Đồ Án Kết Cấu Ô Tô – Đồ Án Động Cơ/ Ô Tô

Động cơ đốt trong dùng trên ôtô máy kéo có hệ số thích ứng thấp, đối với độngcơ xăng hệ số này bằng 1,1 ÷ 1,2 và đối với động cơ điezen k = 1,05 ÷ 1,15.Do đó mômen quay của động cơ ôtô máy kéo không thể đáp ứng nổi yêu cầucần thiết để thắng sức cản chuyển động thay đổi khá nhiều khi ôtô máy kéo làmviệc. Muốn giải quyết được vấn đề này, trên ôtô máy kéo cần phải đặt hộp số….

Đang xem: đồ án kết cấu ô tô

Đồ ánKết cấu và tính toán ôtôĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô ContentsLỜI NÓI ĐẦU …………………………………………………………………………………………………… 3I. Công dụng, phân loại và yêu cầu: ……………………………………………………………………. 41. Công dụng:………………………………………………………………………………………………….. 42. Phân tích yêu cầu: ………………………………………………………………………………………… 43. Phân loại: ……………………………………………………………………………………………………. 4II. Phân loại sơ bộ: ……………………………………………………………………………………………. 5III. Xác định số tỷ số truyền và giá trị các số truyền trung gian. ……………………………… 81. Số tỷ số truyền (số cấp) hộp số. ………………………………………………………………………. 82. Xác định tỷ số truyền các tay số trung gian. ………………………………………………………. 93. Xác định các thông số cơ bản của hộp số. ……………………………………………………….. 13IV. Tính toán đồng tốc: ………………………………………………………………………………….. 241. Nhiệm vụ tính toán: …………………………………………………………………………………….. 242. Trình tự tính toán:………………………………………………………………………………………….. 252.1. Xác định các thông số cơ bản của đồng tốc hộp số. …………………………………………… 25a. Mômen quán tính khối lượng tổng cộng qui dẫn về trục li hợp. ……………………………… 25b. Mômen ma sát yêu cầu của bộ đồng tốc: …………………………………………………………… 27c. Bán kính ma sát của bộ đồng tốc………………………………………………………………………. 292.2. Tính toán kiểm tra các thông số cơ bản của đồng tốc. ……………………………………….. 312.2.1. Mômen ma sát thực tế của đồng tốc. ……………………………………………………………. 322.2.2. Thời gian chuyển số thực tế của đồng tốc……………………………………………………… 322.2.3. Công trược của đôi bề mặt côn ma sát của đồng tốc. ………………………………………. 342.2.4. Công trược riêng của đôi bề mặt ma sát: ………………………………………………………. 34Sinh viên: Võ Như Tuấn 2 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtôLỜI NÓI ĐẦU Ô tô máy kéo là phương tiên sản xuất, kinh doanh và sinh hoạt, không thểthiếu được trong đời sống hiện nay. Cùng với sự tiến bộ chung của khoa học, ngànhôtô cũng có những bước phát triển mạnh mẽ với những thành quả kinh ngạc. Nhữngbiến đổi mà đòi hỏi phải có những nhận thức sâu rộng về các vấn đề đó có liên quanđế công nghệ ôtô mới có thể nhận thấy tầm quan trọng của nó. Tuy vậy muốn tiếp thu những kiến thức mới này thì phải nắm vững nhữngkiến thức cơ bản nhất. Những kiến thức này sẽ làm nền tản cho bước phát triển tiếptheo. Vì vậy đồ án kết cấu và tính toán ôtô là một bước cũng cố và phát triểnnhững hiểu biết cơ bản có từ những môn học có liên quan. Lần đầu tiên làm quen với việc tính toán thiết kế nên có rất nhiều khó khănphức tạp. Với những nhận thức còn hạn chế về nhiều mặt nên quá trình làm đồ ánem còn vướng phải những thiếu sót, rất mong sự quan tâm giúp đỡ của các thầytrong bộ môn. Để hoàn thành đồ án này em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tìnhcủa thầy LÊ VĂN TỤY, các thầy trong bộ môn và các bạn trong lớp. Sinh viên thực hiện VÕ NHƯ TUẤNSinh viên: Võ Như Tuấn 3 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtôHỘP SỐ XE BUÝT I. Công dụng, phân loại và yêu cầu: 1. Công dụng: Động cơ đốt trong dùng trên ôtô máy kéo có hệ số thích ứng thấp, đối với độngcơ xăng hệ số này bằng 1,1 ÷ 1,2 và đối với động cơ điezen k = 1,05 ÷ 1,15. Do đó mômen quay của động cơ ôtô máy kéo không thể đáp ứng nổi yêu cầucần thiết để thắng sức cản chuyển động thay đổi khá nhiều khi ôtô máy kéo làmviệc. Muốn giải quyết được vấn đề này, trên ôtô máy kéo cần phải đặt hộp số. Hộp số dùng để thay đổi số vòng quay và mômen của động cơ truyền đến cácbánh xe chủ động (cả về hướng và trị số), cho phù hợp với điều kiện làm việc luônluôn thay đổi của ôtô máy kéo. Ngoài ra hộp số còn dùng để: – Tách lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi cần thiết: như khi khởi độngđộng cơ, khi dừng xe, cho động cơ chạy không tải, khi cho xe chạy theo quán tính. – Dẫn động các bộ phận công tác trên cac xe chuyên dung: như xe có tời kéo, xetự đổ, cần cẩu và các thiết bị khác. 2. Phân tích yêu cầu: – Hộp số ôtô phải có tỷ số truyền và lượng tay số thích hợp, đảm bảo được chấtlượng động lực và tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ôtô máy kéo. – Làm việc êm dịu, chuyển số nhẹ nhàn thuận tiện không va đập. – Có vị trí trung gian (số 0) để có thể tách lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyềnlực. – Kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy bền vững. – Hiệu suất cao, kích thước khối lượng nhỏ, giá thành rẽ. 3. Phân loại: – Theo phương pháp điều khiển chia ra các loại: điều khiển bằng tay, điều khiểntự động và bán tự động.Sinh viên: Võ Như Tuấn 4 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô – Theo số cấp (chỉ tính số tiến) phân ra các loại: 3, 4, 5 và nhiều cấp. – Theo sơ đồ động phân ra: hộp số với các trục cố định (2, 3 hay nhiều trục) vàhộp số hành tinh (1 dãy, 2 dãy). – Theo số lượng phân tử điều khiển cần thiết để gài một số truyền phân ra: một,hai hay ba phần tử điều khiển. Số lượng phân tử điều khiển lớn hơn một thườngdùng trong hộp số nhiều cấp. – Theo lượng dòng lực phân ra một, hai hay ba dòng. Tăng số lượng dòng lựclàm phức tạp kết cấu. Tuy vậy cho phép giảm tải trọng tác dụng lên các bánh răng,trục và ổ trục cũng như kích thước của chúng. II. Phân loại sơ bộ: Trên ôtô máy kéo hiện nay sử dụng chủ yếu các loại hộp số có trục cố định điềukhiển bằng tay. Vì chúng có kết cấu đơn giản, hiệu suất làm việc cao (0,96 ÷ 0,98),giá thành rẽ, kích thước và trọng lượng nhỏ. Hộp số ba trục cố định có trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm được sử dụngphổ biến nhất. Hộp số hai trục cố định thường chỉ sử dụng trên các ôtô du lịch, thểthao hoặc máy kéo. Số cấp các hộp số đơn thường không vượt quá sáu. Hộp số có số cấp lớn hơn sáu gọi là hộp số nhiều cấp. Hộp số nhiều cấp thựcchất là hộp số ghép; được kết hợp từ hai hoặc nhiều hộp số đơn ít cấp. Hộp số hànhtinh với trục không cố định chủ yếu sử dụng trong truyền động thuỷ cơ.Sinh viên: Võ Như Tuấn 5 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Trên hình (a) trình bày sơ đồ động học hộp số ba cấp với các khối bánh răngchuyển động. Mômen quay động cơ truyền qua ly hợp đến trục sơ cấp B của hộp số,đầu cuối trục sơ cấp có bánh răng số 1 luôn ăn khớp với bánh răng 2 ở trục trunggian C của hộp số. Các bánh răng ở trục trung gian thường được chế tạo thành mộtkhối liền hay chế tạo chúng riêng biệt và nối ghép với trục bằng then. Đầu trước của trục thứ cấp A được đặt trong ổ thanh lăn hình trụ lồng vào lỗđằng sau trục sơ cấp. Trên khối bánh răng chuyển động I có bánh răng ngoài 6 để gài số truyền II vàđai răng 9 để gài số truyền thẳng, nghĩa là số truyền III. Khối bánh răng chuyểnđộng II có bánh răng 4 của số truyền I và số lùi. Khi gài cặp bánh răng tương ứng sẽcó các số truyền khác nhau. Để điều khiển dễ dàng ở hộp số 3 cấp thường lắp bộ đồng tốc. Lúc đó các bánhrăng sẽ luôn ăn khớp và các bánh răng quay trơn trên trục thứ cấp A khi bộ đồng tốcnằm ở vị trí trung gian. Ưu và nhược điểm:  Ưu điểm: Hộp số ba trục có khả năng tạo số truyền thẳng bằng cách nối trực tiếp các trục sơ cấp và thứ cấp. Khi làm việc ở số truyền thẳng các bánh răng, ổ trục và trục trung gian hầu như được giảm tải hoàn toàn nên giảm được mài mòn, tiếng ồn và mất mát công suất. Ở các số truyền khác, mômen truyền qua hai cặp bánh răng, do đó có thể tạo được tỷ số truyền lớn tới (7 ÷ 9) với kích thước khá nhỏ gọn. Nhờ đó giảm được trọng lượng toàn bộ của ôtô máy kéo.  Nhược điểm: Hiệu suất giảm ở các tay số trung gian. Ổ bi gối đỡ trước trục sơ cấp do bố trí trong lổ ở phần bánh răng công xôn của trục sơ cấp nên làm việc căn thẳng, vì kích thước bị hạn chế bởi điều kiện kết cấu.Sinh viên: Võ Như Tuấn 6 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Hộp số nhiều cấp: Hộp số nhiều cấp được tạo thành bằng cách ghép thêm vào phía trước hay phíasau hộp số cơ sở (hộp số chính loại 3 trục) một hộp giảm tốc gội là hộp số phụ. Hộpsố phụ thường có một số truyền thẳng và một số truyền giảm hay tăng.  Hộp số phụ đặt phía trước: Nó chỉ có một cặp bánh răng để tạo số thấp, còn số cao là số truyền thẳng, nối trực tiếp trục vào của hộp số phụ với trục sơ cấp của hộp số chính. Tỷ số truyền thấp của họp số phụ này không lớn, có tác dụng chủ yếu là chia nhỏ dãy tỷ số truyền của hộp số chính nên còn gọi là hộp số chia. Ưu điểm: – Kết cấu đơn giản, đảm bảo tính thống nhất hoá cao cho hộp số chính. – Hiệu suất tương tự như hộp số chính khi gài số thấp ở hộp số phụ. Nhược điểm: – Yêu cầu khoản cách trục hộp số lớn hơn, do mômen trên trục ra của hộp số chính lớn. Hộp số phụ đặc phía sau hộp số chính: thường là loại có trục cố định với hai cặpbánh răng hay hành tinh. Có một số truyền thẳng và một số truyền giảm với tỷ sốtruyền khá lớn (khoảng số truyền lớn hơn của hộp số chính) nên gọi là hộp giảmtốc. Ưu điểm: – Giảm khoảng cách trục và tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hộp số chính. Nhược điểm: – Giảm tính thống nhất hoá của hộp số chính. – Hiệu suất giảm khi gài số truyền thấp.Sinh viên: Võ Như Tuấn 7 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô III. Xác định số tỷ số truyền và giá trị các số truyền trung gian. 1. Số tỷ số truyền (số cấp) hộp số. Số cấp của hộp số (n) được xác định phụ thuộc vào: – Chủng loại và công dụng của ôtô. – Vào giá trị khoảng tỷ số truyền Ki = ih1/ihn.

Xem thêm: Đề Thi Đáp Án Đề Thi Đh Khối D 2009 Của Bộ Giáo Dục, Đáp Án Đề Thi Đại Học Môn Toán

Xem thêm: Mua Bán Đất Diện Tích Lớn Bình Dương, Đất Diện Tích Lớn Bình Dương

Trong đó: ih1: tỷ số truyền tay số một của hộp số. ihn: tỷ số truyền tay số cao nhất của hộp số. Nói chung tăng số cấp hộp số sẽ tăng được mức độ sử dụng công suất động cơ,tăng tính kinh tế nhiên liệu, tốc độ trung bình và bởi vậy tăng năng suất và giảm giáthành vận chuyển. Tuy vậy tăng số cấp sẽ làm phức tạp kết câu và quá trình điềukhiển, tăng kích thước, và giá thành hộp số. Đối với ôtô tải và buýt số cấp hộp số cóthể từ n = 5 ÷ 22 ứng với Ki = 5 ÷ 25, Ki càng lớn số cấp càng tăng. Sau đây là bảngsố liệu thống kê số cấp n của ôtô tải và buýt theo giá trị khoảng truyền Ki. Bảng 1.1. Bảng giá trị tay số của ôtô tải và buýt theo khoảng tỷ số truyền Ki:Khoảng số 5,7 ÷ 8,5 7,9 ÷ 9,35 8 ÷ 10 9,2 ÷ 18,5 13 ÷ 19,4 17 ÷ 24,7truyền KiSố cấp n 5 6 8 10 16 20 Tuy nhiên hiên nay có xu hướng tăng số cấp và khoảng tỷ số truyền khi tăngkhối lượng ôtô, đặc biệt là đối với các đoàn xe kéo moóc, để bù lại cho sự giảmcông suất riêng của chúng. Tăng số cấp và khoảng tỷ số truyền của hộp số các ôtôtải trọng lớn, cho phép sử dụng hiệu quả hơn công suất động cơ khi ôtô làm việc vớicác mức tải và điều kiện đường xá khác nhau. Đối với các ôtô này, trong vùng cácsố hay sử dụng nhất, khoảng cách giữa tỷ số truyền giữa các tay số kề.q i,i+1 = ihi/ih(i+1) cần phải nằm trong khoảng giới hạn 1,35 ÷ 1,45. Khoảng này lớn sẽlàm tăng suất tiêu hao nhiên liệu và giảm chất lượng động lực học của ôtô và khóchuyển tay số. Khoảng cách nhỏ quá lại làm cho người lái khó khăn trong vân đềlựa chọn tay số thích hợp. Ở các tay số ít sử dụng hơn, khoảng cách giữa các số cóthể tăng lên. Tuy vậy không nên quá 1,6 ÷ 1,7 để đảm bảo khả năng chuyển sô.Sinh viên: Võ Như Tuấn 8 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Kết hợp hai điều kiện trên và giả thuyết dãy tỷ số truyền bố trí theo cấp sốnhân, có thể xác định sơ bộ theo: ihi i lg lg h1 ihn ihn 1 n  1 (1.1) lg qt lg qc Trong đó: q t: khoảng cách tỷ số truyền hai số liên tiếp ở vùng số thấp. q t = 1,6 ÷ 1,7 chọn qt = 1,7 q c: khoảng cách tỷ số truyền hai số liên tiếp ở vùng số cao. q c = 1,35 ÷ 1,45 chọn q c = 1,35 n: số cấp của hộp số ih1 = 5,8: giá trị tỷ số truyền thấp nhất của hộp số ihn = 1: giá trị tỷ số truyền cao nhất của hộp số 5,8 5,8 lg lg Từ (1.1) ta có: 1 1  n  1 1 lg 1,7 lg 1,35 4,3 ≤ n ≤ 6,8 Theo tính toán trên ta chọn hộp số 5 cấp (n = 5) 2. Xác định tỷ số truyền các tay số trung gian. a. Tỷ số truyền các tay số trung gian. Tỷ số truyền các tay số trung gian được xác định theo hai quy luật cấp số nhânhoặc cấp số điều hoà. Khi xác định theo quy luật cấp số nhân sẽ đảm bảo cho động cơ làm việc ở chếđộ như nhau khi tăng tốc độ ôtô ở các số khác nhau. Khi tính theo cấp số điều hoà khoảng biến thiên tốc độ ở các tay số khi xe tăngtốc đều bằng nhau và bước ở các số truyền cao sẽ nhỏ hơn khá nhiều so với các sốtruyền thấp. Đối với xe buýt, với hai phương án trên ta chọn hệ thống tỷ số truyền của cácsố trung gian trong hộp số theo cấp số nhân.Sinh viên: Võ Như Tuấn 9 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Ôtô thông thường hay sử dụng ở số cao của hộp số, nhưng ở khu vực này thìsố lượng tỷ số truyền ít so với số lượng tỷ số truyền có được ở số thấp, đây là mộtnhược điểm khi chọn hệ thống tỷ số truyền cho các số trung gian theo cấp số nhân. Đối với hộp số có cấp thì lượng số truyền bị hạn chế, do đó sẽ hạn chế khảnăng vận tốc trung bình của ôtô và hệ số sử dụng tải trọng của động cơ. Nhưng khichọn theo cấp số nhân thì đảm bảo động cơ làm việc ở chế độ như nhau khi tăng tốcđộ ôtô ở các tay số khác nhau. Theo lý thuyết ôtô máy kéo, chọn tỷ số truyền của các số trung gian theo cấpsố nhân và tỷ số truyền thứ m nào đó được xác định theo công thức. ih1 ihn  (2.1) q n 1 ih1 51 5,8 với q  n 1   1,55 ihn 1 Tỷ số truyền tay số 2: ih2 i h1 5,8 ih 2  2 1   3,74 q 1,55 Tỷ số truyền tay số 3: ih3 ih1 5,8 ih 3  31   2,41 q 1,55 2 Tỷ số truyền tay số 4: ih4 ih1 5,8 ih 4    1,55 q 41 1,553 Tỷ số truyền số lùi: ihl được xác định khi bố trí chung hộp số, thường chọn ihl = (1,2 ÷ 1,3)ih1 ihl = 1,2.ih1 = 1,2.5,8 = 6,96 Vậy tỷ số truyền các tay số của xe cần thiết kế sơ bộ: ih1 = 5,8; ih2 = 3,74; ih3 = 2,41; ih4 = 1,55; ih5 = 1; ihl = 6,96 b. Sơ đồ động học của hộp số xe cần thiết kế. Sơ đồ động của các hộp ba trục có trục thứ cấp như nhau, khác nhau chủ yếuở số lượng các cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp và cách bố trí số lùi. Ở hầu hết cácSinh viên: Võ Như Tuấn 10 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtôtay số đều sử dụng cặp bánh răng nghiêng thường xuyên ăn khớp. Để gài số, có thểdùng ống gài hoặc bộ đồng tốc. Riêng đối với các bánh răng số một và số lùi có thểdùng các phương án sau: Phương án 1: Bánh răng số một và số lùi luôn ăn khớp thường sử dụng trongtrường hợp thời gian làm việc ở số một và số lùi khá lớn. Ưu điểm: mặt đầu các vành răng không bị ăn mòn, hành trình của nạngchuyển số nhỏ. Nhược điểm: cần đặt tự do trên trục thứ cấp một bánh răng số lùi kích thướckhá lớn, do đó làm tăng số lượng các bánh răng và mômen quán tính các chi tiếtquay, bởi vậy tăng tải trọng tác dụng lên các đồng tốc. Phương án 2: Không cần bố trí bánh răng số lùi trên trục thứ cấp. Tuy nhiênvẫn còn có hai phương án không cần có bánh răng số lùi đặt riêng trên trục thứ cấp.Bố trí bánh răng số lùi không luôn luôn ăn khớp, để gài số ta dịch chuyển bánh răngtrên trục số lùi. Loại này thường bố trí ở hộp số 4 cấp. Cả bánh răng số lùi và sốmột không luôn luôn ăn khớp, để gài số lùi và số một dùng bánh răng di trượt. Bánhrăng trung gian (đặt trên trục số lùi) có thể làm một hay hai vành răng. Loại nàythường dùng bố trí cho hộp số 5 cấp. Phương án một vành răng có kết cấu đơn giản hơn. Tuy vậy điều kiện làmviệc của bánh răng không có lợi, chịu ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đốixứng. Phương án hai điều kiện ứng suất thuận lợi hơn thay đổi theo chu trình mạchđộng cho phép thực hiện số lùi với tỷ số truyền lớn hơn. Với những ưu nhược điểm như đã phân tích ở trên ta chọn phương án bố trísố lùi là cả bánh răng số một và số lùi đều không luôn luôn ăn khớp. Vì có đặc điểmgài số lùi rất dễ dàng, chỉ cần dịch chuyển bánh răng số 1. Z1″ Z1″ Hình 2.2. Sơ đồ bố trí số lùi trên ôtô thiết z kế Z1: bánh răng bị động; Z2 : bánh răng chủ Z L1 Z L2 z động số 1; Zl1 : bánh răng dẫn động trục số Z1 ” Z1 Z L lùi; Zl1’ : bánh răng bị động của trục số lùi; z Z L1 ” Z L2 z z ZL1 Zl2: bánh răng chủ động số lùi zSinh viên: Võ Như Tuấn 11 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Bánh răng các tay số thấp (như số một và số lùi) chịu lực lớn thời gian làmviệc ít hơn, nên bố trí sát gối đỡ sau. Bánh răng tay số cao thời gian làm việc nhiềubố trí ở khoảng giữa trục, là vùng có góc xoay nhỏ nhất, nhờ đó điều kiện ăn khớpcủa các bánh răng tốt hơn nên giảm được tiếng ồn và mài mòn. Hầu hết các tay số đều dùng bánh răng trụ răng nghiêng và đồng tốc. Các taysố một và lùi có thể có răng thẳng gài bằng phương pháp di trượt. Mặt khác ở cáctay số 2,3,4,5 khi sang số vì tốc độ lớn nên mặt dù đã cắt bộ ly hợp song do quántính nên các bánh răng còn quay với tốc độ khác nhau, nếu gài vào sẽ sinh ra lực vađập. Để khắc phục hiện tượng trên và đơn giản hoá thao tác cho người lái nên trênhộp số có bố trí bộ đồng tốc để gài số ở số hai và số ba, số bồn và số năm. Để khihai bánh răng chưa đồng tốc thì cơ cấu này không cho chúng gài vào nhau bằngcách tạo ra một lực cản chống lại lực của tay người lái tác dụng lên cần số. Dùngmômen ma sát giữa các bề mặt côn tiếp xúc để khắc phục mômen quán tính, cácbánh răng dần dần đồng đều tốc độ và lực cản nêu trên dần dần bị triệt tiêu, lúc đólực của tay người lái đủ thắng định vị lò xo bi, gạt các bánh răng ăn khớp với nhamột cách êm dịu. 2 1 L 3 Z 1″ Z 2″ 1 Z 3″ 4 Za 5 4 Z4 ” 3 2 5 ZL 1 Z2 Z1 6 ZL 2 Z3 Z4 Za” Z L 1″ Hình 2.3. Sơ đồ động học của hộp số xe cần thiết kế 1. Trục sơ cấp; 2. Bộ đồng tốc; 3. Bánh răng di trược; 4. Trục thứ cấp; 5. Trục trung gian; 6. Trục số lùiSinh viên: Võ Như Tuấn 12 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô 3. Xác định các thông số cơ bản của hộp số. Khi tính toán thiết kế hộp số, trước tiên cần xác định sơ bộ các thông số cơbản của nó, dựa theo các công thức kinh nghiệm, các bảng biểu hoặc đồ thị đã xâydựng được trên cơ sở phân tích các số liệu thống kê. Sau đó, tiến hành điều chỉnhchính xác dựa vào kết quả các tính toán kiểm tra bền, hình học và số liệu tiêuchuẩn… a. Khoảng cách trục. Đối với hộp số ôtô loại trục cố định, khoảng cách trục A có thể xác định sơbộ theo một trong các công thức kinh nghiệm sau: A  K a .3 M e max .ih1 (3.1) Trong đó: – Ka: hệ số kinh nghiêm, có giá trị như sau: Đối với ôtô du lịch: Ka = 8,9 ÷ 9,6 Đối với ôtô tải và buýt: Ka = 8,6 ÷ 9,6 Ta chọn Ka = 8,9 – Memax: mômen quay cực đại của động cơ Memax = 400 (N.m) – ih1: tỷ số truyền thấp nhất. ih1 = 5,8 Thay vào công thức (3.1) ta có: A  8,93 400.5,8  117,8 (mm) Chọn: A = 118 (mm) b. Kích thước chiều trục của hộp số. Kích thước chiều trục của hộp số được xác định dựa vào kích thước chiềurộng của các chi tiết lắp trên trục như: Bánh răng, ổ trục, ống gài và đồng tốc… Cáckích thước này có thể xác định sơ bộ theo khoảng cách trục A như sau: – Chiều rộng các vành răng: b ≈ (0,19 ÷ 0,23).A (3.2) Chọn: b ≈ 0,21.118 = 24,78 (mm) lấy b = 25 (mm)Sinh viên: Võ Như Tuấn 13 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô – Chiều rộng các ổ bi: B ≈ (0,20 ÷ 0,25).A (3.3) Chọn: B ≈ 0,22.A = 0,22.118 = 25,96 (mm) B = 26 (mm) – Chiều rộng của các ống gài và đồng tốc: phụ thuộc vào kết cấu của chúng.Đối với đồng tốc gài hai phía, thường chiều rộng: H ≈ (0,4 ÷ 0,55).A (3.4) Chọn: H ≈ 0,43.A = 0,43.118 = 50,96 (mm) H = 51 (mm) – Kích thước chiều trục Lh của cạc te hộp số Lh = (2,7 ÷ 3,0).A (3.5) Lh = 3,0.A = 3,0.118 = 354 (mm) c. Các thông số chính của bánh răng: a. Mô đuyn (mn và ms): Khi chọn mô đuyn cần lưu ý một số vấn đề sau: – Để giảm tiếng ồn khi làm việc, nên chọn mô đuyn nhỏ và tăng chiều rộng bánh răng. – Để giảm khối lượng hộp số (khi giữ nguyên khoảng cách trục) thì ngược lại, nên tăng mô đuyn và giảm chiều rộng bánh răng. – Đối với ôtô tải và buýt, vấn đề giảm tiếng ồn, không yêu cầu cao như ôtô du lịch, vì thế khi chọn mô đuyn bánh răng trong hộp số ôtô tải và buýt cần ưu tiền vấn đề giảm khối lượng hộp số. – Mô đuyn xác định độ bền uốn của răng, vì thế các bánh răng chịu tải khác nhau cần phải có mô đuyn khác nhau. Tuy vậy, xét theo quan điển công nghệ, thì chỉ nên dùng hai giá trị mô đuyn: một chung cho các bánh răng nghiêng và một chung cho các bánh răng thẳng, để đơn giản hoá quá trình chế tạo và sửa chữa. Theo các số liệu thống kê: – Ôtô du lịch cỡ đặt biệt nhỏ và nhỏ (thể tích làm việc của động cơ Vlv Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô m = 2,25 ÷ 2,75. – Ôtô du lịch cỡ trung: m = 2,75 ÷ 3,0. – Ôtô tải, buýt: + Cỡ nhỏ và trung bình: m = 3,5 ÷ 4,25 + Cỡ lớn: m = 4,25 ÷ 5,00 (Giá trị mô đuyn bằng 5 hay đôi khi bằng 6, thường chỉ dùng cho cặp bánhrăng số 1 của ôtô tải lớn, khi số răng nhỏ (z = 12), hoặc cặp bánh răng đầu ra củahộp giảm tốc phụ đặc phía sau hộp số chính của hộp số nhiều cấp) Ta chọn mô đuyn cho hộp số thiết kế – Bánh răng trụ răng thẳng: mt = 4 – Bánh răng trụ răng nghiêng: mn = 3,5 b. Góc nghiêng của răng (β): Góc nghiêng β được chọn theo hai điều kiện: Điều kiện 1: Đảm bảo độ trùng khớp chiều trục (εβ) không nhỏ hơn một, đểbánh răng ăn khớp được êm dịu, tức là: εβ = b.tgβ/ts = b.sinβ/(π.mn) > 1 hay β > arsin(π.mn/b) Điều kiện 2: Lực chiều trục tác dụng lên các bánh răng nghiêng của trụctrung gian phải tự cân bằng, để giảm lực tác dụng lên các ổ trục. Muốn vậy, hướngnghiêng của tất cả các bánh răng trên trục phải giống nhau và thoả mãn điều kiện: tgβi/tgβ1 = ri/r1 Ở đây: βi, ri – Góc nghiêng và bán kính vòng lăn của bánh răng tay số thứ itrục trung gian. β1, r1 – Góc nghiêng và bán kính vòng lăn của bánh răng luôn luôn ănkhớp với bánh răng trục sơ cấp. Thực tế, lực chiều trục không thể cân bằng hoàn toàn và trên nhiều ôtô máykéo người ta sử dụng các bánh răng có góc nghiêng β như nhau, để tạo điều kiệnthuận lợi cho công nghệ và sửa chữa. Theo số liệu thống kê, góc nghiêng các bánh răng hộp số ôtô hiện nay nằmtrong khoảng:Sinh viên: Võ Như Tuấn 15 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô – Đối với ôtô du lịch hộp số 3 trục: β = 22 0 ÷ 340 – Đối với ôtô vận tải và khách: β = 180 ÷ 300 Theo xe thiết kế ta chọn: β = 220 Góc nghiêng β sau khi chọn cần phải tính chính xác lại theo khoảng cáchtrục và các thông số khác của bánh răng. c. Xác định số răng của các bánh răng hộp số thiết kế. Đối với hộp số 3 trục, các số truyền đều phải qua hai cặp bánh răng, trongđó có một cặp bánh răng được dùng chung cho tất cả các số truyền (trừ số truyềnthẳng) gọi là cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp. Nghĩa là nó luôn làm việc với bất kìgài số truyền nào (trừ số truyền thẳng). Vì vậy khi phân chia tỷ số truyền cho cặpbánh này cần phải có giá trị đủ nhỏ để vừa đảm bảo tuổi thọ cho cặp bánh răng luônluôn ăn khớp, vừa để cho số răng chủ động của cặp bánh răng gài số ở số truyềnthấp không được quá nhỏ. Gọi Zg1, Zg2, Zg3, Zg4 : là số răng của các bánh răng trên trục trung gian. Z’g1, Z’g2, Z’g3, Z’g4 : là số răng của các bánh răng trên trục thứ cấp. Za, Z’a : là số răng của các bánh răng luôn luôn ăn khớp. ig1, ig2, ig3, ig4 : là tỷ số truyền của các bánh răng; Zg1 – Z’g1; Zg2 – Z’g2;Zg3 – Z’g3; Zg4 – Z’g4. ia : tỷ số truyền của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp. Kinh nghiệm cho thấy, tỷ số truyền ih1 phân phối tương đối hợp lý, nếuZg1 = 12 ÷ 16 – Đối với hộp số ôtô tải và khách (thường có ih1 = 6 ÷ 8). Như vậy đối với hộp số thiết kế với ih1 = 5,8 ta chọn: Zg1 = 16 (răng). Từ công thức kinh nghiệm: mn .( Z g1  Z “g1 ) A 2 cos  Z ” g1 ig1  Z g1 2. A.cos  Suy ra: ig1  1 mn .Z g1 Các số liệu đã chú thích ở trên.Sinh viên: Võ Như Tuấn 16 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô 2.188 Ta có: ig1   1  2,6875 4.16 Vậy tỷ số truyền của cặp bánh răng truyền động chung (luôn luôn ăn khớp) ih1 5,8 ia    2,158 ig1 2,6875 Và tỷ số truyền của các cặp bánh răng khác. ih 2 3,7 ig 2    1,714 ia 2,158 ih 3 2,4 ig 3    1,112 ia 2,158 ih 4 1,5 ig 4    0,695 ia 2,158 Theo công thức trên ta sẽ xác định được số răng của các bánh răng chủ độngtương ứng: 2.A. cos  Z gk  mn .(1  igk )  22.3,1416  2.118. cos  Za   180   19,79 3,51  2,158 Chọn: Za = 20 (răng)  22.3,1416  2.118. cos  Zg2   180   23,03 3,5.1  1,714 Chọn: Zg2 = 23 (răng)  22.3,1416  2.118. cos  Zg3   180   29,6 3,5.1  1,112 Chọn: Zg3 = 30 (răng)  22.3,1416  2.118.cos  Zg4   180   36,8 3,5.1  0,695 Chọn: Zg4 = 37 (răng)Sinh viên: Võ Như Tuấn 17 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Số răng bị động của các cặp bánh răng ăn khớp tương ứng được xác địnhtheo tỷ số truyền gài số của chính nó: Z’gk = Zgk.igk Ta có: Z’g1 = 16.2,6875 = 43 (răng) Z’g2 = 23.1,714 = 39,4 lấy Z’g2 = 40 (răng) Z’g3 = 30.1,112 = 33,36 lấy Z’g3 = 33 (răng) Z’g4 = 37.0,695 = 25,7 lấy Z’g4 = 26 (răng) Z’a = 20.2,158 = 43,16 lấy Z’a = 43 (răng) Tính chính xác lại khoảng cách trục do làm tròn số răng: mn .Z a  Z “a  3,520  43 A   119 (mm) 2. cos   22.3,1416  2.cos   180  Tính chính xác lại góc nghiêng của bánh răng để đảm bảo khoảng cách trụccủa chúng đều bằng: mk .Z k  Z “k  cos  k  2. A * Xác định số răng của bánh răng gài số lùi. Gọi: Zl1 – là số răng của bánh răng số lùi lắp trên trục trung gian. Z’l1, Zl2 – là số răng của bánh răng số lùi lắp trên trục số lùi. Z’l2 – là số răng của bánh răng số lùi lắp trên trục thứ cấp. Ta có: ihl 6,96 igl    3,225 ia 2,158 Để dẫn động bánh răng số lùi dùng một trục trung gian (gọi là trục số lùi). Để đảm bảo sự ăn khớp và tránh hiện tượng cắt chân răng ta chọn: Zl1 = 16 (răng)Sinh viên: Võ Như Tuấn 18 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô Zl2 = 16 (răng) Z’l2 = Z’g1 = 43 (răng) Ta có: igl = igl1.igl2 igl2 = Z’l2/Zl2 = 43/16 = 2,6875 Suy ra: igl1 = igl/igl2 = 3,225/2,6875 = 1,2 Z’l1 = igl1.Zl1 = 1,2.16 = 19,2 Chọn: Z’l1 = 19 (răng) Vậy tỷ số truyền thực tế của tay số lùi: Z “a Z “l1 Z “l 2 43 19 43 ihl = ia.igl = ia.igl1.igl2 = . .  . .  6,86 Z a Z l1 Z l 2 20 16 16 Xác định khoảng cách trục số lùi với trục trung gian (Ltg) và trục thứ cấp(Ltc). Khoảng cách trục được xác định theo số răng và mô đuyn của bánh răng dựavào công thức: mn .Z  Z “ L 2. cos  Trong đó: L – Khoảng cách trục (mm) m n – mô đuyn của bánh răng (mm) Z, Z’ – Số răng của bánh răng chủ động và bị động Ta có: 3,5.16  19  Ltg   66  22.3,1416  2. cos   180  4.16  43 Ltc   118 2 Kết quả tính toán các thông số bánh răng được cho bảng:Tỷ số truyền iz ia =2,15 ig1 = 2,6875 ig2 = 1,739 ig3 = 1,1 ig4 = 0,7Số răng chủ động 20 16 23 30 37Số răng bị động 43 43 40 33 26Mô đuyn m 3,5 4 3,5 3,5 3,5Sinh viên: Võ Như Tuấn 19 06C4LTĐồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtôGóc nghiêng β 2206’30” 0 22 06’30” 22 06’30” 22 06’30”Tỷ số truyền hộp ih1 = ia.ig1 = ih2 = ia.ig2 = ih3 = ia.ig3 = ih4 = ia.ig4 ih5 = 1số 5,778 3,738 2,365 = 1,505 Chú ý rằng, để đảm bảo cho các bánh răng cùng lắp trên trục có cùngkhoảng cách, các bánh răng trong ôtô và máy công trình phải được chế tạo theo sựdịch chỉnh. Hệ số dịch dao tổng cộng ζk của các cặp bánh răng thứ k phải thoả mãnđiều kiện ăn khớp đúng như sau: 2. A   k .mk . cos  k Zk   Z”  mk 1  k    Zk   d. Kích thước hộp số a. Đường kính trục. Đường kính trục của hộp số được chọn chủ yếu theo điều kiện cứng vững,dựa vào các công thức kinh nghiệm sau: – Đường kính trục sơ cấp (phần then hoa): d 1 = Kd.(Memax)1/3 (mm) Ở đây: Kd = 4,0 ÷ 4,6 – Hệ số kinh nghiệm Chọn Kd = 4,6 Memax – Mômen cực đại của động cơ (Nm) Ta có: d 1 = 4,6.400 1/3 = 33,89 (mm) chọn d 1 = 34 (mm) – Đường kính trục trung gian (d2) và trục thứ cấp (d3): + Ở phần giữa (đối với trục bậc): Đối với trục trung gian đóng vai trò trục sơ cấp của bánh răng gài số igk. Ta có: d 2 = 4,5.(Mmax)1/3 Trong đó: Mmax = Memax.ia = 400.2,15 = 860 d 2 = 4,5.8601/3 = 42.79 Chọn: d 2 = 43 Sinh viên: Võ Như Tuấn 20 06C4LT