thuyết minh đồ án môn học oto

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Mục lục Mục lục NHẬN XÉT Mở đầu Tổng quan hộp số ôtô .4 2.3.Vật liệu chế tạo bánh .13 2.4.Số cặp bánh hộp số 14 2.5.Đường kính trục hộp số 14 2.6.Vật liệu chế tạo trục 14 2.7.Các ổ bi đỡ trục 15 2.8.Nguyên lý hoạt động hộp số 16 2.8.1.Sơ đồ nguyên lý: .16 2.8.2.Nguyên lý hoạt động hộp số: 16 Chương III 17 Phân tích ưu nhược điểm hộp số so sánh với số xe tương đương 17 3.1 Hộp số xe HYUNDAI H-100 sử dụng tay số truyền thẳng 17 3.1.1.Ưu điểm hộp số 17 3.1.2.Nhược điểm hộp số 17 3.2.Hộp số xe Izuzu NLR55E sử dụng tay số truyền thẳng 18 3.2.1.Ưu điểm hộp số 18 3.2.2.Nhược điểm hộp số 18 Chương IV 18 Tính toán kiểm nghiệm bền chi tiết hộp số xe HYUNDAI H-100 xác định tải trọng lớn mà xe làm việc 18 4.1.Tính toán kiểm nghiệm bền bánh hộp số 18 4.1.1.Kiểm nghiệm bánh bị động số I độ bền uốn .19 4.1.2.Kiểm nghiệm bánh bị động số I độ bền tiếp xúc 20 4.1.3.Kiểm nghiệm tải 21 age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô 4.2.Tính toán kiểm nghiệm trục hộp số 21 4.2.1.Tính toán kiểm nghiệm trục hộp số 21 4.2.2.Tính toán kiểm nghiệm trục theo độ bền uốn 24 4.2.3.Tính toán kiểm nghiệm trục theo ứng suất xoắn 25 4.3.Xác định tải trọng lớn mà xe làm việc 27 Chương V 28 Chẩn đoán hư hỏng hộp số xe HYUNDAI H-100 28 5.1.Kiểm tra hộp số 28 5.2.Một số dạng hư hỏng thường gặp hộp số .28 Kết luận 29 Tài liệu tham khảo .29 NHẬN XÉT age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Mở đầu Ngành ô tô giữ vị trí quan trọng hoạt động vào phát triển xã hội Ô tô sử dụng phổ biến để phục vụ lĩnh vực khác nên kinh tế quốc dân Nhiều tiến khoa học kỹ thuật công nghệ áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo ô tô Các tiến khoa học áp dụng nhằm mục đích làm giảm cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn cho xe, người, hàng hóa tăng chất lượng kéo – vận tốc tăng tính kinh tế nhiên liệu cho xe Nền kinh tế đà phát triển, có nhiều loại xe đại sản xuất lắp ráp Việt Nam, với thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện khí hậu, địa hình Việt Nam Trong trình học tập em giao đề tài đồ án: “ Đồ án tính toán kiểm nghiệm bền hộp số xe tải HYUNDAI H-100 xác định tải trọng lớn mà xe hoạt động ” Với điều kiện thời gian có hạn, nội dung đồ age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô án bước tìm hiểu thông số kỹ thuật kết cấu hộp số sở để xem xét thực tế khai thác sử dụng hộp số Trong thời gian làm đồ án em hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo khoa đặc biệt thầy Nguyễn Kim Bình Trong trình thực đồ án chắn nhiều thiếu sót, em mong nhận đóng góp bảo thầy giáo để em hoàn thiện tốt đồ án môn học lần Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy Nguyễn Kim Bình tận tình giúp đỡ em hoàn thành xong đồ án này! Chương I Tổng quan hộp số ôtô 1.1 Công dụng hộp số - Thay đổi mômen động phù hợp với cản mặt đường - Có thể thay đổi hướng chuyển động ôtô (số tiến số lùi) - Có thể đảm bảo cho ô tô dừng đỗ lâu dài(số (số mo)) động làm việc 1.2 Yêu cầu hộp số ô tô - Có đủ dải số truyền đảm bảo tỷ số truyền phù hợp với cản mặt đường - Sang số êm dịu điều khiển dễ dàng - Kết cấu đơn giản, dễ dàng sửa chữa bảo dưỡng 1.3 Phân loại hộp số ô tô age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô 1.1 Dựa vào tính chất truyền mô men 1.1.1 Kiểu hộp số vô cấp - Có mô men truyền qua hộp số biến đổi liên tục tỷ số truyền động học thay đổi liên tục Hộp số vô cấp oto chủ yếu truyền động thủy lực - Ưu điểm + Kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền động cao, kích thước nhỏ gọn + Động không bị chuyển trạng thái đột ngột giúp tối ưu hóa trình chuyển động gián tiếp giảm mức ăn xăng - Nhược điểm + Có tỷ số truyền giới han, có tay số giới hạn vào số phải thay đổi chế độ làm việc động + Chế tạo phức tạp dẫn tới giá thành cao 1.1.2 Hộp số có cấp - Kiểu hộp số có cấp gồm số cấp hữu hạn(thường từ 3-20 cấp) ứng với cấp giá trị mô men tốc độ truyền qua hộp số không đổi - Ưu điểm + Kết cấu đơn giản hiệu suất truyền động cao + Kích thước nhỏ gọn - Nhược điểm + Có tỷ số truyền giới hạn + Có tay số giới hạn vào số phải thay đổi chế độ làm việc động 1.3.2 Dựa số trục chứa cặp bánh truyền số 1.1 Hộp số trục - Với trục sơ cấp gắn với bánh chủ động số truyền trục thứ cấp chứa bánh bị động - Ưu điểm + Cho phép tạo nên hệ truyền lực nhỏ gọn hiệu suất truyền lực cao (các số truyền hộp số trục qua cặp bánh ăn khớp) + Kết cấu nhỏ gọn chắn, cho phép làm liền cầu chủ động để giảm truyền lực trung gian - Nhược điểm + Kích thước theo chiều ngang lớn hộp số trục có tỷ số truyền dẫn tới khối lượng lớn xe có tỷ số truyền lớn + Không có số truyền thẳng 2.3.3.1 Hộp số trục age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô - Gồm có trục sơ cấp gắn với bánh chủ động số truyền, trục trung gian chứa bánh trung gian trục thứ cấp chứa bánh bị động Điều đặc biệt đáng ý hộp sô trục oto trục sơ cấp trục thứ cấp bố trí đồng tâm - Ưu điểm + Cho phép tạo số truyền thẳng + Cho phép nâng cao hiệu suất truyền hộp số giảm tiêu hao nhiên liệu tăng tuổi thọ chung hộp số - Nhược điểm + Trục thứ cấp phải bố trí gối lên trục sơ cấp thông qua ổ bi đặt phần rỗng đầu trục sơ cấp, điều làm ciho ổ bi dễ bị tải 2.3.3 Dựa theo số cấp hộp số 1.3.3.1 Hộp số thường - Có cấp số nhỏ - Trong hộp số thường loại có số truyền tăng thiết kế cho xe chạy đường có chất lượng tốt tải trọng nhỏ so với thiết kế - Ưu điểm + Kết cấu đơn giản nhỏ gọn hộp số nhiều cấp + Sử dụng công suất động tốt hơn, cho phép tăng tốc độ cực đại oto mà không cần tăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế nhiên liệu - Nhược điểm + Số lần gài số phải tăng làm phức tạp điều khiển kéo dài phần thời gian lấy đà 1.3.3.2 Hộp số nhiều cấp - Có số cấp từ 8-20 - Ưu điểm + Tính động lực tính kinh tế nhiên liệu cao + Công suất sử dụng để lấy đà tăng tốc nhanh - Nhược điểm + Số lần gài số tăng dần tới cấu điều khiển phuc tạp kéo dài phần thời gian lấy đà + Hộp số cồng kềnh phức tạp Chương II Cấu tạo hoạt động hộp số xe HYUNDAI H-100 2.1 Cấu tạo hộp số xe HYUNDAI H-100 - Hộp số xe HYUNDAI H-100 hộp số khí có số tiến số lùi age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô - Cấu tạo chung hộp số gồm: Vỏ lắp hộp số, ổ bi, cấu gài số, hệ thống bánh răng, trục hộp số đồng tốc - Nắp vỏ hộp số có nhiệm vụ che kín cấu bên hộp số (bánh răng, trục …) nơi để lắp phận khác như: Cơ cấu gài số (cần gài số, trượt …) - Hệ thống bánh hộp số chia thành nhóm tiêu chuẩn + Bánh trục vào (trục sơ cấp hộp số): Có nhiệm vụ ăn khớp với bánh trục trung gian + Bánh trục trung gian: Gồm bánh với số khác nhằm tạo tỷ số truyền khác ăn khớp với bánh trục thứ cấp trục số lùi + Bánh trục số lùi: Ăn khớp với bánh trục trung gian lẫn trục thứ cấp, nhằm đảo vòng quay trục thứ cấp gài số lùi + Bánh trục thứ cấp: Truyền chuyển động quay từ trục trung gian đến trục thứ cấp truyền Khi không gài số bánh trục thứ cấp quay tự trục - Các trục hộp số + Trục sơ cấp: Một đầu gối ổ bi lòng bánh đà, đầu gối ổ bi vỏ hộp số Trên trục có bánh chế tạo liền với trục, bánh thương xuyên ăn khớp với bánh trục trung gian + Trục trung gian: Được lắp vỏ hộp số Quay chiều trục sơ cấp Trên trục trung gian có bánh chế tạo liền với trục + Trục thứ cấp: Một ổ bi gối ổ bi gắn đầu trục sơ cấp, đầu gối ổ lăn gắn vỏ hộp số Trên trục so rãnh then hoa giúp cho bánh đồng tốc gắn trục trượt dọc dễ dàng nhằm ăn khớp với bánh trục trung gian truyền mô men + Trục số lùi: Đỡ bánh số lùi ắn khớp với trục trung gian trục thứ cấp Trục số lùi cho phép gài đồng thời ăn khớp với bánh số lùi trục trung gian thứ cấp Trục số lùi lắp cố định vỏ, bánh lắp lồng không di trượt trục nhờ ổ bi - Bộ đồng tốc + Là cấu có nhiệm vụ làm đồng tốc độ bánh quay với tốc độ khác để ăn khớp êm dịu ( Nếu bánh quay mà chưa đồng tốc độ chưa cho vào số ) + Trong hộp số, bánh trục thứ cấp luôn ăn khớp với bánh trục trung gian quay trơn trục ( ngoại trừ số lùi ) Thay vào bánh quay tự bị khóa vào trục đỡ Bộ age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô đồng tốc có nhiệm vụ khóa cách nhẹ nhàng bánh với trục thứ cấp để truyền mô men xoắn từ động tới cầu chủ động + Cấu tạo đồng tốc Hình 2.1  Trục rỗng ( May đồng tốc ) lắp trục thứ cấp then hoa Tương tự, ống trượt lắp vào trục rỗng then hoa dọc theo mặt trục trượt theo phương dọc  Trục rỗng có rãnh song song với trục, rãnh có khóa đồng tốc Các khóa đồng tốc ép chặt vào ống trượt nhờ lò xo hãm( số loại đồng tốc, thay dùng lò xo hãm, người ta sử dụng bi lò xo xoắn) Ở khóa có phần lồi lên, ăn khớp với rãnh ống trượt hộp số vị trí trung gian + Nguyên lý hoạt động đồng tốc age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Hình 2.2  Ống trượt đồng tốc (1) đồng tốc trượt tới, lui trục rỗng (3), trục rỗng (3) phận gắn với trục thứ cấp ránh then hoa.Vòng đồng tốc (7) trượt ép lên phần dạnh hình côn (6) bánh số (5)  Khi gài số, ống trượt (1) đẩy phía bánh (5) Khi di chuyển, khóa đồng tốc (8) ăn khớp với ống trượt nhờ vấu lồi nên trượt thẳng tới ép vòng đồng tốc vào bánh số Đồng thời khóa đồng tốc (8) ăn khớp với rãnh vòng đồng tốc (7), làm cho vòng đồng tốc quay tốc độ với ống trượt (1) trục rỗng (3), quay tốc độ với trục thứ cấp Khi ống trượt (1) tiếp tục di chuyển phía bánh số (5) Ở mặt vòng đồng tốc có ly hợp dạng côn làm đồng ép vào phần dạng hình côn bánh Nhờ lực ma sát bề mặt côn làm cho bánh thay đổi tốc độ đến tốc độ đồng tốc Và tốc độ bánh với tốc độ đồng tốc, ống trượt đồng tốc (1) tiếp tục di chuyển phía bánh ăn khớp với mặt bên bánh rãnh vòng đồng tốc Khi đó, ta thực hiên xong việc đồng tốc, hay nói cách khác khóa bánh với đồng tốc - Bánh ăng số lùi + Về cách bố trí, ăn khớp nguyên lý hoạt động tương tự bánh số tiến: Luôn ăn khớp với nhau, bánh trục thứ cấp quay trơn trục thứ cấp, gài số sử dụng đồng tốc để khóa bánh cách êm dịu 21.2.Các thông số bánh 2.12 Thông số cặp bánh trụ nghiêng luôn ăn khớp age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên STT Tên gọi Tỷ số truyền Góc nghiêng Mô đun Chiều cao Khoảng cách trục Đường kính vòng chia Ký hiệu i β mn h A da Đồ án ôtô 2.13 14o 3.5(mm) 7.88(mm) 91(mm) 58.24(mm) Đường kính vòng đỉnh Dda Dda' 121.76(mm) 65.27(mm) 128.76(mm) Đường kính vòng chân Dca Dca' 49.49(mm) 113.01(mm) 10 Chiều rộng vành Góc profin B α 28(mm) d a' 20o Bảng 2.2.1 2.2.2 Thông số cặp bánh trụ số I STT Tên gọi Tỷ số truyền Góc nghiêng Mô đun Chiều cao Khoảng cách trục Ký hiệu i β mn h A 5.63 0o 3.5(mm) 7.88(mm) 91(mm) age 10 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô 2.8 Nguyên lý hoạt động hộp số 2.8.1 Sơ đồ nguyên lý: Z5 c Z4 Z3 b Z2 a L Z1 Zl I II Z'5 Z4 Z'3 Z'2 Z'1 III Z'l Sơ đồ 2.8.1 2.8.1.1 Giải thích ký hiệu: - I: trục sơ cấp hộp số - II: Trục thứ cấp hộp số - III: Trục trung gian hộp số - a, b, c: Là cần sang số - Z1, Z2 , Z3 , Z4 , Z5 , ZL: Là bánh hộp số - Z1’, Z2’ , Z3’ , Z4’ , Z5’: Là bánh trục trung gian 2.8.2 Nguyên lý hoạt động hộp số: - Ở trạng thái chưa làm việc, trục I dẫn động từ động làm cho bánh Z1, Z2 , Z3 , Z4 , Z5 ăn khớp với bánh Z 1’, Z2’ , Z3’ , Z4’ , age 16 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Z5’ quay trơn mô men từ động không truyền tới cầu chủ động Cặp bánh Z5, Z5’ luôn ăn khớp quay đồng tốc - Đi số I: Ta cần sang số (a) sang bên trái Mô men truyền từ động => trục (I) => Z5 => Z5’ => trục (III) => Z1’ => Z1 => trục (II) - Đi số II: Ta đẩy cần sang số (b) sang bên phải Mô men truyền từ động cơ => trục (I) => Z5 => Z5’ => trục (III) => Z2’ => Z2 => trục (II) - Đi số III: Ta đẩy cần sang số (b) sang bên trái Mô men truyền từ động cơ => trục (I) => Z5 => Z5’ => trục (III) => Z3’ => Z3 => trục (II) - Đi số IV: Ta đẩy cần sang số (c) sang bên phải Mô men truyền từ động cơ => trục (I) => Z5 => Z5’ => trục (III) => Z4’ => Z4 => trục (II) - Đi số V: Ta đẩy cần sang số (b) sang bên trái Mô men truyền từ động cơ => trục (I) => Z5 => Z5’ => trục (II) Chương III Phân tích ưu nhược điểm hộp số so sánh với số xe tương đương 3.1 Hộp số xe HYUNDAI H-100 sử dụng tay số truyền thẳng 3.1.1 Ưu điểm hộp số - Hộp số xe HYUNDAI H-100 sử dụng tay số truyền tăng nên: + Sử dụng công suất động tốt + Cho phép tăng tốc độ cực đại ôtô mà không cần tăng công suất động + Tăng tính kinh tế ôtô + Giảm số vòng quay trục khuỷu động tránh việc tăng công suất động tốc độ cực đại ôtô, chi tiết động bị hao mòn 3.1.2 Nhược điểm hộp số - Trục thứ cấp phải bố trí gối lên trục sơ cấp thông qua ổ bi đặt bên phần rỗng trục sơ cấp, bị khống chế điều kiện kết cấu nên ổ bi age 17 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô không chọn theo tiêu chuẩn tính toán ổ bi mà phải tính toán thiết kế riêng - Các số truyền trung gian, truyền mô men thực qua hai cặp bánh ăn khớp nên làm việc không êm, hiệu suất thấp 3.2 Hộp số xe Izuzu NLR55E sử dụng tay số truyền thẳng 3.2.1 Ưu điểm hộp số - Hộp số xe Izuzu NLR55E có khả tạo số truyền thẳng nên hiệu suất cao làm việc số truyền thẳng, bánh răng, ổ trục trục trung gian giảm tải hoàn toàn cho phép nâng cao hiệu suất truyền hộp số giảm tiêu hao nhiên liệu tăng tuoir thọ chung hộp số - Có thể tạo tỷ số truyền lớn - Có kích thược nhỏ gọn, nhờ giảm trọng lượng toàn ôtô 3.2.2 Nhược điểm hộp số - Vì hộp số trục có số cấp số xe HYUNDAI H-100 nên xe Izuzu NLR55E có nhược điểm giống xe HYUNDAI H-100 Chương IV Tính toán kiểm nghiệm bền chi tiết hộp số xe HYUNDAI H100 xác định tải trọng lớn mà xe làm việc 4.1.Tính toán kiểm nghiệm bền bánh hộp số - Bánh chi tiết hộp số, trình làm việc bánh làm việc điều kiện nặng nề, để đảm bảo bánh làm việc tốt trình tính toán kiểm nghiệm hộp số cần thiết phải kiểm nghiệm bền cho bánh - Qua phân tích phần kết cấu hộp số ta nhận thấy hộp số xe HYUNDAI H-100 gồm có bánh thường xuyên ăn khớp - Trong hộp số bánh chế tạo với mô đun (m n = 3.5) Trong bánh chủ động số I nhỏ theo điều kiện cắt chân Và để đảm bảo kết cấu nhỏ gọn người ta dùng bánh chủ động số I nhỏ age 18 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô - Như ta thấy cặp bánh số I phải làm việc điều kiện nặng nề (lực vòng lớn nhất) ta cần tính toán chúng 4.1.1 Kiểm nghiệm bánh bị động số I độ bền uốn 4.1.1.1 Bánh bị động số I bánh trụ thẳng nên ứng suất uốn tính theo công thức σ u = K d K ms K c K K gc p ≤ [σu ] b.