CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỘP SỐ SÀN
3.5 Thiết kế và tính toán bộ đồng tốc
Hiệu quả của đồng tốc được đánh giá bằng thời gian cần thiết để đồng tốc làm đồng đều được tốc độ các phần cần nối, gọi tắt là thời gian đồng tốc tc, khi người lái tác dụng lên đòn điều khiển một lực cho phép và áp suất trên các bề mặt ma sát nằm trong giới hạn qui định. Ngoài ra, đồng tốc cầìn phải đảm bảo được yêu cầu:
- Không cho phép gài số khi các phần cần nối chưa đồng tốc
50
- Không bị kẹt dính các bề mặt ma sát và bề mặt hãm trong quá trình làm việc.
Vì vậy, khi tính toán đồng tốc có các nhiệm vụ chính sau:
- Xác định các kích thước cơ bản, để đồng tốc đảm bảo được hiệu quả yêu cầu, thể hiện qua chỉ tiêu. Thời gian đồng tốc tc và tuổi thọ cần thiết.
- Đánh giá qua giá trị áp suất - Công trượt riêng trên bề mặt.
- Xác định các thông số kết cấu phải lưu ý điều kiện: đảm bảo không kẹt dính các bề mặt ma sát và bề mặt hãm, trong bất cứ điều kiện sử dụng nào.
3.5.2 Sơ đồ tính đồng tốc
góc nghiêng của mặt côn ma sát rms bán khính ma sát trung bình β góc nghiêng của bề mặt hãm rβ bán kính trung bình mặt hãm 3.5.3 Trình tự tính toán đồng tốc
Xác định các kích thước cơ bản của đồng tốc, cần phải thiết lập mói quan hệ giữa các thông số kích thước và các chỉ tiêu làm việc của đồng tốc. Muốn vậy, ta tiến hành như sau:
- Viết phương trình chuyển động cho khối lượng quán tính Jb khi chuyển số, với giả các thiết:
Hình 3. 3 Bộ đồng tốc
51
+ Bỏ qua ảnh hưởng lực cản của dầu bôi trơn đến sự gỉam tốc độ góc của bánh răng, vì trong điều kiện nhiệt độ bình thường, ảnh hưởng này không đáng kể.
+ Tốc độ của ô tô trong thời gian chuyển số không thay đổi. Các nghiên cứu cho thấy, giả thiết này hợp lý khi sức cản tổng cộng của đường 0,15 và thời gian đồng tốc tc 1,0(s) ta được:
Jb.idt2.dw/dt = Mms Tích phân phương trình 5.1 nhận được:
Jb.idt2. b - a = Mms.tc
Mms: mô men ma sát của đồng tốc(Nm) ác định theo công thức:
Mms = .Q.rms/sin
Trong đó: : hệ số ma sát; nữa góc côn của bề mặt ma sát; rms: bán kính trung bình của bề mặt ma sát; Q: lực chiều trục tác dụng lên bề mặt ma sát. Lực này do người lái tác dụng lên đòn điều khiển tạo ra, do vậy:
Q = Pđk.iđk.đk (N)
Trong đó: Pđk: lực tác dụng lên đòn điều khiển(N); iđk;đk: tỷ số truyền từ đòn điều khiển đến nạng gạt đồng tốc và hiệu suất dẫn dộng tương ứng; iđt: tỷ số truyền từ trục sơ cấp đến bánh răng cần gài, cũng chính là tỷ số truyền của tay số cần gài của hộp số, tức là idt = ihk; a, b:tốc độ của trục cần nối( trước khi chuyển số) và bánh răng cần gài đặt trên nó(rad/s). Rõ ràng:
a = e/ihk
b = e/ihk 1
ở đây: ihk, ihk 1: tỷ số truyền tay số cần gài và tay số đang làm việc(cần nhả) của hộp số e tốc độ góc trục khuỷu động cơ(rad/s) khi chuyển số. e = (0,75 0,85).N từ số thấp lên số cao hơn. e = (0,9 1,0) N từ số cao xuống số thấp. Trong đó N tốc độ góc của trục khuỷu ứng với công xuất max của động cơ.
N = .nN/30 (rad/s)
nN = 3200 (vg/ph) theo đề bài cho N = 3,14.2300/30 = 334,93 (rad/s)
e = 0,85. N = 334,93x0,85 = 284,69 (rad/s) Jb: mô men quán tính qui dẫn, được xác định như sau:
Jb = Jlh + Jsc + Jtgiak-2 + Jhi.ihi-2 + Jsl.isl-2
52
Trong đó: Jlh, Jsc,Jtg: mô men quán tính đĩa bị động ly hợp, trục sơ cấp hộp số, trục trung gian và bánh răng lắp trên nó;
Jhi, Jsl: mô men quán tính bánh răng của tay số thứ i, đặt trên thứ cấp, bánh răng hay khối bánh răng số lùi luôn luôn ăn khớp với trục trung gian;
iak, ihi, isl: tỷ số truyền của cặp bánh răng dẫn động trục trung gian(luôn luôn ăn khớp), tay số thứ i của hộp số, từ trục so cấp đến bánh răng hay khối bánh răng số lùi;
Thay sau khi biến đổi, xác định được:
rms = e. Jb. idt2.sin . 1/ ihk 1 - 1/ ihk /(.tc.Pđk.iđk.đk)
Để xác định sơ bộ các kích thước chính của đồng tốc. Khi tính toán có thể thừa nhận:
- Đối với cặp ma sát thép - đồng thau: = 0,06 0,1; chọn: = 0,06;
= 60 70; chọn: = 70
Để đảm bảo điều kiện tránh kẹt dính các bề mặt ma sát, góc không được nhỏ hơn góc ma sát, tức là: min arctg()
- Pđk: lấy theo qui định: Pđk = 60(N);
- iđk = 1,5 2,5; đk = 0,85 0,95 chọn iđk = 1,8; đk = 0,9 Thời gian đồng tốc tc:
tc = 0,15 0,3 (cho các tay số cao) tc = 0,5 0,8 (cho các tay số thấp) Mô men quán tính của đĩa bị động ly hợp:
Jlh = Jlh1 + Jlh2
Jlh1: mô men quán tính phần xương của ly hợp Jlh2: mô men quán tính phần may-ơ ly hợp
Đường kính ngoài của đĩa bị động ly hợp(D2) được giới hạn bởi đường kính bánh đà động cơ, thường chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm[4]:
D2 = 3,16.
c Mem ax
(cm) Trong đó:
Memax =870 (Nm) mô men xoắn cực đại của động cơ.
c - hệ số kinh nghiệm c = 3,6 D2 = 3,16.√250
3,6 = 49 (cm) = 490 (mm)
Xác định bán kính cong trong R1: bán kính trong R1 và bán kính ngoài R2 không
53
được khác nhau quá lớn, vì sự chênh lệch bán kính dẫn đến chênh lệch tốc độ trượt tiếp tiếp và gây ra hiện tượng mòn không đều vòng ma sát kể từ trong ra ngoài do đó:
R1 = (0,53 0,75). R2 R1 = 0,53 x 490 = 259.7 (mm)
D1 = 2.R1 = 2 x 259.7 = 520 (mm)
54