Bản thuyết minh thiết kế hộp số 6 cấp1122211

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc -*** - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ Ô TƠ HỌ VÀ TÊN: NGÀNH: NGUYỄN NGỌC KHANH CƠ KHÍ Ô TÔ MSSV: LỚP: 1351080020 CO13A THIẾT KẾ HỘP SỐ Ô TÔ 1/ Số liệu ban đầu: - Loại xe: xe tải Công thức bánh xe: 4x2 Khối lượng xe đầy tải (kg): 9225 - Khối lượng xe đầy tải phân bố lên cầu chủ động (kg): 5900 Cỡ lốp: 8.25-16 - Vị trí lắp động (cầu trước/sau): cầu trước Cầu chủ động (trước/sau): cầu sau - Loại hộp số: khí Số cấp: - Tỷ số truyền hộp số (ih1-ih2-ih3-ih4-ih5-ih6-ilùi) = 6,903- 4,027- 2,739- 1,412- 1- 0,825- 6,923 - Tỷ số truyền cầu chủ động: i0 = 5,581 Cơng suất cực đại (Nemax)/ vịng quay (nN): 121/3000 kW/v/ph - Loại động cơ: diesel - Mô men xoắn cực đại (Memax)/ vòng quay (nM): 427/1800 Nm/v/ph 2/ Tham khảo: Các ô tô cỡ loại 3/ Nội dung thuyết minh: - Phân tích điều kiện làm việc u cầu hơp số - Phân tích, chọn phương án thiết kế hộp số (sơ đồ bố trí chung ly hợp hệ thống điều khiển) - Tính chọn thơng số động học hộp số - Thiết kế kỹ thuật hộp số (bánh răng, trục, đồng tốc, ổ bi,… - Thiết kế dẫn động điều khiển hộp số - Tính kiểm tra sức kéo tô (vận tốc lớn xe gài số cuối cùng, khả leo dốc lớn gài số hộp số) - Quy trình tháo, lắp, điều chỉnh, bảo dưỡng sửa chữa hộp số thiết kế 4/ Yêu cầu sơ đồ, vẽ: - Sơ đồ nguyên lý hộp số (khổ tự chọn) - Bản vẽ lắp hộp số (khổ A1) - Bản vẽ cụm, chi tiết (theo hướng dẫn) Ngày giao nhiệm vụ: 01/03/2017 Ngày hoàn thành: 16/06/2017 Nội dung yêu cầu ĐAMH đươc thông qua Bộ môn Ngày tháng 02 năm 2017 Chủ nhiệm Bộ môn Ngày 27 tháng 02 năm 2017 Cán hướng dẫn ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 1 CÔNG DỤNG , YÊU CẦU , PHÂN LOẠI: 1.1 Công dụng 1.2 Điều kiện làm việc 1.3 Yêu cầu 1.4 Phân loại 2 THIẾT KẾ HỘP SỐ 2.1 Dữ liệu ban đầu 2.2 Chọn sơ đồ hộp số 2.3 Xác định kích thước 2.3.1 Xác định khoảng cách trục: A 2.3.2 Chọn môđun pháp tuyến cặp bánh 2.3.3 Xác định số bánh hộp số 2.3.4 Xác định kích thước hình học bánh răng: 2.4 Tính tốn sức bền hộp số: 15 2.4.1 Tính bền bánh hộp số: 15 2.4.2 Tính tốn trục hộp số 24 2.5 Chọn ổ bi đỡ hộp số 31 2.5.1 Trục sơ cấp: 31 2.5.2 Trục trung gian: 32 2.5.3 Trục thứ cấp: 33 2.6 Thiết kế tính tốn đồng tốc: 33 2.6.1 Nhiệm vụ tính tốn: 33 2.6.2 Sơ đồ tính đồng tốc 34 2.6.3 Trình tự tính tốn đồng tốc 34 2.6.4 Tính tốn kiểm tra: 40 2.6.5 Xác định góc vát bề mặt hãm phận khóa: 42 2.6.6 Chọn then hoa cho đồng tốc 43 2.7 Qui trình tháo lắp hộp số 43 SVTH: NGUYỄN NGOC KHANH MSSV:1351080020 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG LỜI NĨI ĐẦU Kết cấu tính tốn thiết kế tơ kiến thức khơng thể thiếu kỹ sư khí chuyên ngành ô tô, nhằm cung cấp kiến thức sở ô tô kết cấu ô tô Thông qua đồ án thiết kế ô tô, sinh viên hệ thống lại kiến thức học nhằm tính tốn thiết kế chi tiết tơ theo tiêu chủ yếu khả làm việc, thiết kế kết cấu chi tiết ô tô, ly hợp, hộp số, cầu chủ động chọn cấp xác, lắp ghép phương pháp trình bày vẽ, cung cấp nhiều số liệu phương pháp tính, dung sai lắp ghép số liệu tra cứu khác Do thực đồ án thiết kế ô tô phải tham khảo giáo trình Chi tiết máy, Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Dung