Đề tài thiết kế hộp số ô tô xe tải nhỏ

- Nguyên lý làm việc của hộp số tự động là khi cài số, mô-men dẫn động từ động cơ được truyền tới trục hộp số thông qua biến tốc thủy lực.. Cảm biến tốc độ gắn trên trục ra của hộp số th

Đề Tài

Thiết Kế Hộp Số Ô Tô Xe Tải Nhỏ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ 6

I.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU CỦA HỘP SỐ: 6

I.1.1 CÔNG DỤNG: 6

I.1.2 YÊU CẦU: 6

I.2 PHÂN LOẠI HỘP SỐ: 7

I.2.1 Theo phương pháp điều khiển 7

I.2.2 Theo tính chất truyền mô men 9

a Kiểu hộp số vô cấp 9

I.2.4 Theo số trục chứa các cặp bánh răng truyền số: 12

PHẦN II TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG Ố BAN ĐẦU 15

II.1 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG Ố BAN ĐẦU 15

II.1.1 Xác Định Tỷ Số Truyền Thấp Nhất Và Cao Nhất Của Hộp Số: 15

II.1.2 Số Cấp Của Hộp Số: 16

II.1.3 Xác Định Tỷ Số Truyền Các Tay Số Trung Gian: 17

II.2 Phân tích chọn kiểu – loại và cách bố trí : 17

PHẦN III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN 19

III.1 Tính Toán Các Thông Số Cơ Bản 19

III.1.1 Khoảng Cách Trục 19

III.1.2 Kích Thước Theo Chiều Trục Các-Te Hộp Số 19

a Chiều rộng các vành răng 19

b Chiều rộng các ổ bi đỡ 19

c Chiều rộng của các ống gài và đồng tốc 19

III.1.2 ĐƯỜNG KÍNH TRỤC 20

III.1.2.1 Đường kính trục sơ cấp và trục trung gian: 20

a Trục sơ cấp 20

b Trục trung gian: 20

c Trục thứ cấp (d 3 ) 20

III.1.3 KÍCH THƯỚC VÀ LOẠI Ổ TRỤC 21

III.1.4 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA BÁNH RĂNG 22

III.1.4.1 Môduyn: 22

III.1.4.2 Chọn góc nghiêng của răng (β k ) 22

III.1.4.3 Xác định số răng của các bánh răng 22

a Xác định số răng của cặp bánh răng gài số 1: 22

b Xác định số răng của cặp bánh răng luôn ăn khớp: 23

c Xác định số răng của cặp bánh răng ăn khớp số 2 23

d Xác định số răng của cặp bánh răng ăn khớp số 3: 24

e Xác định số răng của cặp bánh răng ăn khớp số 4: 25

f Xác định số răng của bánh răng số lùi: 25

g Tính chính xác lại khoảng cách trục đo làm tròn số răng: 26

III.1.4.3 Các thông số hình học của các bánh răng 27

a Cặp bánh răng chung: 28

b Cặp bánh răng gài số 1 29

c Cặp bánh răng gài số 2 30

d Cặp bánh răng gài số 3 31

e Cặp bánh răng gài số 4 32

III.2 THIẾT KẾT VÀ TÍNH TOÁN ĐỒNG TỐC 33

III.2.1 NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN ĐỒNG TỐC: 33

III.2.2 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ĐỒNG TỐC 34

III.2.3 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 34

III.2.3.1 Mômen quán tính khối lượng tổng cộng qui dẫn về trục ly hợp 34

a) Mômen quán tính J1: 35

b) Mômen quán tính J2ia2 36

c) Mômen quán tính qui dẫn của các bánh răng trên trục thứ cấp J z3 37

III.2.3.2 Mômen ma sát yêu cầu của bộ đồng tốc 37

III.2.3.3 Bán kính ma sát của bộ đồng tốc 39

* Chọn bán kính hãm R  40

III.2.3.4 Chiều rộng bề mặt vành ma sát của bộ đồng tốc: 40

III.2.3.5 Góc nghiêng của bề mặt hãm  : 40

III.2.3.6 Tính toán kiểm tra các thông số cơ bản của đồng tốc 41

III.2.3.7 Mômen ma sát thực tế của đồng tốc 41

III.2.3.8 Thời gian chuyển số thực tế của đồng tốc 41

III.2.3.9 Công trƣợt của đôi bề mặt côn ma sát của đồng tốc 42

III.2.3.10 Công trƣợt riêng của đôi bề mặt côn ma sát của đồng tốc 43

III.3 KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỦA CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN GÀI SỐ: 44

