Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG THIẾT KẾ HỘP SỐ VƠ CẤP CHO Ô TÔ CON Sinh viên thực hiện: NGÔ VĂN DŨNG Đà Nẵng – Năm 2019 i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Ngô Văn Dũng Số thẻ sinh viên: 103130021 Lớp: 13C4A Khoa : Cơ Khí Giao Thơng Ngành: Cơ Khí Động Lực Tên đề tài đồ án: Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Ơ tơ chỗ ngồi, có khối lượng đầy tải:1550 Kg, phân bố lên cầu trước/sau tương ứng 55/45, sử dụng động xăng có M emax =140 Nm 4200 vịng/phút Các số liệu khác tham khảo xe tương tự Nội dung phần thiết kế tính tốn: Phần 1: Tổng quan Phần 2: Lựa chọn phương án thiết kế Phần 3: Tính tốn thiết kế chi tiết Phần 4: Kết luận Các vẽ đồ thị (ghi rõ tên kích thước vẽ): Bản vẽ số liệu tìm hiểu chung HTTL CVT (1 A3) Bản vẽ bố trí chung (1 A3) Bản vẽ phương án thiết kế (1 A3) Bản vẽ lắp hộp số vô cấp (CVT) (1 A3) Bản vẽ chi tiết điển hình (2 A3) Bản vẽ sơ đồ hệ thống điều khiển (1 A0) Họ tên người hướng dẫn: Ts.Lê Văn Tụy Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 25/02/2019 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 09/06/2019 Đà nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2019 TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN (ký ghi rõ họ tên) (ký ghi rõ họ tên) ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN ÔTÔ 1.1.Công dụng, yêu cầu, phân loại 1.1.1.Công dụng .2 1.1.2.Yêu cầu 1.1.3.Phân loại 1.2.Một số loại hộp số phổ biến 1.2.1.Hộp số thường (MT) 1.2.2.Hộp số tự động (AT) 1.2.3.Hộp số ly hợp kép (DCT) .6 1.2.4.Hộp số vô cấp CVT (continuously variable transmission) CHƯƠNG II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 20 2.1 Lựa chọn phương án 20 2.1.1.Phương án 20 2.1.2.Phương án hai .21 2.2 Tính tốn hộp số CVT 22 2.2.1 Xác định tỷ số truyền cao .22 2.2.2 Xác định tỷ số truyền thấp nhất: in .24 Tỷ số truyền thấp nhất: in 24 2.2.3 Hệ số điều chỉnh Cf K 24 CHƯƠNG III TÍNH TỐN CHI TIẾT HỘP SỐ VƠ CẤP 27 3.1.Tính tốn truyền đai 27 3.1.1.Xác định dải tỉ số truyền truyền đai 27 3.1.2.Xác định kích thước bánh đai hộp số CVT 27 3.1.3.Tính đường kính trục đai 38 3.2.Tính tốn truyền hành tinh 39 3.2.1.Xác định tỷ số truyền truyền lực i0 39 3.2.2.Phương trình động lực học truyền hành tinh sở 40 3.2.3.Tính tốn thiết kế truyền động bánh 42 3.3.Tính tốn thiết kế Ly hợp – phanh 47 3.3.1.Kết cấu chung ly hợp khoá 47 3.3.2.Phương pháp tính toán chung với ly hợp – phanh 48 3.4.Đề xuất phương án điều khiển thủy lực 50 3.4.1.Phương án đề xuất điều khiển 50 3.4.2.Tính tốn kết cấu trục đề suất bơm thủy lực 52 CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN .54 iii TÀI LIỆU THAM KHẢO iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ hộp số thường loại trục Hình 1.2 Sơ đồ cấu hành tinh Wilson Hình 1.3 Hộp số DCT Hình 1.4 Cấu tạo CVT 10 Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo cấu hành tinh .11 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý CVT 14 Hình 1.7 Bộ truyền đai 15 Hình 1.8 Trạng thái tăng tốc giảm tốc truyền động đai 16 Hình 1.9: Cấu tạo BMM 18 Hình 2.1 Động đặt dọc 20 Hình 2.2 Động đặt ngang 21 Hình 2.3 Đồ thị cân công suất 22 Hình 2.4 Đồ thị cân lực kéo v lực cản 22 Hình 2.5 Hệ số cản số kiểu xe 23 Hình 2.6 Lực kéo tiếp tuyến Ftt .24 Hình 2.7 Hệ số điều chỉnh K cho đai hộp số CVT 25 Hình 3.1 Bộ truyền đai kim loại .27 Hình 3.2 Đường kính làm việc hai bánh đai 28 Hình 3.3 Vận tốc bánh đai tỉ số truyền thấp 29 Hình 3.4 Vận tốc đai tỉ số truyền cao 30 Hình 3.5: Sơ đồ truyền động đai hộp số vô cấp thiết kế 32 Hình 3.6 Bộ truyền đai 33 Hình 3.7 Đồ thị đặc tính hộp số vơ cấp thiết kế 35 Hình 3.8 Lực vịng tác dụng lên đai 35 Hình 3.9 Góc ơm đai .36 Hình 3.9 Lực vòng tác dụng lên bánh đai 36 Hình 3.10 Các lực tác dụng lên bánh đai 37 Hình 3.11 Tổng hợp lực vòng tác dụng lên trục 38 Hình 3.12 Đường kính trục đai .38 Hình 3.13 Sơ đồ cấu tạo tuyền hành tinh sở 40 Hình 3.14 Cấu tạo ly hợp-Phanh 49 Hình 3.15 Phương án điều khiển thủy lực 51 Hình 3.16 Kết cấu trục 52 v Thiết kế hộp số vô cấp cho tơ MỞ ĐẦU - Mục đích thực đề tài: Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô - Mục tiêu đề tài: Nắm bắt cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống TLVC có CVT Tính tốn thiết kế khí hệ thống Đề xuất phương án điều khiển thủy lực - Phạm vi đối tượng nghiên cứu: Thiết kế khí dựa lý thuyết thực nghiệm, vầ số liệu dựa ô tô tham khảo - Cấu trúc đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan hộp số ôtô Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế Chương 3: Tính tốn chi tiết hộp số vô cấp Chương 4: Kết luận SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN ÔTÔ Các hộp số ôtô dùng để thay đổi tỷ số động cầu chủ động Nói cách khác khơng có hộp số, xe chạy tốc độ với tốc độ cực đại định Ngoài khả tăng tốc từ xuất phát với khả leo dốc xe bị hạn chế khơng sử dụng hộp số Vì hộp số sử dụng hệ thống bánh khác từ thấp đến cao để biến mô men xoắn động phù hợp với điều kiện vận hành( khởi hành, tăng tốc, leo dốc…) Các số cài theo cách thông thường tay tự động 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 1.1.1 Công dụng Hộp số dùng để : - Thay đổi tốc độ mô men truyền (hay lực kéo) bánh xe - Thay đổi chiều chuyển động xe (tiến lùi) - Ngắt động lâu dài khỏi hệ thống truyền lực Trên số ô tô chức thay đổi mơ men truyền đảm nhận nhờ số cụm khác(hộp phân phối ,cụm cầu xe )nhằm tăng khả biến đổ mô men đáp ứng điều kiện làm việc mở rộng ô tô 1.1.2 Yêu cầu Hộp số cần đáp ứng yêu cầu sau: - Có dãy tỷ số truyền hợp lý, phân bố khoảng thay đổi tỷ số truyền tối ưu, phù hợp với tính động lực học yêu cầu tính kinh tế vận tải - Phải có hiệu suất truyền lực cao - Khi làm việc không gây tiếng ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh tải trọng động làm việc Đối với hộp số sử dụng truyền có cấp, chuyển số thường xảy thay đổi giá trị tốc độ mô men gây nên tải trọng động Hạn chế xung lực mơ men biến động cần có phận ma sát (đồng tốc, khớp ma sát, truyền thủy lực )cho phép làm tốc độ phần tử truyền nâng cao độ bền, độ tin cậy làm việc hộp số SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô - Đảm bảo thời điểm làm việc gài vào số truyền định cách chắn(cơ cấu định vị ,khóa hãm,bảo vệ ) - Kết cấu phải nhỏ gọn, dễ điều khiển thuận tiện bảo dưỡng sửa chữa - Có khả bố trí cụm trích cơng suất để dẫn động thiết bị khác 1.1.3 Phân loại Tùy theo theo yếu tố để phân loại, hộp số phân loại sau: • Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền : Hộp số vơ cấp hộp số có cấp - Hộp số vô cấp dùng để tạo thành HTTL vơ cấp, hộp số có tỷ số truyền biến đổi liên tục, khoảng tỷ số truyền (R) định sẵn, từ thấp đến cao ngược lại Trên ô tô truyền vô cấp thường gặp: Biến mô men thủy lực, truyền đai đặc biệt Nếu mô men động làm việc làm việc giá trị định, biến đổi mô men sau hộp số vô cấp đường liên tục, truyền gọi truyền liên tục khoảng tỷ số truyền R cho trước Ví dụ biến mơ thủy lực khoảng R đạt tới 2,7 truyền đai đặc biệt R=4,5 - Hộp số có cấp tạo thành HTTL có cấp, dùng phổ biến tô Tỷ số truyền hộp số thay đổi với giá trị cố định khác gọi truyền gián đoạn Mức độ gián đoạn phụ thuộc vào số lượng tỷ số truyền bên hộp số HTTL tơ tập hợp truyền vơ cấp hộp số có cấp • Theo cấu trúc truyền lực bánh : - Các bánh ăn khớp với trục cố định: Hộp số thường - Kết hợp bánh ăn khớp ăn khớp có trục di động: Hộp số hành tinh • Theo phương pháp điều khiển chuyển số hộp số : - Điều khiển tay - Điều khiển tự động - Điều khiển bán tự động 1.2 Một số loại hộp số phổ biến 1.2.1 Hộp số thường (MT) Phân loại hộp số thường phân loại theo số trục hộp số - Hộp số trục - Hộp số trục SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô Cấu tạo hộp số thường (loại trục) V z IV z' z' III z' z' II I L a z z' z z L1 z z z L2 a z ' L1 Hình 1.1 Sơ đồ hộp số thường loại trục Trục sơ cấp trục thứ cấp bố trí đồng trục với nhau, trục trung gian Các bánh Z1 , Z , Z , Z , Z L1 , Z L , Z a , Z1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z L1 , Z a bánh Z a chế tạo liền với trục sơ cấp Các bánh trục thứ cấp Z1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 quay trơn trục Còn bánh Z1 , Z , Z , Z , Z a trục trung gian cố định trục Các ống gài liên kết then hoa với trục có vấu phía để ăn khớp với bánh cần gài Nguyên lý hoạt động - Vị trí tay số 1: Khi gạt cần sang bên trái, lúc này, mômen truyền từ trục sơ cấp qua cặp bánh ăn khớp za-za’, trục trung gian, cặp bánh số trục thứ cấp - Vị trí tay số 2: Gạt cần sang bên phải, mômen truyền từ trục sơ cấp qua cặp bánh ăn khớp, đến trục trung gian, qua cặp bánh sô đến trục thứ cấp - Vị trí tay số 3: Gạt cần sang bên trái, mômen từ trục sơ cấp truyền qua cặp bánh ăn khớp, đến trục trung gian, qua cặp bánh số tới trục thứ cấp SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô - Vị trí tay số 4: Khi gạt cần sang bên phải, mômen truyền từ trục sơ cấp, qua cặp bánh ăn khớp, tới trục trung gian, qua cặp bánh số trục thứ cấp - Vị trí tay số 5: Khi gạt cần sang bên trái, lúc này, trục sơ cấp thứ cấp nối với nhau, mômen truyền thẳng từ trục sơ cấp sang trục thứ cấp.Vị trí tay số lùi: Gạt cần sang bên phải, mômen truyền từ trục sơ cấp, qua cặp bánh ăn khớp, tới trục trung gian, qua cặp bánh ZL1-ZL1’, ZL2-Z1’, tới trục thứ cấp Ưu điểm: - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, bền - Hiệu suất cao Nhược điểm: - Người lái phải phối hợp điều khiển hệ thống ly hợp, sang số nên giảm tính êm dịu, người lái phải thao tác nhiều chuyển số 1.2.2 Hộp số tự động (AT) Hiện có nhiều hộp số tự động, chúng cấu tạo theo vài cách khác chức nguyên lý hoạt động chúng giống - Hộp số cấu hành tinh Wilson (nối tiếp, song song) - Hộp số cấu hành tinh Simpson - Hộp số cấu hành tinh Ravigneaux Hộp số tự động bao gồm phận sau: - Bộ biến mơ - Hộp số hành tinh cấu chuyển số (ly hợp phanh đai) - Hệ thống điều khiển chuyển số (thường hệ thống thủy lực hệ thống thủy lực điện từ) để điều khiển ly hợp phanh đai Sơ đồ cấu tạo (cơ cấu hành tinh Wilson): SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô c - Gọi c1 , c , 3 , c , vecter vận tốc bánh Z1, Z2, Z3, Z4 cần dẫn C - Khi ta có : Theo sơ đồ tỷ số truyền viết dừng bánh bao sau : i TMN = c 1 [3.16] ωC :Vận tốc góc cần dẫn Mặt khác ta có: c1 = − c c = − c 3 c = − c c = 4 − c [3.17] Vì cặp bánh bánh (Z1 -Z2 ;Z2 -Z3 ;Z3 -Z4 ) cặp bánh ăn khớp c mặt phẳng nên vecster c1 , c , 3 , c , phương nên ta có giá trị đại số: c = 1 − c (a) c = − c (b) c 3 = − c (c ) c = 4 − c - Các cặp bánh Z3 -Z4 c ăn khớp nên ta có : c r3 = r4 Kết hợp với (d) : (d ) c = 4 − c (1) (d ) ly hợp hãm số lùi giữ chặt bánh ngoại luân với vỏ hộp số nên 4 = ( − c )r3 = − c r4 (1) = (− r4 + 1). c r3 - Các cặp bánh Z2 –Z3 c (2) ăn khớp ngồi nên ta có : c r3 = − r2 SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 41 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô r r3 [(1 − ) c − c ].r3 = −( − c ) r2 ( c r4 = ( − c )r2 r r2 = ( + 1). c (3) - Các cặp bánh Z2 –Z1 ăn khớp nên ta có : c c 1 r1 = − r2 ( − c ).r1 = −( − c )r2 ( − c ).r1 = − [(1 + r4 ). c − c ] r2 ( − c ) r1 = r4. c −r 1 = + 1. c r1 Vậy ta có tỉ số truyền lùi tính: i TMN = c − r4 + 1 = 1 r Chọn tỉ số truyền lùi i= -1,5 − 1,5 = (− Khi có : r4 + 1) r1 r4 = 2,5 r1 Vậy tỉ số truyền không phụ thuộc vào bánh hành tinh Khi ta tính bánh mặt trời bánh bao cần chọn bánh mặt trời cho đủ điêu kiện bền điều khiên ăn khớp thỏa mãn 3.2.3 Tính tốn thiết kế truyền động bánh 3.2.3.1 Chọn vật liệu Thống theo quan điểm xe sử dụng sau nhiều lần đại tu, sửa chửa, thay tiện cho việc sản suất hàng loạt ta chọn vật liệu chế tạo bánh Tuy nhiên bánh có mơđun nên bánh ăn khớp bánh lớn chịu tải hơn, mà bánh bé phải thay đại tu bánh lớn dùng Ta chọn thép hợp kim 40GrNi, SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 42 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô Bánh lớn: Thấm C HRC = 55 - 63 Giới hạn bền δ = 900 Mpa Giới hạn chảy δ ch = 700 Mpa Bánh nhỏ: Thấm C HRC =55 -63 Giới hạn bền δ = 900 Mpa Giới hạn chảy δ ch = 700 Mpa Xác định ứng suất tiếp súc – ứng suất uốn cho phép 3.2.3.2 [σH ] = σHolim.KHL/ SH [3.18] [σF ] = σFolim.KFL.KFC/ SF [3.19] Trong : σHolim : ứng suất tiếp xúc cho phép ΣFolim : ứng suất uốn cho phép SH, SF : Hệ số an tồn tính tiếp xúc uốn Ta chọn SH = 1,2 SF = 1,55 σHolim =23HRC, ΣFolim =750 chọn độ rắn bánh nhỏ HRC1 =63, bánh lớn HRC2 =62 σHolim1 =23HRC =23.63 =1449 , ΣFolim1 =750 σHolim1 =23HRC =23.62 =1426 , ΣFolim1 =750 KFC : Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải KFC = 0,9 đặt tải phía ( Bánh quay chiều) KFC = Khi đặt tải phía ( bánh quay chiều ) NHO: Chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc : NHO= 30.H 2HB, [3.18] Nên ta có NHO1 = 30.2602,4 = 1,87.107, NHO2 = 30.2502,4 =1,7 107 NHE,NFE : Chu kì thay đổi ứng suất tương đương Khi truyền chịu tải trọng tĩnh có : NHE = NFE = 60.c.n tΣ [3.20] Trong c, n, tΣ : Lần lượt số lần ăn khớp vòng quay, số vòng quay phút, tổng thời gian làm việc bánh xét - Thời gian sử dụng ôtô quãng đường hiữa kỳ đại tu chia cho vận tốc trung bình : tΣ = SVTH : Ngơ Văn Dũng S 300000 = = 5000 v tb 60 Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 43 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô S : Quãng đường hai kỳ đại tu S = 300000 km vtb: Vận tốc trung bình xe vtb = 80 km Từ cơng thức tính vận tốc trung bình xe ta có : vtb =0,377 rb ntb => ih io ntb = vtb ih io rb 0,377 [3.22] ih : Tỷ số truyền hộp số, ta lấy tỷ số truyền cao số truyền tăng i1=0,6 io : Tỷ số truyền hệ thống truyền lực io = 5,817 Thay giá trị vào công thức 3.14 ta có : ntb = 80.0,60.5,817 = 2509 (vg/ph) 0,282.0,377 Thay giá trị vào cơng thức (3.13) ta có : NHE= NFE= 60.3.2509.5000 =22,581.108 Ta có NHE1 > NHO1 KHL1 =1,tương tự có KHL2 =1 Vậy [σH ]1 = σHolim1.KHL/ SH = 1449.1/1,2 =1208 Mpa [σH ]2 = σHolim2.KHL/ SH = 1426.1/1,2 =1206 Mpa [σH ] = ([σH ]1 +[σH ]2 )/2 =( 1208 +1206)/2 =1207 Mpa Và [σF ]1 = σFolim1.KFL.KFC/ SF =750.1.1/1.55= 483 MPa [σF ]2 = σFolim2.KFL.KFC/ SF =750.1.1/1,55=483 MPa Ứng suất tải cho phép [σH]max = 2,8 δ ch2 = 2,8.700 = 1960 (MPa) [σF]1max = 0,8 σch1= 0,8.700 = 560 (MPa) [σF]2max = 0,8 σch2= 0,8.700 = 560 (MPa) Tính đường kính vịng lăn bánh mặt trời 3.2.3.3 dω1 = Kd M K H ( K1 + 1) [ H ]2 K bd c [3.23] Trong : Kd : hệ số phụ thuộc vào vật liệu loại Tra bảng 6.5 [4] có : Kd = 67,5 (MPa) M3 : Mơmen xoắn bánh chủ động Z3 M3 tính theo công thức sau: M3= Memaxdc = 140 Nm=140.103(Nmm) K1 = 2,5: Tỷ số truyền bánh mặt trời Z4 bánh bao Z1 SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 44 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô KHΣ = Kc + K 0h - Trong : Kc : Hệ số phân bố không tải trọng cho bánh hành tinh Kc = 1,2 K 0h : Hệ số phân bố không tải trọng chiều rộng vành Chọn K 0h theo bảng 6.5.[4] ta có K 0h =1,1 Ta có KHƩ = Kc + K 0h - = 1,2 + 1,1 – = 1,3 ψbd : Hệ số chiều rộng vành Chọn c ψbd = 0,4 : Số bánh hành tinh truyền hành tinh đồng thời ăn khớp với bánh mặt trời Ta có c = Thay giá trị tính vào cơng thức (3.15) ta có : dω1 = 67,5 Lấy tròn giá trị 140.103.1,3.( 2,5 + 1) 1207 2.2.0,4.4 dω1 = 45 =36,5 (mm) (mm) Từ ta có : Chiều rộng vành : bω1 = ψbd d ω1 = 0,4.45=18 (mm) Môđun chọn dãy tiêu chuẩn m=1,5 Số bánh mặt trời : Z1 = d 1 cos 45 cos 35 = 24,3(răng ) = m 1,5 [3.24] Quy tròn ta lấy Z1 = 24 Số bánh bao Z4 : Theo cơng thức tính đường kính vịng chia : - d= => 3.2.3.4 mn z cos d1 z1 = =2,5 d z4 Z4 = Z1 2,5 = 24.2,5 = 60 (răng) Kiểm tra điều kiện công nghệ bánh SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 45 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô Bánh hộp số hành tinh thường dùng trụ nghiêng có ưu điểm độ ồn nhỏ độ bền cao Số nhỏ cho phép bánh mặt trời 14, bánh hành tinh 10 Khi số bánh hành tinh nhỏ tốc đọ quay cao, tốc độ lớn bánh hành tinh không vượt 7000 vg/ph Khi biết trước dặc tính K dãy số xác định được, song phải đảm bảo quan hệ theo diều kiện đồng trục, lắp ráp, lân cận Tính số hành tinh trước Chọn số bánh hành tinh Z2 = Z3 =12 (răng) Tính thơng số truyền: 3.2.3.5 Khoảng cách trục từ bánh mặt trời Z1 đến bánh hành tinh Z2: a1 = 0,5.m.( Z + Z1 ) 0,5.1,5.(12 + 24) = 32,96 (mm) = cos 350 cos 350 [3.25] Khoảng cách trục bánh hành tinh Z2- Z3 : a2 = 0, 5.m( Z + Z ) 0, 5.1, 5(12 + 12) =21,97 (mm) = cos 350 cos 350 [3.26] Tính lại tỷ số truyền ilui =- 1,5 Thơng số hình học bánh Môđun pháp tuyến Bước : mn = 1,5 (mm) : t = П.mn = 3,14.1,5 = 4,71 (mm) Góc nghiêng : β = 350 Số : Z1 = 24 (răng ) Z2 = 12 (răng ) Z3 = 12 (răng Z4 = 60 (răng ) Đường kính vịng chia : dω = mn Z/cos β Bánh bao Z4: dω4 = m n Z 1,5.60 = = 109,86 (mm) cos cos 35 Bánh hành tinh Z2= Z3 : dω2= dω3= Bánh mặt trời Z1: dω1 = [3.27] mn Z 1,5.12 = = 21,97 (mm) cos cos 350 m n Z 1,5.24 = = 43,94 (mm) cos cos 35 Đường kính vịng đỉnh SVTH : Ngơ Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 46 Thiết kế hộp số vô cấp cho tơ Đường kính vịng đỉnh tính theo cơng thức : da = dω ± 2.mn [3.28] Dấu ( - ) ứng với ăn khớp trong, dấu ( + ) ứng với ăn khớp Bánh bao Z4: da4 = dω4 - 2.mn [3.29] = 109,86– 2.1,5 = 106,86 (mm) Bánh hành tinh Z2, Z3 : da2 = da3 = dω2 + 2.mn = 21,97 + 2.1,5= 24,97 (mm) Bánh mặt trời Z3: da1 = dω1 + 2.mn = 43,94 + 2.1,5= 46,94 (mm) Đường kính vịng đáy Cơng thức tổng quát : df = dω ± 2,5.mn Dấu ( - ) ứng với trường hợp ăn khớp Dấu ( + ) ứng với trường hợp ăn khớp Bánh bao Z4: df4 = dω4 + 2,5.mn = 109,86+ 2,5.1,5 = 113,61(mm) Bánh hành tinh Z2 = Z3: df2 = df3 = dω2 - 2,5.mn = 21.97 - 2,5.1,5 = 18,22 (mm) Bánh mặt trời Z1 : df1 = dω1 - 2,5.mn = 43,94 - 2,5.1,5= 40,19 (mm) Chiều rộng vành 3.3 Chọn B = 18 (mm) Tính tốn thiết kế Ly hợp – phanh 3.3.1 Kết cấu chung ly hợp khoá Ly hợp khố biến mơ dùng dạng ly hợp ma sát ướt ngâm dầu, hoạt động áp lực dầu hệ thống điều khiển Cấu tạo ly hợp khố trình bày vẽ mặt cắt hộp số Vật liệu chế tạo đĩa ép thông thường loại vật liệu kim loại, gốm sứ Pittông ép ly hợp ly hợp thông thường chế tạo vật liệu hợp kim nhôm Không gian vỏ ly hợp thân pittông tạo nên khoang chứa dầu, bao kín pittơng SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 47 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô xécmăng dầu chế tạo vật liệu phi kim có khẳ chịu dầu Cấu trúc ly hợp dạnh thường mở, xung quanh không gian pittông ta bố trí lị xo trụ để đẩy pittơng lại ban đầu mà áp suất khoang chứa dầu giảm nhỏ lực lò xo Việc cung cấp áp suất dầu vào khoang đẩy pittông thực van trượt riêng bố trí thân van hộp số Khi áp suất dầu cung cấp áp suất khoang pittơng tăng lên, ban đầu áp suất thắng lực căng lị xo sau làm cho pittông dịch chuyển tịnh tiến tác dụng lên đĩa ép => tạo nên trạng thái đóng cho dịng công suất truyền qua Khi áp suất dầu khoang giảm lực ép lị xo đẩy pittơng trở lại ép dầu trở làm cho đĩa ma sát đĩa ép tách rời => ly hợp mở Ngồi ly hợp khố cứng biến mơ cịn trang bị lò xo giảm chấn giúp ly hợp đóng mở êm dịu hơn, chúng bố trí xung quanh xương đĩa 3.3.2 Phương pháp tính tốn chung với ly hợp – phanh Mômen ma sát ly hợp xác định theo công thức : MS = β Mc [3.30] Trong : MS : Mômen ma sát ly hợp Mc : Mômen trục chủ động ly hợp β : Hệ số dự trữ ly hợp (β > 1), việc chọn hệ số β phụ thuộc vào loại xe Để đảm bảo truyền hết công suất không bị trượt, ta chọn β = 1,5 Mặt khác mômen ma sát ly hợp cịn viết : MS = β MC = μ P.Rc Z [3.31] Trong : μ : Hệ số ma sát, với vật liệu đĩa ma sát ta chọn μ = 0,15 Rc : Bán kính ma sát trung bình Đối với cặp ma sát hỗn hợp Rc tình theo công thức sau : Rc = RH3 − RB3 RH2 − RB2 Đối với cặp ma sát kim loại Rc tình theo cơng thức : Rc = 0,5(RH + RB ) Với : SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 48 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô RH : Bán kính ngồi ma sát RB : Bán kính ma sát RB phụ thuộc vào kết cấu hộp số, theo kết cấu hộp số mà ta chọn RB Z : Số lượng đôi bề mặt ma sát : Z = m + n -1 Trong đó: m số đĩa ép n số đĩa ma sát RB RH B P C B Hình 3.14 Cấu tạo ly hợp-Phanh Khi tăng số lượng đĩa bán kính ngồi đĩa lực ép lên đĩa phía giảm Vì ta chọn số lượng cặp ma sát lớn 10 lợi Tỷ số α =RB/ RH chọn theo kinh nghiệm sau : α = 0,68 - 0,82 P : Lực ép lên đĩa P = p.S Với p : Là áp suất chuẩn đường ống Căn vào cấu tạo hộp số mà ta thiết kế, ta chọn áp suất chuẩn đường ống p = 10 ( bar) = 10.105 ( N/m2) S : Diện tích pittơng ép S = π ( R 2n - R t2 )/2 SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 49 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô Rn : Bán kình ngồi pittơng ép Rt : Bán kính pittơng ép Dt Pitt«ng Ðp Dn Từ cơng thức hệ số ta có bảng thơng số ly hợp phanh (có kích thước nhau): Bộ Phận RH RB RC (m) (m) (m) Z P Rt Rn S (N/m2) (m) (m) (m2) P(N) MS (N.m) MC (N m) C0 0,15 0,10 0,075 0,088 10.10^5 0,070 0,086 0,004 40000 315 150 C1 0,15 0,200 0,150 0,176 10.10^5 0,14 0,173 0,008 4000 315 150 Kết luận : Qua bảng ta thấy giá trị MS > MC điều có nghĩa hệ số dự trữ ly hợp β > Vì mơmen truyền qua tất ly hợp hệ thống phanh đủ điều kiện làm việc 3.4 Đề xuất phương án điều khiển thủy lực 3.4.1 Phương án đề xuất điều khiển SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 50 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô Hình 3.15 Phương án điều khiển thủy lực -Bánh đai bao gồm phần: + Phần cố định trục phần trượt dọc trục +Trên phần di động ta bố trí hệ thống xillanh thủy lực + Để thay đổi tỉ số truyền hệ thống thủy lực cung cấp đường dầu có áp ép nửa bánh đai bánh đai chủ động lại làm khoảng cách chúng nhỏ lại đồng thời làm tăng khoảng cách bánh đai bị động Hai điều xảy đồng thời ngược lại làm cho tỉ số truyền thay đổi cách liên tục dải hoạt dộng truyền đai +Sự thay đổi tỉ số truyền thông qua hệ thống van: SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 51 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô -Hệ thống van thay đổi dải truyền động thông qua cần chọn dải người điều khiển oto - Hệ thống van thông qua thay đổi tải động ( độ mở bướm ga, tốc độ bánh đai tốc độ xe 3.4.2 Tính tốn kết cấu trục đề suất bơm thủy lực Hình 3.16 Kết cấu trục -Dựa vào thông số kêt cấu chọn: d3= 70(mm) d4= 180(mm) - Khi ta có diện tích xillanh thủy lực : S= d 42 − d 32 = (0,18 − 0,07 ) = 21,6.10 −3 m Có lực Fép = 21807 N [3.32] áp xuất cần điều khiển dòng dầu: P= F 21807 = = 1009583N / m [3.33] −3 S 21,6.10 P= 10,1 bar + Dựa vào áp suất cần điều khiển chọn: SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 52 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô - Bơm dầu trợ lực điều khiển bánh đai bơm bánh ăn khớp - Có áp suất p= 15 bar - Bơm đẫn động trực tiếp từ trục động - Thông qua van điều khiển mà dầu cấp tới xillanh điều khiển bánh đai làm việc SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 53 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp, hướng dẫn tận tình thầy Ts Lê văn Tụy, em hồn thành việc thiết kế hộp số CVT cho tơ tiến độ giao Trong q trình tính tốn với hướng dẫn thầy, em giải khúc mắc, khó khăn việc thiết kế vận dụng linh hoạt kiến thức môn học chuyên nghành vào việc hồn thành đồ án tốt nghiệp Khi hoàn thành, đồ án thiết kế hệ thống hộp số CVT cho ô tô đạt kết sau: - Nắm bắt cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống TLVC có CVT - Tính tốn thiết kế hệ thống - Đề xuất phương án điều khiển thủy lực Tuy nhiên tính chất đề tài mới, tư liệu hạn chế nên việc bắt rõ ràng vấn đề chưa hoàn thiện Đặc trượt bánh đai đai, hiệu suất truyền Đồ án ngồi việc thiết kế tính tốn hệ thống khí, hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy Lê Văn Tụy nên em tìm hiểu thêm hệ thống điều khiển tự động, phần nên em gặp nhiều khó khăn Vì thời gian có hạn, đồ án em hoàn thiện phương diện tổng thể hệ thống vào thiết kế cụ thể hệ thống khí Về hệ thống điều khiển em xây dựng mơ hình tổng quan hệ thống sơ đồ nguyên lý làm việc thiết bị Nếu thời hạn cho phép thêm, em sâu vào tính tốn cụ thể, thiết kế hệ thống điều khiển Mặc dù cố gắng thời gian hồn thiện có hạn, kiến thức thực tế cịn chưa nhiều nên q trình hồn thiện em khơng tránh khỏi sai sót Em mong bảo thầy, cô mơn để em hồn thiện tốt đồ án tốt nghiệp Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Tụy giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp SVTH : Ngơ Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 54 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]QUỐC THỊNH, PHẠM MINH THÁI, NGUYỄN VĂN TÀI, LÊ THỊ VÀNG: Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB Khoa khọc kỹ thuật [2] LÊ VĂN TỤY (2007): Hệ thống truyền lực ơtơ, Giáo trình mang nội khoa Cơ khí Giao thơng, trường Đại học Bách Khoa,Đà Nẵng, Đà Nẵng.’ [3] NGUYỄN HỒNG VIỆT: Giáo trình kết cấu, tính tốn thiết kế ơtơ,Giáo trình mạng nội khoa Cơ khí Giao thơng,trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [4] NGUYỄN KHẮC TRAI : Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô , NXB khoa học kỹ thuật 2001 [5] TRỊNH CHẤT, LÊ VĂN UYỂN : Thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, , NXB Giáo Dục 2006 [6] TRẦN VĂN ĐỊCH , NGUYỄN TRỌNG BÌNH , NGUYỄN THẾ ĐẠT , NGUYỄN VIẾT TIẾP, TRẦN XUÂN VIỆT : Công nghệ chế tạo Máy , NXB Khoa học kỹ thuật 2003 [7] NGUYỄN ĐẮC LỘC, LÊ VĂN TIẾN, NINH ĐỨC TỐN, TRẦN XUÂN VIỆT : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập ,NXB Khoa học kỹ thuật [8] 200610-Dr G Carbone.New Slip Synthesis and Theoretical Approach of CVT Slip Control (2009) [9] Modeling a CVT in ADVANCE -Luuk Peeters-DCT 2004.87 [10] Improving Push Belt CVT Efficiency by Control Strategies Based on New Variator Wear Insight: Maaike van der Laan, Mark van Drogen and Arjen BrandsmaVan Doorne’s Transmissie b.v / Bosch Group [11] https://www.autonews.com/ SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 55 ... 3.15 Phương án điều khiển thủy lực 51 Hình 3.16 Kết cấu trục 52 v Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô MỞ ĐẦU - Mục đích thực đề tài: Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô - Mục tiêu... quan hộp số ? ?tô Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế Chương 3: Tính tốn chi tiết hộp số vơ cấp Chương 4: Kết luận SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô CHƯƠNG... SVTH : Ngô Văn Dũng Hướng dẫn TS Lê Văn Tụy 30 Thiết kế hộp số vô cấp cho ô tô 3.1.2.4 Đặc tính quan hệ tỷ số truyền vô cấp theo tốc độ động Hộp số vơ cấp thiết kế loại hộp số có tỷ số truyền
Ngày đăng: 17/06/2021, 11:58
Xem thêm:
