Thiết kế hộp phân phối oto kèm bản vẽ

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta giai đoạn độ lên chủ nghĩa xã hôi Ngày với chuyển kinh tế nước nhà, ngành khí động lực trở thành ngành chủ chốt đặt móng cho trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước Có nhiệm vụ cung cấp loại máy móc thiết bị động lực cho công trình thi công, hay dây chuyền sản xuất… Được giao nhiệm vụ thiết kế đồ án ôtô với đề tài: thiết kế hộp phân phối xe tải, với cố gắng thân hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn em đẫ cố gắng tìm hiểu kết cấu nguyên lý hộp phân phối, vận dụng kiến thức học vào công việc thiết kế Qua em xin gữi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Văn Đông tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này, có nhiều cố gắng trình làm đồ án tránh khỏi khiếm khuyết sai sót Rất mong nhận sư đống góp ý kiến quý thầy cô toàn thể bạn! Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Lê Hoài Nam -1- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ 1.TỔNG QUAN VỀ HỘP PHÂN PHỐI TRÊN ÔTÔ 1.1.Công dụng yêu cầu hộp phân phối 1.1.1.Công dụng Hộp phân phối dùng ô tô để phân phối công suất từ sau động sau qua hộp số đến cầu chủ động bánh xe chủ động Hộp phân phối thường bố trí sơ đồ hình 1-1 Hộp phân phối thường sử dụng ô tô có tính động cao hay hoạt động nơi đường có hệ số bám thấp Hình 1-1 Bố trí chung hộp phân phối ôtô hai cầu chủ động 1.1.2.Yêu cầu Để đảm bảo công dụng nêu yêu cầu chung hiệu suất, sức bền kết cấu gọn hộp phân phối ô tô máy kéo phải thỏa mãn yêu cầu đặc trưng sau: - Hộp phân phối ô tô, máy kéo phải đảm bảo việc phân phối đủ mô men đến cầu bánh xe chủ động theo tỷ lệ khối lượng ô tô phân bố lên cầu bánh xe chủ động Việc phân phối mô men xoắn -2- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ truyền đến bánh xe phát huy hết tác dụng, tức mô men kéo bánh xe không bị vượt mô men bám bánh xe riêng biệt - Tốc độ tịnh tiến bánh xe không bị trượt quay, trượt lết điều kiện làm việc Nghĩa cho phép tốc độ góc bánh xe quay với tốc độ kể bán kính làm việc bánh xe khác áp suất lốp không tải trọng phân bố lên bánh xe khác Yêu cầu đảm bảo cho bánh xe vào đường vòng qua đường nhấp nhô cách linh hoạt mà không bị trượt lúc quỹ đạo chuyển động bánh xe khác - Đảm bảo kích thước bánh phải thật xác mục đích không làm sai lệch tỷ số truyền mô men phân chia công suất cầu chủ động - Điều khiển cho hộp phân phối thuận lợi linh hoạt Tức phải cho phép ngắt nối truyền động đến cầu bánh xe cần thiết Việc điều khiển ngắt nối điều khiển tự động, bán tự động tay - Đảm bảo khớp gài vào nhẹ nhàng, lái xe dùng nhiều lực - Yêu cầu hộp phân phối phải hoạt động tốt, ổn định, tuổi thọ cao giá thành phải phù hợp kèm xe 1.2.Phân loại hộp phân phối Với yêu cầu nêu tùy theo nguyên lý kết cấu, hộp phân phối phân loại theo số tiêu chí sau: - Theo cấp số truyền hộp phân phối người ta chia ra: + Hộp phân phối cấp số truyền sơ đồ hình 1-2 + Hộp phân phối hai cấp số truyền sơ đồ hình 1-3 -3- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ Hình 1-2 Các dạng sơ đồ cấu tạo hộp phân phối cấp a dạng cấp có khớp gài b dạng cấp vi sai côn c dạng cấp có vi sai trụ Trong hộp phân phối cấp số truyền, thường bố trí cấp số truyền thẳng có tỉ số truyền i = cấp số truyền có tỉ số i > 1, hay i < Hình 1-3 Các