THIẾT kế cầu CHỦ ĐỘNG ô tô có tải TRỌNG 8 tấn

c- Phân loại truyền lực chính: Truyền lực chính của cầu chủ động trên ôtô phân loại theo: + Theo số cặp bánh răng ăn khớp ta có: - Truyền lực chính chỉ có một cặp bánh răng ăn khớp theo

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với xự phát triển của nền kinh tế ngành công nghiệp ôtô nước ta cũng đang

có những chuyển biến và ngày càng ảnh hưởng sâu rộng đến các lĩnh vực sản suấtkhác Chịu ảnh hưởng của xu thế phân công lao động theo hướng chuyên môn hoá,ngành công nghiệp ôtô đang có những thay đổi để phù hợp với xu thế này Đặc biệt

là trong lĩnh vực công nhiệp phụ trợ Xu thế phân công lao động dẫn đến sự hợp táctrong sản xuất ôtô mà kết quả cuối cùng sẽ cho ra những chiếc xe có thể là sản phẩmchung của rất nhiều xí nghiệp Với tình hình như vậy thì mỗi nhà máy xí nghiệp cóthể sản xuất một ,một vài chi tiết hoặc một cụm chi tiết, một cụm kết cấu của xe.Với tình hình công nghệ sản xuất, vật liệu cũng như nhu cầu của thị trường ởnước ta hiện nay thì phần gầm xe trong đó có cầu chủ động đang là một mảng có

nhiều khả năng có thể sản xuất thàng công ở nước ta Vì vậy với đề tài :''thiết kế cầu

chủ động cho xe tải co tải trọng từ 7 -8 tấn '' sẽ góp phần phát triển ngành công

nghiệp ôtô nước ta

Mục tiêu của đề tài thiết kế cầu chủ động có thể đáp ứng tình hình sản xuất , nhucầu thị trường trong và ngoài nước Thoả mãn tính đồng hoá để có thể được sử dụngtrên nhiều loại xe có tải trọng khác nhau khi thay đổi kích thước cần thiết

Trong thời gian học tập và làm đồ án tôt nghiệp em đã được sự chỉ bảo và giúp đỡnhiệt tình của các thầy trong khoa đặc biệt la thầy Bùi Văn Xuyên đã hướng dẫn giúp

đỡ em hoàn thành đồ án này

Mặc dù bản thân có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức còn hạn chế ,kinh nghiệmthiêt kế không nhiều nên đồ án này không tránh khỏi có những sai sót Em mongđược sự chỉ bảo của các thầy để em có thể hoàn thiện hơn phần thiết kế này cũng nhưnhững phần thiết kế về sau

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô!

Hà Nội tháng 9 năm 2012Sinh viên thực hiện

Phạm Công Chung.

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1- Quan điểm phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam

- Công nghiệp ôtô là ngành công nghiệp rất quan trọng cần được ưu tiên phát triển

để góp phần phục vụ có hiệu quả quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và xâydựng tiềm lực an ninh, quốc phòng của đất nước

- Phát tiển ngàng công nghiệp ôtô trên cơ sở thị trường và hội nhập với nền kinh

tế thế giới, lựa chọn các bước phát triển thích hợp, khuyến khích chuyên môn hóa –hợp tác hóa nhằm phát huy lợi thế, tiền năng của đất nước, đồng thời tích cực thamgia vào quá trình phân công lao động và hợp tác quốc tế trong ngành công nghiệp ôtô

- Phát triển ngành công nghiệp ôtô phải gắn kết với tổng thể phát triển côngnghiệp chung của cả nước và các chiến lược phát triển các ngành liên quan đã đượcphê duyệt nhằm phát huy và phát huy tối đa các nguồn lực của mọi thành phần kinh

tế, trong đó doanh nghiệp nhà nước giữ vai trò then chốt

- Phát triển ngành công nghiệp ôtô phải trên cơ sở tiếp thu công nghệ tiên tiến củathế giới, kết hợp với việc đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu – phát tiển trong nước vàtận dụng có hiệu quả cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện có, nhằm nhanh chóng đápứng nhu cầu trong nước về các lọai xe thông dụng với giá cả cạnh tranh, tạo động lựcthúc đẩy các ngành công nghiệp hỗ trợ trong nước phát triển nhằm đẩy nhanh quátrình sản xuất linh kiện, phụ tùng trong nước

- Phát triển ngành công nghiệp ôtô phải phù hợp với chính sách tiêu dùng của đấtnước và phải đảm bảo đồng bộ với việc phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng giao thông,các yêu cầu về bảo vệ và cải thiện môi trường

1.2- Mục tiêu của ngành công nghiệp ôtô Việt Nam giai đoạn 2005 – 2015.

Những mục tiêu cơ bản mà ngành công nghiệp ôtô Việt Nam cần phải đạt đượctrong giai đoạn phát triển từ năm 2005 đến năm 2015 và các năm tiếp theo gồm cóhai mục tiêu cơ bản sau:

• Mục tiêu tổng quát:

Xây dựng và phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam để đến năm 2020 trởthành một ngành công nghiệp quan trọng của đất nước có khả nănh đáp ứng cao nhấtnhu cầu thị trường trong nước, tham gia vào thị trường khu vực và thế giới

• Mục tiêu cụ thể:

- Về các loại xe thông dụng ( Xe tải nhỏ, xe khách, xe con )

Chủ yếu do các doanh nghiệp cơ khí Việt Nam sản xuất kết hợp, bước đầu là nhậpngoại các bộ phận động cơ hộp số Đáp ứng trên 80% nhu cầu trong nước về số lượng

và đạt tỷ lệ nội địa hóa 60% vào năm 2010 ( riêng phần động cơ phấn đấu đạt tỷ lệnội địa hóa 50% và hộp số đạt 90%)

- Về các loại xe chuyên dùng

Chủ yếu do các doanh nghiệp cơ khí Việt Nam sản xuất kết hợp với nhập ngoạibước đầu các bộ phận cơ bản của xe Tiến tới đáp ứng 60% nhu cầu trong nước về sốlượng, đạt tỷ lệ nội địa hóa 60% vào năm 2010

- Về các loại xe cao cấp

Các loại xe du lịch do các liên doanh hoặc các doanh nghiệp trong nước sản xuấtphải đạt tỷ lệ nội địa hóa 40 ÷ 45% vào năm 2010, đáp ứng phần lớn nhu cầu thịtrường trong nước

Các loại xe tải, xe khách cao cấp, đạt tỷ lệ nội địa hóa 35 ÷ 40% vào năm 2010,đáp ứng 80% nhu cầu thị trường trong nước

- Về động cơ, hộp số và phụ tùng

Sản lượng của các nhà máy sản xuất động cơ khoảng 100.000 động cơ vào năm

2010, khoảng 200.00 vào năm 2020 Đến năm 2005 đạt tỷ lệ nội địa hóa 15 ÷20%,50% vào năm 2010, động cơ ôtô có công suất từ 80 ÷ 400 mã lực, trong đó động cơ

có công suất 100 ÷ 300 mã lực chiếm 70%

Hộp số sản lượng đạt 100.00 bộ/năm vào năm 2010, khoảng 200.00 bộ/năm vàonăm 2020, tỷ lệ nội địa hóa đạt 90% vào năm 2010

- Về xuất khẩu

Ngành công nghiệp ôtô Việt Nam chưa thực sự phát triển so với thế giới nóichung và trong khu vực Đông Nam Á nói riêng, song chính phủ vẫn đưa ra nhữngmục đích về xuất khẩu phụ tùng ôtô Điều này sẽ thúc đẩy các doanh nghiệp trongnước tích cực tham gia vào thị trường ôtô thế giới nhằm nâng cao năng lực sản xuấtcũng như chất lượng của sản phẩm

Phấn đấu xuất khẩu phụ tùng ôtô đạt 5 ÷ 10% giá trị tổng sản lượng của ngànhvào năm 2010 và nâng cao dần giá trị kim ngạch xuất khẩu cho đến giai đoạn tiếptheo

1.3- Vấn đề nội địa hóa

Trong công cuộc hiện đại hóa và công nghiệp hóa đất nước hiện nay, một trongnhững mục tiêu quan trọng của nhà nước là đẩy mạnh phát triển ngành công nghiệpôtô, từng bước nội địa hóa phụ tùng, linh kiện dần tiến tới sản xuất được những xeôtô mang thương hiệu Việt Nam

Từ trước tới nay ngành công nghiệp ôtô của nước ta mới chỉ dừng lại ở việc lắpráp thuê cho các hãng xe lớn nước ngoài dưới hình thức công ty liên doanh, có một sốcông ty vừa láp ráp vừa sản xuất nhưng khối lượng sản xuất chưa lớn, mới chiếmkhoảng 10% đến 20% sản phẩm, còn chủ yếu vẫn là nhập khẩu Sở dĩ sau hơn 10năm phát triển mà vấn đề nội địa hóa của nước ta chưa tiến được bước nào đáng kể làvì: Trước nay nhà nước đã đưa ra những chính sách nhằm bảo vệ ôtô lắp ráp, sản xuấttrong nước như chính sách thuế, đánh thuế rất cao đối với những xe nhập khẩu, từ100% đến 200% như vậy thị trường xe trong nước thiếu hẳn sự cạnh tranh với cáchãng xe nước ngoài, và thực chất chỉ có sự cạnh tranh trong nước giữa các hãng liêndoanh lớn như TOYOTA, HONDA, FORD… Người tiêu dùng vẫn phải dùng xe vớigiá cả đắt hơn rất nhiều mà chất lượng lại không tốt bằng Nhưng hiện nay trước sức

ép của vấn đề hội nhật quốc tế, Việt Nam đã gia nhật tổ chức thương mại quốc tếWTO và cam kết giảm thuế nhập khẩu ôtô theo lộ trình từ nay cho đến 2010 cho cácloại xe nhật khẩu nguyên chiếc Vì vậy để có thể cạnh tranh được với các hãng xenước ngoài bắt buộc ta phải nội địa hóa dần ôtô mang thương hiệu Việt Nam thì mới

có thể cạnh tranh được về mặt giá cả Hiện nay các ôtô sản xuất trong nước đều cógiá thành cao hơn rất nhiều so với xe của nước ngoài Vì vậy nội địa hóa hiện nay làvấn đề sống còn của ngành công nghiệp ôtô Việt Nam Chúng ta không chỉ quan tâmtới việc sản xuất các phụ tùng, linh kiện ôtô nhằm nội địa hóa ngành công nghiệp ôtôtrong nước mà còn hướng tới xuất khẩu phụ tùng ôtô sang các nước trong khu vực.Trước mắt từ năm 2000 nhà nước ta đã đề ra định hướng nội địa hóa dần các sảnphẩm về ôtô và đến năm 2010 dự định sẽ nội địa hóa được khoảng 40% sản phẩm vềôtô

Chính sách phát triển của ôtô nước ta là tăng tỷ lệ nội địa hóa và dần đưa và sảnxuất ôtô mang thương hiệu Việt Nam, đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi về cơ sở vậtchất, vốn, thuế nhằm khuyến khích các doanh nghiệp trong nước đẩy mạnh quá trình

nội địa hóa Với chính sách này các công ty trong nước sẽ có thêm nhiều thuận lợi.Nhưng để nội địa hóa được linh kiện, vừa cạnh tranh được về mặt giá cả vừa đảm bảokhông thua kém xe nhập khẩu về mặt chất lượng Ta cũng cần nội địa hóa cả vấn đềdây truyền công nghệ hoặc tiến hành chuyển giao công nghệ Nhưng vấn đề nàykhông thể một lúc thực hiện được ngay, ta cần phải có thêm thời gian để tích lũykinh nghiệm cũng như đào tạo thêm đội ngũ cán bộ kỹ thuật để có thể làm chủ côngnghệ.

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO CHUNG ÔTÔ 2.1- Công dụng và phân loại về ôtô:

- Ôtô chở người hay hành khách (ôtô con, ôtô ca hay ôtô buýt 1 hoặc 2 tầng)

- Ôtô chở hàng hoá hay vật liệu (ôtô cỡ nhỏ, trung bình và lớn)

- Ôtô chuyên dùng (cứu thương, cứu hoả hoặc cần cẩu…)

* Theo loại động cơ

- Ôtô dùng động cơ xăng

- Ôtô dùng động cơ điêzen

* Theo số cầu chủ động

- Ôtô có một cầu chủ động (trước hoặc sau)

- Ôtô có nhiều cầu chủ động thường là hai hoặc ba cầu chủ động (trước và sau)

* Theo tải trọng

- Ôtô có tải trọng bé (< 2,5 tấn)

- Ôtô có tải trọng trung bình (2,5 – 5 tấn)

- Ôtô có tải trọng lớn (> 5 tấn)

* Theo dung tích làm việc của xilanh động cơ

Theo dung tích làm việc của xilanh động cơ thường dùng để phân loại ôtô conhay ôtô du lịch:

- Ôtô con rất nhỏ (< 1,2 lít)

- Ôtô con nhỏ (1,2 – 1,8 lít)

- Ôtô con trung bình (1,8 – 3,5 lít)

- Ôtô con lớn (> 3,5 lít)

* Theo chiều dài xe

Theo chiều dài xe thường dùng để phân loại đối với xe khách:

- Ôtô khách loại rất nhỏ (chiều dài < 5m)

- Ôtô khách loại nhỏ (chiều dài 5 – 7,5m)

- Ôtô khách trung bình (chiều dài 8 – 9,5m).

- Ôtô khách lớn (chiều dài 10,5 – 12m)

- Ôtô khách rất lớn (chiều dài 16,5 – 20m)

Loại ôtô khách rất lớn gồm có hai hoặc ba “toa” nối với nhau bằng khớp nối bảnlề

2.2- Cấu tạo chung ôtô

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí các bộ phận chính của ôtô con:

1- Động cơ ; 2- Thân hay vỏ xe ; 3- Thùng nhiên liệu ; 4- Lò xo sau

5- Cầu chủ động hay dẫn động sau; 6- Truyền động các đăng ; 7- Hộp số 8- Li hợp hay côn ; 9- Giảm sóc trước.

Ôtô có các bộ phận chủ yếu là động cơ, hệ thống truyền lực, hệ thống treo, hệthống di chuyển, hệ thống điều khiển và các thiết bị làm việc khác

+ Động cơ hoạt động rất chính xác, hiệu quả và ổn định do các kỳ nạp, nén, nổ và

xả đều diễn ra riêng biệt

+ Ít xảy ra hiên tượng quá nhiệt do cửa xa không bô trí trên thành xilanh va động

cơ có hệ thong bôi trơn rất hiệu quả

+ Sự mất mát nhiên liệu ít, động cơ có khả năng tiết kiệm nhiên liệu cao ( so vớiđộng cơ 2 ky )

Tiết kiệm nhiên kiệm nhiên liệu hơn động cơ xăng khoảng 30% Do vấn đề tiếng

ồn và đạc biệt là khí thải nên động cơ Diesel ít phô biến hơn đọng cơ xăng

- Công dụng : hộp số dung để thay đổi tốc độ hay lực kéo của ô tô - máy kéo khi

xe chuyển động tiến hoặc lùi, và cắt chuyển động từ động cơ ( khi để số 0 ), qua lihợp đến banh xe chủ động khi cần dừng xe trong một thời gian nhất định

- Phân loại : hộp số thường dùng trên ô tô – máy kéo có 3 loại chính : hộp số cócấp, hộp số vô cấp va hộp số hỗn hợp

* Trục các đăng :

- Công dụng : để truyền động giữa các trục không nằm trên cùng một đường thẳng

mà thường cắt nhau dưới một góc có trị số luôn thay đổi

- Phân loại : trong truyền động các đăng co trục các đăng va khớp các đăng

+ Theo tính chất động học ta có : các đăng khác tốc và các đăng đồng tốc

+ Theo số khớp các đăng có loại đơn (một khớp ), loai kép, loại nhiều khớp

+ Theo khả năng bao kín có loại kín, loại hở.

Hình 2.2: Sơ đồ bố trí các bộ phận chính ôtô tải

1- Động cơ ; 2- Ly hợp hay côn ; 3- Hộp số ; 4- Vành tay lái ; 5- Truyền động các đăng 6- Cầu chủ động hay dẫn động sau ; 7- Khung (bệ) ; 8- Nhíp ; 9- Bánh xe chủ động 10- Thùng nhiên liệu ; 11- Bộ giảm sóc trước; 12- Cầu trước ; 13- Bánh xe dẫn hướng.

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CẦU CHỦ ĐỘNG

3.1- Công dụng , Phân loại cầu chủ động ôtô.

3.1.1- Công dụng

Cầu chủ động có công dụng biến chuyển động quay tròn của động cơ thànhchuyển động tịnh tiến của ôtô đồng thời chuyền mômen xoắn từ động cơ tới ly hợptới hộp số , trục các đăng làm tăng mômen , thay đổi ty số truyền

Ngoài ra nó còn có bộ vi sai cóc tác dụng giúp cho 2 bánh xe chủ động chuyềnđộng với vận tốc bằng nhau khi chuyển động thẳng và bằng phẳng và giúp cho cácbánh xe quay với vận tốc khác nhau khi quay vòng

3.1.2- Phân loại.

- Theo điều kiện làm việc :Ôtô hoặc máy kéo bánh lốp một , hai hoặc ba cầu chủđộng

- Theo cấu tạo và vị trí : Cầu trước hoặc cầu sau

3.2- Cấu tạo chung , Nguyên lý làm việc cầu chủ động ôtô.

Cầu chủ động ôtô có ba bộ phận chính : -Bộ truyền lực chính

- Cơ cấu vi sai

- Bán trụca-Bộ truyền lực chính

Bộ truyền lực chính hay truyền lực trung gian có tác dụng làm tăng tỉ số truyềnhoặc tăng mômen xoắn trong hệ thống truyền lực chính của ôtô

Bộ chuyền lực chính có hai loại : loại đơn và loại kép

• Loại đơn

Bộ truyền lực chính loại đơn chỉ có 1 cặp bánh răng ăn khớp bao gồm bánh răngchủ động 1 và bánh răng bị động 2 ,dạnh côn xoắn hoặc dạng hypôit hoặc dạng trụrăng thăng hay răng nghiêng

• Loại kép

Bộ truyền lực chính loại kép có hai cặp bánh răng ăn khớp :cặp bánh răng (1,2)dạng côn xoắn và cặp bánh răng (3,4) dạng trụ răng thẳng hoặc nghiêng

b-Cơ cấu vi sai

Hình 3.1: Cấu tạo cơ cấu vi sai

Cơ cấu vi sai hay hộp vi sai co tác dụng làm cho 1 bánh xe chủ động quay cùngtốc độ khi ôtô chuyển động thẳng và quay khác tốc độ khi ôtô chuyển động quayvòng , đảm bảo lái xe dẽ dàng , giảm tiêu hao công suất động cơ và lốp đỡ mòn Trên ôtô thường sử dụng cơ cấu vi sai bánh răng côn

c- Bán trục

Bán trục hay nửa trục có tác dụng truyền mômen xoắn từ bộ truyền lực chính qua

cơ cấu vi sai đến bánh xe chủ động

Bán trục thường che tạo bằng thép ,có dạng hình tru đặc ,một đầu có rãnh thenhoa để lắp với bánh răng bán trục của cơ cấu vi sai, một đầu có gắn mặt bích để lắp

cố định với bánh xe chủ động bằng bulông Bán trục này thường dùng trên ôtô có hệthống treo phụ thuộc và không có truyền động cuối cùng

Tuỳ theo tính năng của ôtô hay cách lắp đặt ổ bi bán trục được chia ra 2 loại: Loạigiảm tải một nửa và loại giảm tải hoàn toàn

3.3- Bộ truyền lực chính

3.3.1- Công dụng ,yêu cầu ,phân loại:

a- Công dụng:

- Dùng để tăng mômen xoắn cho bánh xe chủ động

- Truyền mômen xoắn và đổi phương truyền lực một góc 900 (trừ một số xe cóhộp số hai trục nằm ngang với cầu chủ động)

b- Yêu cầu đối với truyền lực chính:

Truyền lực chính phải đạt được những yêu cầu sau đây:

- Phải đảm bảo đủ tỷ số truyền cần thiết để đủ lực kéo tại các bánh xe chủ động

- Có độ cứng vững tốt có hiệu suất truyền lực cao

- Không gây tiếng ồn khi làm việc

- Tăng khoảng sáng mặt đường , kết cấu gọn nhẹ, dễ bảo dưỡng sủa chữa, giáthành hạ

c- Phân loại truyền lực chính:

Truyền lực chính của cầu chủ động trên ôtô phân loại theo:

+ Theo số cặp bánh răng ăn khớp ta có:

- Truyền lực chính chỉ có một cặp bánh răng ăn khớp (theo đặc điểm cấu tạo củabánh răng ta có : truyền bánh răng côn răng nghiêng hoặc răng thẳng , loai trục vítbánh vít , loại cặp bánh răng hypôit Thường một cặp bánh răng ăn khớp gọi là truyềnlực chính loại đơn

- Truyền lực chính loại kép: có hai cặp bánh răng ăn khớp thông thường gồm có :một cặp bánh răng côn xoắn và một cặp bánh răng trụ răng nghiêng (có thẻ liền mộtcụm hoặc tách cụm) loại tách cụm có thể dùng ở hệ thống treo độc lập hoặc phụthuộc đều được

+Theo cách thay đổi tỷ số truyền

- Loại có tỷ số truyền cố định (không thể thay đổi tỷ số truyền của truyền lựcchính trong quá trình làm việc) loại này được sử dụng hầu hết ở các loại ôtô hiện nay

- Có tỷ số truyền thay đổi , thường có hai cấp tuỳ thuộc vào vị trí gài của truyềnlực chính Loại này ít được sử dụng nó dùng trên xe ZIL -131-B của Liên Xô (cũ)

Sơ đồ cấu tạo một số loại truyền lực chính:

Hình 3.2: Cấu tạo một số loại truyền lực chính a- Loại bánh răng côn ; b- Loại hypôit (E: Độ dịch trục của truyền lực hypôit) c- Loại trục vit- bánh vít ; d- Loại kép bố trí trong một cụm ;

e-Loại kép nhu d nghưng đầu trục chủ động có ổ đỡ phụ và xuyên thẳng ; f- Loại kép bố trí tách cụm dùng trong hệ thống treo phụ thuộc ;

h- Loại kép bố trí tách cụm dùng trong hệ thống độc lập.

3.3.2 Cấu tạo bộ truyền lực chính:

a- Truyền lực chính loại đơn.

Truyền lực chính đơn bao gồm một cặp bánh răng côn xoắn :trong đó bánh răngchủ động (còn gọi là bánh răng quả dứa) thường chế tạo liền trục Bánh răng bị động(còn gọi là bánh răng vành chậu) được chế tạo rời thành vành răng rồi lắp ghép với

vỏ vi sai thành một khối Các bánh răng này được quay trên ổ bi côn

Khi thiết kế cặp bánh răng côn xoắn người ta chọn chiều xoắn của bánh răng chủđộng ngược chiều quay của bánh răng (khi chạy tiến) để cho lực chiều trục ở điểm ăn

khớp tác dụng theo chiều từ tâm đáy nhỏ đến tâm đáy lớn (bánh răng chủ động không

bị đẩy tiến vào), tránh cho bánh răng không bị kẹt trong quá trình làm việc

Các cặp bánh răng được lắp chọn theo từng bộ ở các nhà máy chế tạo ,không thểlắp lẫn cho nhau Kết cấu của truyền lực chính đều có thể điều chỉnh được độ dơ ănkhớp được tốt

Hình3.3 : Cấu tạo bộ truyyèn lực chính loại đơn:

1- Chốt tỳ ; 2, 6- Đệm điều chỉnh ; 3,7,12- Ổ bi côn ; 4- Mặt bích bắt với các đăng ; 5- Êcu hãm ; 8- Ổ bi trụ ; 9- Vỏ cầu ; 10- Êcu điều chỉnh ; 11- Bán trục ;

13- Vỏ vi sai ; 14- Tấm hãm êcu ; 10,15- Nắp ổ đỡ ; 16- Bánh răng bán trục ; 17- Trục chữ thập vi sai ; 18- Bánh răng bị động(bánh răng vành chậu) ;

19- Bulông kẹp chặt bánh răng bị động với vỏ vi sai ; 20- Bánh răng vi sai ; 21- Bánh răng chủ động (quả dứa) liền trục

* Đặc điểm cấu tạo :bánh răng chủ động (21) được chế tạo liền trục , được gối lênhai ổ bi côn (3) và (7) chụm đầu nhỏ vào nhau và một ổ bi trụ (8) ở đầu nhỏ của bánhrăng quả dứa

Cách bố trí các ổ bi côn làm tăng chiều dài đòn chịu lực của các gối đỡ và giảmkhoảng cách từ ổ đỡ đến điểm chịu lực của bánh răng quả dứa nhằm tăng độ cứngvững cho trục chủ động Việc bố trí thêm ổ bi (8) ở đầu bánh răng quả dứa sẽ làmtăng độ cứng vững của trục lên nhiều lần

- Bánh răng bị động được chế tạo thành vành răng rời (18), lắp ghép với nửa vỏ visai bằng những bulông (19) Khối bánh răng bị động và vỏ vi sai được gối và quaytrên hai ổ bi côn (12) chụm đầu lớn vào nhau nhằm giảm khoảng cách từ điểm chịulực đến tâm hai gối đỡ để tăng độ cứng vững cho cụm bánh răng Sự ăn khớp của cặpbánh răng truyền lực chính được điều chỉnh trong khi lắp ráp Vít tì (1) để hạn chếbiến dạng của bánh răng bị động của truyền lực chính tại khe ăn khớp ,khe hở giữamặt đầu của (1) và lưng bánh răng là 0,25mm nó được chỉnh nhờ vặn vít và ốc hãm.Điều chỉnh các độ dơ , chặn của các ổ côn , điều chỉnh khe ăn khớp , sự tiếp xúccủa cặp bánh răng truyền lực chính nhờ các đệm điiêù chỉnh (2)(6) và êcu điềuchỉnh (10).

- Truyền lực chính loại đơn được sử dụng ở hầu hết các loại xe con của các hãngTOYOTA, NISSAN, VOLGA, KIA, và trên những xe tải loại nhỏ GAZ-51, GAZ-

53, DAEWOO, Khác với các bộ truyền bánh răng côn xoắn , ở bộ truyền lực chínhđơn hypôit bánh răng nón chủ động đặt lệch trục bánh răng nón bị động một khoảng

E (trên hình vẽ) nằm trong khoảng (1,125-0,2) đường kính bánh răng bị động Trụcbánh răng chủ động có thể bố trí phía trên hoặc phía dưới đường tâm bánh răng chủđộng Đa số các trường hợp người ta bố trí trục chủ ở dưới Theo phương án này bôitrơn cho bộ truyền đơn giản hơn đồng thời giảm được tổn hao do bôi trơn

Tuy nhiên khi đó góc lệch trục các đăng sẽ lớn , ảnh hưởng đến điều kiện làm củatruyền động các đăng Các căng của bánh răng truyền lực chính hypôit là răng cong,thông thường chúng có dạnh cung tròn Do có độ dịch trục mà góc xoắn của bánhrăng nón chủ động (450-500) lớn hơn góc xoắn của bánh răng nón bi động (200-300)

Vì góc xoắn lớn nên độ dài của bánh răng truyền lực chính hypôit lớn hơn độ dài củabánh răng côn xoắn khi cúng kích thước Nếu cùng kích thước bánh răng bị động vàcùng tỷ số truyền thì đường kính bánh răng chủ động của truyền lực chính hypôit sẽlớn hơn so với truyền lực chính bánh răng côn xoắn thông thường ,nên chịu tải tốthơn, cứng vững hơn, tăng tuổi thọ

Hình3.4 : Truyền lực chính đơn hypôit.

1- Bánh răng bị động (vành chậu) ; 2- Bánh răng chủ động (quả dứa) ; 3- Vỏ cầu chủ động ; 4- Phớt chắn dầu ; 5- Mặt bích nối với các đăng ; 6- Không gian chúa dầu bôi trơn.

So với truyền lực chính bánh răng côn xoắn ,truyền lực chính hypôit có sự trượttương đối tại vùng ăn khớp không đúng của bộ truyền Để khắc phục nhược điểm nàyngười ta dùng dầu bôi trơn riêng chịu được áp lực cao (gọi là dầu bôi trơn hypôit) vàđảm bảo độ chính xác lắp ráp cao, điều chỉnh đúng trong quá trình sử dụng Khi thiết

kế ,chế tạo ,lắp ráp đúng thì bộ truyền hypôit có tất cả ưu điểm của bộ truyền bánhrăng côn xoắn và bộ truyền trục vít -bánh vít Nó được sử dụng nhiều trên các ôtô dulịch ,xe vận tải (GAZ-66, GAZ-53)

b- Truyền lực chính loại kép.

Truyền lực chính kép bao gồm hai cặp bánh răng :cặp bánh răng côn xoắn và cặpbánh răng trụ được bố trí liền trong một cụm So với truyền lực chính đơn ,truyền lựcchính kép do sử dụng hai cặp bộ truyền nên tỷ số truyền lớn mà vẫn có khoảng sánggầm xe lớn do kích thước hướng kính nhỏ hơn Truyền lực chính kép được sử dụngnhiều trên các xe có tải trọng lớn, xe ba cầu

Hình3.5 : Cấu tạo cầu chủ động ôtô ZIL-130.

1- Mặt bích nối với trục ; 2- Phớt chắn dầu ; 3,32- Nắp ; 4- Vòng đệm ; 5- Đệm làm kín ; 6,9,31,24,14- Các ổ bi côn ; 7- Vỏ bánh răng chủ động ; 8,10,13- Đệm điều chỉnh ; 11- Bánh răng chủ động ; 12- Bánh răng bị động ;

15- Trục trung gian ; 16- Bánh răng trụ chủ động ; 17- Vỏ truyền lực chính ; 18- Nắp ổ ; 19,29- Đệm tỳ lưng ; 20- Nửa bên phải của bộ vi sai ;

21- Bánh răng trụ bị động ; 22- Bánh răng bán trục ; 23- Nửa bên trái vỏ vi sai ; 25- Êcu điều chỉnh ; 26- Bán trục ; 27- Vỏ cầu ; 28- Bánh răng vi sai ;

30- Trục chũ thập vi sai ; 33- Ống định vị.

* Đặc điểm cấu tạo :

Truyền lực chính bao gồm hai cặp bánh răng côn xoắn (11)-(12) và cặp bánh răngtrụ răng nghiêng (16)-(21) Bánh răng côn chủ động (11) được chế tạo liền trục vàđược dẫn động quay từ trục truyền các đăng qua mặt bích (1) (hình 3.5) Bánh răngcôn bị động (12) lắp ghép cố định bằng đinh tán với mặt bích cố định của trục trung

gian Bánh răng trụ chủ động (16) được chế tạo liền với trục trung gian (15) và luôn

ăn khớp với bánh răng (21) Bánh răng (21) là vành răng được lắp ghép với hai nửa

vỏ vi sai bằng bulông Bánh răng chủ động (11) được gối lên hai ổ bi côn (6)và (9)đặt trong vỏ (7) và được lắp với vỏ truyền lực chính (17)bằng các bulông, Khe hở củahai ổ này được điều chỉnh bằng vòng đệm (8) Ổ đỡ trục trung gian (15) là hai ổ bicôn (31) điều chỉnh khe hở ổ đệm (13), để điều chỉnh sự ăn khớp của cặp bánh răngcôn xoắn người ta dùng đệm (10)(13) Ổ đỡ vỏ bộ vi sai là hai ổ bi côn (24), điềuchỉnh độ dơ hai ổ bi này nhờ êcu điều chỉnh (25)

Việc bôi trơn cho truyền lực chính ,các ổ đỡ được thực hiện nhờ dầu chứa trong

vỏ cầu và các rãnh dẫn dầu trong vỏ truyền lực chính và vỏ (7)

Trục bánh răng chủ động không có ổ đỡ ở đầu bánh răng để khử độ công xon nênkích thước trục lớn Ở một số xe ba cầu chủ động trục bánh răng chủ động của truyềnlực chính xuyên thông cầu giữa đến cầu sau, bố trí như vậy đơn giản hơn nhiều bố trítách rời từng cầu

Để tránh hiện tượng tuần hoàn công suất ở cầu giữa và cầu sau ở các xe nhiều cầuchủ động người ta đặt bộ vi sai giữa hai cầu này

* Truyền lực chính bố trí trên ôtô KAMAZ-5320 cho cầu giữa và cầu sau làtruyền lực chính kép bố trí ở trung tâm gồm một cặp bánh răng côn xoắn và một cặpbánh răng trụ rang nghiêng.Truyền kực chính có trục chủ động loại xuyên thông đểdẫn động ra cầu giữa và cầu sau Ở cầu giữa và cầu sau có đặt vi sai bánh răng cônđối xứng Khi đó cầu giữa và cầu sau không liên kết cưng với nhau qua các đăng képnhư ở một số loại xe khác mà liên kết với nhau bằng vi sai giữa hai cầu (Tránh đượchiện tượng tuần hoàn công suất ở cầu giữa và cầu sau)

* Đặc điểm :bánh răng bán trục (10) lắp then hoa với trục (15) để truyền mômenxoắn đến bánh răng côn xoắn chủ động cầu sau Bánh răng bán trục (12)lắp then hoavới moay ơ của bánh côn xoắn chủ động chuyển lực chính cầu giữa ,quay trên trục(15) Khi khoá cứng vi sai giữa hai cầu nhờ khớp gài (13)thì cầu giữa và cầu sau lạiliên kết cứng sẽ có hiện tượng tuần hoàn công suất

Hình3.6 : Cầu giữa với vi sai giữa các cầu của ôtô KAMAZ-5320 a- Cấu tạo ; b- Vi sai của cầu giữa và cầu sau

* Truyền lực chính kép bố trí tách cụm thì phần truyền lực chính trung tâm gọnnhỏ ,phần ở bánh xe thường là bộ truyền bánh răng trụ ăn khớp trong nên kích thướckhông cần lớn vẫn đảm bảo tỉ số truyền lớn nên tăng được khoảng sáng gầm xe.Truyền lực chính tách cụm thường bố trí trên các xe có yêu cầu khoảng sáng gầm xelớn và tỉ số truyền của truyền lực chính lớn Tỉ số truyền của giảm tốc bánh xe thường

từ 4,5-5

Hình3.7 : Truyền lực chính xe UAZ-469 a- Phần truyền lực chính loại đơn ; b- Phần giảm tốc bánh xe.

Trên hình 3.7 là truyền lực chính tách cụm có giảm tốc bánh răng trụ ăn khớptrong của ôtô UAZ-469

* Đặc điểm cấu tạo :

Bán trục (20)một đầu lắp với then hoa của bánh răng bán trục trong vi sai củatruyền lực chính ,một đầu lắp với bánh răng chủ động (2)

- Trục (15) có mặt bích để lắp với vành răng bị động ăn khớp trong (17) nhờbulông kẹp chặt (4)

- Mặt bích (12)có then hoa lắp với trục (15) để truyền chuyển động đến moay ơ(9), đến bánh xe chủ động qua hàng bulông tắc kê (8) Tỉ số truyền chung của hệthống truyền lực được tăng 1,94 lần

Ngoài ra ở một số xe cụm giảm tốc độ bánh xe còn có kết cấu bánh răng trụ ănkhớp ngoài ,kết cấu truyền lực kiểu hành tinh

3.3.3 Phân tích kết cấu truyền lực chính :

Bánh răng côn xoắn thường (δ = 900) bánh răng côn xoắn hypôit (δ ≠ 900) và bộtruyền lực kép

a- Bánh răng côn răng thẳng

Có ưu điểm là dễ chế tạo nhưng có nhược điểm là ăn khớp không êm, khả năngchịu tải kém cho nên chỉ sử dụng ở ôtô loại nhỏ, tốc độ không cao

b- Bánh răng côn cong:

Bánh răng côn răng cong tăng được tỷ số truyền nhiều mà không cần tăng kíchthước của bánh răng bị động, số răng của bánh răng chủ động Z1 có thể nhỏ hơn 5 Vì

i0 =Z2 /Z1 mà Z1 nhỏ thì i0 tăng mà không cần tăng Z2 nên kích thước chung nhỏ gọnlại tăng được khoảng sang gầm xe, giảm được trọng lượng phần không được treo.Răng cong làm việc êm hơn răng thẳng, khi làm việc các răng ăn khớp từ từ,chiều dài ăn khớp lớn, số răng ăn khớp nhiều nên tăng được tuổi thọ Độ êm dịu càngnhiều khi góc xoắn β cáng tăng vì thế được sử dụng nhiều trong xe du lịch, ôtô chởkhách, ôtô chở hàng Nhược điểm của bánh răng côn răng cong là lực chiều trục lớnkhi β càng lớn (gcó xoắn răng β1 = β2)

c- Bánh răng côn răng cong hypôit (đặt bánh răng ăn khớp có độ dịch trục a nào đấy , δ ≠ 90 0 )

Loại truyền động này truyền động êm dịu hơn, kích thước nhỏ hơn loại răng cônrăng cong kể trên Khi bánh răng côn chủ động đặt dịch xuống dưới, có thể hạ thấpđược chiều cao trọng tâm, sàn xe, làm tăng tính ổn định ở tốc độ cao nên được dùng ởhầu hết các xe du lịch (β1> β2)

Răng của bánh răng hypôit bền hơn răng của bánh răng côn răng cong kể trên.Lực pháp tuyến trên các răng ăn khớp của bánh răng hypôit bằng nhau Lực vòng P1

trên bánh răng chủ động và P2 trên bánh răng bị động không bằng nhau và được xácđịnh như sau:

k Z

ββ

β1, β2 :góc xoắn của răng chủ động và bị động

k : hệ số tăng kích thước của bánh răng hypôit

Từ đó ta thấy khi mômen xoắn trên bánh răng côn răng cong và trên bánh răngcôn răng cong hypôit như nhau(với bán kính bánh răng bị động r2, tỷ số truyền i0 nhưnhau) thì bộ truyền hypôit lực pháp tuyến giảm đi 1/k lần

Nếu gọi tỷ số truyền của cặp bánh răng truyền lực chính là i0 ta có :

- Đối với cặp bánh răng côn răng cong thường (δ = 900)

2 1

2

0

Z

Z D

2

0

cos

cosβ

1

2

cos

cos.β

β

i D

β

<1

D2, D1 là đường kính vòng lăn của bánh răng bị động và chủ động

Nhận xét :- Nếu D1 không thay đổi và giảm D2 thì kích thước bộ truyền nhỏ gọn

- Nếu D2 không đổi mà tăng D1 thì độ bền và tuổi thọ của chi tiết sẽ tăng

Bố trí truyền động hypôit có những nhược điểm sau:

- Giá thành chế tạo đắt hơn so với các loại bánh răng khác

- Vì bố trí có độ dịch trục nên lúc bánh răng ăn khớp trên mặt tiếp xúc của răngsinh ra vận tốc trượt

- Khi sửa chữa lắp ráp phải điều chỉnh độ ăn khớp của bánh răng cho chính xác vàđiều chỉnh ổ bi cho đúng để tăng độ cứng vững cho bộ truyền

- Do tăng vận tốc trượt trên bề mặt ma sát nên hiệu suất giảm

d- Truyền lực kép

Khi yêu cầu tỷ số truyền i0 lớn (trên ôtô tải) người ta dùng truyền lực chính loạikép gồm hai cặp bánh răng ăn khớp như ZIN-130; ZIN-131;…hoặc một cặp bánhrăng côn răng cong với bộ truyền lực bánh xe như IFA, MAZ 500…

Nhờ áp dụng cặp bánh răng côn thứ hai ở truyền lực chính nên tăng được lực kéo

Pk, kết cấu lại nhỏ theo mặt phẳng thẳng đứng, nên tăng được khoảng sáng gầm xe

⇒ Từ những dặc điểm trên của bộ truyền lực chính em chọn bộ truyền lực chínhcho phần thiết kế của mình là bộ truyền bánh răng côn hypôit

3.4- Bộ Vi sai.

3.4.1- Nhiệm vụ

- Bộ vi sai đặt giữa các bánh xe chủ động của một cầu đảm bảo cho các bánh xe

đó quay với vận tốc khác nhau lúc xe quay vòng, hoặc chuyển động trên đườngkhông bằng phẳng hoặc có sự sai lệch về kích thước lốp, đồng thời phân phối lạimômen xoắn cho hai bán trục trong các trường hợp nêu ở trên

- Bộ vi sai đặt giữa các cầu chủ động có nhiệm vụ: phân phối mômen xoắn chocác cầu theo yêu cầu thiết kế để nâng cao động lực kéo của ôtô có nhiều cầu chủđộng

3.4.2- Yêu cầu với vi sai

- Phân phối mômen xoắn từ động cơ cho các bánh xe hay các cầu theo tỷ lệ chotrước phù hợp với mômen bám ( trọng lượng bám ) của bánh xe với mặt đường

- Đảm bảo số vòng quay khác nhau giữa các bánh xe chủ động khi ôtô vào đườngvòng, chạy trên đường không bằng phẳng hoặc lực cản các bánh xe khác nhau

- Kết cấu nhỏ gọn, làm việc an toàn, chắc chắn

3.4.3- Phân loại vi sai

* Theo công dụng của vi sai:

- Vi sai giữa các bánh xe: được bố trí trong cụm cầu chủ động nó phân chiamômen xoắn đến các bánh xe chủ động của một cầu

- Vi sai giữa các cầu ( dùng ở xe nhiều cầu chủ động ) để phân chia mômen xoắnđến các cầu chủ động và tránh hiện tượng tuần hoàn công suất ( có thể đặt vi sai tronghộp phân phối hoặc giữa các cụm cầu chủ động)

- Vi sai giữa các hộp giảm tốc cuối cùng, hoặc giữa các nhóm cầu chủ động

* Theo mức độ tự động:

- Vi sai không có hãm

- Vi sai hãm bằng tay

- Vi sai hãm tự động

* Theo đặc điểm phân chia mômen xoắn:

- Vi sai đối xứng: phân chia đều mômen xoắn cho các bánh xe hoặc cho các cầu

- Vi sai không đối xứng ( không dùng trong một cầu ) dùng để phân chia mômenxoắn đến các cầu chủ động thoe một tỷ lệ phù hợp với tải trọng bám trên các cầu chủđộng

* Theo đặc điểm kết cấu:

- Vi sai bánh răng: có thể bánh răng côn, bánh răng trụ

- Vi sai trục vít bánh vít

- Vi sai cam: sử dụng các chi tiết có bề mặt dạng cam và các con trượt … tạothành bộ vi sai ( con trượt có thể hướng trục hoặc hướng kính )

* Theo giá trị ma sát trong ( theo hệ số già vi sai )

- Vi sai có ma sát trong nhỏ hệ số gài vi sai K = 0,05 ÷ 0,2

sai vi trên vomômen xoan

sai vicuasát trongma

mômen

=

K

- Vi sai có ma sát cao K =0,25 ÷ 0,8 ( thường là vi sai cam vi sai bánh vít trục vít,

vi sai loại bánh răng có cơ cấu tăng ma sát trong )

- Vi sai khoá hoàn toàn K = 1 ( loại vi sai bánh răng có ma sát trong nhỏ ta làmkhoá gài cứng vi sai thì sẽ có K = 1)

* Theo phương pháp gài:

- Gài cưỡng bức: do người lái

- Gài tự động: tuỳ theo mômen bám ở các bánh xe ( hoặc các cầu ) chủ động mà

có thể gài, nhả tự động hoàn toàn

3.4.4- Cấu tạo và nguyên lý làm việc của vi sai

a- Sơ đồ cấu tạo

Hình3.8 : Sơ đồ dãy hành tinh cơ sở;

1- Giá hành tinh ; 2- Bánh răng hành tinh (bánh răng vi sai) ;

3- Bánh răng mặt trời ; 4,6- Các trục ra ; 5- Bánh răng ngoại luân.

- Vi sai đơn giản một dãy hành tinh cơ sở (hình vẽ) nó được cấu tạo bởi giá hànhtinh 1, các bánh răng mặt trời 3, bánh răng ngoại luân 5, và các trục ra 4, 6.

b- Nguyên lý làm việc

- Vi sai là cơ cấu hai bậc tự do: bánh răng hành tinh 2 có thể đồng thời tham giahai chuyển động quay: quay cùng với giá 1, quay quanh trục của nó Đồng thời lại ănkhớp với bánh răng 3 và 5 nên đảm bảo cho hai trục ra 4, 6 có thể quay với vận tốckhác nhau Vi sai không xác định tương quan tỷ lệ giữa các vận tốc góc của các bántrục ra Dựa trên nguyên lý này người ta chế tạo các bộ vi sai sử dụng trong hệ thốngtruyền lực ôtô

3.4.5- Động học và động lực học cơ cấu vi sai

3.4.5.1- Động học cơ cấu vi sai

a- Động học cơ cấu vi sai bánh răng côn

Hình3.9 : Sơ đồ động học của cơ cấu vi sai bánh răng côn

Khi xe ôtô chuyển động thẳng , mặt đường bằng ,lực cản ở hai bánh xe chủ độngnhư nhau thì các bánh răng nửa trục có số vòng quay với vỏ vi sai n1= n3 = n4 (n1, n3,

n4 lần lượt là số vòng quay của vỏ vi sai, của bánh răng nửa trục bên phải và bánhrăng nửa trục bên trái ) Lúc đó bánh răng hành tinh không quay quanh trục của nó(coi như một chêm cứng giữa bánh răng vi sai và bánh răng bán trục ) chỉ quay quanh

vỏ vi sai

Ta có n3+ n4= 2n1

Khi xe ôtô chuyển động quay vòng hay đi trên mặt đường nghiêng xảy ra một bênbánh xe chủ động quay chậm và bánh xe bên kia quay nhanh lên, nhưng vẫn đảm bảoquan hệ động học n3+ n4= 2n1 có nghĩa là bánh xe này quay chậm bao nhiêu lần thìbánh xe kia sẽ quay nhanh lên bấy nhiêu để đảm bảo quan hệ động học trên khôngđổi

b- Động học của cơ cấu vi sai cam

Vi sai cam hiện nay có loại cam đặt theo hướng kính và loại đặt theo hướng trục.

Sơ đồ hình vẽ là vi sai cam đặt theo hướng kính gồm có bánh răng côn xoắn bịđộng 2 gắn chặt với vỏ vi sai 3, ở một nửa vỏ vi sai 3 có chế tạo liền các vành ngăn 4các cam 5 được lắp vào các vành ngăn đó và tựa lên vành cam ngoài 6 và vành camtrong 7 Trên vành cam 6 và 7 có xẻ các rãnh then hoa để nối với hai nửa trục truyền

ra hai bên bánh xe chủ động

Khi mômen quay truyền từ động cơ qua ly hợp, hộp số đến bánh răng bị động 2qua vỏ vi sai 3,qua vành ngăn 4 truyền cho các cam 5 đầu các cam 5 tỳ lên các vànhcam 6 và 7 để truyền ra hai bên nửa trục qua then hoa đến các bánh xe chủ động Nếu sức cản hai bên bánh xe chủ động như nhau thì cả hai nửa trục quay với tốc

độ như nhau Lúc này chốt 5 không dịch chuyển tương đối đối với bề mặt cam 6 và 7.Khi quay vòng và đi trên đường nghiêng sức cản ở trên các bánh xe chủ độngkhác nhau sẽ có một bên bánh xe quay chậm, một bánh xe quay nhanh thì các cam 5

sẽ quay cùng với bộ phận chủ động 3 đồng thời dịch chuyển theo hướng chiều trục.Khi đó sẽ xảy ra sự trượt ở các bề mặt làm việc của cam đối với bề mặt làm việc củavành cam Trên mặt cam của nửa trục quay chậm tốc độ trượt của cam hướng theochiều quay của bộ phận chủ động, còn ở trên bề mặt cam của nửa trục quay nhanhhướng về chiều ngược lại Lực ma sát xuất hiện ở chỗ tiếp xúc của cam với các bềmặt vành cam co hướng ngược lại với vận tốc trượt có nghĩa là ở bánh xe quay chậmlực tiếp tuyến quay vành cam được cộng thêm với lực ma sát để tăng mômen chobánh xe quay chậm và bên vành cam quay nhanh lực vòng tiếp tuyến sẽ trừ bớt đi lực

ma sát để giảm mômen cho bánh xe quay nhanh

Vi sai cam là loại vi sai có tăng mômen ma sát nội tại nên tăng được mômentruyền động cho các bánh xe chủ động, tăng được tính năng thông qua cho xe

c- Động học của cơ cấu vi sai cưỡng bức

Trên hình 6.5b là cơ cấu gài vi sai cưỡng bức, loại này được lắp trên xe IFA củaĐức, PRAGA của Tiệp, STAR của Ba Lan

Khi người ta lái, lái xe trên những đường lầy lội trơn trượt, đã đi ở số truyền tay

số 1 mà khả năng trượt quay vẫn xảy ra thì người lái gài vi sai (do tác động của ngườilái nên gọi là cưỡng bức) Khi gài cứng vi sai thì người lái đã nối cứng hai nửa trụcthành một trục liền, nên đã bắt một nửa trục quay theo số vòng quay của vỏ, thì trục

kia cũng phải quay theo số vòng quay của vỏ theo quan hệ : n3 +n4 =2n1 Như vậy thìbánh xe sẽ tận dụng được hết khả năng bám của bánh xe với mặt đường để thắng lựccảm cho xe tiến lên đi qua được những chỗ xấu lầy lội, trơn truợt Nhưng phải chú ýkhi xe đi qua chỗ đường đó rồi thì phải mở (tách) gài vi sai ra Nếu không khi đi quađường vòng không phân được số vòng quay khác nhau ở hai bên bánh xe, sẽ gây raxoắn đứt bán trục hay vỡ vỏ vi sai làm hỏng cả cầu chủ động.

3.4.5.2- Động lực học cơ cấu vi sai

a- Động lực học cơ cấu vi sai bánh răng côn

Quá trình truyền mômen của cụm vi sai ngoài mômen truyền từ động cơ xuốnghai nửa trục đến bánh xe chủ động, còn phải kể đến mômen ma sát trong của cụm visai

Giả sử ôtô chuyển động ổn định ta có phương trình cân bằng mômen:

M1 = M3 +M4

M1 –mômen của vỏ vi sai; M3, M4 – mômen truyền đến hai bên nửa trục

Để tính toán mất mát do ma sát trong vi sai, thừa nhận rằng mômen ma sát Mms

sinh ra khi vận tốc quay của các bánh răng nửa trục khác nhau, khi ấy công suất mấtmát do ma sát trong vi sai so dạng:

(Trong công thức này bỏ qua mômen ma sát ổ bi vì nhỏ)

Tổng công suất truyền đến các nửa trục sẽ là:

Đối với nửa trục bên quay chậm: M4 = 0,5.( M1+ Mms)

Đối với nửa trục bên quay nhanh: M3 = 0,5.( M1- Mms)

Qua thực nghiệm người ta thấy: Mms = (0,1 ÷ 0,15)M1 Thay vào công thức :

M4 ≈ 0,6.M1 =0,6.Memax.iht.i0.ηt

M3 ≈ 0,4.M1 =0,4.Memax.iht.i0.ηt

i -tỷ số truyền ở tay số 1; i - tỷ số truyền ở truyền lực chính

Nếu đem trừ M4 cho M3 ta thấy :

M4 – M3 =Mms hay M4 =M3 +Mms

Vậy mômen ở nửa trục quay chậm thì phụ thuộc vào mômen ở nửa trục quaynhanh và mômen ma sát Mặt khác mômen ở trục quay nhanh phụ thuộc vào hệ sốbám φ (M3 = φ.Gbx.rbx), nếu bánh xe này có hệ số bám φ nhỏ thì mặc dù bánh xe kiađứng trên đường tôt có hệ số bám φ lớn cũng không thể tận dụng được Vậy muôntăng M4 thì ta có thể tăng Mms, trường hợp tăng mômen trong cụm vi sai bằng cáchdùng vi sai cam đã trình bày ở trên, hoặc ở xe Toyota Land Cruiser, cầu trước MTZ

52 trong cụm vi sai bánh răng còn bố trí thêm các đĩa ma sát để tăng mômen ma sátnội tại, tăng tính năng thong qua cho xe

Trường hợp gài cưỡng bức vi sai như đã trình bày ở trên có ý nghĩa là nối hai nửatrục thành một trục liền thì:

Nếu M1 < M3+ M4 thì truyền hết được M1

Nếu M1 > M3+ M4 thì xe bị trượt một ít nhưng tận dụng hết khả năng bám ở haibên bánh xe để vượt lầy

Để so sánh mômen ở bánh xe quay chậm và bánh xe quay nhanh người ta dùng hệ

số gài vi sai:

ms

ms c

M M

M M M

3 4

M

M M

M M

Khi thiết kế chế tạo và chọn kết cấu ta phải chú ý đến Kδ nếu Kδ lớn quá thì khiđiều khiển ôtô qua phải và qua trái khó khăn Vì vậy khi thiết kế và chọn kết cấu Kδ

không lên chọn lớn hơn 0,6 có nghĩa là mômen ở bên nửa trục quay chậm không lớnhơn 4 lần mômen ở bên nửa trục quay nhanh

b- Động lực học của vi sai cam:

Hình3.11 : Vi sai cam một dãy hướng truc.

