Để phục vụ cho sinh viên làm đồ án môn học thiết kế các hệ thống ô tô. Dưới đây là thuyết minh chuẫn đồ án hộp số xe du lịch năm cấp số.Phần 1: tổng quan về hộp sốPhần 2: tính toán tỉ số truyền, số cấp và lựa chọn sơ đồ hộp số.Phần 3: TÍnh toán các thông số cơ bản của hộp sốPhần 4: tính toán đồng tốc hộp số
Thiết kế hộp số xe du lịch -1- Thiết kế hộp số xe du lịch Chƣơng 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ Ơ TƠ Cơng dụng u cầu hộp số 1.1.1 Công dụng: Hộp số dùng để thay đổi số vòng quay mơ men động truyền đến bánh xe chủ động (cả trị số hướng), cho phùhợp với điều kiện làm việc luôn thay đổi ô tô máy kéo, mà tự than động đáp ứng được, do: - Hệ số thích ứng mơ men thấp (Km=1,05 ÷ 1,25) - Số vòng quay ổn định tương đối cao (nemin=350 ÷ 400 v/ph) - Chiều quay khơng tự thay đổi Ngồi ra, hộp số dùng để: - Tách lâu dài động khỏi hệ thống truyền lực cần thiết, khởi động động cơ, dừng xe cho xe chạy không tải, cho xe chạy theo quán tính… - Dẫn động phận công tác xe chuyên dùng, xe có tời kéo, xe kéo, xe tự đổi, cần cẩu… thiết bị khác 1.1.2 Yêu cầu - Có tỷ số truyền số lượng tay số thích hợp, đảm bào chất lượng động lực tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho tơ máy kéo; - Làm việc êm dịu, chuyển số nhẹ nhàng thuận tiện, khơng va đập; - Có vị trí trung gian (Số “O” ) để cắt lâu dài động khỏi hệ thống truyền lực - Kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy, bền vững - Hiệu suất cao, kích thước khối lượng nhỏ, giá thành rẻ -2- Thiết kế hộp số xe du lịch 1.1.3 Phân loại hộp số - Theo phương pháp điều khiển chia loại: Điều khiển tay, điều khiển tự động bán tự động - Theo số cấp ( Chỉ tính số tiến) Phân loại: 3,4,5 nhiều cấp - Theo sơ động, phân ra: Hộp số với trục cố định (2,3 hay nhiều trục) hộp số hành tinh (1 dãy, dãy, ) - Theo số lượng phân tử điều khiển cần thiết để gài số truyền, phân ra: một, hai hay ba phần tử điều khiển Số lượng phần tử điều khiển lớn thường dùng hộp số nhiều cấp - Theo số lượng dòng lực, phân ra: một, hai hay ba dòng Tăng số lượng dòng lực làm phức tạp kết cấu Tuy cho phép giảm tải trọng tác dụng lên bánh răng, trục ổ trục kích thước chúng 1.2 Loại sơ đồ động hộp số Trên ô tô máy kéo nay, sử dụng chủ yếu loại hộp số có trục cố định, điều khiển tay Vìchúng có kết cấu đơn giản, hiệu suất cao (0,96 ÷ 0,98), giá thành rẻ, kích thước trọng lượng nhỏ Trong loại hộp số trên, hộp số ba trục cố định, có trục sơ thứ cấp đồng tâm sử dụng phổ biến Hộp số hai trục cố định thường sử dụng ô tô du lịch, thể thao máy kéo Số cấp hộp số đơn thường khơng vượt q sáu Hộp số có số cấp lớn sáu, gọi hộp số nhiều cấp Hộp số nhiều cấp thực chất hộp số ghép, kết hợp từ hai nhiều hộp số đơn cấp 1.2.1 Hộp số ba trục 1.2.1.1 Ƣu điểm: - Có khả tạo số truyền thẳng cách nối trực tiếp trục sơ thứ cấp -3- Thiết kế hộp số xe du lịch Khi làm việc số truyền thẳng, bánh răng, ổ trục trục trung gian giảm tải hoàn tồn nên giảm mài mòn, tiếng ồn mát công suất - Ở số truyền khác, mô men truyền qua hai cặp bánh răng, tạo tỷ số truyền lớn (7 ÷ 9) với kích thước nhỏ gọn Nhờ giảm trọng lượng tồn tơ máy kéo 1.2.1.2 Nhƣợc điểm: - Hiệu suất giảm tay số trung gian - Ổ bi gối đỡ trước trục thứ cấp, bố trítrong lỗ phần bánh cơng xôn trục sơ cấp, nên làm việc căng thẳng kích thước bị hạn chế điều kiện kết cấu 1.2.1.3 Sơ đồ động: - Sơ đồ động hộp số ba trục có số cấp nhau, khác chủ yếu số lượng cặp bánh ln ln ăn khớp cách bố trísố lùi - Ở hầu hết tay số sử dụng cặp bánh nghiêng thường xuyên ăn khớp Để gài số, dùng ống gài đồng tốc Riêng bánh số số lùi có phương án bố trísau: Bánh số số lùi luôn ăn khớp thường thìsử dụng trường hợp thời gian làm việc số số lùi lớn Ưu điểm: mặt đầu vành khơng bị mài mòn, hành trình nạng chuyển số nhỏ Nhược điểm: Cần đặt tự trục thứ cấp bánh số kích thước lớn, làm tăng số lượng bánh mơ men qn tính chi tiết quay, tăng tải trọng lên đồng tốc Bánh số lùi không luôn ăn khớp Cả bánh số lùi số không luôn ăn khớp Hai phương án sau khơng cần có bánh số lùi đặt riêng trục thứ cấp Để gài số lùi số dùng bánh di trượt -4- Thiết kế hộp số xe du lịch Bánh trung gian (đặt trục số lùi) làm hay hai vành Phương án vành có kết cấu đơn giản hơn, điều kiện làm việc vành khơng có lợi: chịu ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đối xứng Phương án hai điều kiện ứng suất thuận lợi hơn: thay đổi theo chu trình mạch động, cho phép thực số lùi với tỷ số truyền lớn - Để đảm bảo độ cứng vững, hai gối đỡ trục khơng bố trí cặp bánh - Bánh tay số thấp (như số số lùi) chịu lực lớn, thời gian làm việc - bố trísát gối đỡ sau Bánh tay số cao thời gian làm việc nhiều, bố tríở khoảng trục, vùng có góc xoay nhỏ nhất, nhờ điều kiện ăn khớp bánh tốt nên giảm tiếng ồn mài mòn - Đó với hộp số trục ô tô du lịch, số trường hợp, trục thứ cấp dài hơn, với gối đỡ để rút ngắn chiều trục đăng - Ở số hộp số, cặp bánh số lùi số truyền tăng đưa phía sau thành cạc te để tăng độ cứng vững giảm kích thước phần hộp số tạo điề kiện thống hóa chi tiết hộp số cấp - Để tăng độ cứng vững tăng số lượng gối đỡ dùng hộp số nhiều ngăn - Hầu hết tay số dùng bánh nghiêng đồng tốc Các tay số số lùi có thẳng gài phương pháp di trượt - Các ống gài đồng tốc đặt trục thứ cấp - Trong số kết cấu sử dụng hai hay ba trục trung gian để phân dòng cơng suất, sơ đồ làm tăng mức độ phức tạp, tăng số lượng chi tiết hộp số -5- Thiết kế hộp số xe du lịch Hình 1.1- Sơ đồ động học hộp số trục, cấp lắp xe du lịch GAZ-24 I-Trục sơ cấp ; II-Trục trung gian ; III-Trục thứ cấp ; IV-Trục số ; A,B-Bộ đồng tốc ; Sl-Vị trí gài số lùi ; 1,2,3,4-Vị trí gài cấp số 1, cấp số , cấp số 3, cấp số hộp số 1.2.2 Hộp số hai trục 1.2.2.1 Ƣu điểm - Kết cấu đơn giản, làm việc êm dịu có hiệu suất cao tay số trung gian - Dễ bố trí đơn giản kết cấu hệ thống truyền lực xe đặt động gần cầu chủ động 1.2.2.2 Nhƣợc điểm - Khơng có số truyền thẳng, vìthế bánh răng, ổ trục không giảm tải số truyền cao - làm tăng mài mòn tiếng ồn - Giá trị tỷ số truyền tay số thấp bị hạn chế ( ih1 < 4÷ 4,5) ( Muốn khắc phục phải giảm tỷ số truyền tay số cao tăng io) Với đặc điểm thường sử dụng tơ du lịch thể thao có động bố trị cạnh cầu chủ động máy kéo có hộp số bố tríchung vỏ với truyền lực -6- Thiết kế hộp số xe du lịch 1.2.2.3 Sơ đồ động - Trục thứ cấp hộp số thường chế tạo liền với bánh côn hay hypôit truyền lực ( động đặt dọc) bánh trụ ( động đặt ngang) tạo điều kiện đơn giản dễ bố trí - Các phương án bố trí số lùi, số tiến đồng tốc hộp số hình 1.2 Đồng tốc số 1,2 thường đặt trục bị động khó đặt trục chủ động đường kính bánh số nhỏ Đồng tốc số cao đặt trục chủ động để giảm mô men quán tính quy dẫn - Một số trường hợp, đồng tốc đặt trục chủ động lẫn bị động để rút ngắn chiều dài hộp số Hình 1.2-Sơ đồ hộp số trục cấp xe Hillman Imperial I-Trục sơ cấp hộp số; II-Trục thứ cấp hộp số; 1-Cấp số hộp số; 2-Cấp số hộp số; - Cấp số hộp số; -Cấp số hộp số; L-Số lùi hộp số 1.2.3 Hộp số nhiều cấp Hộp số nhiều cấp tạo thành cách ghép thêm vào phía trước phía sau hộp số sở (hộp số - loại ba trục) hộp giảm tốc gọi hộp số -7- Thiết kế hộp số xe du lịch phụ Hộp số phụ thường có số truyền thẳng số truyền giảm hay tăng Hộp số phụ đặt phía trước hợp lý kết cấu trường hợp : có cặp bánh để tạo số thấp, số cao số truyền thẳng – nối trực tiếp trục vào hộp số phụ vợi trụ sơ cấp hộp số Tỷ số truyền số thấp hộp số phụ khơng lớn, có tác dụng chia nhỏ dãy tỷ số truyền hộp số chính, nên gọi hộp số chia Hộp số chia có ưu điểm là: Kết cấu đơn giản, đảm bảo tính thống hóa cao cho hộp số ( dùng hộp số độc lập ), hiệu suất tương tự hộp số cài số thấp hộp số phụ Nhược điểm hộp số chia yêu cầu khoảng cách trục hộp số lớn mô men trục hộp số lớn Hộp số đặt phía sau thường loại có trục cố định với hai cặp bánh hay hành tinh Có số truyền thẳng số truyền giảm với tỷ số truyền lớn ( khoảng số truyền lớn hộp số ) - nên gọi hộp số giảm tốc Hộp số phụ có ưu điểm giảm khoảng cách trục tải trọng tác dụng lên chi tiết hộp số Nhược điểm giảm tính thống hóa hộp số ( sử dụng độc lập - khoảng tỷ số truyền nhỏ), hiệu suất giảm gài số truyền thấp Trong hộp số nhiều cấp ô tô tải dụng ống gài số thay cho đồng tốc Vìống gài số chế tạo đơn giản, kích thước chiều trục, khối lượng giá thành nhỏ Tuy yêu cầu: Điều kiện sử dụng ô tô phải ổn định, đường xá có chất lượng tốt ( ví dụ: chuyển động xa lộ phải sang số ) Trình độ người lái cao 1.3 Đặc điểm kết cấu chi tiết phận 1.3.1 Bánh Trong hộp số ô tô máy kéo, dùng bánh trụ thẳng nghiêng Bánh nghiêng có ưu điểm là: -8- Thiết kế hộp số xe du lịch - Có vào ăn khớp từ từ đặn, nên độ êm dịu cao - Ăn khớp lúc nhiều răng, nên có hệ số trùng khớp lớn độ bền cao bánh thẳng Tuy bánh nghiêng có nhược điểm: - Sinh lực chiều trục tác dụng lên ổ bi; - Nhạy cảm với biến dạng trục ổ trơn; - Chế tạo phức tạp hơn; - Muốn gài số phải dùng ống gài, đồng tốc hay làm then hoa xoắn Do đặc điểm đó, bánh nghiêng thường sử dụng tay số cao để giảm tiếng ồn, đảm bảo tuổi thọ cần thiết Các bánh thẳng dùng số thấp, như: số 1, số lùi hộp số máy kéo Khi dùng bánh thẳng cấu điểu khiển đơn giản không sinh lực chiều trục Hiện nay, có khuyuh hướng tăng số lượng cặp bánh luôn ăn khớp hộp số Điều tạo điều kiện sử dụng bánh nghiêng Tuy vậy, mơ men qn tính chi tiết quay hộp số tăng lên Khi dùng bánh nghiêng, phải ý bố trí chiều bánh phải trục, cho lực chiều trục chúng khử nhau, tức bánh chiều nghiên Bánh chế tạo liền khối hay riêng rẽ Bánh chế tạo thành khối cố độ cững vững cao, song không thuận tiện cho thay sửa chữa Tùy theo nhiệm vụ tải trọng, bánh cố định trục then hoa hay then bán nguyệt, trượt then hoa hay quay lồng không trục lắp bạc ổ bi Ổ bi giảm ma sát khó bố trí, kích thước bị hạn chế đường kình bánh Phổ biến để tăng đường kính trục, tăng độ cứng vững -9- Thiết kế hộp số xe du lịch Nếu bánh lắp trục then hoa, có ba phương án định tâm: - Định tâm theo đường kính ngồi D; - Định tâm theo đường kính d; - Định tâm theo mặt bên; Định tâm theo mặt bên thường dùng hướng truyền mô men xoắn thay đổi để giảm va đập Định tâm theo đường kính có độ xác cao Khi độ cứng lỗ không lớn, lỗ gia cơng phương pháp chuốt trục mài bánh định tâm theo đường kính ngồi Phương pháp định tâm có ưu điểm đơn giản giá thành thấp Khi lỗ có độ cứng cao, lỗ trục mài, bánh định tâm theo đường kính Các bánh hộp số ô tô, làm việc điều kiện truyền lực, tốc độ cao, yêu cầu kích thước nhỏ gọn Do để đảm bảo yêu cầu độ bền khả chịu mài mòn, chúng thường chế tạo thép hợp kim cacbon thấp xê men tít hóa hay thép hợp kim cacbon trung bình, xianua hóa như: 20XH3A xê men tít hóa hay 40X, 40XHMA xianua hóa, Q trình xiamua hóa rẻ hơn, nhanh hơn, phế phẩm hơn, song khả tăng bền xê men tít hóa Bánh nhiệt luyện phải có độ cứng bền mặt đạt 52 ÷ 63 HRC với chiều dày lớp xê men tít hóa từ 0,6 ÷ 1.8 mm để chịu ứng suất tiếp xúc lớn mài mòn Tuy vậy, phần lõi phải dẻo dai để chịu uốn va đập tốt Độ cững lõi nằm khoảng từ 30 ÷ 35 HRC Bên cạnh biện pháp nhiệt luyện, người ta dùng phương pháp dịch chỉnh chế tạo bánh để tăng bền, để giải số vấn đề hình học như: đảm bảo khoảng cách trục cần thiết, giảm kích thước hộp số, -10- Thiết kế hộp số xe du lịch =1078,147+50,165+214,672+463,503+729,267=2535,754 [kg.mm2] ia - Tỷ số truyền cặp bánh ăn khớp (ia = 1,520) Thay số liệu vào công thức (2.30) ta tính J ia 2 7800.10 9.342.12,754 2535,754 .1,520 2 11445,468[kg / mm2 ] c) Mô men quán tính quy dẫn bánh trục thứ cấp Jz3 m J z J zk' ik2 (2.31) k 1 Trong đó: + J zk' : Là mơmen qn tính khối lượng bánh thứ k gắn trục thứ cấp [kg.mm2 ] Đã xác định bảng (2.4) + ik : Là tỉ số truyền số thứ k hộp số, kết lấy từ bảng (2.2) Thay số liệu vào công thức (2.31) J z 2041,401.(3,787) 2 973,817.(2,232) 2 516,171.(1,582) 2 308,515.(1,225) 2 749,653[kg.mm2 ] Với sơ đồ chọn ta có mơmen quán tính khối lượng bánh số lùi quy dẫn trục ly hợp khơng, (vìkhơng có quan hệ động học thường xuyên với trục ly hợp – trừ gài số lùi) Thay tất vào (2.26) ta có mơmen qn tính khối lượng tổng cộng quy dẫn trục ly hợp bằng: JΣ = 2904,377 + 1145,468 + 749,653= 4799,497[kg.mm2 ] = 0,0048 [kg.m2] 2.4.3 Mômen ma sát yêu cầu đồng tốc Mômen ma sát yêu cầu đồng tốc xác định theo [2]: -50- Thiết kế hộp số xe du lịch M ms J ik2 tc [N.m] (2.32) Trong đó: JΣ Mơmen qn tính bánh gài số tất khối lượng chuyển : động quay hộp số có quan hệ động học với trục sơ cấp hộp số (thường trục ly hợp) quy dẫn trục sơ cấp [kg.m2] Theo kết tính cơng thức (2.26) ta được: JΣ = 0,0048 [kg.m2 ] ik : Tỷ số truyền thứ k hộp số tương ứng với chế độ tính tốn đồng tốc (tính từ trục sơ cấp đến bánh gài số cần tính tốn), kết lấy bảng (2.2) Δω : Chênh lệch tốc độ hai bánh gài số, [rad/s] Được xác định theo [2]: eo 1 ik ik 1 [rad/s] (2.33) Với: ik 1 : Tỷ số truyền tính từ trục sơ cấp đến đồng tốc hộp số ứng với số truyền vừa nhả số (để tiến hành gài số thứ ik) ωeo : Tốc độ động bắt đầu chuyển số, [rad/s] Giá trị xác định theo [2]: Bảng 2.5- Tốc độ góc động eo [rad/s] bắt đầu sang số Động xăng (Carbuarato) Chế độ sang số Động Diesel Xe du lịch Xe tải khách -51- Thiết kế hộp số xe du lịch (0,7 0,8)N Từ số thấp lên số cao (0,75 0,85)N (0,6 0,7)N M (0,5 0,6)N Từ số cao số thấp (0,9 1,0)N (0,4 0,5)N M Trong đó: N M tương ứng tốc độ góc động ứng với công suất cực đại mô men cực đại động [rad/s] - Với xe thiết kế xe du lịch, động xăng thì: + Khi chuyển từ số thấp lên số cao ta chọn: eo = 0,7.N = 0,7.575,667= 402,967 [rad/s] + Khi chuyển từ số cao số thấp ta chọn: eo = 0,4.N = 0,4 575,667= 230,267 [rad/s] tc : Thời gian làm đồng tốc độ đồng tốc bánh gài số, [s] Với ô tô du lịch thì: tc = 0,15 0,3 [s] cho số cao, theo tài liệu [2] tc = 0,5 0,8 [s] cho số thấp , theo tài liệu [2] - Chọn thời gian chuyển số cho số cao (số ba ih3 , số bốn ih4 , số năm ih5 ) + Từ số thấp lên số cao: 0,30 [s] + Từ số cao số thấp: 0,20 [s] - Chọn thời gian chuyển số cho thấp (số hai ih2 , số ih1 ,) , theo tài liệu [2] là: + Từ số thấp lên số cao: 0,80 [s] -52- Thiết kế hộp số xe du lịch + Từ số cao số thấp: 0,50 [s] Thế số vào (3.32) (3.33) ta được: M ms (l 1) 0,0048.3,787 2.402,967 1 1,527[ N m] 3,787 4,545 0,80 M ms (12) 0,00482,232 402,967 1 2,216[ N m] 2,232 3,787 0,80 M ms ( 23) 0,0048.1,582 2.402,967 1 2,970[ N m] 1,582 2,232 0,3 M ms (34) 0,0048.1,225 2.402,967 1 1,782[ N m] 1,225 1,582 0,30 1 M ms ( 45) 0,0048.1 402,967 1,184[ N m] 1,225 0,30 M ms (32) 0,0048.2,232 230,267 1 2,027[ N m] 2,232 1,582 0,50 M ms ( 43) 0,0048.1,582 230,267 1 2,548[ N m] 1,582 1,225 0,2 M ms (54) 0,0048.1,225 230,267 1 1,523[ N m] 1,225 0,2 M ms ( 21) 0,0048.3,787 230,267 1 3,645[ N m] 3,787 2,232 0,8 2 2.4.4 Bán kính ma sát đồng tốc Nếu gọi Rms bán kính trung bình vành ma sát đồng tốc, thìmơmen ma sát tạo lực ép Q tác dụng lên đôi bề mặt ma sát đồng tốc có quan hệ với Mms xác định theo tài liệu [2] sau: -53- Thiết kế hộp số xe du lịch Rms M ms sin Q. (2.34) - 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 tài liệu [2] : Q Pdk idk dk (2.35) Trong Pdk: Lực danh nghĩa tác dụng lên cần điều khiển Với xe du lịch chọn P = 70 [N] idk : Tỷ số truyền đòn điều khiển, theo tài liệu [2] idk (1, 2,5) chọn idk 2, dk : Hiệu suất cấu điều khiển, theo tài liệu [2] dk (0,85 0,95) Chọn dk 0,85 : Hệ số ma sát đôi bề mặt ma sát, theo tài liệu [2] với vật liệu đôi bề mặt đồng thau làm việc dầu 0,06 0,07 Chọn 0,07 α : Góc bề mặt ma sát [°], theo tài liệu [2] với bề mặt ma sát làm vật liệu đồng thau góc α tốt 60 70 Chọn 70 - Thay vào công thức (2.34) ,ta có: Rms (l 1) Rms (12) 7. 1,527 sin 180 0,0203[m] 70.2,2.0,85.0,07 7. 2,216 sin 180 0,0295[m] 70.2,2.0,85.0,07 -54- Thiết kế hộp số xe du lịch Rms ( 23) Rms (34) Rms ( 45) Rms (32) Rms ( 43) Rms (54) Rms ( 21) 7. 2,970 sin 180 0,0395[m] 70.2,2.0,85.0,07 7. 1,782 sin 180 0,0237[m] 70.2,2.0,85.0,07 7. 1,184 sin 180 0,0158[m] 70.2,2.0,85.0,07 7. 2,027 sin 180 0,0270[m] 70.2,2.0,85.0,07 7. 2,548 sin 180 0,0339[m] 70.2,2.0,85.0,07 7. 1,523 sin 180 0,0203[m] 70.2,2.0,85.0,07 7. 3,645 sin 180 0,0481[m] 70.2,2.0,85.0,07 - Để gài số ta sử dụng đồng tốc : + Bộ đồng tốc thứ dùng để chuyển từ số 1→SL ;SL→1 + Bộ đồng tốc thứ hai dùng để chuyển từ số 3→2 ;2→3 + Bộ đồng tốc thứ ba dùng để chuyển từ số 4→5 ;5→4 Để thuận tiện cho việc chế tạo lắp đặt thìta chọn đồng tốc thứ thứ hai có kích thước với thơng số sau : -55- Thiết kế hộp số xe du lịch Rms = 0,040 [m] = 40 [mm] chọn Rms = 40 [mm] – Bộ đồng tốc thứ ba chọn Rms3 = 0,03 [m] = 30 [mm] -Chọn bán kính hãm R : Khi thiết kế tùy thuộc vào kiểu đồng tốc, giá trị trung bình R chọn theo tài R (0,75 1, 25) Rms liệu [2]: R (0,75 1, 25) Rms Chọn R = 1,2.Rms = 1,2.40 = 48 [mm] chọn lại R = 48 [mm] Chọn R = 1,2.Rms = 1,2.30 = 36 [mm] chọn lại R = 36 [mm] 2.4.5 Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc Chiều rộng bề mặt vành côn ma sát bms [m] xác định: bms Pdk idk dk 2. pN Rms sin [mm] (2.35) Trong : pN [MN/m2] : Á p suất pháp tuyến hình thành bề mặt đôi ma sát Với vật liệu vành côn ma sát thường làm đồng thau bôi trơn dầu cac-te hộp số thìgiá trị áp suất làm việc cho phép nằm khoảng: pN ≈ (1,0 1,5) [MN/m2] Chọn pN = [MN/m2] Các thông số khác thích xác định Thế số vào (2.35) ta có : bms 70.2,2.0,85 4,274.10 3 [m] 7. 2. 10 6.0,040 sin 180 Chọn bms = 0,005 [m] = [mm] -56- Thiết kế hộp số xe du lịch 2.4.6 Góc nghiêng bề mặt hãm β Góc nghiêng bề mặt hãm tính theo [2]: .Rms tg sin R (2.36) Trong : R :Bán kính hãm tùy chọn theo đồng tốc, theo kết từ mục 2.4.5 Thế số vào (2.36) ta có: 0,07.0,040 tg 7. sin .0,048 180 Hay tg ≤ 0,478 Suy ra: ≤ 25,340 Chọn: = 250 2.4.7 Tính tốn kiểm tra thơng số đồng tốc Khi tính tốn đồng tốc theo phương pháp trình bày trên, giả thiết trình gài đồng tốc thìvận tốc xe khơng đổi Thực tế, gài đồng tốc, cắt ly hợp (hoặc giảm vị trícung cấp nhiên liệu cho động chế độ không tải - ô tô sử dụng ly hợp thủy lực) nên tốc độ xe giảm trình gài số Do chi tiết nối với trục sơ cấp hộp số chuyển động chậm dần theo tốc độ xe thời gian gài đồng tốc Điều làm cho chênh lệch tốc độ thực tế tăng lên chuyển số từ thấp lên cao, ngược lại chuyển số từ số cao số thấp, chênh lệch tốc độ giảm thời gian chuyển số thực tế giảm -57- Thiết kế hộp số xe du lịch 2.4.7.1 Mômen ma sát thực tế đồng tốc - Theo tài liệu [2] mômen ma sát thực tế đồng tốc xác định theo công thức: M ms Q..Rms sin (2.37) - Trong : + μ : Hệ số ma sát vành ma sát, μ = 0,07 + Góc vành ma sát [°] + Rms : bán kính trung bình vành ma sát [m], từ mục (2.4.4) ta có: R ms = 0,058 [m] + Q : Lực gài tác dụng lên vành ma sát đồng tốc [N], kết công thức (2.35) Thay số công thức (2.37) ta được: M ms 70.2,2.0,85.0,07.0,04 3,007[ N m] 7. sin 180 2.4.7.2 Thời gian chuyển số thực tế đồng tốc Theo tài liệu [2] thời gian chuyển số thực tế gài đồng tốc đồng tốc xác định theo công thức: tc J ik2 M ms J ik2 C (2.38) - Trong + Dấu (-) ứng với trường hợp gài số thừ số thấp lên số cao + Dấu (+) ứng với trường hợp gài số từ số cao số thấp + C : gia tốc góc trục thứ cấp xe giảm tốc độ sang số : C g. ick Rbx ck -58- (2.39) Thiết kế hộp số xe du lịch - Trong đó: Chọn thơng số theo tài liệu [2] +g: Gia tốc trọng trường g = 9,81 [m/s2] + : Hệ số cản tổng cộng đường, tính tốn chọn theo tài liệu [2]: 0,02 + ick , ck : Tỉ số truyền hiệu suất truyền lực tính từ bánh gài tính đồng tốc đến bánh xe chủ động tơ Với đồng tốc bố trítrên trục sơ cấp thìtỉ số truyền ick = i0 = 4,954 + Chọn hiệu suất từ hộp số đến bánh xe chủ động theo tài liệu [2]: ck = 0,9 + : Hệ số xét đến khối lượng quay hệ thống truyền lực đến quán tính chuyển động tịnh tiến ơtơ Có thể chọn gần theo tài liệu [2]: 1,05 + Rbx = 0,33 [m] - Thay vào cơng thức (2.39) ta có: C g. ick 9,81.0,02.4,954 3,117[rad / s ] Rbx ck 1,05.0,33.0,9 - Thay kết εc thông số vào công thức (2.38), ta tính thời gian chuyển số thực tế đồng tốc sau: t c (l 1) t c (12) 0,0048.3,787 2.402,967 1 0,44[ s] 3,007 0,0048.3,787 3,117 3,787 4,545 0,0048.2,232 2.402,967 1 0,605[ s] 3,007 0,0048.2,232 3,117 2,232 3,787 t c ( 3) 0,0048.1,582 2.402,967 1 0,300[ s] 3,007 0,0048.1,582 3,117 1,582 2,232 t c ( 3 ) 0,0048.1,225 2.402,967 1 0,179[ s] 3,007 0,0048.1,225 3,117 1,225 1,582 -59- Thiết kế hộp số xe du lịch 0,0048.12.402,967 1 0,12[ s] 3,007 0,0048.1 3,117 1,225 t c ( 5 ) t c (1l ) 0,0048.4,545 2.402,967 1 0,303[ s] 3,007 0,0048.4,545 3,117 4,545 3,787 t c ( 21) 0,0048.3,787 2.402,967 1 0,905[ s] 3,007 0,0048.3,787 3,117 3,787 2,232 t c ( 3 ) 0,0048.2,232 2.402,967 1 0,329[ s] 3,007 0,0048.2,232 3,117 2,232 1,582 t c ( 3) 0,0048.1,582 2.402,967 1 0,167[ s] 3,007 0,0048.1,582 3,117 1,582 1,225 t c ( 5 ) 0,0048.1,225 2.402,967 1 0,1005[ s] 3,007 0,0048.1,225 3,117 1,225 2.4.7.3 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 [2] sau : Lms M ms ( c tc ) tc (2.40) Trong đó: - Dấu (+) : ứng với trường hợp gài số thừ số thấp lên số cao - Dấu (-) : ứng với trường hợp gài số từ số cao số thấp - Mms : Mô men ma sát đồng tốc [N.m]; từ công thức (2.37) Mms = 3,007 [N.m] - : Chênh lệch tốc độ góc hai số truyền - c : Gia tốc góc chậm dần [rad/s2] xác định (2.39) c = 3,117 [rad/s2] - tc : Thời gian chuyển số thực tế, xác định công thức (2.38) -60- Thiết kế hộp số xe du lịch Thế số liệu vào (2.40) ta được: 0,605 1 l(12) 3,007. 402,967 3,117.0,605 69,09[ J ] , 232 , 787 0,3 1 l( 23) 3,007. 402,967 3,117.0,605 33,89[ J ] , 582 , 232 0,179 1 l(34) 3,007. 402,967 3,117.0,605 20,146[ J ] 1,225 ,1582 0,12 1 l( 45) 3,007. 402,967 3,117.0,12 13,279[ J ] 1,225 0,101 1 l(54) 3,007. 230,267 3,117.0,101 6,347[ J ] 1,225 0,167 1 l( 43) 3,007. 230,267 3,117.0,167 10,543[ J ] 1,582 1,225 0,329 1 l(32) 3,007. 230,267 3,117.0,329 20,456[ J ] 2,232 1,582 0,905 1 l( 21) 3,007. 230,267 3,117.0,905 53,812[ J ] 3,787 2,232 2.4.7.4 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 xác định theo [1]: lr Lms 2. Rms bms [J/m2] (2.41) Trong đó: -61- Thiết kế hộp số xe du lịch - Lms : Công trượt vành ma sát, [J] xác định (2.34) Rms : bán kính trung bình vành ma sát [m], từ mục (2.4.4) ta có: Rms 0,040[m ] - bms : Chiều rộng bề mặt vành ma sát, [m]; xác định (2.4.5): bms =0,005[m] Thế số liệu vào (2.41) ta có: Lr(1 2) 72,739 54980,921[ J / m ] 54,981[ KJ / m ] 2. 0,04.0,005 33,89 26968,868[ J / m ] 26,969[ KJ / m ] 2. 0,04.0,005 20,146 Lr(3 4) 16031,474[ J / m ] 16,031KJ / m ] 2. 0,04.0,005 13,279 Lr(4 5) 10567,341[ J / m ] 10,567[ KJ / m ] 2. 0,04.0,005 6,347 Lr(5 4) 5050,898[ J / m ] 5,051[ KJ / m ] 2. 0,04.0,005 10,543 Lr(4 3) 8390,343[ J / m ] 8,390[ KJ / m ] 2. 0,04.0,005 20,456 Lr(3 2) 16278,369[ J / m ] 16,278[ KJ / m ] 2. 0,04.0,005 53,812 Lr(2 1) 42822,197[ J / m ] 42,822[ KJ / m ] 2. 0,04.0,005 Lr(2 3) Giá trị công trượt riêng lớn đồng tốc 1-2 54,981 [KJ/m2] nhỏ giới hạn cho phép theo tài liệu [2] lr ≤ 100[KJ/m2] xe con, tải khách cở nhỏ -62- Thiết kế hộp số xe du lịch -63- Thiết kế hộp số xe du lịch TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] NGUYỄN HỒNG VIỆT(2015) Giáo trình kết cấu, tính tốn thiết kế ơtơ Giáo trình mạng nội khoa Cơ khí Giao thơng trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng [2] LÊ VĂN TỤY (2009) Hệ thống truyền lực ơtơ Giáo trình mạng nội Khoa Cơ khí Giao thơng trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng Hướng dẫn thiết kế hộp số ôtô Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng [4] NGUYỄN HỮU CẨN, DƯ QUỐC THỊNH, PHẠM MINH THÁ I, NGUYỄN VĂN TÀI, LÊ THỊ VÀNG (2005) Lý thuyết ô tô máy kéo Bộ môn ’’ Ơ tơ máy kéo ’’ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội -64- ... dài hộp số Hình 1.2-Sơ đồ hộp số trục cấp xe Hillman Imperial I-Trục sơ cấp hộp số; II-Trục thứ cấp hộp số; 1-Cấp số hộp số; 2-Cấp số hộp số; - Cấp số hộp số; -Cấp số hộp số; L -Số lùi hộp số 1.2.3... kiểu sơ đồ động hộp số 2.2.1 Chọn kiểu lắp hộp số Ở hộp số ô tô thiết kế ô tô du lịch dùng cho việc du lịch yêu cầu với tốc độ cao nên ta chọn hộp số trục cố định,có trục sơ cấp trục thứ cấp đồng... 1.2.3 Hộp số nhiều cấp Hộp số nhiều cấp tạo thành cách ghép thêm vào phía trước phía sau hộp số sở (hộp số - loại ba trục) hộp giảm tốc gọi hộp số -7- Thiết kế hộp số xe du lịch phụ Hộp số phụ