dạng sơ đồ cấu tạo hộp phân phối cấp - Tùy theo lý truyền động chia loại: + Hộp phân phối không sử dụng vi + Hộp phân phối có sử dụng vi sai -4- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ - Trong hộp phân phối kiểu vi sai, tỳ theo tính chất phân phối mô men vi sai: + Hộp phân phối sử dụng vi sai đối xứng + Hộp phân phối sử dụng vi sai không đối xứng - Theo công dụng hộp phân phối: + Hộp phân phối mô men bánh xe + Hộp phân phối mô men cầu Hộp phân phối mô men bánh xe (truyền lực chính) thường loại vi sai đối xứng hình 1-4 Hình 1-4 Hộp phân phối kiểu vi sai đối xứng hai bánh xe có khóa vi sai Trên hình 1-4 hộp phân phối kiểu vi sai đối xứng dùng để phân phối mô men nhận từ đăng để vào cầu chủ động, thông qua truyền lực bánh côn, mô men truyền lên thân hộp phân phối Mô men từ thân truyền vào bên cho truyền vi sai thông qua trục di động bánh vệ tinh Từ thông qua bánh vệ tinh, mô men truyền cho bánh dẫn động hai trục I II để đến hai bánh xe chủ động Do truyền vi sai kiểu đối xứng nên mô men xoắn truyền đến trục Tuy nhiên, nhờ tính chất vi sai, nên hai trục quay với vận tốc góc bất kỳ, linh hoạt theo chuyển động bánh xe Trên hộp phân phối mô men bánh xe có khóa vi -5- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ sai K hình vẽ, khóa vi sai dùng để vô hiệu hóa truyền vi sai xe có bánh bị sa lầy Hộp phân phối mô men cầu đối xứng không đối xứng Hộp phân phối mô men không đối xứng áp dụng cho mô men phân bố đến cầu không hình 1-5 Hình 1-5 hộp phân phối kiểu vi sai không đối xứng cầu Trên hình 1-5 sơ đồ động học kiểu hộp phân phối có vi sai không đối xứng áp dụng phổ biến xe có kiểu bố trí bánh xe 6x6 Trong hộp phân phối thiết kế thêm hai số truyền phụ nhằm thay đổi lực kéo tương ứng với lực cản chuyển động hai loại địa hình khác biệt Tuy nhiên xe có hộp phân phối phụ riêng hộp phân phối không cần bố trí thêm hộp phân phối phụ để nâng cao hiệu suất hộp phân phối nâng cao hiệu suất chung cấu truyền lực Song thiết phải có cấu khóa vi sai K để khắc phục tượng cầu bị sa lầy - Theo dạng điều khiển gài + Điều khiển tay thông qua kết cấu khí + Điều khiển bàng điện từ thông qua việc điều khiển rơle -6- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ + Điều khiển khí nén lực điều khiển gà thực cặp piston xi lanh khí nén + Điều khiển tự động - Theo tinh chất biến đổi mô men phân trục + Hộp phân phối có mô men ma sát thấp + Hộp phân phối có mô men ma sát cao Thông thường thiết kế hộp phân phối có mô men ma sát thấp nhằm mục đích đạt yêu cầu chung hiệu suất truyền động cao Tuy nhiên, số trường hợp đặc biệt (xe quân cần vượt địa hình nhanh- kể lầy lội) cần thiết phải thiết kế hộp phân phối có mô men ma sát cao nhắm đảm bảo khả tự vượt lầy nhanh cần thiết cho xe Ngoài loại nêu có loại ngày sử dụng rộng rãi, hộp phân phối kiểu vi sai-bộ tăng tốc liên hợp Điểm khác biệt hộp các hộp khác vừa làm nhiệm vụ vi sai, vừa làm nhiệm vụ tăng tốc sau khỏi hộp Sơ đồ động học hộp phân phối: -7- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ Hình 1-6 Sơ đồ động học hộp phân phối tăng tốc liên hợp Hộp phân phối kiểu vi sai không đối xứng thiết kế liên hợp, vừa làm nhiệm vụ phân phối vừa làm hộp tăng tốc  Nguyên lý làm việc: Công suất truyền từ hộp số đến hộp phân phối, công suất truyền đến vỏ vi sai qua cặp bánh số truyền thẳng Từ vỏ vi sai công suất đến bánh vệ tinh qua chốt lắp chặt vỏ vi sai từ nếu: - Đồng tốc vị trí K1 khóa cần C với bánh trung tâm Lúc công suất chia làm dòng cầu trước sau - Đồng tốc vị trí K2, nối bánh trung tâm với trục trước Lúc công suất truyền hai cầu chia theo tỷ lệ vi sai - Đồng tốc vị trí K3 đồng tốc làm nhiệm vụ nối bánh trung tâm với hộp phân phối giải phóng cầu trước đồng thời cố định bánh trung tâm vỏ vi sai lên cầu để biến vi sai thành cấu hành tinh làm việc theo kiểu truyền tăng tốc cho xe chuyển động đường tốt -8- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ 2.TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU CỦA HỘP PHÂN PHỐI 2.1.Lập giá trị tỷ số phân phối mô men hộp phân phối Để lực kéo truyền đến bánh xe không vượt lực bám mô men phân phối cầu tỷ lệ với khối lượng phân bố lên cầu Theo [1] mô men lớn truyền đến cầu không vượt mô men bám cầu, tức mô men phân phối cầu: G1.g.φ1.R bx1  [N.m] M1 = i 01.η1   M = G g.φ R bx2 [N.m]  i 02 η2 (2.1) Trong đó: G1, G2 [kg]: khối lượng tương ứng phân bố lên cầu trước, cầu sau φ1, φ2: hệ số bám lốp với mặt đường tương ứng cầu trước sau Rbx1 , Rbx2 [m]: bán kính làm việc tương ứng bánh xe trước, sau i01 , i02 : tỷ số truyền tương ứng truyền lực cầu trước, sau η1, η2 : hiệu suất tương ứng từ hộp phân phối đến cầu trước, sau g [m/s2]: gia tốc trọng trường, tính toán lấy g = 9,81 Trong điều kiện làm việc “chuẩn” (xe chuyển động thẳng điều kiện đường phẳng, bán kính làm việc bánh xe nhau, ) ta giả thiết thông số kết cấu thông số vận hành cầu trước, cầu sau xe (như bán kính làm việc bánh xe: Rbx1 =Rbx2 , tỷ số truyền lực i 01 =i02 , hiệu suất truyền lực η1 = η2, hệ số bám lốp với mặt đường φ = φ2) Theo [1] tỷ số mô men yêu cầu truyền đến cầu trước, cầu sau: -9- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ M1 G1 M 900 =  = = 0,474 M2 G M 1900 (2.2) 2.2.Chọn kiểu sơ đồ động học hộp phân phối 2.2.1.Các phương án thiết kế 2.2.1.1.Theo số cấp tỷ số truyền hộp phân phối - Hộp phân phối cấp tỷ số truyền Hộp phân phối cấp tỷ số truyền hộp phân phối làm nhiệm vụ phân phối mô men hai cầu theo tỷ số truyền Hộp phân phối cấp dùng vi sai không dùng vi sai Sơ đồ hộp phân phối cấp tỷ số truyền hình 2-1 Hình 2-1 Các dạng sơ đồ hộp phân phối cấp Ưu điểm: có kết cấu đơn giản Nhượt điểm: làm nhệm vụ hộp phân phối - Hộp phân phối hai cấp tỷ số truyền Hộp phân phối hai cấp tỷ số truyền hộp phân phối vừa làm nhiệm vụ phân phối mô men hai cầu vừa đóng vai trò hộp số phụ cho ô tô Tương tự hộp phân phối cấp tỷ số truyền, hộp phân phối hai cấp dùng vi sai không dùng vi sai Sơ đồ hộp phân phối hai cấp tỷ số truyền hình 2-2 -10- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ J Σp = 180085,398  kg.mm2  = 0,18  kg.m2  4.3.Tính toán thông số đồng tốc 4.3.1.Mô men ma sát yêu cầu đồng tốc Theo [1] mô men ma sát yêu cầu đồng tốc xác định theo công thức: M ms = J Σp i 2j Δωp tc (4.12) Trong đó: JΣp = 0,18 [kg.m2 ] ij : Tỷ số truyền thứ j hộp phân phối tương ứng với chế độ tính toán đồng tốc (tính từ trục sơ cấp đến bánh gài số cần tính toán) Δωp : Chênh lệch tốc độ hai bánh gài số [rad/s] Được xác định theo công thức: Δωp =(ωeo 1 ) i h1 i p i p±1 (4.13) Trong đó: i p 1 : Tỷ số truyền tính từ trục sơ cấp đến đồng tốc hộp phân phối ứng với số truyền vừa nhả số (để tiến hành gài số thứ i j) ωeo : Tốc độ động bắt đầu chuyển số [rad/s] Giá trị xác định theo bảng kinh nghiệm -29- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ Động xăng Động diezen Chế độ sang số Xe du lịch Xe tải khách Từ thấp lên cao (0,6÷0,7)ωN (0,7÷0,8)ωN ≥ ωM (0,75 ÷ 0,85)ωN Từ cao thấp (0,4 ÷ 0,5)ωN (0,5÷0,6)ωN ≥ ωM (0,9 ÷ 1,0)ωN Trong đó: ωN, ωM - tương ứng với tốc độ góc động ứng với công suất cực đại, mômen cực đại động Xe thiết kế xe tải: Khi chuyển từ số thấp lên số cao ta chọn: ωeo = 0,85.