1- Vành cam bên trái ; 2- Nửa bên trai của vỏ vi sai ; 3- Các con trượt ; 4- Vòng cách ; 5- Vành cam bên trái ; 6- Nửa vỏ vi sai bên phải.

N1, N2, N - các lực tác dụng lên cam từ phía vành cam ngoài ,vành cam trong vàvành chủ động.

−

N N

Từ đó : N2 = N1 ( )

(α ρ)

ρα2cos

2cos

2

1+

t

n t

R

R M

M

M M K

.sin

.2cos

.sin

.2cos

2 1

2 1

ραρα

ραρ

t

R

R M

M

.sin

.2cos

.sin

.2cos

2 1

2 1

ραρα

ραραλ

−+

.2cos

.sin

.2cos

2 1

1 2

'

ραρα

ραραλ

−+

+

−

=

Hệ số gài λ và λ’ thường không bằng nhau Nhưng chọn đúng các kích thước của

vi sai thì sự khác nhau này không nhiều lắm Các hệ số λ và λ’ xác định ở trên chỉđúng với các chốt đặt theo hướng kính, theo các kết cấu hiện có thì hệ số gài vi sai λ=2,5 ÷ 5 Với hệ số gài như vậy đảm bảo cho ôtô chuyển động không bị trượt quay một

trong số các bánh xe chủ động trong các trường hợp mà cả hai bánh xe đều tụa trênmặt đường.

là giảm tốc bánh xe) mà kết cấu của bán trục có khác nhau

Tuỳ theo cách đặt ổ bi đỡ bán trục mà nó có thể đỡ một phần trọng lượng từ mặtđường truyền lên bánh xe

3.5.2- Yêu cầu của bán trục

- Phải truyền hết mômen xoắn đến các bánh xe chủ động với bất kỳ hệ thống treonào

- Khi truyền mômen xoắn với vận tốc góc của các bánh xe không đổi kể cả bánh

xe chủ động không dẫn hướng lẫn bánh xe chủ động dẫn hướng

3.5.3- Phân loại

Các bán trục sử dụng trên ôtô thường phân loại theo đặc điểm kết cấu các ổ bi đỡ

ở phía ngoài của bán trục mà các ổ này xác định mức độ tải trọng của bán trục

Hình3.13 : Sơ đồ một số loại bán trục a- Bán trục giảm tải một nửa ;

b- Bán trục giảm tải hoàn toàn dùng trên cầu chủ động không điều khiển ; c- Bán trục giảm tải hoàn toàn dùng trên cầu chủ động điều khiển.

* Bán trục giảm tải một nửa: là loại bán trục đầu trong tỳ lên vỏ vi sai, đầu phíangoài có ổ đỡ , mà vòng trong của ổ bi đỡ đặt trực tiếp lên bán trục, vòng ngoài của ô

bi đỡ đặt lên vỏ cầu (có thể là bi cầu, bi côn chiu lực dọc trục hai phía) Loại bàn trụcnày thường sử dụng trên ôtô con có sơ đồ cấu tạo như hình và kết cấu cụ thể như hìnhvẽ

Bán trục giảm tải một nửa truyền mômen xoắn đến bánh xe chủ động và chịu lực:

- Chịu mômen uốn đồ thị Z.a sinh ra trong mặt phẳng đứng

- Mômen uốn do X.a sinh ra trong mặt phẳng chứa đường tâm trục và song songvới mặt phẳng đường

- Mômen uốn đồ thị Y.r sinh ra trong mặt phẳng ngang

* Bán trục giảm tải hoàn toàn: là loại bán trục mà đầu phía trong tỳ lên vỏ vi sai,đầu phía ngoài bắt với moayơ bánh xe Phía ngoài có hai ổ bi không trực tiếp tỳ lênbán trục Vòng trong của ổ bi đỡ tỳ lên vỏ cầu chủ động, vòng ngoài của ổ bi đỡ đặt

trong moayơ bánh xe, (tỳ lên moayơ bánh xe) Trong trường hợp này bán trục khôngchịu các mômen uốn đồ thị các phản lực gây nên nó chỉ truyền mômen xoắn loại bántrục này hầu hết sử dụng trên các loại ôtô hiện nay.

Kết cấu lắp ghép cụ thể trình bày rõ trên hình 3.14

Hình3.14 : Kết cấu và lắp bán trục a- Bán trục giảm tải một nửa ; b- Bán trục giảm tải hoàn toàn

1- Bán trục ; 2- Phớt chắn mỡ ; 3- ổ bi đỡ ; 4- Phần đầu vỏ có ren ; 6,7,8- Êcu điều chỉnh, đệm hãm, êcu hãm ổ bi đỡ ; 9- Bu lông bắt bán trục với moayơ(hình b) (hình a: bulông bắt bán trục với trống phanh và bắt với vành bánh xe) ; 10- Đệm vênh ; 11- Moayơ ; 12- Trống phanh ; 13- ống cách ; 14- Phớt dạ chắn mỡ ; 15- Vỏ cầu.

3.6- Vỏ cầu:

3.6.1- Công dụng vỏ cầu :

Đối với xe tải cỡ trung bình và lớn hệ thông treo thường là hệ thống treo phụ

Trong thiết kế cầu xe thường phải cố gắng để phần khối lượng không được treo này lànhỏ đến mức có thể Tuy nhiên vỏ cầu vỏ cầu phải đáp ứng các yêu cầu chủ yếu sau:

- Đỡ toàn bộ trọng lượng phần được treo tác dụng lên cầu

- Bao kín và bảo vệ cho bộ truyền lực chính, vi sai và các bán trục để nó co thểhoạt động tôt lâu dài

- Tiếp nhận và truyền các lực trên khung xe xuống các lực từ mặt đường lên

3.6.2- Yêu cầu đối với vỏ cầu:

Vỏ cầu phải đảm bảo những yêu cầu sau:

- Vỏ cầu phải đủ cứng để chịu được trọng lượng của xe nhất là xe tải có trọnglượng lớn tránh gây ảnh hưởng đến kết cấu bên trong

- Vỏ cầu phải đảm bảo kín để bảo vệ các kết cấu bên trong

- Có kích thước và khối lượng nhỏ để giảm tải trọng xe và tăng khoảng sáng gầmxe

3.6.3- Các loại vỏ cầu có thể sử dụng cho cụm tổng thành:

- Vỏ cầu liền là loại vỏ cầu thường được sảm xuất bằng phương pháp đúc sau đógia công các bề mặt lắp ghép

- Vỏ cầu rời là loại vỏ cầu được lắp ghép từ các tấm rời bằng phương pháp hàn

3.6.4- Lựa chọn loại vỏ cầu :

Trong cụm tổng thành cầu sau cho xe tải đa năng có trọng lượng toàn bộ tươngđối lớn 15,25 tấn, xe hoạt động chủ yếu trên đường dài mặt đường tốt, tải trọng độngnhỏ và ít suất hiện, chính vì thế đề tài bố trí loại vỏ cầu hàn, phương pháp chế tạocũng đơn giản mà lại đáp ứng được yêu cầu đặt ra với vỏ cầu

Vật liệu làm vỏ cầu là loại gang C30