π mn y.k β (4.1.1) • Trong đó: - Kd: Hệ số tải trọng động bên ngoài: Kd= 1,5 – - Kms: Hệ số tính đến ma sát + Đối với bánh chủ động Kms= 1,1 + Đối với bánh bị động Kms= 0,9 - Kc: Hệ số kể đến độ cứng trục phương pháp lắp bánh trục + Đối với bánh trục thứ cấp: Kc= 1,1 - Ktp: Hệ số tính đến tải trọng động phụ sai số bánh gia công gây nên: Ktp= 1,1-1,3 - Kgc: Hệ số tính đến ứng suất tập trung góc lượn gia công gây nên: Kgc= 1,0 - Kβ: Hệ số tính đến độ trùng khớp chiều trục với sức bền - m n: Mô đun bánh răng: m n= 3,5(mm) - b: chều rộng làm việc bánh răng: b= 21,9 (mm) - y: hệ số dạng răng: y= 3,46 - P: lực vòng tác dụng lên bánh tâm ăn khớp bánh tính - P= M M max ihI ηtl 225.5, 63.0,98 = = = 19,10( MN / m ) r r 0, 065 age 19 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô - Trong đó: + M: Mô men quay tác dụng lên bánh cần tính: M = M max ihI ηtl + r: Bán kính vòng tròn chia bánh răng: r = 0,065 (m) + Mmax: Mô men lớn động cơ: Mmax = 225 (N.m) + ihI: Tỷ số truyền bánh số I: ihI = 5.63 + ηtl : Hệu suất truyền lực: ηtl = 0.98 => σ u = 1,8.0,9.1,1.1, 2.1 Có σu 19,10 = 48,823( MN / m2 ) −3 0,022.3,14.3,5.10 3, 46.1 < [σu ] => Vậy bánh thỏa mãn điều kiện bền uốn 4.1.2 Kiểm nghiệm bánh bị động số I độ bền tiếp xúc 4.1.2.1 Ứng suất tiếp xúc bánh xác định theo công thức τ tx = 0, 0418 • NE.( ρ2 − ρ1 ) ≤ [ τ tx ] b0 ρ1 ρ2 (4.1.2) Trong đó: - N: Lực thẳng góc tiếp tác dụng lên mặt tiếp xúc ăn khớp N= P 19,10 = = 20,3(MN ) cos α cos 20o - P: Lực vòng tác dụng lên bánh - α : Góc ăn khớp - E: mô đun đàn hồi: E= 2,0.105 (MN/m2) - ρ1, ρ : bán kính cong bề mặt chủ động bị động điểm tiếp xúc - ρ1 = 0, 025(m); ρ = 0, 065(m) age 20 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô 20,3.2.105.(0,065 − 0,025) = 948,3( MN ) - τ tx = 0,0418 0,022.0,025.0,065 - Có τ tx < [ τ tx ] => Bánh thỏa mãn độ bền tiếp xúc 4.1.3 Kiểm nghiệm tải - Khi làm việc bánh bị tải nhiều nguyên nhân: nhả ly hợp M max =β đột ngột, ga đột ngột, xe sa xuống hố Với hệ số tải động Ktd = Mt (là hệ số dự trữ mômen ly hợp) Thường ta có β = Vì kiểm nghiệm tải dựa vào ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn lớn - Để tránh biến dạng dư hoăc mòn lớp bề mặt răng, ứng suất tiếp xúc cực đại: τ tx = τ tx K td ≤ [ τ tx ] max (4.1.3) = 948,3 = 1341  MN / m  - Đồng thời đề phòng biến dạng dư phá hỏng tĩnh mặt lượn chân ứng suất cực đại σ u max mặt lượn không vượt giá trị cho phép σ u max = σ u Ktd = 48,823.2 = 97, 65 ( MN / m ) 4.2 Tính toán kiểm nghiệm trục hộp số 4.2.1 Tính toán kiểm nghiệm trục hộp số - Sơ đồ lực vòng góc xoay trục + Trong mặt phẳng zOx + Trong mặt phẳng zOy - Tính toán kiểm nghiệmtrục hộp số nhằm mục đích xem trục có thỏa mãn với điều kiện làm việc hay không Tính toán trục làm sở cho phép việc khai thác sử dụng hộp số age 21 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô - Trục hộp số tính theo độ bên uốn, xoắn, ứng suất chèn dập hệ số an toàn độ cứng vững trục - Ta tiến hanh kiểm nghiệm bền trục hộp số bánh số I ăn khớp (hình vẽ) P1 Qa Rc Rd Pc Pa Ra R1 a b c 626.90 N.m 270.09 N.m 519.98 N.m 1373.94 N.m 479.25 N.m Hình 4.2.1 age 22 of 30 Pd Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Số a b c l(mm) 51 200 110 Bảng 4.2.2 - Giá trị lực tác dụng lên cặp bánh hộp số S T T Tên gọi Lực vòng Lực hướng kính Lực chiều trục P(N) R(N) Q(N) Cặp bánh luôn Pa=7872,04 ăn khớp Ra=2952,90 Qa=1962,72 Cặp bánh gài số I P1=19563,71 R1=7120,61 Q1=0 Cặp bánh gài số II P2=14217,43 R2=5506,82 Q2=3544,81 Cặp bánh gài số III P3=11204,48 R3=4339,82 Q3=2793,59 Cặp bánh gài số IV P4=9346,15 Q4=2330,26 Cặp bánh gài số lùi PL=59510,20 RL=21659,94 R4=3620,04 QL=0 Bảng 4.2.3 - Tính phản lực gối đỡ + Xét mô men điểm C theo phương y ∑M Cy = Ra a + Qa ra' + R1.(a + b) − Rd (a + b + c ) = (4.2.4) Ra a + Qa ra' + R1.(a + b) = 5699, 06( N ) => Rd = (a + b + c) + Xét mô men điểm C theo phương x ∑M Cx = Pa a + P1.(a + b) − Pd ( a + b + c ) = => Pd = (4.2.5) P1.(a + b) − Pa a = 12490,36( N ) ( a + b + c) age 23 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên ∑P x Đồ án ôtô = Pc + P1 − Pa − Pd = => Pc = Pa + Pd − P1 = 798, 69 ( N ) ∑R y = Rc + Rd − R1 − Ra = => Rc = Ra + R1 − Rd = 4374, 45 ( N ) - Phản lực gối C: Rc=4374,45 (N), Pc=798,69(N) - Phản lực gối D: Rd=5699,06 (N), Pd=12490,36(N) - Sau xác định phản lực ổ đỡ ta vẽ biểu đồ nội lực trục Qua biểu đồ nội lực ta nhận thấy trục có mặt cắt nguy hiểm mặt cắt điểm lắp bánh luôn ăn khớp mặt cắt điểm bánh liền trục 4.2.2 Tính toán kiểm nghiệm trục theo độ bền uốn - Tại tiết diện nguy hiểm, ứng suất uốn xác định công thức sau σu = Mu ≤ [ σu ] Wu (4.2.2) - Trong đó: + Wu: Mô men chống uốn Vì trục đặc nên ta có Wu= 0,1.d3 + Mu: Mô men uốn tổng hợp tiết diện nguy hiểm trục - Mặt cắt điểm lắp bánh luôn ăn khớp M uy = Rc a + Qa ra' = 270, 09 ( N m ) M ux = Pc a + Pa ra' = 519,98 ( N m ) M u = 270, 092 + 519,982 = 585.94 => σ u = 585,94 = 136, 66( MN / m ) −6 4, 29.10 age 24 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô - Mặt cắt điểm có bánh liền trục M uy = Rd c = 626,90 ( N m ) M ux = Pd c = 1373,94 ( N m ) M u = 1373,942 + 626, 902 = 1510, 21( N m ) => σ u = 1510, 21 = 235,97( MN / m ) −6 6, 4.10 4.2.3 Tính toán kiểm nghiệm trục theo ứng suất xoắn - Theo công thức τx = Mx < [τx ] Wx (4.2.3) - Trong đó: + Mx: Mô men trục trung gian Mx= Me max.ia = 225.2,13 = 479,25 (N.m) + Wx: Là mô men chống xoắn Với trục đặc Wx= 0,2.d3 + Wx = 8,575.10-6 (m) => τ x = 479, 25 = 55,89( MN / m ) −6 8,575.10 Có τ x = 55,89( MN / m ) < [ τ x ] => Vậy ứng suất xoắn ứng suất uốn tổng hợp tính công thức σ th = σ u2 + 4τ x2 ≤ [ σ th ] - Ứng suất tổng hợp mặt cắt lắp bánh luôn ăn khớp σ th = 68, 232 + 4.55,892 = 130,98( MN / m ) - Ứng suất tổng hợp mặt cắt chứa bánh số I age 25 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô σ th = 235,97 + 4.55,892 = 261,11( MN / m ) 4.2.4 Xác định độ cứng vững trục 4.2.4.1 Độ võng trục trung gian gài số I: - Mô men quán tính trục tính theo công thức: π D14 π 0.044 J1 = = = 125663, 71( mm ) 64 64 - Độ võng lực R1 gây là: y1 = - M 1.(a + b) 391274, ( 51 + 200 ) = = 0.0012 ( mm ) 3.E.J 3.2,1.105.125663, 71 Độ võng mô men M1 gây ra: M ( a + b ) yM = 3.E.J =   ( a + b )  −3 ( a + b ) + +l÷  ÷ l   391274, ( 51 + 200 )  ( 51 + 200 )  − 51 + 200 + + 361 ( )  ÷ 3.2,1.105.125663, 71  361  = 0,048 ( mm )  Vậy độ võng trục trung gian gài số I là: y1 = y R1 + yM = 0.0012 + 0.048 = 0.0481( mm ) ≤ 0.2 ( mm ) - Độ xoắn trục P1 gây là: θP1 = 19563.51.200 ( 200 − 51) P1.a.b.