sai lắp ghép, Nguyên lý máy giúp sinh viên củng cố lại kiến thức học bước làm quen với công việc thiết kế nghề nghiệp sau Dù trải qua đồ án thiết kế chi tiết máy lần làm quen với công việc thiết kế phận ô tô, với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, có nhiều phần em chưa nắm vững, dù tham khảo tài liệu song thực đồ án, q trình tính tốn khơng thể tránh thiếu sót Em mong góp ý giúp đỡ thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy, đặc biệt thầy Nguyễn Hữu Hường hướng dẫn tận tình cho em nhiều ý kiến q báu cho việc hồn thành đồ án mơn học Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Ngọc khanh SVTH: NGUYỄN NGOC KHANH MSSV:1351080020 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG THIẾT KẾ HỘP SỐ Ô TÔ CÔNG DỤNG , YÊU CẦU , PHÂN LOẠI: 1.1 Công dụng - Thay đổi tốc độ, momen xoắn từ động đến cầu chủ động cách thay đổi tỉ số truyền - Cho phép ô tô chạy lùi - Tách động khỏi hệ thống truyền lực mà xe làm việc dừng xe 1.2 Điều kiện làm việc - Làm việc điều kiện đường tốt - Dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen xoắn bánh xe chủ động ô tô, đồng thời thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên - Thay đổi chiều chuyển động ô tô (tiến lùi) - Tách động khỏi hệ thống truyền lực khoảng thời gian tùy ý mà không cần tắt máy mở ly hợp - Dẫn động lực học ngồi cho phận cơng tác xe chuyên dùng 1.3 Yêu cầu - Có tỷ số truyền số lượng tay số thích hợp , đảm bảo chất lượng động lực có tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ô tô máy kéo - Làm việc êm dịu ,chuyển số nhẹ nhàng thuận tiện , khơng va đập - Có vị trí trung gian để cắt 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 1.4 Phân loại - Theo phương pháp điều khiển chia loại : điều khiển tay, điều khiển tự động bán tự động - Theo số cấp phân loại:3,4,5 nhiều cấp - Theo sơ đồ động ,phân ra: Hộp số với trục cố định hộp số hành tinh SVTH: NGUYỄN NGOC KHANH MSSV:1351080020 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ - GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG Theo số lượng phần tử điều khiển càn thiết để gài số truyền ,phân ra: một,hai,hay ba phần tử điều khiển Số lượng phần tử điều khiển lớn thường dùng hộp số nhiều cấp - Theo số lượng dòng lực , phân : ,hai, hay ba dòng.Tăng số lượng dòng lực làm phức tạp kết cấu Tuy cho phép giảm tải trọng tác dụng lên báng răng,trục va ổ trục kích thước chúng THIẾT KẾ HỘP SỐ 2.1 Dữ liệu ban đầu - Ô tô con: 4x2 - Tải trọng thân 4060 kg - Khối lượng toàn 9225 kg - Tải trọng lên cầu chủ động đầy tải 5900 kg - Động diesel kỳ có 𝑀𝑒 𝑚𝑎𝑥 = 427 𝑁𝑚 1800 vòng/phút, - Tỉ số truyền ih1 = 6,903 ih2 = 4,027 ih3 = 2,739 ih4 = 1,412 ih5 = ih6 = 0,825 iR = 6,923 - Tỉ số truyền cầu i0 = 5,581 - Tốc độ tối đa 93 km/h - Khả vượt dốc 38% - Ký hiệu lốp xe 8.25-16 2.2 Chọn sơ đồ hộp số Phân tích chọn phương án thiết kế: - Động đặt phía trước, cầu sau chủ động nên động đặt dọc - Bố trí hệ thống truyền lực hình vẽ: SVTH: NGUYỄN NGOC KHANH MSSV:1351080020 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ - GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG Làm việc điều kiện đường tốt, để