ωN = 0,85.293,215= 249,233 [rad/s] Khi chuyển từ số cao số thấp ta chọn: ωeo = ωM = 178,0236 [rad/s] tc - thời gian làm đồng tốc độ đồng tốc bánh gài số [s] Đối với hộp phân phối theo [1] : tc= ÷ [s] chọn tc= 1,5 [s] Thay vào công thức ta có : + Momen ma sát truyền từ số thấp lên số cao : 1  0,679 1 Mms1-2 = 0,18.0,68 2.(249,233 ) = 1,535 [Nm] 4,252 1,5 + Momen ma sát truyền từ số cao xuống số thấp : 1  1 0,679 Mms2-1= 0,18.1 (178,0236 ) = 2,381 [Nm] 4,252 1,5 -30- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ 4.3.2.Bán kính ma sát đồng tốc Nếu gọi Rms bán kính trung bình vành côn ma sát đồng tốc, mômen ma sát tạo lực ép Q tác dụng lên đôi bề mặt ma sát đồng tốc có quan hệ với Mms xác định theo [1] sau: R ms = M ms sinα Q.μ (4.14) Trong đó: Q: Lực ép tác dụng theo chiều trục lên đôi bề mặt ma sát [N] Lực ép Q lực điều khiển P cần số tạo xác định theo [1] : Q = P dk.idk ηdk Với: P dk : Lực danh nghĩa tác dụng lên cần điều khiển Xe tải: P dk = 100 [N] idk : tỷ số truyền điều khiển, tính toán lấy (idk = 1,5 ÷ 2,5) chọn idk = 1,5 ηdk : Hiệu suất cấu điều khiển (ηdk = 0,85 ÷ 0,95) chọn ηdk = 0,85 μ : Hệ số ma sát đôi bề mặt ma sát Với vật liệu đôi bề mặt đồng thau làm việc dầu ta có μ = 0,06 ÷ 0,07 => chọn μ = 0,06 α : Góc côn bề mặt ma sát Với vật liệu đồng thau α = ÷ => chọn α = -31- (4.15) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ Thay vào công thức ta có: + Từ số thấp lên số cao : Rms(1-2) = 1,535.sin = 0,0245 [m] 100.1,5.0,85.0,06 Hay Rms(1-2) = 24,5 [mm] + Từ số cao số thấp : 2,381.sin Rms(2-1) = = 0,038 [m] 100.1,5.0,85.0,06 Hay Rms(2-1) = 38 [mm] Chọn bán kính ma sát đồng tốc: Rms= 38 [mm] Chọn bán kính hãm Rβ: Vì xe thiết kế xe tải nhỏ nên ta chọn đồng tốc loại IIb [II] Khi Rβ = (0,75÷1,25)Rms Rβ = 1,25 Rms = 1,25.38 = 47,5 [mm] Vậy Rβ= 47,5 (mm) 4.3.3.Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc Chiều rộng bề mặt vành côn ma sát bms (m) xác định theo [1]: bms  Pdh idk ηdk 2π. p N .R ms sinα Trong đó: -32- (4.16) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ pN : áp suất pháp tuyến hình thành bề mặt đôi ma sát Với vật liệu vành côn ma sát thường làm đồng thau bôi trơn dầu cácte hộp phân phối giá trị áp suất làm việc cho phép nằm khoảng: pN = (1,0 ÷1,5) (MN/m2) chon pN = 1,1 (MN/m2) = 1,1.10 (N/m2) Các thông số thích xác định ta có: bms ≥ 100.1,5.0,85 = 0,004(m) 2. 1,1.10 6.0,038 sin => Chọn bms = (mm) 4.3.4.Góc nghiêng bề mặt hãm β Góc nghiêng bề mặt hãm xác định theo công thức sau: μ.R ms  tgβ sinα.R β (4.17) Các thông số thích tính toán ta có: 0,06.0,038 ≥ tgβ sin 0.0,047 => tgβ ≤ 0,394 => β ≤ 21030’15,98’’ => chọn β = 210 4.3.5.Tính toán kiểm tra thông số đồng tốc 4.3.5.1.Mômen ma sát thực tế đồng tốc theo [1] Mms = Q.μ.R ms sinα Trong : -33- (4.18) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ µ : hệ số ma sát vành ma sát µ= 0,06 α : góc côn vành ma sát , α = Rms : bán kính trung bình vành ma sát [m] Q : lực gài tác dụng lên vành ma sát đồng tốc [N] Vậy momen ma sát thực tế đồng tốc Đối với tay số thấp (1 -2) Rms= 0,0245 [m] M ms = Q.μ.R ms 100.1,5.0,85.0,06.0,0245 = = 1,535 sinα sin7o  N.m  Đối với tay số thấp (1 -2) Rms= 0,038 [m] M ms = Q.μ.R ms 100.1,5.0,85.0,06.0,038 = = 2,381 sinα sin7o  N.m  4.3.5.2.Thời gian chuyển số thực tế đồng tốc [1] tc = j p i 2j Δωp (M ms ±j p i 2j ε c ) (4.19) Trong đó: Dấu (-) ứng với trường hợp gài từ số thấp lên cao Dấu (+) ứng với trường hợp gài từ số cao lên thấp ε c : Gia tốc góc εc = g.ψ.ick δ.R bx ηck g : Gia tốc trọng trường ( g = 9,81 m/s2) ψ :hệ số cản tổng cộng đường lấy ψ = 0,02 -34- (4.20) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ i ck , η ck : tỷ số truyền hiệu suất truyền lực tính từ bánh gài tính đồng tốc đến bánh xe chủ động ô tô Đồng tốc trục thứ cấp : i ck = i = 3,352 ; chọn η ck = 0,9 δ : Hệ sô xét đến khối lượng quay hệ thống truyền lực đến lực quán tính chuyển động tịnh tiến ô tô,chọn δ = 1,05 Thế số vào ta có : ε c = 9,81.0,02.3,352 = 1,972 1,05.0,35.0,9 Thời gian chuyển số thực tế gài đồng tốc tương ứng là: Bộ đồng tốc gài số thấp lên số cao: 018.0,68 2.249,233 1   1,68 [s] tc(1-2) = (1,535  0,18.0,68 1,972).4, 252 0,68 Bộ đồng tốc gài số cao số thấp: 0,18.1 2.178,0236 1   1,305 [s] tc(2-1) = (2,381  0,18.1 1,972).4, 252 0,68 Đối với hộp phân phối bố trí phía sau hộp số nhiều cấp [1]: tc= 1÷2 [s] Vậy thời gian chuyển số thực tế gài đồng tốc ta tính hợp lý 4.3.5.3.Công trượt đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc Công trượt ma sát trượt đôi bề mặt ma sát đồng tốc Lms (J) xác định theo công thức đề xuất giáo sư Gríkevich sau [1]: -35- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ L ms = M ms (Δω ± ε c t c ) tc (4.21) Trong đó: Mms : Mômen ma sát đồng tốc Δω : Chênh lệch tốc độ hai số truyền xác định εc : Gia tốc chậm dần tc : Thời gian chuyển số thực tế Thế số vào ta có : Bộ đồng tốc gài số cao : Lms(1-2) = 1,535.(249 ,233 1 1,68   1,972.1,68 )  40,04 [J] 4,252 0,68 Bộ đồng tốc gài số thấp : Lms(2-1) = 2,381.(178 ,0236 1 1,305   1,972.1,30 5)  26,81 [J] 4,252 0,68 3.3.5.4.Công trượt riêng đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc Công trượt riêng đồng tốc đánh giá công trượt đôi bề mặt vành ma sát đơn vị diện tích vành ma sát [1] lr = Lms 2π.R ms bms Trong đó: Lms : Công trượt vành ma sát [J] Rms : Bán kính ma sát vành ma sát -36- (4.22) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ Rms = 0,038 [m] bms : Chiều rộng bề mặt vành ma sát bms = 0,004 [m] Thế số vào ta có : Bộ đồng tốc gài số cao : l r (1-2) = 40,04  42101,63 (J/m2 ) 2 0,038.0,0 04 Bộ đồng tốc gài số thấp : l r (2-1) = 26,81  28197,42 (J/m2 ) 2 0,038.0,00 Như ta thấy giá trị công trượt riêng l r tính hợp lý loại xe thiết kế 4.4.Chọn loại đồng tốc Với hộp phân phối xe vận tải nhỏ, kích thước bánh hộp phân phối nhỏ, không đủ không gian để thiết kế đồng tốc loại I Hơn nữa, tải trọng tác dụng bề mặt hãm nói chung không lớn nên sủ dụng mặt nghiêng để làm phận hãm với thông số tính ta chọn loại đồng tốc hộp phân phối loại đồng tốc chốt loại IIb -37- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ Hình 4-1: Bộ đồng tốc loại IIb (kiểu trượt định vị) Bộ phận nối (ống nối) ; Vành hãm ; Vành côn ma sát ; Bánh gài số ; Trục hộp số ; Lò xo định vị trượt ; Thanh trượt định vị α Góc côn vành ma sát β Góc nghiêng phản lực vành hãm + Bộ phận nối (1) làm nhiệm vụ nối bánh quay trơn (4) với trục (5) Bộ phận nối có cấu tạo tương tự ống gài; di trượt dọc trục khớp nối then hoa Các phận nối (1) vát nghiêng với góc β đủ nhỏ để chống gài số bánh gài (4) chưa đồng tốc độ với trục (5) + Bộ phận hãm (2) : có nhiệm vụ chống lại việc gài số bánh (4) chưa đồng tốc độ với trục (5) Bộ phận hãm có cấu tạo gồm vành hãm (2) gắn vành côn ma sát (3) Các vành hãm (2) vát nghiêng với -38- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ góc β với phận nối (1) nhằm chống lại việc gài số bánh (4) chưa đồng tốc độ với trục (5) + Bộ phận ma sát : gồm vành ma sát (3) có nhiệm vụ làm đồng tốc độ bánh gài số (4) với đồng tốc - tức đồng với trục (5) + Bộ phận định vị : có nhiệm vụ giữ cho vành ma sát vị trí trung gian đồng tốc không làm việc ; đồng thời cho phép đưa vành ma sát (3) vào tiếp xúc với bề mặt vôn ma sát bánh gài số (4) bắt đầu tiến hành gài số Bộ phận định vị gồm lò xo (6) trượt định vị (7) chèn sẵn hốc lõm vành ma sát (3) để sẵn sàng đẩy vành ma sát (3) vào tiếp xúc trước với bề mặt côn ma sát bánh gài số (4) bắt đầu gài số Thanh trượt (7) làm nhiệm vụ định vị, lò xo định vị thay hai vòng lò xo (6) nhờ tránh tượng bị lệch lò xo vào gài số Nhược điểm kiểu ma sát ma sát hốc định vị gờ định vị ma sát trượt thay ma sát lăn loại IIa (giá trình tham khảo [I]) nên hốc định vị dễ mòn loại IIa, lực định vị nhỏ, đồng tốc làm việc dầu nên nhược điểm khắc phục nhờ chúng luôn bôi trơn dầu  Nguyên lý làm việc : Dưới tác dụng lực gài Q, ống nối (1) dịhj chuyển phải (hay trái) Nhờ phận định vị mà vành ma sát (3)sẽ dịch chuyển đồng thời với ống nối (1) để vào tiếp xúc với mặt côn bánh gài số (4) Tại hình thành mô men ma sát làm cho vành ma sát (3) xoay tương ống nối (1) góc nhỏ khiến mặt hãm (góc nghiêng β) vành hãm (2) tỳ vào mặt hãm ống nối (1) Khi chưa đồng tốc độ, hai mặt côn ma sát (3) (4) sinh mô men ma sát Mô men truyền ngược lên ông nối (1) phản lực Q’ mặt -39- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ nghiêng β ống nối (1) Lực Q’ ngược chiều có giá trị lớn lực gài số Q lái xe tạo Do đó, lái xe cho ống nối (1) liên tục vào để gài số chưa đồng tốc độ Khi đồng tốc độ, vành côn ma sát không chuyển động tương nhau, mômen ma sát không nữa, phản lực Q’ cugnx bị triệt tiêu Lúc lực gài Q lái xe tạo cần đủ thắng lực lò xo định vị (6), đẩy nhẹ vành hãm (2) vành ma sát (3) đưa ống nối (1) vào ăn khớp với vành bánh gài số (4) 4.5.Cơ cấu điều khiển khóa vi sai Cơ cấu điều khiển có nhiệm vụ truyền lực tác động người lái đến đồng tốc đẻ dịch chuyển chúng vào vị trí gài hay trả vị trí trung gian Thực hộp phân phối đồng tốc làm nhiệm vụ khóa vi sai để nối bánh gắn trục từ truyền mô men cầu trước xe dẫn động cầu trước cầu sau Hình 4-2: Sơ đồ điều khiển khóa vi sai -40- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ 1.Xy lanh thủy lực ; 2.Bàn đạp ly hợp ; 3.Cần gạt ; 4.Nút chia ; 5.Van phân phối ; 6.Van phân phối khí ; 7.Xy lanh công tác ; 8.Càng gạt số ; 9.Cơ cấu khóa ; 10.Bình khí nén ; 11.Van điều khiển khí nén ; 12.Cần đẩy ; 13.Cần đẩy ; 14.Càng ; 15.Xy lanh ; 16.Óng dẫn Khi công nghệ chưa phát triển, người ta dùng cấu gài ống trượt có then hoa định sẵn Như muốn gài cầu trước xe phải dừng lại sau người lái xe gạt cần điều khiển tay, ống ăn khớp với then hoa định sẵn, mô men bắt đầu đưa thêm cho cầu trước Nhược điểm lớn cấu lần gài phải dừng xe, không tiện lợi Khi sử dụng đồng tốc không cần phải dừng xe lái xe gài khớp được, việc gài khớp lại êm Rất phù hợp với trường hợp xe bị mắc lầy chạy đường có địa hình xấu.Tất thông số tính cho đồng tốc dùng để vẽ cho khóa gài cầu trước (bộ khóa vi sai) Hiện người ta thường dùng hệ thống điều khiển từ xa để tiến hành gài số cho hộp phân phối Đối với loại ô tô tải ta chọn hệ thống điều khiển từ xa kiểu bán tự động, kiểu truyền động khí nén điều khiển cho hai cấp số truyền  Nguyên lý làm việc: Bằng cách ấn nút chia số 4, van phân phối thực điều khiển (bằng khí nén) dịch chuyển van phân phối khí hai phía để sẵn sàng cấp khí vào bên phải bên trái xy lanh công tác Khí nén cấp vào xylanh lái xe cắt ly hợp cách đạp bàn đạp Nhờ áp suất cao dầu chuyển đến xylanh 15, cần đẩy 13 dịch chuyển để mở ly hợp, đồng thời 14 tỳ lên cần đẩy 12 làm mở van điều khiển khí nén 11 cấp khí vào xylanh công tác 7, piston dịch chuyển để quay gạt số 8, tiến hành gài khóa vi sai hộp phân phối  Cơ cấu định vị: Cơ cấu định vị có nhiệm vụ giữ vị trí khớp đồng tốc khóa vi sai hay không khóa vi sai Bảo đảm cho bánh nhả hoàn -41- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ toàn hay ăn khớp hết chiều dài Lực định vị vừa đủ lớn để tránh tượng nhả hay gài khóa vi sai cách ngẫu nhiên Cơ cấu định vị thường dùng loại bi lò xo tác dụng lên hốc hõm trượt (dùng để gắn gạt số) KẾT LUẬN Sau 10 tuần thực đồ án ô tô với đề tài thiết kế hộp phân phối xe tải, em thực vấn đề sau: - Tìm hiểu khái quát hộp phân phối ( công dụng, phân loại, yêu cầu …) - Tính toán thiết kế thông số - Thực vẽ thiết kế Tuy nhiên trình làm sinh nhiều vướng mắc, thiếu kinh nghiệm thực tế, nên không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến quý thầy cô toàn thể bạn! Xin chân thành cảm ơn! -42- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] LÊ VĂN TỤY (2008), Kết cấu tính toán ôtô (Phần truyền lực ôtô) Giáo trình mạng nội Khoa Cơ khí Giao thông - trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [2] TRỊNH CHẤT, LÊ VĂN UYỂN (2009), Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội -43- [...]... hộp số nhiều cấp, để đơn giản bộ phận trong hệ thống truyền lực ta dùng hộp phân phối hai cấp Chọn hộp phân phối thiết kế là hộp phân phối kiểu vi sai không đối xứng loại hộp phân phối và bộ tăng tốc liên hợp có sơ đồ như hình 2-5 Hình 2-5 Sơ đồ động học hộp phân phối và bộ tăng tốc liên hợp -13- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ 1 Trục nối với trục thứ cấp hộp số; 2 Bánh răng trên trục sơ cấp hộp. ..TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ Hình 2-2 Các dạng sơ đồ của hộp phân phối hai cấp Ưu điểm: có thể dùng kết hợp thay thế cho hộp số phụ để đơn giản kết cấu hệ thống truyền lực trên ô tô Nhược điểm: kết cấu phức tạp hơn hộp phân phối một cấp 2.2.1.2.Theo nguyên lý truyền động trong hộp phân phối - Hộp phân phối không sử dụng bộ vi sai Hộp phân phối không sử dụng bộ vi sai có... 2 dòng ra cầu trước và sau theo tỷ lệ phân bố momen giữa các cầu 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA TRỤC VÀ CÁC CẶP BÁNH RĂNG HỘP PHÂN PHỐI 3.1.Động học và động lực học hộp phân phối có vi sai -14- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ Sơ đồ động học hộp phân phối chọn : 4 P2 Z2 Pc C I P2 Rc Z1 R 1 R2 P1 P1 R1 II 3 3 C Hình 3-1 Sơ đồ động học hộp phân phối R1: Bán kính vòng chia của bánh răng... hai cấp Sơ đồ hộp phân phối như hình 2-3 Hình 2-3 Các dạng sơ đồ của hộp phân phối không sử dụng bộ vi sai -11- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ Ưu diểm: kết cấu đơn giản, chế tạo dễ, không có hiện tượng cầu bị sa lầy Nhược điểm: bị tuần hoàn công suất khi áp suất các bánh xe ở các cầu chủ động khác nhau - Hộp phân phối sử dụng bộ vi sai Hộp phân phối sử dụng bộ vi sai cho phép phân phối mô men đến... cấp hộp phân phối; 3 Bánh răng trên trục trung gian hộp phân phối; 4 Trục trung gian hộp phân phối; 5 Vành răng; 6 Vỏ hộp phân phối; 7 bánh răng bao; 8 Trục thứ cấp dẫn động cầu sau; 9 Cần C; 10 Bánh răng vệ tinh; 11 Bánh răng trung tâm; 12 Trục thứ cấp dẫn động cầu trước; 13 Bộ đồng tốc Hộp phân phối kiểu vi sai không đối xứng được thiết kế liên hợp, vừa làm nhiệm vụ phân phối vừa có thể làm hộp tăng... [mm] Khi thiết kế hộp phân phối ta có thể nâng đường kính trục ra cầu trước để đảm bảo độ bền, và giảm chiều dài trục để cho hộp phân phối có kết cấu gọn nhẹ Đồi với trục lắp với bánh răng trung tâm, đó cũng chính là trục ra cầu trước nên ta lấy đường kính trục bằng đường kính trục ra cầu trước đã tính d2 -21- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ 3.2.3.Kích thước chiều trục cacte hộp phân phối - Bề... răng như vậy cũng đã thõa mãn điều kiện lắp và điều kiện đồng trục trong hệ hành tinh -17- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ 3.2.Xác định kích thước cơ bản của hộp phân phối 3.2.1.Khoảng cách trục hộp số và hộp phân phối Theo tài liệu [1] ta có công thức kinh nghiệm tính khoảng cách trục của hộp phân phối: A=k a 3 Memax ih1 Trong đó: (3.7) Memax là mô men xoắn cực đâị của động cơ, M emax = 240 [Nm]... 4,252 Từ đó ta tính được khoảng cách trục hộp số: A = k a 3 Memax i h1 = 9,5 3 240.4,252 = 95,644 [mm] Chọn A = 96 [mm] 3.2.2.Tính kích thước trục hộp phân phối Với sơ đồ đã chọn, ta có trục vào của hộp phân phối được gắn với trục ra của hộp số nên mô men của trục vào hộp phân phối sẽ là mô men trục ra của hộp số Gọi M1 là mô men của trục sơ cấp của hộp phân phối, theo [1]: M1 = Memax ih1 = 240.4,252... tạp yêu cầu độ chính xác cao đắt tiền, không phân phối được công suất khi có một cầu xe sa lầy Để khắc phục hiện tượng cầu sa lầy thì phải bố trí thêm khóa vi sai -12- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ 2.2.2.Chọn phương án và sơ đồ động học hộp phân phối Theo yêu cầu của đề bài, tỷ lệ phân phối mô men cho các cầu là không bằng nhau nên chọn hộp phân phối kiểu vi sai không đối xứng Xe tải yêu cầu... [kg.mm2] được lấy từ phần tính hộp số Suy ra J  i h12 = 9511,581.4, 2522 = 171959,29 kg.mm 2  -24- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP PHÂN PHỐI ÔTÔ 4.2.1.Mômen quán tính J 1p J1p = J tr1p +J đbđ + J br1 (4.4) Jđbđ - Nếu là hộp số thì nó là mô men quán tính khối lượng của đĩa bị động ly hợp Do đây là hộp phân phối nên J đbđ = 0 Jtr1p - mômen quán tính khối lượng của trục sơ cấp hộp phân phối, được xác định, theo