(b − a) = 3.E.J ( a + b ) 3.2,1.105.125663, 71 ( 51 + 200 ) = 0, 0015 ( rad ) ≤ 0.002 ( rad )  Vậy gài số I rục đạt độ cứng vững age 26 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô 4.3 Xác định tải trọng lớn mà xe làm việc σu = - Ta có : = Mu ≤ [σu ] Wu P.r < [σu ] Wu - Trong đó: + P : Là tải trọng tác dụng lên xe + r : Là bán kính + Wu : Là mô men chống uốn: Wu= 0,1.d3 => P = = [ σ u ] Wu r 275.6, = 4.4 (tấn) 0.04  Vậy tải trọng lớn mà xe làm việc 4.4 (tấn) Đảm bảo với mức tải trọng mà nhà sản xuất đưa 1.4 (tấn) Giúp cho thời gian khai thác hộp số ta lâu age 27 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Chương V Chẩn đoán hư hỏng hộp số xe HYUNDAI H-100 5.1 Kiểm tra hộp số - Ta dùng ống nghe (nghe tiếng gõ) để kiểm tra mòn bánh răng, ổ bi Dùng tay lắc để kiểm tra mòn then hoa hay hỏng bulông mối ghép lắp mặt bích thân - Kiểm tra mức dầu thay dầu: Mức dầu phải đảm bảo ngang lỗ đổ dầu, không đảm bảo bôi trơn, làm hao mòn chi tiết, nóng chi tiết, nóng dầu, nhiều dễ chảy dầu sức cản thủy lực tăng - Khi xe chạy đến số km mà nhà sản xuất quy định kiểm tra đột xuất thấy chất lượng dầu không đảm bảo ta phải tiến hành thay dầu bôi trơn… 5.2 Một số dạng hư hỏng thường gặp hộp số - Sang số khó, vào số nặng: Thanh trượt bị cong mòn, khớp cầu mòn, đồng tốc mòn nhiều (rãnh côn ma sát bị mòn khuyết, hốc hãm bị mòn nhiều) Rãnh đồng tốc mòn, gắp số mòn, ổ bi trục sơ cấp mòn gây sà trục, khớp dẫn động trung gian cần số bị rơ, cong - Tự động nhảy số: Bi, hốc hãm tác dụng (do mòn nhiều), lò xo bị yếu rơ gãy, rơ dọc trục thứ cấp - Có tiếng va đập mạnh: Bánh bị mòn, ổ bi bị mòn, dầu bôi trơn thiếu không loại Khi vào số có tiếng va đập hốc hãm đồng tốc mòn giới hạn làm tác dụng đồng tốc Bạc bánh lồng không bị mòn gây tiếng rít - Dầu bị rò rỉ: Gioăng đệm cácte hộp số bị liệt hỏng, phớt chắn dầu bị mòn, hở age 28 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Kết luận Đồ án môn học hoàn thành nhiệm vụ tính toán kiểm nghiệm bền hộp số dựa thông số kích thước tải trọng xe HYUNDAI H-100 Giải mục đích đồ án kiểm nghiệm hộp số thông qua sở tính toán, nhằm đưa hộp số có kết cấu tính công nghệ phù hợp Nghĩa vừa đảm bảo yêu cầu cần thiết hộp số, phù hợp với điều kiện vận hành vừa đảm bảo tính tối ưu kết cấu Các trục cac cặp bánh hộp số tính toán kiểm nghiệm thỏa mãn với điều kiện làm việc Tài liệu tham khảo - Hướng dẫn đồ án môn học thiết kế tính toán ô tô máy kéo (tập 1) Nguyễn Hữu Hường ( chủ biên ) Phạm Xuân Mai – Ngô Xuân Ngát - Bài giảng chi tiết máy (tập 1-2) Nguyễn Trọng Hiệp - Tham khảo số viết trang “ Luận văn.net ” - Sổ tay thép giới PGS.TS Trần Văn Địch age 29 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô age 30 of 30 [...]... đúng loại Khi vào số có tiếng va đập do hốc hãm đồng tốc mòn quá giới hạn làm mất tác dụng của đồng tốc Bạc bánh răng lồng không bị mòn gây tiếng rít - Dầu bị rò rỉ: Gioăng đệm cácte hộp số bị liệt hỏng, các phớt chắn dầu bị mòn, hở age 28 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Kết luận Đồ án môn học này đã hoàn thành được nhiệm vụ tính toán và kiểm nghiệm bền hộp số dựa trên các thông... của đồ án là kiểm nghiệm hộp số thông qua cơ sở tính toán, nhằm đưa ra được hộp số có kết cấu và tính công nghệ phù hợp Nghĩa là vừa đảm bảo được những yêu cầu cần thiết của hộp số, phù hợp với điều kiện vận hành vừa đảm bảo được tính tối ưu trong kết cấu Các trục và cac cặp bánh răng trong hộp số được tính toán kiểm nghiệm đều thỏa mãn với điều kiện làm việc Tài liệu tham khảo - Hướng dẫn đồ án môn học. .. răng - m n: Mô đun của bánh răng: m n= 3,5(mm) - b: chều rộng làm việc của bánh răng: b= 21,9 (mm) - y: hệ số dạng răng: y= 3,46 - P: lực vòng tác dụng lên bánh răng tại tâm ăn khớp của bánh răng đang tính - P= M M max ihI ηtl 225.5, 63.0,98 = = = 19,10( MN / m 2 ) r r 0, 065 age 19 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô - Trong đó: + M: Mô men quay tác dụng lên bánh răng cần tính: M... răng chủ động số I là nhỏ nhất age 18 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô - Như vậy ta thấy cặp bánh răng số I phải làm việc trong điều kiện nặng nề nhất (lực vòng ở đó là lớn nhất) ta cần tính toán chúng 4.1.1 Kiểm nghiệm bánh răng bị động số I về độ bền uốn 4.1.1.1 Bánh răng bị động số I là bánh răng trụ răng thẳng nên ứng suất uốn của nó được tính theo công thức σ u = K d K... 262 age 13 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô [σu ] =240( Mpa ) [τtx ] =1240( Mpa) 2.4 Số răng của các cặp bánh răng trong hộp số - Số răng của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp Z a = 16 (răng) ; Z a = 34 (răng) ' - Số răng của cặp bánh răng trên trục trung gian Z1' = 14 (răng); Z 2 = 19 ( răng ) ; Z 3 = 24 ( răng ) ; Z 4 = 29 ( răng ) ' ' ' - Số răng của các bánh răng bị động trên... Z4’ , Z5’: Là các bánh răng trên trục trung gian 2.8.2 Nguyên lý hoạt động của hộp số: - Ở trạng thái chưa làm việc, trục I được dẫn động từ động cơ làm cho các bánh răng Z1, Z2 , Z3 , Z4 , Z5 luôn ăn khớp với các bánh răng Z 1’, Z2’ , Z3’ , Z4’ , age 16 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Z5’ quay trơn và mô men từ động cơ không được truyền tới cầu chủ động Cặp bánh răng Z5, Z5’... H-100 Chương IV Tính toán kiểm nghiệm bền các chi tiết của hộp số xe HYUNDAI H100 và xác định tải trọng lớn nhất mà xe có thể làm việc 4.1.Tính toán kiểm nghiệm bền các bánh răng của hộp số - Bánh răng là chi tiết cơ bản của hộp số, trong quá trình làm việc các bánh răng làm việc trong điều kiện khá nặng nề, vì vậy để đảm bảo các bánh răng làm việc tốt trong quá trình tính toán kiểm nghiệm hộp số cần... 15 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô 2.8 Nguyên lý hoạt động của hộp số 2.8.1 Sơ đồ nguyên lý: 5 Z5 c 3 4 Z4 Z3 b 1 2 Z2 a L Z1 Zl I II Z'5 Z4 Z'3 Z'2 Z'1 III Z'l Sơ đồ 2.8.1 2.8.1.1 Giải thích các ký hiệu: - I: trục sơ cấp của hộp số - II: Trục thứ cấp của hộp số - III: Trục trung gian của hộp số - a, b, c: Là các cần sang số - Z1, Z2 , Z3 , Z4 , Z5 , ZL: Là các bánh răng của... số 4.2.1 Tính toán kiểm nghiệm trục của hộp số - Sơ đồ lực vòng và góc xoay trục + Trong mặt phẳng zOx + Trong mặt phẳng zOy - Tính toán kiểm nghiệmtrục của hộp số nhằm mục đích xem trục có thỏa mãn với điều kiện làm việc hay không Tính toán trục làm cơ sở cho phép việc khai thác sử dụng hộp số age 21 of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô - Trục của hộp số được tính theo độ bên uốn,... bền trục hộp số khi bánh răng số I ăn khớp (hình vẽ) P1 Qa Rc Rd Pc Pa Ra R1 a b c 626.90 N.m 270.09 N.m 519.98 N.m 1373.94 N.m 479.25 N.m Hình 4.2.1 age 22 of 30 Pd Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Số a b c l(mm) 51 200 110 Bảng 4.2.2 - Giá trị các lực tác dụng lên các cặp bánh răng hộp số S T T Tên gọi Lực vòng Lực hướng kính Lực chiều trục P(N) R(N) Q(N) 1 Cặp bánh răng luôn luôn ... Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Kết luận Đồ án môn học hoàn thành nhiệm vụ tính toán kiểm nghiệm bền hộp số dựa thông số kích thước tải trọng xe HYUNDAI H-100 Giải mục đích đồ. .. tốc độ đồng tốc, ống trượt đồng tốc (1) tiếp tục di chuyển phía bánh ăn khớp với mặt bên bánh rãnh vòng đồng tốc Khi đó, ta thực hiên xong việc đồng tốc, hay nói cách khác khóa bánh với đồng tốc... động đồng tốc age of 30 Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên Đồ án ôtô Hình 2.2  Ống trượt đồng tốc (1) đồng tốc trượt tới, lui trục rỗng (3), trục rỗng (3) phận gắn với trục thứ cấp ránh