PHẦN 3 TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA HỘP SỐ
3.6 Xác định các thông số cơ bản của đồng tốc hộp số
3.6.1. Chọn loại bộ đồng tốc hộp số
Trên hộp số ôtô du lịch, vận tải và khách cở nhỏ, kích thước các bánh răng hộp số nhỏ, không đủ không gian để thiết kế bộ đồng tốc loại I. Hơn thế nữa, tải trọng tác dụng bề mặt hãm nói chung không lớn nên có thể sử dụng đồng tốc loại II. Tùy theo kết cấu cụ thể mà bộ đồng tốc loại II của hộp số ôtô có nhiều kiểu dáng khác nhau nhưng cùng có chung nguyên tắc cấu tạo. Đối với xe du lịch thiết kế ta chọn loại bộ đồng tốc loại IIb (kiểu thanh trượt định vị), vì nó có các đặc điểm như sau:
+ Ưu điểm: Thanh trượt làm luôn nhiệm vụ định vị, còn lò xo định vị được dùng bởi hai vòng lò xo, nhờ vậy tránh được hiện tượng bị lệch lò xo khi vào gài số.
+ Nhược điểm: Ma sát giữa hốc định vị và gờ của thanh định vị là ma sát trượt nên hốc định vị có thể dể mòn. Tuy vậy lực định vị này nhỏ, hơn nữa bộ đồng tốc làm việc trong dầu nên nhược điểm này có thể khắc phục nhờ chúng luôn luôn được bôi trơn trong dầu.
Hình 3.6. Kết cấu bộ đồng tốc loại IIb (kiểu thanh trượt định vị) Chú thích:
1: Vành côn ma sát; 2: Bộ phận nối; 3: Vành răng hãm; 4: Bánh răng gài số;
5: Thanh trượt định vị; 6: Lò xo định vị thanh trượt; 7: Trục hộp số;
α: Góc côn của vành ma sát; β: Góc nghiên phản lực của vành răng hãm
3.6.2. Mômen quán tính khối lượng tổng cộng quy dẫn về trục li hợp
Mômen quán tính khối lượng tổng cộng quy dẫn về trục li hợp được xác định theo công thức sau:
2 2 2
1 2 1 1
1
.a m zk k. .
k
J J J i− J i− J i−
=
= + + +
∑ ∑
[Kg.m2] (3.6.1) Trong đó:
- K : Chỉ số để chỉ bánh răng quay trơn thứ k trên trục thứ cấp.
- J1 [kg.m2] :Mômen quán tính khối lượng của trục sơ cấp hộp số (thường chính là
trục ly hợp) và tất cả các chi tiết nối với trục (như đĩa bị động ly hợp).
- J2 [kg.m2 ]: Mômen quán tính khối lượng của trục trung gian và tất cả
các chi tiết gắn trên trục trung gian.
- ia : Tỷ số truyền của cặp bánh răng luôn ăn khớp của hộp
số.
- Jzk [kg.m2]: Mômen quán tính khối lượng của bánh răng bị động (quay trơn trên trục thứ cấp đồng thời ăn khớp với bánh răng chủ động trên trục trung gian) của cặp bánh răng gài số thứ k.
- ik: Tỷ số truyền của hộp số ứng với cặp bánh răng gài số thứ k
- m: Số lượng bánh răng quay trơn trên trục thứ cấp (thường xuyên ăn khớp
với bánh răng chủ động trên trục trung gian).
- l
J [kg.m2]: Mômen quán tính khối lượng của bánh răng số lùi có quan hệ động học thường xuyên với bánh răng trên trục trung gian cùng với các khối lượng quay theo khác quy dẫn về trục của nó.
- l
i
: Tỷ số truyền của các bánh răng số lùi, tính từ trục sơ cấp hộp số đến
bánh răng số lùi có quan hệ động học với bánh răng trên trục trung gian.
Xác định các đại lượng thành phần của (3.6.1)
a, Mômen quán tính J1
J1 = Jtr1
+ Jlh [Kg.m2] (3.6.2) Trong đó:
- Jtr1 [Kg.mm2] : Mômen quán tính khối lượng của trục sơ cấp hộp số (chính là trục ly hợp).
- Jlh [Kg.mm2] : Mômen quán tính khối lượng của đĩa bị động ly hợp,
Được xác định :
( )
2 . . . 2
. .
. 1 41 4 41
1 l Rtr blh Rlh Rtr
J = π ρ +π ρ −
(3.6.3) Ở đây:
- ρ [Kg/m3] : Khối lượng riêng của vật liệu làm bánh răng.
Với vật liệu thép hoặc gang, có thể lấy:
ρ = 7800 [Kg/m3] = 7800.10-9 [Kg.mm2].
- l1 [mm] : Chiều dài trục ly hợp, theo kết quả (3.3), ta có:
l1 = 135 [mm]
- Rtr1 [mm] : Bán kính trục ly hợp
Rtr1 = d1/2 = 23/2 = 11,5 [mm]
- blh [mm] : Chiều rộng trung bình đĩa bị động, có thể lấy gần đúng bằng bề dày
xương đĩa ly hợp: blh
≈ (1,5 ÷ 2,0 [mm]); Chọn blh = 1,5 [mm]
- Rlh [mm] : Bán kính ngoài của đĩa ly hợp, (theo tính toán của phần ly hợp)
3 max 3
) 1 .(
. . . . 2
. . 3
R ms
lh e
K p Z
R M
= −
π à
β
(3.6.4) Trong đó:
- emax
M : Mô men cực đại của động cơ, [N.m]; theo đề Memax
= 189 [N.m]
- β
: Hệ số dự trữ của ly hợp,đối với xe du lịch β
=1,35 ÷ 1,75
Chọn β
= 1,5
- à
: Hệ số ma sỏt trượt giữa cỏc đụi bề mặt ma sỏt. à
=0,22
÷ 0,30 và
xe làm việc trong điều kiện không nặng nhọc lại có đặc tính động lực tốt
nờn chọn hệ số ma sỏt theo giới hạn nhỏ à
= 0,22
- ms
Z : Số đôi bề mặt ma sát, ưu tiên chọn một đĩa bị động nên
Zms
= 2
- p : Áp suất pháp tuyến của các bề mặt ma sát. Để đảm bảo tuổi thọ cho các
tấm ma sát giá trị cho phép [p] = (
5 5 2,5.10 10
. 4 ,
1 ÷
) [N/m2].
Vì ly hợp có điều kiện làm việc nhẹ nên có thể chọn áp suất theo giới hạn
trên p = 1,8.105 [N/m2]
- R
K : Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong và ngoài bề mặt ma
sát, 2
1
R KR = R
Vì xe có động cơ tốc độ trung bình và đặc tính động lực xe tốt (ít phải sang
số) nên có thể chọn KR
theo giới hạn nhỏ KR
= 0,55 Thế số vào (3.6.4) ta tính được:
3 5 3
3.1,5.189
2.2.0, 22. .1,8.10 .(1 0,55 ) Rlh
= π
−
= 0,127 [m] = 127 [mm]
Thay số liệu vào (3.6.3) ta được:
9 4 9 4 4
1
.7800.10 .135.11,5 .7800.10 .1,5.(127 11,5 )
2 2
J =π − +π − −
= 4809,63 [kg.mm2] b, Mômen quán tính J2.ia-2
2 1
2 2
2. . −
=
−
+
= ∑m a
k Zk tr
a J J i
i J
[Kg.m2] (3.6.5) Trong đó:
- Jtr2 [Kg.mm2] : Mômen quán tính khối lượng của trục trung gian hộp số.
- Jzk [Kg.mm2] : Mômen quán tính khối lượng của bánh răng thứ k gắn trên trục trung gian. Đã xác định ở bảng với các giá trị màu đậm ở cột J’ và J (3.5.2) có tổng bằng 1277,18 [kg.mm2]
- ia : Tỷ số truyền cặp bánh răng luôn ăn khớp (ia = 1,252)
Thay số liệu vào (3.8) ta được:
9 4
2 2
2
.7800.10 .180.12,5
. 1277,19 .1, 252
a 2
J i− =π − + ÷ −
= 849,14 [kg.mm2]
c, Mômen quán tính quy dẫn của các bánh răng trên trục thứ cấp Jz3
∑=
= m − k zk k
z J i
J
1
2
3 ' .
[Kg.m2] (3.6.6) Với:
J’zk : Là mômen quán tính khối lượng của bánh răng thứ k gắn trên trục thứ
cấp, [Kg.mm2]; giá trị ở cột J’ của bảng (3.5.2).
ik : Là tỷ số truyền của số truyền thứ k hộp số, đã được xác định ở bảng (3.3.2)
Thay số liệu vào (3.6.6) ta được:
Jz3 = [1602,88.2,9-2 + 786,87.1,78-2 + 442,875.1,28-2] = 709,251 [kg.mm2]
Với sơ đồ đã chọn ta có mômen quán tính khối lượng của bánh răng số lùi quy dẫn về trục ly hợp bằng không, (vì không có quan hệ động học thường xuyên với trục ly hợp, trừ khi gài số lùi).
Thay tất cả vào (3.6.1) ta có mômen quán tính khối lượng tổng cộng quy dẫn về trục ly hợp bằng:
JΣ = 4809,63 + 849,14 + 709,251