III.3.1 Cơ cấu định vị: 44

III.3.2 Cơ cấu chống gài hai số cùng lúc 45

III.3.3 Cơ cấu an toàn chống gài số lùi ngẫu nhiên 45

PHẦN IV KẾT LUẬN 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU

Ô tô máy kéo là phượng tiện sản xuất và kinh doanh trong sinh hoạt, không thể

thiếu được trong đời sống hiện nay Cùng với sự tiến bộ chung của khoa học Ngành ô

tô cũng có những bước phát triển mới với những thành quả quan trọng Những biến

đổi mà đòi hỏi phải có những nhận thức mới sâu rộng, những vấn đề đó có liên quan

đến công nghệ ô tô

Nhiệm vụ của đồ án này thiết kế và tính toán hộp số xe tải nhỏ Đây là một bộ

phận chính, không thể thiếu trong ôtô Nó dùng để thay đổi số vòng quay và mômen

của động cơ truyền đến các bánh xe chủ động cho phù hợp với điều kiện làm việc của

ôtô, tách lâu dài động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực, trích công suất để dẫn động các

bộ phận công tác khác

Tuy vậy muốn tiếp thu những kiến thức mới này thì phải nắm vững những kiến

thức cơ bản nhất Những kiến thức này sẽ làm nền tảng cho bước phát triẻn tiếp theo

Lần đầu tiên làm quen với việc tính toán thiết kế nên có rất nhiều khó khăn và

thiếu sót Với những nhận thức còn hạn chế về nhiều mặt nên quá trình làm đồ án em

còn vướng phải những sai sót, rất mong sự quan tâm giúp đỡ của các thầy trong bộ

môn

Để hoàn thành đồ án này em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của

thầy Lê Văn Tụy các thầy trong bộ môn và các bạn cùng lớp

Sinh viên

Tôn Thất Lâm

- Tách lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi cần thiết mà không cần tắt máy

như: Khi ô tô chạy không tải, khởi động động cơ ô tô, Cho xe chạy xuống dốc, chạy

- Có tỉ số truyền và số lượng tay số thích hợp, đảm bảo được chất lượng động lực và

có tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ôtô, máy kéo Do ôtô phải làm việc trên nhiếu

địa hình khác nhau, mỗi địa hình lại có các yêu cầu động lực học khác nhau Do đó

với các yêu cầu động lực khác nhau nên hộp số phải có các tỉ số truyền thích hợp để

tạo ra momen và số vòng quay thích hợp với từng điều kiện làm việc của ôtô

- Làm việc êm dịu, chuyển số nhẹ nhàng, không va đập Trong quá trình ôtô làm việc,

có thể phải nhiều lần chuyển số tuỳ theo địa hình hoạt động do đó yêu cầu khi chuyển

số phải nhẹ nhàng làm việc êm dịu để tránh gây mệt mỏi ảnh hưởng đến sức khoẻ của

lái xe

- Có vị trí trung gian để có thể cắt lâu dài động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong

trường hợp động cơ nổ mà ôtô chưa cần chuyển động Có cơ cấu chống gài 2 số cùng

lúc để đảm bảo an toàn cho hộp số

- Hộp số phải có số lùi để cho phép xe chuyển động lùi để dễ quay đầu xe trong điều

kiện đường hẹp; đồng thời phải có cơ cấu chống tự động gài số lùi một cách ngẫu

nhiên

- Kích thước, khối lượng nhỏ, kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy, hiệu suất cao, giá

thành rẻ

I.2 PHÂN LOẠI HỘP SỐ:

I.2.1 Theo phương pháp điều khiển: Điều khiển bằng tay, điều khiển tự động và

điều khiển bán tự động

a Hộp số cơ khí (điều khiển bằng tay): Là hộp số điều khiển hoàn toàn bằng kết

cấu cơ khí, dựa trên tỷ số truyền khác nhau của các cặp bánh răng ăn khớp

- Ưu điểm: kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy, giá thành thấp, dễ bão trì và sửa

chữa…

- Nhược điểm: kết cấu cồng kềnh, hiệu suất thấp, mất nhiều thời gian chuyển số,

điều khiển nặng nhọc(thường phải dung cơ cấu trợ lực)…, Ngoài ra dùng hộp số tay

có nhược điểm là không tạo được cảm giác êm dịu mỗi khi chuyển số

b Hộp số tự động:

Cấu tạo hộp số tự động AT hai cấp

1 Biến tốc thủy lực; 2- Trục I; 3- Bơm dầu; 4- Li hợp nối thẳng; 5-Cơ cấu bánh răng

hành tinh; 6- Trục II; 7- Cảm biến tốc độ; 8- Bộ phanh số lùi; 9- Cụm van điều khiển;

10-bầu lọc dầu

- Nguyên lý làm việc của hộp số tự động là khi cài số, mô-men dẫn động từ động cơ

được truyền tới trục hộp số thông qua biến tốc thủy lực Cảm biến tốc độ gắn trên trục

ra của hộp số thông báo cho CPU về tốc độ hiện tại của xe, CPU sẽ điều khiển các

van thủy lực để đóng mở các đĩa ma sát, để liên kết các trục bánh răng trong hộp số

cho ra một số thích hợp nhất với tốc độ và tải trọng của xe

- Ưu điểm: Có thể tự động đổi số, mô-men được truyền liên tục, động lực

không bị ngắt quãng Thích nghi với mọi loại đường, điều khiển dễ dàng, an toàn

thoải mái cho người sử dụng; tải trọng động nhỏ, tuổi thọ chi tiết cao

- Nhược điểm là kết cấu phức tạp, giá thành cao, và khó sửa chữa

Hộp số tự động được phân làm hai loại chính: Hộp số có cấp (AMT và AT), hiện nay

loại AT được sử dụng rộng rãi; Hộp số tự động vô cấp CVT (truyền động bằng đây

đai kim loại)

c Bán tự động (DCT: Dual - Clutch Transmission)

Dùng hộp số tay có nhược điểm là không tạo được cảm giác êm dịu mỗi khi chuyển

số, còn hộp số tự động có kết cấu quá phức tạp và làm gia tăng lượng tiêu thụ nhiên

liệu Nhưng, có một loại hộp số có thế loại bỏ được các nhược điểm trên, đó là hộp

số- ly hợp kép: Dual - Clutch Transmission (DCT) hay còn gọi là hộp số bán tự động

1: Bánh răng xoắn ăn khớp với bộ vi sai; 2: bánh răng thuộc bộ vi sai; 3: trục sơ cấp

số1; 4: trục khuỷu động cơ; 5: trục sơ cấp số 2; 6: Ly hợp 2; 7: Ly hợp 1; 8: bánh

răng xoắn ăn khớp với bộ vi sai; 9: bánh răng ăn khớp với bộ đồng tốc; BR: Cặp bánh

răng số

Kết cấu đặc biệt của DCT chính là hệ trục trung tâm gồm hai trục đồng trục

lồng nhau Trục thứ nhất (màu đỏ): một đầu (bên trái) liên kết với ly hợp thứ nhất

(màu đỏ) bằng then hoa, trên thân trục bao gồm 3 bánh răng có kích thước khác nhau

ăn khớp với các bánh răng trên trục thứ cấp thứ nhất, tạo ra các cấp số: 1, 3, 5 Trục

còn lại (màu xanh), một đầu lắp với ly hợp thứ 2 (màu xanh), trên thân trục gồm 2

bánh răng ăn khớp với 2 bánh răng trên trục thứ cấp thứ hai tạo ra 2 cấp số 2, 4 và

thêm một số lùi

I.2.2 Theo tính chất truyền mô men: Kiểu hộp số có cấp và kiểu hộp số vô cấp

a Kiểu hộp số vô cấp (CVT: Continuously variable transmission) có mô men truyền

qua hộp số biến đổi liên tục và do đó tỷ số truyền động học cũng biến đổi liên tục

Hộp số vô cấp trên ô tô chủ yếu là kiểu truyền bằng thủy lực hay còn gọi là biến mô

Kiểu hộp số vô cấp cho phép thay đổi liên tục trong một giới hạn nào đó giá trị

tỷ số truyền và momen xoắn đến các bánh xe chủ động tương ứng với yêu cầu của

đường đặc tính kéo lý tưởng Tùy theo các lực cản bên ngoài, momen có thể thay đổi

một cách tự động hoặc do cơ cấu điều chỉnh riêng tác dụng lên các số truyền Hộp số

vô cấp trên ôtô chủ yếu là kiểu truyền động bằng thủy lực (gọi là bộ biến mô hoặc bộ

biến đổi momen), thường được sử dụng trên một số kiểu ôtô tải nặng, ôtô kéo, ôtô du

lịch cao cấp và ôtô buýt

+Ưu điểm: ôtô có truyền động vô cấp sẽ có tính năng thông qua tốt nhờ

momen xoắn truyền đến các bánh xe chủ động liên tục và êm dịu nên giảm được quá

tải cho các chi tiết của hệ thống truyền lực, tăng được tuổi thọ của các chi tiết này;

giúp người lái dễ dàng vận hành xe

+Nhược điểm: kết cấu phức tạp, đắt tiền; đòi hỏi chế tạo và chăm sóc phức

tạp; có hiệu suất truyền lực nhỏ hơn truyền lực có cấp

b Hộp số có cấp: Gồm một số cấp hữu hạn (thường từ 3 đến 20 cấp) Ứng với mỗi

cấp có một giá trị momen và do đó tốc độ truyền qua hộp số là không đổi Trên ôtô

hiện nay dùng nhiều nhất hộp số có cấp điều khiển bằng tay, bởi vì nó có kết cấu đơn

giản, chế tạo rẻ và bảo đảm tỷ số truyền cần thiết đáp ứng được điều khiển sử dụng

- Ưu điểm: Tính năng động lực cũng như tính năng kinh tế nhiên liệu tăng,

công suất sử dụng để tăng tốc lấy đà cũng nhanh hơn

- Nhược điểm: số lần gài số nhiều làm phức tạp điều khiển và kéo dài thời gian

lấy đà

* Theo số cấp chia ra hai loại: hộp số thường (<6) và hộp số nhiều cấp (>6)

- Hộp số thường (từ 3-6 cấp): Kiểu hộp số thường có số cấp nhỏ hơn hoặc bằng 6

Số cấp ảnh hưởng đến tính năng động lực cũng như tính kinh tế nhiên liệu của ôtô Số

cấp tăng lên thì tính năng động lực cũng như tính kinh tế nhiên liệu đều tăng Công

suất sử dụng để lấy đà và tăng tốc cũng nhanh hơn Nhưng lúc đó số lần gài số phải

tăng theo làm phức tạp điều khiển và kéo dài thời gian lấy đà

+Ưu điểm: số cấp của hộp số càng ít thì sẽ giảm số lần gài số, đơn giản cơ

cấu điều khiển, vì thế nên phù hợp với ôtô du lịch, xe con, có phần lớn thời gian làm

việc là số truyền thẳng; giảm số lượng đồng tốc, giảm được khối lượng của hộp số,

góp phần giảm tự trọng của ôtô

+Nhược điểm: số cấp của hộp số nhỏ làm giảm tính năng động lực cũng như

tính kinh tế nhiên liệu của xe; khả năng sử dụng công suất để tăng tốc và lấy đà chậm

hơn hộp số nhiều số

- Hộp số nhiều cấp (thường từ 8-20): Kiểu hộp số nhiều cấp có số cấp hộp số lớn

hơn 6 Đối với ôtô tải lớn và rất lớn hoạt động trong điều kiện nặng nhọc thì số cấp

của hộp số có thể từ 8 đến 20 cấp Với đặc điểm như vậy thì hộp số phải có thêm cơ

cấu điều khiển phụ và khi đó kết cấu hộp số được chia làm hai phần: hộp số chính và

hộp số phụ; trong đó số cấp của hộp số chính thường từ 4÷5 cấp, còn số cấp của hộp

số phụ từ 2÷4 cấp Dựa vào kết cấu của hộp số phụ ta có thể chia ra: hộp số nhiều cấp

với hộp số phụ kiểu bánh răng thường, hộp số nhiều cấp với hộp số phụ kiểu hành

tinh, hộp số nhiều cấp với hộp số phụ bố trí phía sau, hộp số nhiều cấp với hộp số phụ

bố trí phía trước

+Ưu điểm: số cấp càng tăng lên thì tính năng động lực cũng như tính kinh tế

nhiên liệu đều tăng, công suất sử dụng để lấy đà và tăng tốc cũng nhanh hơn; tăng khả

năng tải cho ôtô, giúp ôtô tải lớn làm việc trong điều kiện nặng nhọc

+Nhược điểm: kết cấu phức tạp, hộp số cồng kềnh; cơ cấu điều khiển phức tạp

- Một số loại hộp số nhiều cấp thường dùng:

I.2.4 Theo số trục chứa các cặp bánh răng truyền số: Có thể chia làm hai loại là

hộp số hai trục và hộp số ba trục (trục sơ cấp và thứ cấp bố trí đồng tâm)

a Hộp số hai trục gồm: Trục sơ cấp gắn các bánh răng chủ động và trục thứ cấp gắn

các bánh răng bị động của các cấp số truyền tương ứng Hộp số hai trục không thể tạo

ra truyền thẳng như hộp số ba trục vì phải thông qua một cặp bánh răng ăn khớp(số

răng bằng nhau) tất là hiệu suất của hộp số hai trục luôn bé hơn 1

* Nguyên lí làm việc: hộp số hại trục không có trục trung gian như hộp số ba

trục do đó momen từ trục sơ cấp của hộp số thông qua sự ăn khớp của các bánh răng

gắn trên trục sơ cấp và thứ cấp để truyền momen ra ngoài

Hộp số hai trục không thể tạo ra số truyền thẳng như hộp số ba trục( dù có tỷ số

truyền ở một tay số nào đó i = 1) vì phải thông qua một cặp bánh răng ăn khớp nào đó

Do đó hiệu suất của hộp số hai trục nhỏ hơn hộp số ba trục

Chiều truyền động của trục thứ cấp của hộp số hai trục ngược với chiều truyền

động dẫn vào của trục sơ cấp

Hộp số hai trục phù hợp với hệ thống truyền lực có cầu chủ động bố trí cùng phía

với động cơ Điều này thuận lơi cho việc thiết kế truyền lực chính của cầu chủ động

với kiểu bánh răng trụ Như vậy hệ thống truyền lực với hộp số hai trục cho kết cấu

gọn hơn và hiệu suất nói chung cao hơn

* Ưu điểm:

- kết cấu đơn giản, làm việc êm dịu và có hiệu suất cao ở các tay số trung gian

- Dể bố trí và dơn giản dược kết cấu hệ thống truyền lực khi xe đặt động cơ ở gần

cầu chủ động

* Nhược điểm:

- Không có số truyền thẳng vì thế các bánh răng, ổ trục không được giảm tải ở số

truyền cao làm tăng mài mòn và tiếng ồn

- Kích thước theo chiều ngang lớn hơn hộp số ba trục ở cùng tỉ số truyền

b Hộp số ba trục: (hộp số đồng tâm) gồm: trục sơ cấp I, trục thứ cấp III lắp đồng

trục với nhau, ngoài ra còn có thêm trục trung gian (có thể là 1, 2, hoặc 3 trục ) bố trí

chung quanh trục sơ cấp và thứ cấp nhằm tăng độ cứng cho trục thứ cấp và duy trì sự

ăn khớp tốt nhất giữa các cặp bánh răng

- Nguyên lí làm việc: momen quay từ trục sơ cấp của hộp số thông qua cặp

bánh răng chủ động gắn trên trục ăn khớp với các bánh răng lắp trên trục trung gian

làm cho trục trung gian quay theo Các bánh răng trên trục trung gian quay và ăn khớp

với các bánh răng gắn trên trục thứ cấp của hộp số để truyền momen ra ngoài Mỗi

cặp bánh răng ăn khớp sẽ cho tỉ số truyền cố định ứng với mỗi tay số nhất định Tuỳ

theo số cấp của hộp số mà có số lượng cặp bánh răng trên các trục cho phù hợp

Hộp số 3 trục có thể có một, hai hoặc ba trục trung gian bố trí xung quanh trục sơ

cấp và trục thứ cấp nhằm làm tăng độ cứng vững cho trục thứ cấp, duy trì sự ăn khớp

tốt nhất cho các bánh răng lắp trên trục Hộp số 3 trục có chiều truyền động được dẫn

ra từ trục thứ cấp cùng chiều với truyền động dẫn vào trục sơ cấp

- Ưu điểm: có khả năng tạo số truyền thẳng nên hiệu suất cao nhất; khi làm

việc ở số truyền thẳng, các bánh răng, ổ trục và trục trung gian hầu như được giảm tải

hoàn toàn cho phép nâng cao hiệu suất truyền của hộp số và do đó giảm tiêu hao

nhiên liệu và tăng tuổi thọ chung cho hộp số; có thể tạo được tỷ số truyền lớn với kích

thước khá nhỏ gọn, nhờ đó giảm được trọng lượng toàn bộ của ô tô

- Nhược điểm: trục thứ cấp phải bố trí gối lên trục sơ cấp thông qua ổ bi đặt

bên trong phần rỗng của đầu ra trục sơ cấp, do bị khống chế bởi điều kiện kết cấu nên

ổ bi này có thể không được chọn theo tiêu chuẩn tính toán ổ bi mà phải tính toán thiết

kế riêng; ở các số truyền trung gian, sự truyền mômen được thực hiện qua hai cặp

bánh răng ăn khớp nhau nên làm việc không êm, hiệu suất giảm

PHẦN II TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG Ố BAN ĐẦU

II.1 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG Ố BAN ĐẦU

II.1.1 Xác Định Tỷ Số Truyền Thấp Nhất Và Cao Nhất Của Hộp Số:

i Me

r G





.

.

0 max max

14 , 3 2800 30

14 , 3

Giá trị chọn Đơn vị

Tài liệu tham khảo

Hiệu suất hệ thống truyền

, 27

35 , 0 1 067 , 293

.

V R

i NeV bx

Vmax = 100 (km/h) = 27.778 (m/s) Vậy ta có: ih1 

85,0.482,3.240

35,0.27468.33,0

r G







.0 max

Trong đó :

G= 0,7.27468=19227,6 (N) :Trọng lượng bám của xe

Tính được: ih1 

85,0.482,3.240

35,0.75,0.6,19227

= 7,106 ( thỏa mãn)

* Điều kiện đảm bảo cho ô tô có khả năng di chuyển chậm:

Trong điều kiện địa hình xấu ô tô phải duy trì khả năng hoạt động với vận tốc

nhỏ nhất Vmin và không quá (4 ÷ 5) km/h

- Đảm bảo điều kiện chuyển động với vận tốc tối thiểu: Vmin theo yêu cầu

482,3.3600

1000.5.30

35,0.500

.30

0 min min 0

min

min

i v

r n i

v

r i

e

bx e e

bx e h

Trong đó:

emin: Tốc độ góc ổn định nhỏ nhất của động cơ khi đầy tải [rad/s]

vmin: Vận tốc chuyển động tịnh tiến nhỏ nhất của ôtô [m/s]

Đối với ôtô vận tải có tính năng cơ động cao thì chọn theo khoảng kinh

- Chủng loại và cung dụng của ô tô

- Vào khoản tỷ số truyền Ki=ih1/ihn

Công thức xác định số cấp của hộp số như sau:

log

loglog 1 



q

i i

n h hn

Để nâng cao tính chất động lực học của ô tô, nâng cao hiệu suất của hệ thống

truyền lực, chúng ta chọn tỷ số truyền ở số cao nhất là số truyền thẳng, nghĩa là ihn=1

Đối với hộp số thường có công bội q = (1,51,8) Chọn q = 1,5

 1 4,691

5,1log

1log467,4log1log

loglog 1

II.1.3 Xác Định Tỷ Số Truyền Các Tay Số Trung Gian:

Vì ô tô theo đề tài là ô tô tải nên ta thiết kế hộp số có tỷ số truyền các tay số trung

gian theo cấp số nhân

Theo quy luật cấp số nhân các cấp số trung gian được xác định như sau:

ihi = ( ) /( 1 ) 1



i n n h

II.2 Phân tích chọn kiểu – loại và cách bố trí :

Ô tô thiết kế là loại ô tô tải nhỏ chuyên dùng để chuyên chở hang hóa, làm việc

ở điều kiện thường xuyên thay đổi tải, có tỷ số truyền lớn nên ta chọn hộp số loại 3

trục cố định, có trục sơ cấp và thứ cấp đồng tâm vì: hộp số này có ưu điểm nổi bật là

trục sơ cấp và thứ cấp đồng tâm nên có thể làm tỷ số truyền thẳng, trường hợp này

hiệu suất bằng một Đây là điều quan trọng của đối với ô tô tải vì thời gian làm việc ở

tỷ số truyền thẳng chiếm tỷ lệ cao Măt khác khi ô tô chạy trên đường thẳng, thời gian

sử dụng tay số trung gian giảm Nên tuổi thọ ô tô được kéo dài

Như vậy ta có thể vẽ sơ đồ động hộp số 5 cấp như sau:

* Xác định phương án bố trí trục số lùi:

Để thuận tiện trong việc điều khiển ô tô ta bố trí them một số lùi

Tỷ số truyền tay số lùi: ihL = (1,2  1,3) ih1 = 1,2.4,467 = 5,360

Số lùi được bố trí theo các phương án sau:

+ Bánh răng số 1 và số lùi luôn ăn khớp

+ Bánh răng số lùi không luôn ăn khớp

+ Cả bánh răng số 1 và số lùi đều không luôn ăn khớp

Ở đây ta chọn phương án gài số lùi và số 1 dùng bánh răng di trượt, bánh răng

trung gian (đặt trên trục số lùi) làm hai vành răng

Ngoài ra vì đây là loại xe tải và động cơ đặt dọc phía trước nên bố trí trục số lùi

và trục trung gian sao cho chiều cao của hộp số là thấp nhất để tăng khoảng sáng gầm

xe đồng thời hạ được chiều cao capin Từ đó ta có sơ đồ bố trí như sau:

Hình 2.1- Sơ đồ bố trí số lùi

PHẦN III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

III.1 Tính Toán Các Thông Số Cơ Bản

Ở đây: ka - Hệ số kinh nghiệm

ka = 8,6 ÷ 9,6 đối với xe tải Chọn ka = 9

Mra - Mômen trên trục ra (thứ cấp) của hộp số

1 max h

Giá trị lớn chọn cho cặp bánh răng chịu tải lớn như cặp bánh răng gài số 1và số lùi,

giá trị nhỏ thì chọn cho các bánh răng chịu tải nhỏ

Kích thước chiều rộng của bi phụ thuộc vào loại ổ cụ thể

c Chiều rộng của các ống gài và đồng tốc

Đối với đồng tốc ô tô tải gài 2 phía (số 3và số 4) chiều rộng của nó có thể xác

định sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau:

Đường kính các trục của hộp số được chọn chủ yếu theo điều kiện cứng vững,

dựa vào các công thức kinh nghiệm sau:

III.1.2.1 Đường kính trục sơ cấp và trục trung gian:

max

Ở đây: Kd - Hệ số kinh nghiệm: Kd = 4,0 ÷ 4,6

Memax - Mômen cực đại của động cơ [Nm]: Memax = 240[Nm]

III.1.2.2 Tính chiều dài sơ bộ các trục:

Quan hệ giữa đường kính trục và chiều dài trục được tính sơ bộ bằng :

) 18 , 0 16 , 0

6,44

max

25)18,016,0

45)21,018,0

Chiều dài trục chọn sơ bộ phải phù hợp sơ đồ tính theo tổng thể chiều dài

các chi tiết lắp trên trục Tổng chiều dài trục l2 có thể được xác định bằng:

b

B H b

l2  6  3  2  4 Trong đó:

b - Chiều rộng bánh răng thiết kế

kính một dãy, loại nhẹ và trung bình Dựa vào số liệu thống kê, ta xác định các kích

thước d, D, B của ổ (tính theo tỷ lệ tương đối đối với khoảng cách trục A) có giá trị

Để đảm bảo các bánh răng hộp số ô tô làm việc êm, xu hướng chọn mkcó giá

trị nhỏ, ngược lại góc nghiêng củ k thường có giá trị lớn như sau:

Chọn m= 2,5 cho các số truyền cao

Chọn m= 3 cho các số truyền thấp(số 1 và số lùi)

III.1.4.2 Chọn góc nghiêng của răng (β k )

Đối với xe tải : k =180 ÷ 260

Giá trị nhỏ ứng với tỷ số truyền thấp để giảm bớt lực dọc trục

Chọn = 250 cho số truyền cao

Chọ 0 cho số truyền thấp (số 1 và số lùi)

III.1.4.3 Xác định số răng của các bánh răng

Đối với hộp số ba trục đồng trục, các số truyền đều phải qua hai cặp bánh răng:

Trong đó một cặp được dung chung cho tất cả các số truyền (trừ số truyền thẳng) gọi

là cặp bánh răng luôn ăn khớp Vì vậy khi phân chia tỷ số truyền cho cặp bánh răng

này, cần phải có giá trị đủ nhỏ để vừa đảm bảo tuổi thọ cho cặp bánh răng luôn ăn

khớp vừa để cho số răng chủ động của cặp bánh răng gài số ở số truyền thấp không

nhỏ quá

a Xác định số răng của cặp bánh răng gài số 1:

Theo kinh nghiệm, số răng chủ động của cặp bánh răng gài số ở số truyền thấp

(số 1) của ô tô tải là Z1= 16÷12 Tuy nhiên, với hộp số của ô tô xe tải nhỏ ( ih1 =

4,467 ), để đảm bảo tính êm dịu và tránh hiện tượng cắt chân răng nên ta chọn :

Z1 =17

Số răng bị động của các cặp bánh răng ăn khớp tương ứng được xác định theo

tỷ số truyền gài số của chính nó:

gk

k i z

z,k 

505,28782,1.16 1,

b Xác định số răng của cặp bánh răng luôn ăn khớp:

Từ Z1 tính được tỷ số truyền cặp bánh răng gài số như sau: ig1

Với: A=96: khoản cách trục

- chọ 1 = 220

Suy ra tỷ số truyền của cặp bánh răng truyền động chung (luôn ăn khớp)

ih1 = ia.ig1

793,1491,2

467,41

)22cos(

.96.2)1.(

cos

i m

A

≈ 25

Số răng bị động của các cặp bánh răng ăn khớp tương ứng được xác định theo

tỷ số truyền gài số của chính nó: z,k z k.i gk

c Xác định số răng của cặp bánh răng ăn khớp số 2

Tỷ số truyền của các cặp bánh răng gài số 2:

a

hk gk

i

i

i  (với k = 2÷n)

) 1 (

cos 2

1 1

1 1

g

i m

A z



491 , 2 1 17

3

22 cos 96 2 1

cos

1 1

1

Z m A