 = 27 x= 0 h * = 1 h f * = 1,25 = 20 0 1 = 27 0 4382 + Với bánh răng chủ động: Đờng kính vòng chia : d 1 = Z 1 .m = 47.3 = 138 [mm] Đờng kính đỉnh răng : d a1 = d 1 + 2m = 138 + 2.3 = 144 [ mm] Đờng kính đáy răng : d f1 = d 1 - 2,5m = 138 - 2,5.3 = 130,5 [mm] Góc prôfin răng t = arctg 0 1 31,22 4382,27cos 20 cos = = tg acrtg tg Góc ăn khớp tw = arccos 0 31,22 94 31,22cos.94 arccos cos. = = A A t Chiều rộng vành răng b 1 = ba .A = 0,21.94 = 20 [mm] Chọn ba = 0,21 + Với bánh răng bị động: Đờng kính vòng chia : d 2 = 50 4382,27cos 3.27 cos . 1 1 ' == mZ [mm] 94