Đồ án môn học Tính toán và thiết kế hộp số Ô tô

Đồ án môn học Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC Nhận xét giáo viên hướng dẫn Hưng Yên, ngày tháng năm 2009 Giáo viên Đồng Minh Tuấn Thiết kế tính tốn hộp số ô tô Đồ án môn học Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình phát triển kinh tế quốc dân phục vụ đời sống xã hội, việc vận chuyển hàng hố, hành khách có vai trị to lớn Với việc vận chuyển tơ có khả đáp ứng tốt nhiều mặt so với phương tiện vận chuyển khác đặc tính đơn giản, an tồn, động Trong loại hình vận chuyển vận chuyển tơ loại hình thích hợp vận chuyển loại đường ngắn trung bình Ơ tơ đến nhiều vùng, nhiều khu vực địa điểm mà phương tiện vận chuyển khác khó thực Nó đưa đón khách tận nhà, giao hàng tận nơi, đưa hàng đến tận chân cơng trình mà giá cước phù hợp với nhu cầu nhân dân Ngày nhu cầu vận chuyển hàng hoá, hành khách tăng nhanh, mật độ vận chuyển lớn Đồng thời với mở rộng phát triển thị ngày tăng nhanh vận chuyển tơ lại có ưu nước công nghiệp phát triển, công nghiệp ô tô ngành kinh tế mũi nhọn Trong nước ta ngành công nghiệp ô tô dừng lại mức khai thác, sử dụng, sửa chữa bảo dữơng Những năm 1985 trở trước ô tô hoạt động Việt Nam ô tô nhập ngoại với nhiều chủng loại nhiều công ty nước sản xuất Từ năm đầu thập kỷ 90 thực việc liên doanh, liên kết với cơng ty nước ngồi Nên Việt Nam có 14 liên doanh hoạt động như: TOYOTA, MERCEDES - BENZ VMC, DEAWOO, MITSUBISHI, NISSAN, FORD Ngồi cịn kể đến số hãng nước như:Trường Hải, MêKông, Vinasuki, Công ty ô tô 1-5 , Công ty ô tô 3-2 … Tại liên doanh ô tô lắp ráp dây chuyền công nghệ đại Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam chuyển sang giai đoạn Để hoàn thành Đồ án nỗ lực thân không kể đến bảo tận tình thầy giáo môn nhà trường Đặc biệt hướng dẫn thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn ĐỒNG MINH TUẤN tận tình giúp đỡ em hoàn thành thiết kế đề tài Xin cảm ơn thầy cô, cán công nhân viên mơn Ơtơ- Khoa khí động lực tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập thiết kế đề tài Em xin kính chúc thầy ln mạnh khoẻ có nhiều cống hiến nghiệp phát triển ngành tơ nói riêng ngành giao thơng vận tải nói chung Việt Nam Thiết kế tính tốn hộp số tơ Đồ án mơn học Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC Sinh viên : Nguyễn Văn Huynh PHẦN I:TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ Nhiệm vụ -Hộp số dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen xoắn bánh xe chủ động ôtô, đồng thời thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên -Thay đổi chiều chuyển động ôtô(tiến lùi) -Tách động khỏi hệ thống truyền lực khoảng thời gian tuỳ ý mà không cần tắt máy mở li hợp -Dẫn động lực học ngồi cho phận cơng tác xe chuyên dùng 2.Yêu cầu hộp số -Có đủ tỉ số truyền cách hợp lý để nâng cao tính kinh tế , tính động lực học ôtô -Hiệu suất truyền lực cao, làm việc không gây tiếng ồn, thay đổi số nhẹ nhàng không sinh lực va đập bánh -Kết cấu gọn gàng, chắn, dễ điều khiển bảo dưỡng sửa chữa, giá thành hạ 3.Phân loại hộp số 3.1 Phân loại theo phương pháp thay đổi tỉ số truyền +Loại hộp số có cấp Ngày ơtơ dùng nhiều hộp số có cấp (loại thay đổi tỉ số truyền cách thay đổi ăn khớp cặp bánh răng), cấu tạo đơn giản, làm việc chắn, hiệu suất truyền lực cao, giá thành rẻ Trong loại hộp số có cấp người ta chia: Thiết kế tính tốn hộp số tô Đồ án môn học Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC +Theo tính chất trục truyền -Loại có trục tâm cố định việc thay đổi số trượt thường có loại hai trục tâm dọc ngang, loại ba trục tâm dọc -Loại có trục tâm di động(hộp số hành tinh) +Theo cấp số ta có:hộp số cấp, cấp, cấp … Nếu hộp số nhiều cấp tốc độ cho phép sử dụng hợp lý công suất động cơ, điều kiện lực cản khác tăng tính kinh tế ơtơ thời gian thay đổi số dài, kết cấu phức tạp +Loại hộp số vô cấp Hộp số vô cấp có ưu điểm là:có thể thay đổi tỉ số truyền liên tục giố hạn đó, thay đổi tự động, liên tục phụ thuộcvào sức cản chuyển động ơtơ, rút ngắn qng đường tăng tốc, tăng lớn tốc độ trung bình ơtơ -Hộp số vơ cấp kiểu học(ít sử dụng) -Hộp số vơ cấp kiểu va đập(ít dùng) -Hộp số vơ cấp kiểu ma sát(bánh ma sát hình cơn) -Hộp số vơ cấp dùng điện(dùng động đốt kéo máy phát điện, cung cấp điện cho động điện đặt bánh xe chủ động( có nguồn điện từ ắc quy) Ta thay đổi dịng điện kích thích động điện thay đổi tốc độ mômen xoắn động điện bánh xe chủ động -Hộp số vô cấp thuỷ lực: truyền mômen xoắn nhờ lượng dịng chất lỏng thuỷ động thuỷ tĩnh Hộp số vơ cấp thuỷ lực có kết cấu phức tạp giá thành cao, hiệu suất truyền lực thấp, thay đổi mômen xoắn giới hạn hẹp Thơng thường người ta kết hợp với hộp số có cấp có trục tâm di động(kiểu hành tinh) với biến mơmen thuỷ lực Thiết kế tính tốn hộp số ô tô Đồ án môn học Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC 3.2 Phân loại theo cấu điều khiển -Loại điều khiển cưỡng bức(thường hộp số có cấp) -Loại điều khiển bán tự động (thường hộp số kết hợp) -Loại điều khiển tự động (thường hộp số vơ cấp) Phân tích chọn phương án kết cấu hộp số: Bước quan trọng thiết kế hộp số phải phân tích đặc điểm kết cấu hộp số ôtô chọn phương án hợp lý Việc phân tích phải dựa yêu cầu đảm bảo hộp số làm việc tốt chức năng: -Thay đổi mômen xoắn truyền từ động đến bánh xe chủ động -Cho phép ôtô chạy lùi -Tách động khỏi hệ thống truyền lực dừng xe mà động làm việc Hộp số thiết kế phải đáp ứng yêu cầu: 1-Có tỷ số truyền hợp lý, đảm bảo chất lượng kéo cần thiết 2-Không gây va đập đầu gài số, bánh ăn khớp có tuổi thọ cao 3-Hiệu suất truyền lực cao 4-Kết cấu đơn giản, gọn, dễ chế tạo, điều khiển nhẹ nhàng, có độ bền độ tin cậy cao Nhằm nâng cao tuổi thọ cho bánh ăn khớp, hộp số khí có cấp thường bố trí đồng tốc Nhiệm vụ đồng tốc cân tốc độ góc chi tiết chủ động bị động trước chúng ăn khớp với Trên ôtô ngày sử dụng rộng rãi hộp số trục trục.Hộp số trục thường bố trí trục sơ cấp trục thứ cấp đồng tâm Thiết kế tính tốn hộp số ô tô Đồ án môn học Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC Đối với ôtô vận tải thường dùng loại hộp số số [1] Vậy ta chọn hộp số loại số, với hộp số số kết cấu phức tạp khó chế tạo Chọn sơ đồ động học hộp số Sơ đồ hộp số loại trục (hình 1): Sơ đồ hộp số trục có trục sơ cấp trục thứ cấp đồng tâm Gồm cấp (5 số tiến, số lùi) Trong tay số tay số truyền thẳng Số II, III, IV, V gài đồng tốc Số lùi (R) số I gài khớp Các bánh trục trung gian chế tạo rời lắp chặt trục trung gian - Trong hộp số có cặp bánh ăn khớp để dẫn truyền mômen quay từ trục thứ đến trục trung gian Trục thứ chế tạo thành khối với bánh chủ động cặp bánh ăn khớp vành để gài số truyền thẳng (i=1) Trục thứ đỡ hai ổ bi, ổ đặt bánh đà ổ đặt vỏ hộp số, ổ bi thường chọn có đường kính ngồi lớn bánh chủ động để đảm bảo tháo lắp trục thứ dễ dàng - Trên trục trung gian lắp cố định nhiều bánh để dẫn truyền mômen quay đến trục thứ hai, giá trị mômen quay thay đổi tuỳ theo cách gài bánh lắp trượt quay trục thứ hai Trục trung gian đỡ hai ổ bi đặt vỏ hộp số Thường bánh trục trung gian có hướng đường nghiêng chiều để giảm lực chiều trục tác dụng lên trục - Trục thứ hai đỡ hai ổ bi ổ bi kim đặt lỗ đầu trục thứ nhất, biện pháp đảm bảo độ đồng tâm hai trục tiện lợi cho việc gài số truyền thẳng ổ bi thứ hai đặt vỏ hộp số Trong xe thường lắp hộp đo tốc độ đuôi trục thứ hai - Xu hướng phát triển thiết kế hộp số sử dụng đồng tốc với tay số tất bánh ln ln ăn khớp t hường sử dụng bánh có nghiêng Riêng cặp bánh gài số số lùi chế tạo bánh răng thẳng Thiết kế tính tốn hộp số tơ Đồ án mơn học Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC PHẦN II TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC KÍCH THƯỚC CỦA HỘP SỐ 1.1Xác định tỉ số truyền tay số Tỉ số truyền tay số hộp số ta xác định trình xác định số cấp số tính tốn tiêu động lực học xe Với hộp số cấp ta có tỉ số truyền ứng với tay số sau: Tỉ số truyền số 1: theo công thức(IV-1) i “ĐK kéo” [2] G.r  max bx  h1  io.M emax tl Với: io: tỉ số truyền truyền lực chọn io = 12 ứmax:hệ số cản chuyển động lớn Thiết kế tính tốn hộp số tơ Đồ án môn học Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC Chọn ứmax = (f+i )Max = 0,303 f=( 32  v ) 2800 (với đuờng đỏ f=0,035) i=tg  =tg150=0,268 - rbx: Bán kính làm việc trung bình bánh xe (m); Rbx = ro.ở=0,408(m) ro :bán kính thiết kế bánh xe ro =(B+d/2).25,4=(7+20/2).25,4= 431,8 (mm) ở=0,945 hệ số kể đến biến dạng lốp [5] (lốp có áp suet cao) - Memax: Mô men lớn động (N.m) Memax =650(N.m); - G: Trọng lượng xe (Kg) G= 15025(N); ỗtl : hiệu suất truyền lực Chọn ỗtl =0,8 Ta có : i G.r  max 15025.10.0,408.0,303 bx  h1  io.M emax= 0,8.12.650 tl G.r  m bx Theo đk bam : i h1 =  io.M emax tl = 2,976 0,6.150250.0,8.0,408 =4,715 0,8.12.650 Chọn tỉ số truyền ih1 =4,5 tỉ số truyền lực sơ : i 0= 55 = 12,2 4,5 Vậy 2,976< ih1