thuyet minh CVT

Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN MÔN : KẾT CẤU Ô TÔ Chủ đề : hộp số tự động vô cấp ( CVT ) Họ tên sinh viên : Lê Đức Việt Lớp: Ơtơ Khóa: 14 Ngành: Cơng Nghệ Ơ Tơ Đề tài thiết kế: Thiết kế mô hệ thống truyền lực vô cấp cho ô tô Các số liệu ban đầu: Ơ tơ chỗ ngồi, có khối lượng đầy tải:1190 Kg, phân bố lên cầu trước/sau tương ứng 55/45, sử dụng động xăng có M emax =150Nm 3800 vịng/phút Các số liệu khác tham khảo xe tương tự Nội dung phần thiết kế tính tốn: Phần 1: Tìm hiểu chung HTTL CVT Phần 2: Thiết kế tính tốn truyền đai Phần 3: Thiết kế tính tốn truyền hành tinh Phần 4: Nghiên cứu đề xuất hệ thống điều khiển Phần 5: Mô hình hố mơ hệ thống máy tính Phần 6:Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết điển hình Phần 7:Kết Luận Các vẽ đồ thị (ghi rõ tên kích thước vẽ): Bản vẽ số liệu tìm hiểu chung HTTL CVT (1 A0) Bản vẽ bố trí chung (1 A0) LDV Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) Bản vẽ phương án thiết kế (1 A0) Bản vẽ kết cấu hộp số vô cấp (CVT) (1 A0) Bản vẽ chi tiết điển hình (1 A0) Bản vẽ sơ đồ hệ thống điều khiển (1 A0) Bản vẽ kết mô phổng hệ thống(1 A0) Bản vẽ chi tiết (1 A0) Bản vẽ quy trình cơng nghệ gia cơngchi tiết điển hình (1 A0) Cán hướng dẫn: Hà Nội Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 22 tháng năm 2010 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30 tháng năm 2010 Ngày 22 tháng năm 2010 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (ký ghi rõ họ tên) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ (ký ghi rõ họ tên) Sinh viên hoàn thành nộp toàn thiết kế cho môn Ngày….tháng….năm 2010 (ký ghi rõ họ tên) LDV Thiết kế hộp số tự động vơ cấp (CVT) MỤC LỤC Lời nói đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ơ TƠ I Cơng dụng-yêu cầu-phân loại II Một số loại hộp số phổ biến Hộp số thường (MT) Hộp số tự động (AT) Hộp số ly hợp kép (DCT) Hộp số vô cấp (CVT) 4.1 Phân loại CVT 4.2 Cấu tao nguyên lý hoạt động HSVC sử dụng truyền đai kim loại Lựa chọn phương án thiết kế CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI KIM LOẠI I Xác định thông số Xác định dải tí số truyền truyền đai Xác định kích thước bánh đai hộp số CVT 2.1 Đường kính bánh đai 2.2 Tính chọn khoảng cách trục chiều dài đai 2.3 Vận tốc đai 2.4 Tính tốn lực II Tính trục Tính đường kính trục đai Kiểm nghiệm bền trục 2.1 Tính trục theo bền uốn 2.2 Tính trục theo bền xoắn CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN HÀNH TINH Xác định tỉ số truyền lực i0 Phương trình động lực học truyền hành tinh sở Tính tốn thiết kế truyền hành tinh 3.1 Chọn vật liệu 3.2 Ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép 3.3 Đường kính vịng lăn bánh mặt trời 3.4 Kiểm tra điều kiện công nghệ bánh 3.5 Thông số truyền Tính bền bánh 4.1 Sơ đồ lực 4.2 Tính bền uốn 4.3 Tính bền tiếp xúc Tính tốn thiết kế Ly hợp – phanh 5.1 Yêu cầu việc tính tốn thiết kế ly hợp LDV 10 12 14 17 19 22 24 24 25 25 25 26 27 30 30 30 32 33 34 35 37 38 38 40 42 42 44 45 45 47 48 48 Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) 5.2 Kết cấu chung ly hợp khoá 48 5.3 Phương pháp tính tốn chung với ly hợp – phanh 49 5.3.1 Tính tốn ly hợp 49 CHƯƠNG IV: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN THUỶ LỰC Đề xuất phương án 51 Tính tốn kết cấu đề xuất 53 CHƯƠNG V: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÔ CẤP CĨ CVT BẰNG CƠNG CỤ MATLAB-SIMULINK I Mơ hình mô 55 Giới thiệu matlab-simulink 55 Mơ hình mơ 56 2.1 Cơ sở xây dựng mơ hình 56 2.2 Mơ hình động 59 2.3 Mơ hình CVT 63 2.4 Mơ hình TLC-thân xe- bánh xe 67 2.5 Đề xuất điều khiển mờ 71 a Đặt vấn đề 71 b Đề xuất điều khiển mờ 73 II Mô hệ thống 76 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT BÁNH ĐAI DI TRƯỢT Phân tích chức làm việc chi tiết 88 1.1 Yêu cầu kỹ thuật 88 1.2 Chọn dạng sản xuất 88 1.3 Phương pháp chế tạo phôi 88 Thiết kế quy trình cơng nghệ 90 2.1 Xác định đường lối cơng nghệ 90 2.2 Các ngun cơng 90 2.3 Tính