tiết kiệm nhiên liệu nên tay số số truyền tăng - Có tỉ số truyền tay số nên hộp số trục - Cặp bánh số lùi bánh thẳng, lại bánh nghiêng ăn khớp => Chọn hộp số trục, cấp (6 tiến, lùi), trục sơ cấp trục thứ cấp đồng tâm, có số cuối số truyền tăng I5 = 0,825, số gài ống răng, số 2,3,4,5,6 gài đồng tốc, số lùi (R) gài ăn khớp Sơ đồ sơ hộp số: 2.3 Xác định kích thước Do điều kiện làm việc nặng nhọc, truyền lực lớn, tốc độ vòng quay lớn mà yêu cầu hộp số bé không lớn kích thước bánh yêu cầu nhỏ lại phải đảm bảo yêu cầu truyền momen lớn, làm việc không gây tiếng ồn Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: Loại thép:20X Nhiệt luyện: thấm bon Độ cứng : 46…53 HRC SVTH: NGUYỄN NGOC KHANH MSSV:1351080020 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG [ b] = 650 MPa [ ch] = 400 MPa 2.3.1 Xác định khoảng cách trục: A Trong đó: Memax = 427 Nm: mômen cự đại động a : hệ số kinh nghiệm, xe tải động diesel a = 20 – 21 Chọn a = 20 𝐴≈𝑎√𝑀𝑒 𝑚𝑎𝑥 = 20 𝑥 √427 = 150,6 Chọn A= 110 mm 2.3.2 Chọn môđun pháp tuyến cặp bánh - Cặp bánh tay số lùi ăn khớp bánh di trượt nên chọn bánh trụ thẳng - Cặp bánh 1,2,3,4,6 cặp bánh ăn khớp chọn bánh trụ nghiêng - Môđun chọn theo mômen động theo bảng 2.6 trang 48 tài liệu - Chọn môđun cho cặp bánh tay số tay số lùi mn = 3,5 mm môđun cho cặp bánh tay số 2,3,4,6 cặp bánh ăn khớp mn = mm 2.3.3 Xác định số bánh hộp số - Chọn góc nghiêng 𝛽𝛼 = 300 SVTH: NGUYỄN NGOC KHANH MSSV:1351080020 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG - Số lượng za bánh chủ động ăn khớp chọn theo điều kiện không bị cắt đỉnh với không dịch chỉnh ≥ 17 ta chọn za = 19 2𝑥110𝑥𝐶𝑜𝑠(300) 2.𝐴.𝐶𝑜𝑠𝛽𝛼 𝑖𝑎= 𝑚𝑛 𝑧𝑎 −1= 𝑥 21 − = 2,024 - Số lượng bánh bị động ln ăn khớp tính theo cơng thức sau: za’= ia.za= 2,024 x 21 = 42,504 chọn za’= 50 - Tính lại tỉ số truyền cặp bánh ăn khớp ia= 50/21 = 2,381 - Tính lại khoảng cách trục: 𝐴= 𝑚𝑛(𝑧𝑎+𝑧′𝑎) = 2.𝑐𝑜𝑠𝛽𝛼 3𝑥(21 + 50) = 112,9 𝑚𝑚 2𝑥𝐶𝑜𝑠(300 ) Chọn A= 110 (mm) - Tỉ số truyền tay số trung gian i1 = ih1/ia = 6,903/2,381 = 2,899 i2 = ih2/ia = 4,027/2,381 = 1,691 i3 = ih3/ia = 2,739/2,381 = 1,150 i4 = ih4/ia = 1,412/2,381 = 0,593 i6 = ih6/ia = 0,825/2,381 = 0,346 iR = ihR/ia = 6,923/2,381 = 2,908 SVTH: NGUYỄN NGOC KHANH MSSV:1351080020 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG - Số bánh trục trung gian với giả thuyết chúng mơđun góc nghiêng 𝑧𝑖= Vậy: 2.𝐴.𝐶𝑜𝑠𝛽𝛼 𝑚 𝑛 (1 + 𝑖𝑖 ) z1 = 16 z2 = 27 z3 = 32 z4 = 44 z6 = 54 zlùi = 19 - Để triệt tiêu lực dọc trục, cần phải tính lại góc nghiêng bánh a,2,3,4,6 𝑧𝑖 𝑡𝑔𝛽 𝑡𝑔𝛽𝑖=𝑎 𝛼 𝑧′ Vậy: βa = 14,5340 β1 = 9,5990 β2 = 5,7310 β3 = 19,7800 β4 = 17,2690 β6 = 5,7320 -Tính lại số bánh trục trung gian 𝑧𝑖= Vậy: 2.𝐴.𝐶𝑜𝑠𝛽𝑖 𝑚 𝑛 (1 + 𝑖𝑖 ) za = 21 z1 = 16 z2 = 27 z3 = 32 z4 = 44 z6 = 54 zlùi = 19 - Tính lại số bánh trục thứ cấp zi’= ii.zi SVTH: NGUYỄN NGOC KHANH MSSV:1351080020 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ Vậy: za’= 50 SVTH: NGUYỄN NGOC KHANH GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG z1’= 46 MSSV:1351080020 z2’= 46 ... Tay số 88,32 Tay số 253,43 Tay số 361 , 26 Tay số 359,30 Tay số 357 ,62 Tay số lùi 97, 26 -Ứng suất uốn cho phép bánh hộp số có trục cố định: Đới với bánh số số 2: