Đồ án thiết kế hộp số xe khách

Tính tốn thiết kế hộp số tơ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương I TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ Ô TÔ 1.1 Công dụng, phân loại , yêu cầu 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Yêu cầu 1.1.3 Phân loại 1.2 Loại sơ đồ động hộp số .2 1.2.1 Hộp số hai trục 1.2.2 Hộp số trục .4 1.2.3 Hộp số nhiều cấp 1.2.3.1 Hộp số phụ đặt phía trước 1.2.3.2 Hộp số phụ đặt phía sau 1.2.3.3 Hộp số phụ nhiều cấp với hộp số kiểu hành tinh 1.3 Cơ cấu điều khiển hộp số 1.3.1 Đặc điểm kết cấu cấu điều khiển 1.3.2 Đặc điểm kết cấu cấu định vị khóa hãm 1.3.3 Ống gài số 1.3.4 Bộ đồng tốc hộp số ô tô 1.3.4.1 Bộ đồng tốc loại I (loại chốt hãm) 10 1.3.4.2 Bộ đồng tốc loại II ( loại hãm): 11 1.4 Phương án thiết kế hộp số sơ đồ động học hộp số………………………… 17 1.4.1 Phương án thiết kế hộp số 17 1.4.2 Chọn sơ đồ động học hộp số thiết kế 19 Chương II TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 19 2.1 Tính tốn xác định thơng số u cầu ban đầu 22 2.1.1 Tính tỷ số truyền số thấp 22 2.1.2 Tính tỷ số cấp hộp số .24 2.1.3 Tính tỷ số trung gian cảu hộp số thường 25 2.1.4 Tính tỷ số truyền số lùi 25 Chương III TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN 26 3.1 Tính tốn kích thước trục cặp bánh hộp số .26 3.1.1 Khoảng cách trục hộp số .27 Tính tốn thiết kế hộp số tơ 3.1.2 Kích thước theo chiều trục cac-te hộp số 27 3.1.3 Tính tốn số bánh hộp số (hộp số trục) 27 3.1.4 Kích thước trục hộp số 30 3.1.4.1 Đối với trục sơ cấp 30 3.1.4.2 Đối với trục thứ cấp .31 3.1.5 Đường kính vịng chia mơmen qn tính bánh hộp số .27 3.2 Xác định thông số đồng tốc hộp số .30 3.2.1 Chọn loại đồng tốc hộp số .30 3.2.2 Mơmen qn tính khối lượng tổng cộng quy dẫn trục li hợp 31 3.2.2.1 Mơmen qn tính J1 31 3.2.2.2 Mơmen qn tính J2.ia-2 33 3.2.2.3 Mơmen qn tính quy dẫn bánh trục thứ cấp Jz3 .33 3.2.3 Mômen ma sát yêu cầu đồng tốc .40 3.2.4 Bán kính ma sát đồng tốc 36 3.2.5 Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc 38 3.2.6 Góc nghiêng bề mặt hãm  38 3.2.7 Tính tốn kiểm tra thơng số đồng tốc 39 3.2.7.1 Mômen ma sát thực tế đồng tốc .39 3.2.7.2 Thời gian chuyển số thực tế đồng tốc 39 3.2.7.3 Công trượt đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc .41 3.2.7.4 Công trượt riêng đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc 41 Chương IV MÔ TẢ CHI TIẾT KẾT CẤU HỘP SỐ THIẾT KẾ 49 4.1 Loại hộp số thiết kế thông số sau thiết kế: 49 4.2 Bánh trục hộp số: 50 4.3 Bộ đồng tốc: 50 4.4 Cơ cấu điều khiển: 52 4.4.1 Đòn điều khiển: 52 4.4.2 Định vị khóa hãm: .52 4.5 Cơ cấu tránh gài ngẫu nhiên số lùi: 54 KẾT LUẬN 55 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 Tính tốn thiết kế hộp số tơ LỜI NĨI ĐẦU Những năm gần đầy, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh Bên cạnh kỹ thuật nước ta bước tiến Trong phải nói đến ngành khí động lực sản xuất ôtô, liên doanh với nhiều hãng ôtô tiếng giới sản xuất lắp ráp ơtơ Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật ta phải tự nghiên cứu chế tạo, yêu cầu cấp thiết Có ngành ôtô nước ta phát triển Trong đồ án em giao nhiệm vụ tính tốn thiết kế hộp số xe khách Đây phận chính, khơng thể thiếu ơtơ Nó dùng để thay đổi số vịng quay mơmen động truyền đến bánh xe chủ động cho phù hợp với điều kiện làm việc ôtô, ngắt truyền động động khỏi hệ thống truyền lực thời gian lâu dài Đồ án phần quan trọng nội dung học tập sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học để giải vấn đề cụ thể ngành Trong trình thực đồ án này, em cố gắng tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, làm việc cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt Tuy nhiên, thân cịn kinh nghiệm nên việc hồn thành đồ án khơng thể khơng có thiếu sót Cuối cùng, em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy, tận tình truyền đạt lại kiến thức quý báu cho em Đặc biệt, em xin gởi lời cảm ơn đến thầy TS Nguyễn Văn Đơng nhiệt tình hướng dẫn trình làm đồ án Em mong muốn nhận xem xét dẫn thầy Đà Nẵng, ngày 23 tháng 07 năm 2020 Sinh viên thực -1- Tính tốn thiết kế hộp số tơ Chương TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ Ô TÔ 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1 Công dụng Hộp số dùng để thay đổi số vịng quay mơ men động truyền đến bánh xe chủ động cho phù hợp với điều kiện làm việc luôn thay đổi ô tô mà tự động khơng thể đáp ứng Ngồi hộp số cịn dùng để tách lâu dài động khỏi hệ thống truyền lực cần thiết khởi động, chạy khơng tải, chạy theo qn tính Dẫn động phận công tác xe chuyên dùng xe có tời kéo,tời đổ… 1.1.2 Yêu cầu - Có tỷ số truyền số lượng tay số thích hợp, đảm bảo chất lượng động lực tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ô tô - Làm việc êm dịu, chuyển số nhẹ nhàng thuận tiện, không va đập - Có vị trí trung gian (số 0) để tách 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 1.1.3 Phân loại - Theo phương pháp điều khiển chia loại : Điều khiển tay; Điều khiển tự động bán tự động - Theo số cấp phân loại : 3, 4, nhiều cấp - Theo sơ đồ động, phân :  Hộp số với trục cố định (2, hay nhiều trục )  Hộp số hành tinh (1 dãy, dãy…) - Theo số lượng phần tử điều khiển cần thiết để gài số truyền phân : một, hai hay ba phần tử điều khiển - Theo số lượng dòng lực phân : 1, hay dòng - Tăng số lượng dòng lực làm phức tạp kết cấu, cho phép giảm tải trọng tác dụng lên bánh răng, trục ổ trục… -2- Tính tốn thiết kế hộp số ô tô 1.2 Loại sơ đồ động hộp số - Trên ô tô sử dụng chủ yếu loại hộp số có trục cố định, điều khiển tay Vì chúng có kết cấu đơn giản, hiệu xuất cao giá thành rẻ, kích thước trọng lượng nhỏ - Hộp số trục cố định, có trục sơ cấp thứ cấp đồng tâm sử dụng phổ biến Hộp số trục cố định thường sử dụng ô tô du lịch, thể thao máy kéo 1.2.1 Hộp số hai trục Loại hộp số hai trục gồm có: Trục sơ cấp gắn bánh chủ động số truyền, trục thứ cấp lắp bánh bị động cấp số truyền tương ứng Hộp số hai trục tạo truyền thẳng hộp số ba trục phải thông qua cặp bánh ăn khớp (số nhau), hiệu suất hộp số hai trục bé  Ưu 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 cầu chủ động  Nhược điểm: Khơng có số truyền thẳng bánh răng, ổ trục không giảm tải số truyền cao làm tăng mài mịn tiếng ồn Kích thước theo chiều ngang lớn hộp số ba trục tỷ số truyền Hình 1.1.Sơ đồ hộp số trục Chú thích: I: Trục sơ cấp hộp số; II: Trục thứ cấp hộp số; 1: Số cấp số hộp số; 2: Số cấp số hộp số; -3- Tính tốn thiết kế hộp số ô tô 3: Số cấp số hộp số; 4: Số cấp số hộp số; L: Số cấp số lùi hộp số - Trục thứ cấp hộp số thường chế tạo liền với bánh hay hypobit truyền lực bánh trụ tạo điều kiện đơn giản kết cấu dễ bố trí - Các phương án bố trí số lùi, số tiến đồng tốc hộp số Đồng tốc số cao đặt trục chủ động để giảm momen quán tính quy dẫn - Một số trường hợp đồng tốc đặt trục chủ động lẫn bị động để rút ngắn chiều dài hộp số 1.2.2 Hộp số trục  Ưu điểm: Có khả tạo số truyền thẳng nên hiệu suất cao nhất; làm việc số truyền thẳng, bánh răng, ổ trục trục trung gian giảm tải hoàn toàn nên giảm mài mịn, tiếng ồn mát cơng suất Ở số truyền khác, mô men truyền qua cặp bánh răng, tạo tỷ số truyền lớn (7-9) với kích thước nhỏ gọn Nhờ giảm trọng lượng tồn tô  Nhược điểm: Trục thứ cấp cần phải bố trí gối lên trục sơ cấp thơng qua ổ bi đặt bên phần rỗng đầu trục sơ cấp, bị khống chế điều kiên kết cấu nên ổ bi khơng chọn theo tiêu chuẩn tính tốn ổ bi mà phải tính tốn thiết kế riêng Ở số truyền trung gian truyền momen thực qua hai cặp bánh ăn khớp nên làm việc không êm, hiệu suất thấp Sơ đồ nguyên lý hộp số trục : Hình 1.2.Sơ đồ động hộp số ba trục -4- Tính tốn thiết kế hộp số tơ Chú thích: I: Trục sơ cấp; II: Trục trung gian; IV: Trục số lùi; III: Trục thứ cấp A,B: Bộ đồng tốc; SL: Vị trí gài số lùi 1, 2, 3, 4: Vị trí gài cấp số 1, cấp số 2, cấp số3, cấp số 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 trục ) hộp giảm tốc gọi hộp số phụ Hộp số phụ thường có số truyền thẳng số truyền giảm hay tăng 1.2.3.1 Hộp số phụ đặt phía trước Hộp số phụ đặt phía trước hợp lý kết cấu trường hợp, có bánh để tạo số thấp số cao số truyền nối trực tiếp trục vào hộp số phụ với trục sơ cấp hộp số Tỷ số truyền thấp hộp số phụ khơng lớn, có tác dụng chủ yếu chia nhỏ dãy tỷ số truyền hộp số nên gọi hộp số chia Sơ đồ động hộp số : 2p 1p L III I Zap Zac II Hình 1.3.Sơ đồ động hộp số nhiều cấp ba trục với hộp số phụ bố trí phí trước 1p, 2p : Vị trí gài cấp số 1, số số phụ 1, 2, 3, 4, 5, L :Vị trí gài cấp số 1, số 2, số 3, số 4, số số lùi hộp số -5- Tính tốn thiết kế hộp số ô tô Zap : Cặp bánh dẫn động trục trung gian từ hộp số phụ Zac : Cặp bánh dẫn động trục trung gian từ hộp số Ip : Trục sơ cấp hộp số phụ ; I : Trục sơ cấp hộp số ( Thứ cấp hộp số phụ ) II : Trục trung gian ; III : Trục thứ cấp hộp số 1.2.3.2 Hộp số phụ đặt phía sau Hộp số phụ đặt phía sau thường loại có trục cố định với hai cặp bánh hành tinh Có số truyền thẳng số truyền giảm với tỷ số truyền lớn (khoảng số truyền lớn hộp số chính) nên gọi hộp giảm tốc - Ưu điểm: Giảm khoảng cách trục tải trọng tác dụng lên chi tiết hộp số - Nhược điểm: + Giảm tính thống hố hộp số + Hiệu suất giảm gài số truyền thấp L Za Za IIIp I III II Hình 1.4a: Sơ đồ hộp số nhiều cấp với hộp số phụ bố trí phía sau Chú thích: III: Trục thứ cấp hốp số (cũng trục sơ cấp hộp số phụ) IIIp: Trục thứ cấp hộp số phụ 1p: Vị trí gài cấp số hộp số phụ 2p: Vị trí gài cấp số hộp số phụ -6- Tính tốn thiết kế hộp số ô tô 1.2.3.3 Hộp số phụ nhiều cấp với hộp số kiểu hành tinh - Để nâng cao hiệu suất hộp số nhiều cấp, nên hộp số có từ đến 10 cấp hộp số phụ thường thiết kế kiểu hành tinh Bộ truyền bánh kiểu hành tinh cho hiệu suất cao nhiều so với kiểu truyền động bánh ăn khớp thông thường - Tuy nhiên, đặc điểm kết cấu truyền hành tinh nên hộp số có cấu tạo phức tạp, cồng kềnh Sơ đồ động hộp số : Hình 1.5 Sơ đồ hộp số nhiều cấp với hộp số phụ kiểu hành tinh đặt phía trước Chú thích : I : Trục sơ cấp hộp số II : Trục trung gian III : Trục thứ cấp hộp số -7- Tính tốn thiết kế hộp số tơ Hình 1.6 Sơ đồ hộp số nhiều cấp với hộp số phụ kiểu hành tinh đặt phía sau Chú thích :I: Trục sơ cấp hộp số ; II: Trục trung gian ; III: Trục thứ cấp hộp số ;IIIp: Trục thứ cấp hộp số phụ hành tinh nối với cần C cấu hành tinh ; 1, 2, 3, 4, 5, L : Vị trí gài cấp số 1, số 2, số 3, số 4, số số lùi hộp số ; 1p, 2p : Vị trí gài cấp số 1, số hộp số phụ 1.3 Cơ cấu điều khiển hộp số 1.3.1 Đặc điểm kết cấu cấu điều khiển -Cơ cấu điều khiển có nhiệm vụ truyền lực tác động lái xe đến ống gài số, hay bánh di trượt, đồng tốc để dịch chuyển chúng vào vị trí gài số vị trí trung gian Phần lớn cấu điều khiển số ơtơ hệ thống địn điều khiển đơn giản Chúng gắn trực tiếp lên nắp hộp số khớp cầu Khớp cầu cho phép điều khiển số với vị trí gài số -Khi hộp số có vị trí xa buồng lái buồng lái đặt động động bố trí xe địn điều khiển bố trí bên cạnh lái xe Trong trường hợp phải dùng thêm đòn điều khiển trung gian để truyền động lên trượt gắn nắp hộp số xa vị trí người lái -Hệ thống điều khiển gọi hệ thống điều khiển hộp số từ xa Điều khiển từ xa thực nhờ hệ thống đòn điều khiển khí điều khiển thủy khí nhờ van phân phối xilanh lực 1.3.2 Đặc điểm kết cấu cấu định vị khóa hãm + Cơ cấu định vị: -8-