chế độ cắt cho nguyên công 93 CHƯƠNG VII: KẾT LUẬN 96 LỜI NĨI ĐẦU Ơ tơ phương tiện sử dụng phổ biến ngành, lĩnh vực khác Nước ta với lên kinh tế quốc dân ơtơ phương tiện khơng thể thiếu, đáp ứng nhu cầu lại nhân dân Do mức sống người ngày cao nên đòi hỏi phương tiện tiện nghi ngày khắt khe Hiện ơtơ trang bị HTTL vơ cấp có CVT xuất ngày nhiều nhiều hãng xe ứng dụng Nissan, LDV Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) Ford, Audi Đặc điểm loại xe trang bị HTTL có CVT giúp người lái giảm bớt thao tác, xe chuyển số êm dịu,giảm tiêu hao nhiên liệu Do việc nghiên cứu, tìm hiểu HTTL có CVT tơ cần thiết có ý nghĩa to lớn công tác học tập ứng dụng vào thực tiễn sau Nhiệm vụ : Phần 1: Tìm hiểu chung HTTL CVT Phần 2: Thiết kế tính tốn truyền đai Phần 3: Thiết kế tính tốn truyền hành tinh Phần 4: Nghiên cứu đề xuất hệ thống điều khiển Phần 5: Mơ hình hố mơ hệ thống máy tính Phần 6:Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết điển hình Phần 7:Kết Luận Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TS.Hồ Hữu Hải nhiệt tình tâm huyết hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt đồ án Đồng thời em bày tỏ cảm ơn sâu sắc đến thầy môn ôtô xe chuyên dụng bạn bè lớp đóng góp ý kiến quý báu để xây dựng tốt đồ án Dù cẩn thận thực đồ án này, với trình độ kinh nghiệm thực tế cịn hạn chế nên chắn không tránh khỏi thiếu sót nhầm lẫn em mong có bảo thầy để hồn thiện đề tài Sinh viên thực Lê Đức Việt CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN ƠTƠ Các hộp số ơtơ 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 LDV Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) 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 thơng thường tay tự động I.Công dụng – Yêu cầu – Phân loại 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 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 -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 LDV Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) -Có khả bố trí cụm trích cơng suất để dẫn động thiết bị khác 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 vô cấp hộp số có cấp -Hộp số vơ 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 ô 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 vô 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 ngồi 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 II.Một số loại hộp số phổ biến nay: Hộp số thường (MT) LDV Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) 1.1 Phân loại hộp số thường phân loại theo số trục hộp số - Hộp số trục - Hộp số trục 1.2 Cấu tạo hộp số thường (loại trục) Hình 1.1 Hộp số thường V z IV z' z' III z' z' II I L a z L1 z' z z z z L2 z a z ' L1 Hình 1.2 Sơ đồ hộp số thường loại trục LDV Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) 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 , Z3 , 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 1.3 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 sơ 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 -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: LDV Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) - 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 Hộp số tự động (AT) Hình 1.3 Hộp số tự động 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 mô - 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): LDV 10 ... ôtô trang bị HTTL vơ cấp có CVT xuất ngày nhiều nhiều hãng xe ứng dụng Nissan, LDV Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) Ford, Audi Đặc điểm loại xe trang bị HTTL có CVT giúp người lái giảm bớt... Cặp bánh số Hộp số vô cấp CVT (continuously variable transmission) LDV 13 Thiết kế hộp số tự động vô cấp (CVT) 1: bánh đai đầu vào 2: bánh đai đầu 3: đai Hình 1.5 Hộp số CVT Khơng giống hộp số tự... truyển thống, hộp số vơ cấp CVT khơng có cặp bánh ăn khớp để tạo tỷ số truyền Điều có nghĩa LDV 14 Thiết kế hộp số tự động vơ cấp (CVT) khơng có ăn khớp bánh Loại CVT thông thường hoạt động hệ