ĐỒ án môn học THIẾT kế cơ KHÍ TRONG CÔNG NGHỆ ô tô tên đề tài hộp số sàn 3 TRỤC

Trong các bánh răng ở trụctrung gian sẽ có một bánh răng ăn khớp với bánh răng của trục sơ cấp, do đó khitrục sơ cấp xoay, bánh răng quay theo dẫn đến cả trục trung gian sẽ quay.- Trục t

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRONG CÔNG NGHỆ Ô TÔ TÊN ĐỀ TÀI: HỘP SỐ SÀN 3 TRỤC

Giảng viên hướng dẫn: HUỲNH QUANG THẢO

SVTH: CAO GIA HƯNG Mã SV:2082500245 Lớp: 20DOTC4SVTH: VÕ HÀN QUỐC Mã SV:2082500399 Lớp: 20DOTC4SVTH: VÕ TẤN QUÂN Mã SV:2082500393 Lớp: 20DOTC4

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Khoa/Viện: Viện kỹ thuật

Tp.HCM, ngày 14 tháng 06 năm 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TÊN MÔN HỌC : ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRONG CN Ô TÔ

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

1.Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm: 03):

- CAO GIA HƯNG MSSV: 2082500245 Lớp: 20DOTC4

- Giáo trình Thiết kế cơ khí trong công nghệ ô tô

- Giáo trình Kết cấu ô tô

- Tài liệu đào tạo hộp số sàn ô tô

4.Nội dung nhiệm vụ:

- Tìm hiểu nguyên lý hộp số sàn ô tô

- Đo kiểm các thông số của hộp số sàn

- Sử dụng các công cụ CAD để vẽ các chi tiết trong hộp số sàn (2D, 3D)

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên) TP HCM, ngày 08 tháng 03 năm 2022Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

🙚🙚🙚

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy Huỳnh Quang Thảo,

người thầy mà đã đồng hành cùng tụi em trong suốt quãng đường vừa qua, tuy thời giankhông nhiều nhưng em thấy thầy thực sự là một người thầy có trách nhiệm đối với sinhviên từ kiến thức giảng dạy cho đến những kiến thức về cuộc sống, không những thầy

đã tận tâm chỉ bảo cho chúng em từng chút một về bài giảng, những kiến thức chuyênmôn, mà còn truyền động lực, niềm đam mê trong môn học cũng như trong ngành nghề

Nhưng do kiến thức của tụi em còn hạn chế và khả năng tiếp thu bài giảng còn gặpnhiều yếu kém, mặc dù tụi em đã cố gắng tìm tòi và học tập để hoàn thành đồ án thậttốt nhưng chắc chắn rằng sẽ vẫn gặp nhiều thiếu sót và sai lầm, em rất mong thầy sẽnhận xét và đóng góp ý kiến để bài đồ án của tụi em được hoàn thiện hơn Em chúcthầy sức khỏe và gặp thật nhiều may mắn trên con đường của mình Một lần nữa emthật sự cảm ơn thầy rất nhiều

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 6

1.1 Đặt vấn đề: 6

1.2 Mục tiêu đề tài: 6

1.3 Nội dung đề tài: 6

1.4 Phương pháp nghiên cứu: 7

1.5 Kết cấu của đồ án: Gồm 4 chương 7

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 8

2.1 Công dụng 8

2.2 Yêu cầu 8

2.3 Cấu tạo 8

2.4 Nguyên lý hoạt động 9

2.5 Cơ cấu chuyển động 15

CHƯƠNG 3: THI CÔNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 17

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 18

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề:

Ngành công nghiệp ô tô được đánh giá là một trong những ngành công nghiệp đi đầu,kéo theo sự phát triển của các ngành công nghiệp khác Công nghiệp ô tô là “kháchhàng” của nhiều ngành công nghiệp có liên quan như: kim loại, cơ khí, điện tử, hóachất,… Vì vậy, sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp ô tô được xem là nhân tốtác động tích cực thúc đẩy các ngành có liên quan phát triển, tạo động lực xây dựng nềncông nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Chính vì có vai trò quan trọng như vậy nênnghành công nghiệp ô tô cần đòi hỏi một đội ngũ kĩ sư, công nhân kĩ thuật am hiểuchuyên sâu, giàu kinh nghiệm cũng như tay nghề cao Nhận ra được điều đó trường ĐạiHọc Công Nghệ TPHCM (HUTECH) luôn luôn đào tạo và phát triển không ngừng nghỉ

về chất lượng cũng như số lượng giảng viên và sinh viên của đa nghành nghề nói chung

và đặc biệt về ngành công nghệ kĩ thuật ô tô nói riêng Một trong những môn học đượcxem là xương sống, mũi nhọn của nghề đó chính là môn học “ Đồ Án Thiết Kế Cơ KhíTrong Công Nghệ Ô Tô ”, để hiểu sâu hơn cũng như trau dồi kinh hơn về môn học nàynhóm em đã được trực tiếp làm Đồ Án được mang tên “ Thiết Kế Cơ Khí Hộp Số Sàn

Ô Tô ”

1.2 Mục tiêu đề tài:

Mục đích của đề tài này là giúp cho sinh viên có thêm một số kinh nghiệm về kết cấu,cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hộp số sàn 3 trục, qua đó có thể xử lý một cách tốtnhất khi gặp vấn đề đối với hộp số này và tiếp tục thực hiện những công trình lớn hơnnhư đề tài nghiên cứu khoa học, đồ án tốt nghiệp, v.v Bên cạnh đó mục tiêu của đề tàicòn giúp cho sinh viên làm quen với việc nghiên cứu, khả năng đo lường, tự mình đọc

và xử lý tài liệu, kĩ năng mềm như Solidwork, CAD sắp xếp các ý tưởng thành mộtvăn bản để chứng minh một vấn đề được đặt ra, qua đó nâng cao kiến thức và tinh thần

tự học của mình

1.3 Nội dung đề tài:

- Tìm hiểu nguyên lý hộp số sàn ô tô

- Đo kiểm các thông số của hộp số sàn

- Sử dụng các công cụ CAD để vẽ các chi tiết trong hộp số sàn (2D, 3D)

- Lắp ráp, dựng bản vẽ 3D hộp số sàn

1.4 Phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu lý thuyết từ tài liệu môn học và trực tiếp đo lường các chi tiết của hộp số

3 trục, từ đó dựa vào các thông tin, số liệu có được để đưa ra kết luận trình bày trong đồ

án của nhóm

1.5 Kết cấu của đồ án: Gồm 4 chương.

- Chương 1: Giới thiệu đề tài

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết

- Chương 3: Thi công mô hình, mô phỏng

- Chương 4: Kết luận và hướng phát triển

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Công dụng.

- Nhằm thay đổi tỉ số truyền và momen xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động

phù hợp với momen cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất của động cơ

- Giúp cho xe thay đổi được chiều chuyển động như tiến hoặc lùi

- Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc không cần tách ly hợp

- Dẫn động momen xoắn ra ngoài cho các bộ phận khác đối với các xe chuyên dụng

2.2 Yêu cầu.

- Có tỉ số truyền thích hợp để đảm bảo chất lượng động lực học và tính kinh tế, nhiênliệu của ô tô

- Có khả năng trích công suất ra ngoài để dẫn động các thiết bị phụ

- Điều khiển sang số đơn giản, nhẹ nhàng

- Hiệu suất truyền động cao

- Kết cấu gọn gàng, chắc chắn, dễ điều khiển, bảo dưỡng hoặc kiểm tra khi bị hỏng

2.3 Cấu tạo.

- Các bánh răng: Bộ phận chính đảm nhận việc thay đổi tỉ số truyền

- Trục hộp số có 3 trục gồm: Trục sơ cấp, trục trung gian, trục thứ cấp

- Bộ đồng tốc: Giúp tốc độ của các bánh răng được đồng đều, tránh tình trạng va đậpgiữa các bánh răng

+ Ống trượt: Có ba phần nhô ra được xoi bên trong ống moayơ để đẩy lò xo khoá trongquá trình đồng tốc hoá

+ Moayơ đồng tốc: Xung quanh moayơ đồng tốc có 3 vấu để hãm chặt vòng đồng tốc

và lò xo khoá

+ Lò xo khoá: Lò xo khoá có bốn vấu, một vấu để hãm chặt bản thân lò xo, còn ba vấukia giữ các khoá chuyển số

+ Vòng đồng tốc: Có ba rãnh để gài các vấu của lò xo khoá tại ba điểm dọc theo chu vicủa vòng Một đoạn của rãnh xoi này được vát mép.

- Ổ bi: Bộ phận này giúp chuyển hóa ma sát trượt thành ma sát lăn, giảm thiểu tiếng ồnkhi hộp số hoạt động, kéo dài tuổi thọ của hộp số

- Vỏ và nắp hộp số: Bộ phận này có vai trò bao bọc và bảo vệ các chi tiết bên trong củahộp số

- Khóa hãm: Được bố trí giữa các trục nhằm tránh trường hợp gài hai số cùng lúc

- Cần số: Làm thay đổi , làm thay đổi sức kéo và tốc độ chuyển động của xe ô tô

2.4 Nguyên lý hoạt động.

- Hộp số 3 trục: 5 tiến 1 lùi:

- Trục sơ cấp: trục có các bánh răng dẫn động Nó tiếp nhận momen truyền từđộng cơ thông qua ly hợp vào hộp số

- Trục trung gian: trục có các bánh răng chủ động Trong các bánh răng ở trụctrung gian sẽ có một bánh răng ăn khớp với bánh răng của trục sơ cấp, do đó khitrục sơ cấp xoay, bánh răng quay theo dẫn đến cả trục trung gian sẽ quay.

- Trục thứ cấp: Trục có các bánh răng bị động Mỗi bánh răng sẽ ăn khớp với mộtbánh răng ở trục trung gian tạo nên các cặp bánh răng tương ứng với từng cấp

số, khi bánh răng trung gian quay, bánh răng trên trục thứ cấp cũng quay và dẫnđộng tới các bộ phận tiếp theo

- Cấp số tiến: Trục thứ cấp ở phía đầu ra sẽ nhận được lực truyền động từ trục sơcấp ở phía đầu vào, thông qua sự ăn khớp của một trong các cặp bánh răng chủđộng và bị động Lúc này lực đẩy được truyền theo thứ tự giảm dần từ động cơ

=> ly hợp => trục sơ cấp của hộp số => trục trung gian => trục thứ cấp => trụcdẫn động

- Tỷ số truyền của hộp số:

Trong đó:

n1: số vòng quay của bánh răng chủ động

n2: số vòng quay của bánh răng bị động

Z1: số răng của bánh răng chủ động

Z2: số răng của bánh răng bị động + Số 1: Để gài số 1, ta điều khiển gắp số 1-2 dịch chuyển sang phải cho vấu gài

ăn khớp với bánh răng 1’, khi đó dòng truyền momen từ trục sơ cấp => bánh

răng A => bánh răng B => trục trung gian => bánh răng 1 => bánh răng 1’, gắp

số 1-2 => trục thứ cấp của hộp số

Tỉ số truyền của tay số 1:

: số răng của bánh răng trục sơ cấp: số răng của bánh răng truyền lực thẳng ở trục trung gian: tỉ số truyền của tay số 1

: số răng của bánh răng tay số 1 ở trục trung gian (chủ động): số răng của bánh răng tay số 1 ở trục thứ cấp (bị động)+ Số 2: Để gài số 2, ta điều khiển gắp số 1-2 dịch chuyển sang trái cho vấu gài

ăn khớp với bánh răng 2’, khi đó dòng truyền momen từ trục sơ cấp => bánhrăng A => bánh răng B => trục trung gian => bánh răng 2 => bánh răng 2’, gắp

số 1-2 => trục thứ cấp của hộp số

Tỉ số truyền của tay số 2:

: số răng của bánh răng trục sơ cấp

A

B

11

’’

: số răng của bánh răng truyền lực thẳng ở trục trung gian: tỉ số truyền của tay số 2

: số răng của bánh răng tay số 2 ở trục trung gian (chủ động): số răng của bánh răng tay số 2 ở trục thứ cấp (bị động)

+ Số 3: Để gài số 3, ta điều khiển gắp số 3-4 dịch chuyển sang phải cho vấu gài

ăn khớp với bánh răng 3’, khi đó dòng truyền momen từ trục sơ cấp => bánhrăng A => bánh răng B => trục trung gian => bánh răng 3 => bánh răng 3’, gắp

số 3-4 => trục thứ cấp của hộp số

Tỉ số truyền của tay số 3:

: số răng của bánh răng trục sơ cấp: số răng của bánh răng truyền lực thẳng ở trục trung gian: tỉ số truyền của tay số 3

: số răng của bánh răng tay số 3 ở trục trung gian (chủ động): số răng của bánh răng tay số 3 ở trục thứ cấp (bị động)

A

B

2’

2

+ Số 4: Để gài số 4, ta điều khiển gắp số 3-4 dịch chuyển sang trái cho vấu gài

ăn khớp với bánh răng A, khi đó dòng truyền momen từ trục sơ cấp => bánhrăng A => gắp số 3-4 => trục thứ cấp của hộp số ( truyền thẳng )

Tỉ số truyền của tay số 4: tỉ số truyền không đổi ( truyền thẳng)

: tỉ số truyền của tay số 4

+ Số 5: Để gài số 5 ta điều khiển gắp số 5 dịch chuyển sang phải cho vấu gài ănkhớp với bánh răng 5’, khi đó dòng truyền momen từ trục sơ cấp => bánh răng A

=> bánh răng B => trục trung gian => bánh răng 5 => bánh răng 5’, gắp số 5=>

Tỉ số truyền của tay số 5:

: số răng của bánh răng trục sơ cấp: số răng của bánh răng truyền lực thẳng ở trục trung gian: tỉ số truyền của tay số 5

: số răng của bánh răng tay số 5 ở trục trung gian (chủ động): số răng của bánh răng tay số 5 ở trục thứ cấp (bị động)

+ Cấp số lùi: Bánh răng thêm vào giữa một cặp bánh răng chủ động và bị động

Khi chuyển cần số về số lùi, bánh răng trung gian (bánh răng lùi) sẽ ăn khớp vớibánh răng chủ động và bị động Lúc này bánh răng chủ động sẽ dẫn động chobánh răng bị động, nhưng thông qua bánh răng trung gian làm bánh răng bị độngquay ngược chiều, khiến trục thứ cấp chuyển động lùi Nhờ nguyên lý làm việcnày xe có thể di chuyển lùi một cách dễ dàng và trơn tru hơn

Tỉ số truyền của tay số lùi:

A

5”

: số răng của bánh răng trục sơ cấp: số răng của bánh răng truyền lực thẳng ở trục trung gian: tỉ số truyền của tay số lùi

: số răng của bánh răng tay số lùi ở trục trung gian (chủ động): số răng của bánh răng tay số lùi ở trục thứ cấp (bị động): số răng của bánh răng trung gian số lùi

- Từ những phương pháp tính tỷ số truyền của từng tay số, suy ra:

Số vòng quay và số răng của bánh răng ở từng tay số tỉ lệ nghịch với nhau ()

Tỷ số truyền giảm (i>1), mô men giảm và công suất tăng Lúc này số vòng quaycủa bánh răng ở trục thứ cấp (bị động) lớn và số vòng quay của bánh răng ở trụctrung gian(chủ động) thì lại nhỏ Xe thường vận hành với tốc độ cao ở tay số lớn

Tỷ số truyền tăng (i<1), mô men tăng và công suất giảm Lúc này số vòng quaycủa bánh răng ở trục thứ cấp (bị động) nhỏ và số vòng quay của bánh răng ở trục

A

B

6’

6

trung gian (chủ động) thì lại lớn Xe thường vận hành ở tốc độ thấp với lức kéo lớn

ở tay số nhỏ

Tỷ số truyền không đổi ( tỷ số truyền thẳng): i=1 ở tay số 4

- Nguyên lý hoạt động của cơ cấu đồng tốc loại có khóa:

 Ưu điểm của hộp số khi có bộ đồng tốc:

+ Thuận tiện cho người lái vì không phải điều khiển ly hợp hai lần cụ thể là đạp

+ Giữa quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển tiếp cận chuyển số, lực đặt trên ốngtrượt sẽ thắng lực lò xo của khóa chuyển số và ống trượt trùm lên phần nhô racủa khóa này.

+ Kết thúc quá trình đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng tốc trở nênmạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số Điều này làm đồng bộ tốc độ củabánh răng so với tốc độ của ống trượt gài số Khi tốc độ của ống trượt gài số vàbánh răng số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quaycủa trục sơ cấp Do đó, các then của ống trượt gài số ăn khớp với các rãnh thencủa vòng đồng tốc

+ Kết thúc chuyển số: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh thencủa vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then củabánh răng số Khi đó việc chuyển số sẽ kết thúc

+ Lưu ý: Nếu mặt trong của vòng đồng tốc và mặt côn của bánh răng số bị mòn,không thể đồng tốc cả hai tốc độ được sẽ có tiếng kêu bất thường và khó chuyển

số

2.5 Cơ cấu chuyển động

- Cơ cấu gài số của hộp số 3 trục cơ bản là cấu thành từ các bộ phận: cần số, ốngtrượt, càng sang số, lò xo định vị, chốt hãm và khoá bảo hiểm số lùi, cơ cấu nàygiúp di chuyển các bánh răng hoặc di chuyển bộ đồng tốc của hộp số để gài sốhay nhả số cụ thể là dưới tác động của cần số điều khiển càng sang số gắp lấyống trượt với bánh răng ở bên trong, để tránh cần số xoay lung tung khi sang số

ta bố trí chốt hãm ở cần số Trên ống trượt ta lắp càng sang số và đầu gạt số Đầudưới cần số cắm vào lỗ khuyết ở đầu gạt số Muốn sang số, ta đẩy đầu cuối trêncần số vào vị trí nhất định, đầu cuối dưới cần số qua đầu gạt di chuyển ống trượtcùng với càng sang số và bánh răng gài số vào số cần thiết Trên con trượt cónhiều lỗ khuyết, số lượng lỗ khuyết đó tương ứng với số lượng số cần gài bởiống trượt và có một rãnh dành cho vị trí trung gian.ở vị trí gài số hay vị trí trunggian, dưới tác động của lò xo, hòn bi di chuyển vào chỗ lõm và hãm ống trượt ở

vị trí nhất định Để di chuyển ống trượt khi sang số cần phải có một lực đủ đểkéo hòn bi ra khỏi chỗ lõm

- Trong khi sang số, đầu dưới cần số có thể lắp vào chỗ nối của hai đầu gạt số,

do đó sẽ di chuyển hai ống trượt cùng một lúc, như vậy sẽ xảy ra trường hợp gài

2 số một lúc, lúc này khả năng cao sẽ diễn ra tình trạng gãy răng Để ngăn ngừaviệc đó ta thiết kế các chốt hãm Chốt hãm chế tạo theo dạng hình tròn hoặc thỏidài, lắp vào trong rãnh ở giữa các ống trượt Việc di chuyển một trong các ốngtrượt không thể thực hiện được khi một phần hòn bi hay đầu cuối của thân khoáhãm chưa nằm gọn vào lỗ lõm của ống trượt bên cạnh và chưa được hãm lại Đểngăn ngừa tình trạng vào nhầm số lùi khi đang đi số tiến vì trường hợp đó sẽ dẫnđến vỡ ly hợp đồng thời khóa cứng bánh xe gây ra tình trạng rất nguy hiểm nên

ở cần số ta có lắp khoá bảo hiểm số lùi, khoá bảo hiểm gồm có piston với lò xolắp ở đầu gạt số Khi muốn sang số lùi ta cần dùng một lực lớn để đẩy cần số