Thiết kế hộp số xe ô tô tải cỡ nhỏ sản xuất tại việt nam

MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Thực trạng ngành công nghiệp ô tô Việt Nam xu hƣớng phát triển 1.1.1 Thực trạng ngành công nghiệp ô tô Việt Nam 1.1.2 Xu hƣớng phát triển 1.2 Tổng quan hộp số ô tô 1.2.1 Công dụng hộp số 1.2.2 Phân loại 1.2.3 Một số loại hộp số thƣờng dùng 13 1.2.4 Nhận xét 16 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 16 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 16 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu 16 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 18 1.5 Nội dung nghiên cứu 18 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu 19 1.6.1 Phƣơng pháp nghiên cứu kế thừa 19 1.6.2 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết 19 Chƣơng ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 20 2.1 Phƣơng án 1: Hộp số trục cấp 20 2.1.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động 20 2.1.2 Ƣu điểm, nhƣợc điểm 21 2.2 Phƣơng án 2: Hộp số trục cấp kiểu đồng tâm với trục trung gian đối xứng 22 2.2.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động 22 2.2.2 Ƣu điểm, nhƣợc điểm 24 2.3 Phƣơng án 3: Hộp số trục cấp kiểu đồng tâm có đồng tốc tất số 25 2.3.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động 25 2.3.2 Ƣu điểm, nhƣợc điểm 27 2.4 Các yêu cầu tiêu chí lựa chọn 27 2.4.1 Các yêu cầu 27 2.4.2 Các tiêu chí lựa chọn 27 2.5 Kết luận 27 Chƣơng TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ 28 3.1 Sơ đồ kết cấu hộp số thiết kế 28 3.2 Chọn số cấp số tỉ số truyền cấp số 28 3.2.1 Khoảng tỷ số truyền D 28 3.2.2 Chọn số tay số 30 3.3 Chọn thông số kết cấu 31 3.3.1 Chọn khoảng cách trục A 31 3.3.2 Chọn mô đun pháp tuyến bánh hộp số, mn 31 3.3.3 Dịch chỉnh cho cặp bánh 36 3.3.4 Xác định kích thƣớc hình học bánh 40 3.4 Tính tốn sức bền hộp số 45 3.4.1 Chế độ tải trọng tính tốn 45 3.4.2 Kiểm tra bền cho cặp bánh ăn khớp 46 3.4.3 Kiểm tra bền cho bánh số 48 3.4.4 Kiểm tra bền cho bánh số 50 3.4.5 Kiểm tra bền cho bánh số 53 3.4.6 Kiểm tra bền cho bánh số 55 3.5 Tính tốn trục hộp số 58 3.5.1 Tính tốn trục sơ cấp 58 3.5.2 Tính tốn trục trung gian 61 3.5.3 Tính tốn trục thứ cấp 87 3.6 Tính tốn then 101 3.6.1 Tính tốn then trục sơ cấp 101 3.6.2 Tính tốn then trục trung gian 103 3.6.3 Tính toán then trục thứ cấp 105 3.7 Tính tốn ổ lăn đỡ trục hộp số 107 3.7.1 Tính tốn ổ đỡ trục sơ cấp 107 3.7.2 Tính toán ổ lăn đỡ trục trung gian 110 3.7.3 Tính tốn ổ lăn đỡ trục thứ cấp 112 3.8 Tính tốn đồng tốc 124 3.8.1 Tính chọn đồng tốc 124 3.9 Vỏ hộp số 126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành công nghiệp ô tô không giữ vị trí quan trọng việc thúc đẩy kinh tế quốc dân phát triển thông qua đáp ứng nhu cầu giao thơng vận tải, góp phần phát triển sản xuất kinh doanh thƣơng mại mà ngành kinh tế mang lại lợi nhuận cao nhờ sản xuất sản phẩm có giá trị vƣợt trội Sớm nhận thức đƣợc tầm quan trọng ngành công nghiệp này, nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Nhật Bản, Anh, Pháp, Đức, Hàn Quốc, trọng phát triển ngành công nghiệp ô tô riêng q trình cơng nghiệp hố để phục vụ khơng nhu cầu nƣớc mà cịn xuất sang thị trƣờng khác Đứng trƣớc thực tế hàng năm nƣớc ta bỏ hàng tỷ đô la để nhập xe ô tô xuất gạo 70% dân số lao động ngành nông nghiệp thu đƣợc tiền triệu, Việt Nam cố gắng xây dựng ngành công nghiệp ô tô riêng với mục tiêu sản xuất thay nhập bƣớc tiến tới xuất Chính phủ Việt Nam ln khẳng định vai trị chủ chốt ngành công nghiệp ô tô nghiệp phát triển kinh tế tạo điều kiện lợi thông qua việc đƣa sách ƣu đãi để khuyến khích doanh nghiệp ngồi nƣớc đầu tƣ vào sản xuất ô tô phụ tùng Sau gần 30 năm xây dựng, bƣớc đầu Việt Nam hình thành đƣợc ngành cơng nghiệp hỗ trợ, cung cấp số phụ tùng cho sản xuất, lắp ráp ô tô nƣớc Nhƣng thành tựu khoảng cách với mục tiêu tự sản xuất linh kiện thay nguồn linh kiện nhập bƣớc thay tiến tới xuất Với mục tiêu nhƣ tính tốn thiết kế đƣợc chi tiết, phận ô tô đảm bảo yêu cầu kĩ thuật sản xuất đƣợc nhà máy khí nƣớc có vai trị quan trọng Với mục đích để hồn thành chƣơng trình đào tạo kỹ sƣ chun ngành cơng nghệ kĩ thuật ô tô, đƣợc đồng ý Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, Khoa Cơ điện Công trình, tơi tiến hành thực đề tài “Thiết kế tính tốn hộp số xe tơ tải cỡ nhẹ đƣợc chế tạo lắp ráp nƣớc”.Tôi thấy đề tài quan trọng thiết thực Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Thực trạng ngành công nghiệp ô tô Việt Nam xu hƣớng phát triển 1.1.1 Thực trạng ngành công nghiệp ô tô Việt Nam Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam phát triển muộn so nƣớc khu vực khoảng 30 năm Thái Lan, Indonesia, Malaysia phát triển công nghiệp ô tô từ năm 1960, Việt Nam đến năm 1991 ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đời Bởi vậy, Việt Nam đặt "những viên gạch đầu tiên" để xây dựng ngành, công nghiệp ô tô nƣớc phát triển, tạo áp lực cạnh tranh lớn đến sản xuất nƣớc Tuy nhiên, xu hội nhập, Việt Nam có giải pháp chiến lƣợc dài hạn cho công nghiệp ô tô, coi ngành ngành tạo động lực quan trọng thúc đẩy nghiệp cơng nghiệp hóa - đại hóa, cần đƣợc khuyến khích phát triển sách ổn định, quán dài hạn Đồng thời đƣa Việt Nam trở thành nƣớc có ngành cơng nghiệp tơ phát triển, đảm bảo quyền lợi ngƣời tiêu dùng an tồn mơi trƣờng, phù hợp với cam kết quốc Việt Nam trình hội nhập Qua đó, ngành cơng nghiệp tơ Việt Nam có tham gia tích cực rộng rãi doanh nghiệp thuộc thành phần kinh tế, có số cơng ty nƣớc nhƣ Cơng ty cổ phần Ơ tơ Trƣờng Hải, Cơng ty cổ phần Huyndai Thành Cơng, Tập đồn Vingroup; tập đồn ô tô lớn giới nhƣ Toyota, Ford, Honda, Mitsubishi Hiện nay, nƣớc có 358 doanh nghiệp sản xuất liên quan đến tơ, có 50 doanh nghiệp lắp ráp ô tô, 45 doanh nghiệp sản xuất khung gầm, thân xe thùng xe, 214 doanh nghiệp sản xuất linh kiện phụ tùng ô tô (quá thấp so với 385 doanh nghiệp Malaysia 2.500 doanh nghiệp Thái Lan sản xuất linh kiện phụ tùng tơ) Nhờ đó, tổng lực sản xuất, lắp ráp ô tô Việt Nam đến đạt khoảng 600.000 xe/năm, gồm hầu hết chủng loại xe con, xe tải xe khách; số chủng loại xe nhƣ xe tải trọng tải đến có tỷ lệ nội địa hóa 55%; xe khách từ 24 chỗ ngồi trở lên tỷ lệ nội địa hóa đạt từ 45% đến 55% đáp ứng mục tiêu đề vào năm 2020 Một số loại sản phẩm xuất sang thị trƣờng Lào, Campuchia, Myanmar, Trung Mỹ… Hình 1.1 Sản lƣợng tơ đƣợc lắp ráp nƣớc từ năm 1995-2015 (đơn vị: nghìn chiếc) Trên thực tế, tảng sản xuất ngành công nghiệp ô tô Việt Nam dừng lại mức lắp ráp CKD đơn giản sản xuất linh kiện cịn quy mơ nhỏ, rời rạc Do đó, AFTA có hiệu lực hồn tồn ngành cơng nghiệp tơ Việt Nam khó tồn tại, trì phát triển đƣợc theo định hƣớng chiến lƣợc Chính phủ Chƣa kể, từ trƣớc đến mục tiêu chiến lƣợc phát triển công nghiệp ô tô Việt Nam tỷ lệ nội địa hóa, sản lƣợng xe sản xuất nƣớc hay phát triển công nghiệp phụ trợ dựa vào doanh nghiệp tơ FDI Từ đó, dẫn đến tình trạng “làm nhiều hƣởng chẳng bao nhiêu”, lợi nhuận tay doanh nghiệp ô tô FDI, nhƣng khơng đạt đƣợc mục tiêu nội địa hóa đặt Dẫn chứng, Toyota Việt Nam với doanh số bán hàng đạt khoảng 60.000 xe năm 2017, chiếm thị phần 23,7%, cơng bố tỷ lệ nội địa hóa cao Việt Nam đạt từ 19% - 37%, tùy theo mẫu xe (theo phƣơng pháp tính giá trị ASEAN) Còn Ford Việt Nam hay Honda Việt Nam có danh mục sản phẩm với nhiều mẫu tô nhập lắp ráp Liên doanh Ford có 3/7 model, doanh số chiếm 50% xe nhập khẩu, Honda Việt Nam có đến 5/6 model không sản xuất nƣớc Với thực trạng khó để sản phẩm sản xuất, lắp ráp tơ nƣớc tham gia xuất sang thị trƣờng lân cận thiệt thòi lớn tham gia vào khu vực ASEAN Theo Viện Nghiên cứu chiến lƣợc, sách cơng nghiệp, chi phí sản xuất ô tô Việt Nam cao khoảng 20% so với nƣớc khác khu vực ASEAN Trong đó, cơng nghệ sản xuất ô tô nhiều cải thiện, chủ yếu dừng lại mức độ mua linh kiện lắp ráp Công nghiệp phụ trợ cho ngành ô tô phát triển, chủ yếu sản xuất linh kiện đơn giản nhƣ ắc quy, lốp xe Số lƣợng doanh nghiệp phụ trợ so với doanh nghiệp lắp ráp chủ yếu nhỏ lẻ, công nghệ không đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn thị trƣờng Tỷ lệ nội địa hóa xe cá nhân dƣới chín chỗ ngồi thực tế vào năm 2010 đạt khoảng 7-10%, cách xa số kế hoạch 40% vào năm 2005, 60% vào năm 2010 Tƣơng tự nhƣ hầu hết quốc gia muốn phát triển ngành công nghiệp ô tơ, Việt Nam trì tỷ lệ thuế nhập cao ô tô nhập Trong giai đoạn 1991-2008, trung bình thuế nhập tơ ngun khoảng 90%, thuế linh kiện 23% Tƣơng ứng từ năm 2008-2015, hai số 70% 19% Ngồi ra, doanh nghiệp sản xuất tơ nƣớc đƣợc hƣởng ƣu đãi từ thuế thu nhập doanh nghiệp giảm thuế giá trị gia tăng 5% áp cho nhóm phụ tùng, máy móc hết năm 2008 để lắp ráp tơ Hình 1.2 sách thuế nhập với tồn ngành tơ qua năm Với mức thuế nhập xe nguyên cao, doanh nghiệp nƣớc lo lắng chuyện cạnh tranh từ xe nhập Tuy nhiên, Việt Nam lại trì thuế nhập linh kiện mức thấp hẳn thời gian dài Điều khiến doanh nghiệp có xu hƣớng nhập linh kiện từ quốc gia có cơng nghiệp phụ trợ phát triển nhƣ Trung Quốc, Nhật, Thái Lan, Indonesia để lắp ráp thành ô tô bán thay mua linh kiện nƣớc Chính sách dẫn tới việc doanh nghiệp chủ yếu tập trung vào khâu lắp ráp để hƣởng lợi từ sách ƣu đãi Nhà nƣớc không đạt đƣợc cam kết tỷ lệ nội địa hóa Vì vậy, doanh nghiệp khơng cần phải đầu tƣ vào phát triển công nghệ sản xuất, đổi sáng tạo, gia tăng lực sản xuất mà trì mức lợi nhuận cao Với mức thuế nhập linh kiện thấp, doanh nghiệp nƣớc hầu nhƣ cạnh tranh đƣợc với linh kiện nhập tiếp tục đứng ngồi thị trƣờng Hệ doanh nghiệp lắp ráp tiếp tục “kêu ca” doanh nghiệp nƣớc không đáp ứng đƣợc yêu cầu doanh nghiệp Để trì sản xuất, họ cần tiếp tục nhập hầu hết linh kiện từ bên Bên cạnh cạnh sách thuế thiếu hợp lý vấn đề thiếu quán mục tiêu sách ban ngành Sự gia tăng số lƣợng doanh thu tín hiệu tốt với ngành tơ nhƣng lại gây tải hạ tầng không theo kịp Vì vậy, có ƣu đãi khác nhau, nhƣng lƣợng xe gia tăng mức phí nhƣ thuế tiêu thụ đặc biệt, thuế trƣớc bạ lại điều chỉnh theo để kìm hãm đà tăng, khiến cho doanh nghiệp đầu tƣ nản lòng Các mức thuế bị áp đặt tùy tiện, thay đổi liên tục khác dòng xe Điều tạo biến động khó lƣờng trƣớc sách nhƣ lợi không công cho doanh nghiệp ngành Điển hình từ tháng 1-2007 đến tháng 4-2008, sách thuế trợ cấp doanh nghiệp ngành sản xuất ô tô thay đổi tới sáu lần Ngành công nghiệp ô tô khẳng định sớm việc tỷ lệ nội địa hóa, nhƣng thực ngành sản xuất chƣa đạt đƣợc tiêu chí đề Tỷ lệ nội địa hóa thấp so với mục tiêu đề 40% vào năm 2005 60% vào năm 2010 loại xe thông dụng nhƣ xe tải, xe khách, xe Một điều đáng ghi nhận từ cố gắng Cơng ty CP Ơ tơ Trƣờng Hải (Thaco) vƣợt khó với tâm để có sản phẩm mang thƣơng hiệu Made in Vietnam đạt tỷ lệ nội địa hóa bình qn từ 15 đến 18% xe khoảng 33% xe tải nhẹ Thực tế ngành công nghiệp hỗ trợ cho ngành cơng nghiệp tơ hình thành, nhƣng yếu Mục tiêu Quy hoạch đặt tỷ lệ sản xuất nƣớc động hộp số 50- 90% vào năm 2010, nhiên đến chƣa sản xuất đƣợc, số lƣợng doanh nghiệp tham gia ngành công nghiệp phụ trợ đến khoảng 210 doanh nghiệp Nhƣng doanh nghiệp chủ yếu thuộc loại vừa nhỏ sản xuất đƣợc số chủng loại phụ tùng đơn giản, có hàm lƣợng cơng nghệ thấp nhƣ gƣơng, kính, ghế ngồi, dây điện, ắc quy, sản phẩm nhựa…, số doanh nghiệp đầu tƣ dây chuyền dập thân, vỏ xe Ngoài ra, chƣa tạo đƣợc hợp tác, liên kết chun mơn hố doanh nghiệp việc sản xuất, lắp ráp ô tô sản xuất phụ tùng linh kiện Và chƣa hình thành đƣợc hệ thống nhà cung cấp nguyên vật liệu sản xuất linh kiện quy mô lớn 1.1.2 Xu hƣớng phát triển Định hƣớng giai đoạn đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035, Việt Nam phát triển công nghiệp ô tô trở thành ngành quan trọng phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa - đại hóa, góp phần phát triển kinh tế - xã hội đảm bảo an ninh, quốc phịng đất nƣớc Theo ngành tập trung vào dịng sản phẩm sau: - Hình thành doanh nghiệp qui mô lớn (đẫn dắt thị trƣờng): Thu hút tập trung sách ƣu đãi, hỗ trợ doanh nghiệp có Dự án đầu tƣ sản xuất dịng xe ƣu tiên có quy mơ công suất 50.000 xe/năm dự án sản xuất phận động cơ, hộp số, cụm truyền động - Đối với xe chở ngƣời đến chỗ ngồi: định hƣớng cho giai đoạn đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035 tập trung vào phát triên sản phẩm xe phù hợp với ngƣời Việt Nam xu hƣớng phát triển xe giới (xe thân thiện môi trƣờng: eco car, hybrid…) gồm: Xe cá nhân, kích thƣớc nhỏ, tiêu thụ lƣợng, thân thiện với môi trƣờng giá phù hợp với ngƣời tiêu dùng Việt Nam - Đối với xe tải xe khách: tập trung vào phát triển chủng loại sản phẩm sản xuất nƣớc có lợi sản phẩm phục vụ nông nghiệp, nông thơn; loại xe chun dùng, gồm có: xe tải nhỏ đa dụng phục vụ cho nông nghiệp, nông thôn; xe khách tầm trung tầm ngắn; xe chở bê tông, xi téc đặc chủng an ninh - quốc phịng; xe nơng dụng đa chức - Về cơng nghiệp hỗ trợ: định hƣớng cho thời gian tới tăng cƣờng hợp tác doanh nghiệp nƣớc doanh nghiệp lớn nƣớc việc sản xuất linh kiện phụ tùng, tập trung vào phận quan trọng, hàm lƣợng công lƣợng công nghệ cao để phục vụ nhu cầu thị 10 CdG  QG L  13318,5 32,96  38006 N m 10 CdH  QH L  13809 32,96  39406 N m (3.289) (3.290) b) Tính ổ gài số Chọn ổ lăn ổ đũa có góc tiếp xúc  = 120 Tính chọn ổ theo khả tải động: Cd  Qm L Trong : + m : bậc đƣờng cong mỏi, với ổ đũa côn m = 10/3 + L : tuổi thọ tính triệu vòng L Lh 60.n (triệu vòng) 106 n: số vòng quay tính tốn ổ bi (v/ph n ndc 796   173(v / p) ih 4,61 (3.291) Lh: thời gian làm việc ô lăn: Lh = 5333 (h) L Lh 60.n 5333.60.173   55,36 (triệu vòng) 106 106 (3.292) + Q : Tải trọng quy ƣớc Xác định tải trọng quy ước: Phản lực ổ: RH  2010( N ) RK  8140( N ) Sơ đồ lực tác dụng: 115 (3.293) H Fa 12° RH K ° RK 12 FHs FKs Hình 3.47 Sơ đồ tính tốn ổ lăn trục thứ cấp gài số Tính tải trọng dọc trục: Fs=0,83.e.Fr Đối với ổ đũa ta có : e = 1,5tg = 1,5.tg120 = 0,31 (3.294)  F  0,83.e.RG  0,83.0,31.2010  517( N )   Hs  FKs  0,83.e.RH  0,83.0,31.8140  2094( N ) (3.295)  FHs  FKs  Fa  2094  2048  46( N )   FKs FHs  Fa  517  2048  2565( N ) (3.296)  FHs  FHs  FH  FHs  517( N )   FKs  FKs  FK  FKs  2565( N ) (3.297) Tải trọng quy ƣớc: Q  ( XVFr  YFa )kt kd Trong đó: + V: hệ số kể đến vòng quay, chọn vòng quay  V  + X : Hệ số tải trọng hƣớng tâm + Y : Hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.4, [1] ta có: X 1 FH 517   0,26  e  0,31   H V RH 2010 YH  116 (3.298)  X  0,4 FK 2565   0,32  e  0,31   K V RK 8140 YK  0,4.cot g  1,94 (3.299) + kđ : hệ số kể đến ảnh hƣởng đặc tính tải trọng Chọn kđ =1,3 + kt : hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ Chọn nhiệt độ làm việc ổ < 1050  kt  Thay số vào ta có: QH  ( X HVRH  YH FH )kt kd  (1.2010  0).1,3  2613N (3.300) QK  ( X KVRK  YK FK )kt kd  (0,4.8140  1,94.2565).1,3  10702N (3.301) 10 CdH  QH L  2613 55,36  8712 N m 10 CdK  QK m L  10702 55,36  35680 N (3.302) (3.303) c) Tính ổ gài số Chọn ổ lăn ổ đũa có góc tiếp xúc  = 120 Tính chọn ổ theo khả tải động: Cd  Qm L Trong : + m : bậc đƣờng cong mỏi, với ổ đũa côn m = 10/3 + L : tuổi thọ tính triệu vịng L Lh 60.n (triệu vịng) 106 n: số vịng quay tính tốn ổ bi (v/ph n ndc 796   288(v / p) ih 2,76 (3.304) Lh: thời gian làm việc ô lăn: Lh = 5333 (h) L Lh 60.n 5333.60.288   92,15 (triệu vòng) 106 106 + Q : Tải trọng quy ƣớc Xác định tải trọng quy ước: 117 (3.305) Phản lực ổ: RH  5513( N ) RK  2075( N ) (3.306) Sơ đồ lực tác dụng: H Fa 12° RH K ° RK 12 FHs FKs Hình 3.48 Sơ đồ tính toán ổ lăn trục thứ cấp gài số Tính tải trọng dọc trục: Fs=0,83.e.Fr Đối với ổ đũa ta có : e = 1,5tg = 1,5.tg120 = 0,31 (3.307) F  0,83.e.RG  0,83.0,31.5513  1418( N )   Hs FKs  0,83.e.RH  0,83.0,31.2075  534( N ) (3.308)  FHs  FKs  Fa  534  2119  1585( N )   FKs FHs  Fa  1418  2119  3537( N ) (3.309)  FHs  FHs  FH  FHs  1418( N )   FKs  FKs  FK  FKs  3537( N ) (3.310) Tải trọng quy ƣớc: Q  ( XVFr  YFa )kt kd Trong đó: + V: hệ số kể đến vòng quay, chọn vòng quay  V  + X : Hệ số tải trọng hƣớng tâm + Y : Hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.4, [1] ta có: 118 X 1 FH 1418   0,26  e  0,31   H V RH 5513 YH  (3.311)  X  0,4 FK 3537   1,70  e  0,31   K V RK 2075 YK  0,4.cot g  1,94 (3.312) + kđ : hệ số kể đến ảnh hƣởng đặc tính tải trọng Chọn kđ =1,3 + kt : hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ Chọn nhiệt độ làm việc ổ < 1050  kt  Thay số vào ta có: QH  ( X HVRH  YH FH )kt kd  (1.5513  0).1,3  7167N (3.313) QK  ( X KVRK  YK FK )kt kd  (0,4.2075 1,94.3537).1,3  9999N (3.314) 10 (3.315) 10 (3.316) CdK  QK L  7167 92,15  27841N m CdK  QK L  9999 92,15  38842 N m d) Tính ổ gài số Chọn ổ lăn ổ đũa có góc tiếp xúc  = 120 Tính chọn ổ theo khả tải động: Cd  Qm L Trong : + m : bậc đƣờng cong mỏi, với ổ đũa côn m = 10/3 + L : tuổi thọ tính triệu vòng L Lh 60.n (triệu vòng) 106 n: số vịng quay tính tốn ổ bi (v/ph n ndc 796   468(v / p) ih1 1,7 (3.317) Lh: thời gian làm việc ô lăn: Lh = 5333 (h) L Lh 60.n 5333.60.468   149,75 (triệu vòng) 106 106 119 (3.318) + Q : Tải trọng quy ƣớc Xác định tải trọng quy ước: Phản lực ổ: RG  4630( N ) RH  1176( N ) (3.319) Sơ đồ lực tác dụng: G Fa 12° RG H ° RH 12 FGs FHs Hình 3.49 Sơ đồ tính tốn ổ lăn trục thứ cấp gài số Tính tải trọng dọc trục: Fs=0,83.e.Fr Đối với ổ đũa ta có : e = 1,5tg = 1,5.tg120 = 0,31 (3.320) F  0,83.e.RG  0,83.0,31.4630  1191( N )   Gs FHs  0,83.e.RH  0,83.0,31.1176  303( N ) (3.321)  FGs  FHs  Fa  303  2081  1778( N )   FHs FGs  Fa  1191  2081  3272( N ) (3.322)  FGs  FGs  FG  FGs  1191( N )   FHs  FHs  FH  FHs  3272( N ) (3.323) Tải trọng quy ƣớc: Q  ( XVFr  YFa )kt kd Trong đó: + V: hệ số kể đến vòng quay, chọn vòng quay  V  + X : Hệ số tải trọng hƣớng tâm 120 + Y : Hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.4, [1] ta có: X 1 FG 1191   0,26  e  0,31   G V RG 4630 YG  (3.324)  X  0,4 FH 3272   2,78  e  0,31   H V RH 1176 YH  0,4.cot g  1,94 (3.325) + kđ : hệ số kể đến ảnh hƣởng đặc tính tải trọng Chọn kđ =1,3 + kt : hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ Chọn nhiệt độ làm việc ổ < 1050  kt  Thay số vào ta có: QG  ( XGVRG  YG FG )kt kd  (1.4630  0).1,3  6019N (3.326) QH  ( X HVRH  YH FH )kt kd  (0,4.1176  1,94.3272).1,3  8864N (3.327) 10 (3.328) 10 (3.329) CdG  QG L  6019 149,75  27048N m CdH  QH L  8864 149,75  39833N m e) Tính ổ gài số lùi Chọn ổ lăn ổ đũa có góc tiếp xúc  = 120 Tính chọn ổ theo khả tải động: Cd  Qm L Trong : + m : bậc đƣờng cong mỏi, với ổ đũa côn m = 10/3 + L : tuổi thọ tính triệu vịng L Lh 60.n (triệu vịng) 106 n: số vịng quay tính tốn ổ bi (v/ph n ndc 796   102(v / p) ih1 7,78 Lh: thời gian làm việc ô lăn: Lh = 5333 (h) 121 (3.330) L Lh 60.n 5333.60.102   32,64 (triệu vòng) 106 106 (3.331) + Q : Tải trọng quy ƣớc Xác định tải trọng quy ước: Phản lực ổ: RG  2977( N ) RH  12048( N ) (3.332) Sơ đồ lực tác dụng: G Fa 12° RG H ° RH 12 FGs FHs Hình 3.50 Sơ đồ tính tốn ổ lăn trục thứ cấp gài số lùi Tính tải trọng dọc trục: Fs=0,83.e.Fr Đối với ổ đũa ta có : e = 1,5tg = 1,5.tg120 = 0,31 (3.333) F  0,83.e.RG  0,83.0,31.2977  767( N )   Gs FHs  0,83.e.RH  0,83.0,31.12048  3100( N ) (3.334)  FGs  FHs  Fa  3100  2253  847( N )   FHs FGs  Fa  767  2253  3020( N ) (3.335)  FGs  FGs  FG   FGs  847( N )   FHs  FHs  FH FHs  3100( N ) (3.336) Tải trọng quy ƣớc: Q  ( XVFr  YFa )kt kd Trong đó: 122 + V: hệ số kể đến vòng quay, chọn vòng quay  V  + X : Hệ số tải trọng hƣớng tâm + Y : Hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.4, [1] ta có: X 1 FG 767   0,26  e  0,31   G V RG 2977 YG  (3.337) X 1 FH 3100   0,26  e  0,31   H V RH 12048 YH  (3.338) + kđ : hệ số kể đến ảnh hƣởng đặc tính tải trọng Chọn kđ =1,3 + kt : hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ Chọn nhiệt độ làm việc ổ < 1050  kt  Thay số vào ta có: QG  ( XGVRG  YG FG )kt kd  (1.2977  0).1,3  3870N (3.339) QH  ( X HVRH  YH FH )kt kd  (1.12048  0).1,3  15662N (3.340) 10 CdG  QG L  3870 32,64  11011N m (3.341) 10 CdH  QH m L  15662 32,64  44563N (3.342) Bảng 3.20 Khả tải động ổ số truyền (N) Số truyền G 38006 H 39046 K Điều kiện chọn ổ: 8712 35680 27841 38842 27048 39833 L 11011 44563 Cd ≤ Cbảng dổ = dtrục Theo bảng P2.11, [1] chọn ổ ổ đũa côn cỡ nhẹ có thơng số sau: 123 (3.343) Bảng 3.21 Thơng số ổ lăn trục thứ cấp Ổ G H K Ký hiệu 7210 7212 7210 d (mm) 50 60 50 D (mm) 90 110 90 D1 (mm) 77 94 77 d1 (mm) 68,4 83 68,4 B (mm) 20 22 20 C1 (mm) 17 19 17 T (mm) 21,75 23,75 21,75 r (mm) 2,0 2,5 2,0 R1 (mm) 0,8 0,8 0,8 α (độ) 14 13,17 14 C (kN) 52,9 72,2 52,9 C0 (kN) 40,6 58,4 40,6 3.8 Tính tốn đồng tốc 3.8.1 Tính chọn đồng tốc Khi sang số, cho dù tách ly hợp nhƣng quán tínhnên bánh quay với vận tốc khác nhau, gài vào sinh lực va đập Để khắc phục tƣợng đơn giản trình thao tác tài xế, ngƣời ta dùng đồng tốc Xét trƣờng hợp chuyển từ số cao số thấp để tìm hiểu nguyên lý phân tích lực 124 Hình 3.51 Cấu tạo đồng tốc 1,4 - Bánh răng; - Chốt; - Ống răng; - Bi - Ống gạt; - Ống lồng;8 - Trục Hình 3.52 Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết 2,4,7 gài số Trong giai đoạn chƣa đồng tốc mặt côn ống lồng trƣợt mặt côn bánh 4, nên chúng có lực ma sát .N , đó:  - Hệ số ma sát N - Phản lực: N Với:  Q1 sin  - Góc nghiêng mặt côn Q1 - Lực ép dọc trục ( ngƣời lái tác dụng ) 125 (3.344) Lực ma sát cân với lực vòng P tác dụng tƣơng hỗ chi tiết theo điều kiện sau: P.r1  .N r  P  .N r r1  .Q1.r r1.sin  (3.345) Trong đó: r, r1 - Bán kính điểm đặt lực Tại mặt xiên góc β cổ vng chốt tác dụng phản lực Q phân tích từ P: Q P tg  (3.346) Lực Q lực hãm cổ vng B chốt hốc A ống lồng 7, Q phải thõa mãn điều kiện hãm sau đây: Q  Q1  .Q1.r  Q1 r1.sin  tg   tg   (3.347) .r (3.348) r1.sin  Chọn vật liệu chế tạo cặp bề mặt ma sát cặp thép – đồng có: Hệ số ma sát bề mặt ma sát côn   0,12 Góc nghiêng mặt   70 Chọn bán kính trung bình bề mặt ma sát bán kính trung bình bề mặt khóa hãm: tg   .r r1.sin   r  r1  60(mm) ' 0,12.60  0,985    44 33 , Chọn 60.sin   300 (3.349) 3.9 Vỏ hộp số Vỏ hộp số có nhiệm vụ chứa chi tiết hộp số nhƣ trục, ổ, bánh răng, cố định vị trí tƣơng quan trục chứa dầu bôi trơn để bôi trơn chi tiết hộp số Theo kết cấu vỏ hộp số có loại loại lắp loại liền Vỏ hộp số phải đáp ứng đƣợc yêu cầu trọng lƣợng nhỏ để giảm trọng lƣợng tồn hộp số, đồng thời cần phải có độ cứng vững tốt để đảm bảo trục ổ không bị vênh hộp số hoạt động 126 Các trục hộp số đƣợc bố trí nằm mặt phẳng đứng Cách bố trí làm giảm kích thƣớc trọng lƣợng hộp số so với trƣờng hợp bố trí trục nằm mặt phẳng ngang Để thuận lợi cho việc kiểm tra bổ xung dầu bơi trơn vỏ hộp số cần có lỗ để đổ dầu, lỗ nên để vị trí thuận lợi Khi lỗ đổ dầu đặt thành bên vỏ nên bố trí lỗ mức dầu cần đổ để thuận tiện cho việc kiểm tra Ngồi vỏ cịn cần lỗ vị trí thấp vỏ để thuận tiện cho việc tháo dầu cũ thay dầu, để tháo đƣợc hết dầu đáy vỏ nên bố trí có độ nghiêng 127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Sau thời gian làm việc khẩn trƣơng nghiêm túc đồng thời dƣới giúp đỡ, bảo tận tình thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS Lê Văn Thái, tơi hồn thành đề tài “Thiết kế tính tốn hộp số xe tơ tải cỡ nhẹ đƣợc chế tạo lắp ráp nƣớc” Trong trình thực khóa luận giải đƣợc vấn đề thuộc phạm vi nghiên cứu đáp ứng đƣợc yêu cầu, mục tiêu khóa luận đề Bằng phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với phƣơng pháp nghiên cứu kế thừa khóa luận đã: - Khái quát đƣợc tổng quan vấn đề nghiên cứu - Khái quát đƣợc cấu tạo, nguyên lý làm việc loại hộp số - Đề xuất đƣợc phƣơng án làm sở cho việc chọn đƣợc phƣơng án tối ƣu để thiết kế phƣơng án hộp số trục kiểu đồng tâm có đồng tốc tất số truyền - Xác định đƣợc số cấp số tỉ số truyền: hộp số cấp, số tiến số lùi với tỉ số truyền nhƣ sau: ih1  7,72 ; ih2  4,63 ; ih3  2,78 ; ih4  1,67 ; ih5  ; ihL  7,73 - Tính chọn đƣợc thông số kết cấu cặp bánh răng, để làm sở cho việc kiểm nghiệm theo điều kiện bền, kết tính cho thấy cặp bánh thỏa mãn điều kiện bền - Tính tốn sức bền trục hộp số - Tính toán ổ bi đỡ trục hộp số - Chọn đƣợc đồng tốc - Chọn vỏ hộp số Kiến nghị: Do điều kiện thời gian phạm vi nghiên cứu khóa luận cịn hạn chế khóa luận sâu vào nghiên cứu hộp số khí có cấp, cần tiếp tục sâu vào nghiên cứu loại hộp số khác nhƣ hộp số vô cấp hộp số tự động 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển: Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập tập Nhà xuất giáo dục, 2006 [2] Trịnh Chất: Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2007 [3] Nguyễn Hữu Cẩn – Lê Văn Uyển: Thiết kế tính tốn tơ, máy kéo, tập Nhà xuất Đại học THCN Hà Nội, 1984 [4] Vũ Đức Lập: Giáo trình Kết cấu tơ Nhà xuất Nông Nghiệp, 2017 ... nghiên cứu xe ô tô tải cỡ nhỏ đƣợc sản xuất lắp ráp nƣớc Xe ô tô tải cỡ nhỏ xe tơ tải có tải trọng khơng Vậy chọn xe tải cỡ nhỏ Hyundai H150 Porter 1.5 Tấn để thiết kế tính tốn Hình 1.9: Xe tải Hyundai... chỉnh riêng tác dụng lên số truyền Hộp số vô cấp ? ?tô chủ yếu kiểu truyền động thủy lực (gọi biến mô biến đổi momen), thƣờng đƣợc sử dụng số kiểu ? ?tô tải nặng, ? ?tô kéo, ? ?tô du lịch cao cấp ơtơ bt... thiết thực Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Thực trạng ngành công nghiệp ô tô Việt Nam xu hƣớng phát triển 1.1.1 Thực trạng ngành công nghiệp ô tô Việt Nam Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam