Thiết kế cầu chủ động xe 3 tấn

Đặc điểm nhận dạng của truyền lực chính loại này là trục của các bánh răng không cắt nhau 1.3.2 Yêu cầu của cụm vi sai + Phân phối mô men xoắn giữa các bánh xe hay giữa các trục theo tỷ

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, ngành công nghiệp ô tô trên thế giới đã phát triển ở một trình độ rất cao Nó ứng dụng thành tựu của rất nhiều nghành khoa học kỹ thuật khác nhau như: Vật liệu, điện tử, công nghệ thông tin nhằm phục vụ một cách tốt nhất cho nhu cầu đời sống ngày càng cao của con người.

Ở nước ta hiện nay, thị trường ô tô đang sôi động với nhiều doanh nghiệp tham gia sản xuất lắp ráp ô tô Trong số các doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài, đa số các doanh nghiệp tham gia sản xuất lắp ráp xe du lịch, còn các doanh nghiệp tham gia vào sản xuất lắp ráp xe tải chiếm số lượng rất nhỏ Sản lượng của các doanh nghiệp trong nước và doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài chỉ chiếm hơn 20%, còn lại gần 80% là nhập các xe đã qua sử dụng của các nước như: Hàn Quốc, Nhật Bản, Đức, Nga, Trung Quốc Nhiều doanh nghiệp đã nhập sắtxi về

và thiết kế chế tạo thành xe ô tô dùng trong các lĩnh vực khác nhau đặc biệt là chở hàng hoá Điều đó đã đáp ứng được phần nào nhu cầu về xe tải trong khi nền công nghiệp ô tô của nước ta chưa đáp ứng được

Trong giai đoạn vừa qua, tỷ lệ nội địa hoá ở các sản phẩm ôtô VN chủ yếu tập trung vào một số chi tiết, phụ tùng như khung vỏ, săm lốp, nhựa, cao su… một phần

đã và đang thực hiện là động cơ hộp số chủ yếu là trong hệ thống truyền lực, chi tiết

cơ khí Cụm Cầu chủ động là một trong các cụm chi tiết chính của hệ thống truyền lực, đảm bảo truyền động đến các bánh xe chủ động Cầu chủ động hoàn toàn có khả năng nội địa hoá bằng công nghệ trong nước Theo bản quy hoạch đã được chính phủ phê phê duyệt đến năm 2010, tỷ lệ sản suất trong nước đối với hầu hết các chủng loại sản phảm ô tô phải đạt trên 50%, phấn đấu xuất khẩu ô tô và phụ tùng đạt 5 – 10 % tổng sản lượng của ngành

Do trình độ và thời gian có hạn nên Đồ án của em khó tránh khỏi thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy và các bạn Em xin trân thành cảm

ơn thầy giáo CHU VĂN HUỲNH, cùng các thầy trong bộ môn Ô tô - trường ĐH CÔNG NGHỆ GTVT đã tận tình hướng dẫn và cho em những ý kiến quí báu để em

hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Hà nội, Ngày … tháng … năm 2014

sinh viên thực hiện

Nguyễn Tiến Hoàn

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực của ô tô là hệ thống tất cả các cơ cấu nối từ động cơ tới bánh

xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị mômen truyền Vậy kết cấu của hệ thống truyền lực là:

Ly hợp → Hộp số → Hộp phân phối→ Các đăng → Các cầu chủ động → bán trục → Bánh xe.

Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực:

Hình 1.1:Hệ thống truyền lực 1.Cơ cấu lái 7.Bình khí nén

2.Động cơ 8.Thùng nhiên liệu

3.Hộp số 9 Các đăng dẫn động cầu trước

4.Trục các đăng dẫn động cầu sau 10.Các đăng nối hộp số hộp phân phối 5.Cầu sau 11.Hộp phân phối

6 bình ắc quy 12.Cầu trước

1.2 Truyền lực chính

1.2.1 Công dụng

Truyền lực chính dùng để tăng mô men và truyền mô men quay từ trục các đăng đến các bánh xe chủ động của ôtô theo một tỷ số truyền nhất định, đồng thời có thể chuyển hướng truyền mô men

1.2.2 Yêu cầu chung của truyền lực chính

- Phải có tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo và tính kinh tế nhiên liệu của ôtô

- Có kích thước nhỏ gọn để tăng khoảng sáng gầm xe

- Có hiệu suất truyền động cao

- Đảm bảo độ cứng vững tốt, làm việc không ồn, tuổi thọ cao

- Trọng lượng cầu phải nhỏ để giảm trọng lượng phần không được treo

1.2.3 Phân loại truyền lực chính

Theo số lượng bánh răng truyền lực chính có hai dạng:

+ Loại đơn gồm một cặp bánh răng ăn khớp

+ Loại kép gồm hai cặp bánh răng ăn khớp

a Truyền lực đơn lại có thể phân loại theo dạng bánh răng:

+ Loại bánh răng côn răng thẳng

+ Loại bánh răng côn răng xoắn

+ Loại bánh răng hypoit

+ Loại trục vít bánh vít

a b c d

Hình 1.2: Các dạng truyền lực chính đơn.

a, Truyền lực chính bánh răng côn b, Truyền lực chính Hypoid

c, Truyền lực chính bánh răng trụ d, Truyền lực chính trục vít bánh vít

b Truyền lực kép có thể được phân thành hai loại:

+ Truyền lực trung tâm với cả hai cặp bánh răng được bố trí trong cùng một cụm nằm giữa hai bánh xe chủ động.

+ Truyền lực chính kép bố trí không tập trung với cặp bánh răng thứ hai được

bố trí tại các dẫn động tới các bánh xe chủ động

c Theo số cấp số có thể phân truyền lực chính thành:

+ Truyền lực chính một cấp (chỉ có một tỉ số truyền duy nhất)

+ Truyền lực chính hai cấp (có hai cấp số được điều khiển bởi người lái)

1.2.4 Cấu tạo truyền lực chính

Truyền lực chính đơn có kết cấu gọn nhẹ, đơn giản dễ sản xuất và bảo dưỡng sửa chữa, giá thành thấp nên được sử dụng phổ biến trong các hệ thống truyền lực ô tô Tuy nhiên do chỉ có một cặp bánh răng, nên tỉ số truyền của truyền lực chính dạng này

bị giới hạn (i0 < 7) và khả năng chịu tải không lớn sẽ phải tăng mô đun răng, điều này dẫn đến tăng kích thước bánh răng và giảm khoảng sáng gầm xe

Truyền lực dạng hypoid được sử dụng ngày càng rộng rãi trên các loại ô tô do

có những ưu điểm nổi trội: khả năng chịu tải lớn, làm việc êm dịu và không ồn Đặc điểm nhận dạng của truyền lực chính loại này là trục của các bánh răng không cắt nhau

1.3.2 Yêu cầu của cụm vi sai

+ Phân phối mô men xoắn giữa các bánh xe hay giữa các trục theo tỷ lệ đảm bảo sử dụng trọng lượng bám tối đa ở các bánh xe

+ Kích thước vi sai phải nhỏ gọn để dễ bố trí

+ Có hiệu suất truyền động cao.

1.3.3 Phân loại vi sai

a Theo kết cấu gồm có:

+ Vi sai với các bánh răng côn

+ Vi sai với các bánh răng trụ

+ Vi sai tăng ma sát

b Theo đặc tính phân phối mô men xoắn gồm có:

+ Vi sai đối xứng loại mô men xoắn được phân phối đều ra hai bán trục

+ Vi sai không đối xứng mô men xoắn phân phối không đều ra hai bán trục

Khi mô men được truyền từ động cơ đến bánh răng chủ động 1, qua bánh răng bị động

4, đến vỏ vi sai 3,5 do vỏ vi sai được lắp trên bánh răng bị động nên vỏ vi sai quay, trên vỏ vi sai lắp chốt chữ thập có gắn các bánh răng hành tinh

nên chốt quay Trong trường hợp hệ số bám của hai bên bánh xe như nhau thỡ chốt chữ thập và bánh răng hành tinh đóng vai trò như một khóa gài khi đó chỉ có bánh răng bán trục quay làm bán trục quay

Trong trường hợp hệ số bám của hai bên bánh xe như nhau thì chốt chữ thập và bánh răng hành tinh đóng vai trò như một khóa gài khi đó chỉ có bánh răng bán trục quay làm bán trục quay Trường hợp hệ số bám trên hai bánh xe khác nhau khi này bánh răng hành tinh quay tương đối với trục chữ thập và ăn khớp với bánh răng bán trục làm cho hai bán trục quay với vận tốc khác nhau

** Nguyên lý hoạt động :

Khi mômen truyền từ động cơ qua bánh răng côn chủ động 1 đến bánh răng côn

bị động 2 qua vỏ vi sai 3 và qua vành ngăn 4 truyền cho cam 5, các đầu cam 5 tỳ lên các vành cam 6 và 7 để truyền ra hai bên nửa trục qua then hoa Nếu sức cản hai bên bánh xe là như nhau thì cả hai nửa trục quay với tốc độ như nhau Lúc này chốt 5 không dịch chuyển tương đối, đối với bề mặt cam 6 và 7 Trong trường hợp sức cản ở trên các bánh chủ động là khác nhau sẽ có một bên bánh xe quay nhanh và một bên bánh xe quay chậm, cam 5 sẽ cùng quay với bộ phận chủ động 3 đồng thời dịch chuyển theo chiều hướng chiều trục Khi đó xảy ra sự trượt ở bề mặt làm việc của cam

đối với bề mặt làm việc của vành cam Trên mặt cam của nửa trục quay chậm tốc độ trượt của cam hướng theo chiều quay của bộ phận chủ động, còn ở trờn mặt cam của nửa trục quay nhanh hướng về chiều ngược lại Để hiểu rừ vấn đề này ta xét lực tác dụng trên vi sai cam trong hai trường hợp khi sức cản ở hai bên bánh xe chủ động là như nhau và khi sức cản ở hai bên bánh xe chủ động khác nhau.

Khi sức cản ở hai bên bánh xe chủ động là như nhau thì vành cam đặt 4 tác dụng lên cam 5 lực P ép lên vành cam trong và ngoài những lực pháp tuyến với dạng cam Khi hai bên bánh xe chủ động có sức cản như nhau thì tốc độ góc của vành 4 và hai vành cam bằng nhau

Khi hai bánh chủ động có sức cản khác nhau, nếu một trong số các bánh xe có

xu hướng tăng tốc độ góc thì giữa các chi tiết của vi sai bắt đầu có sự chuyển dịch tương đối và ở các mặt đầu của cam 5 xuất hiện những lực ma sát hướng lên các vành cam quay nhanh và quay chậm về những hướng khác nhau Ở vành cam quay chậm lực ma sát ngược với vận tốc trượt, sẽ hợp với lực chủ động và tăng mômen cho bánh

xe quay chậm Ở vành cam quay nhanh lực ma sát ngược với vận tốc trượt nhưng lại giảm mômen cho bánh xe quay nhanh

độ bền, độ cứng vững cho toàn bộ cơ cấu do đó sẽ làm tăng trọng lượng và kích thước chung của cơ cấu lên

- Mms lớn khi quay vũng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất

Hình 1.4 Vi Sai Cam

1 : Bánh răng côn chủ động 4 : Vành ngăn

2 : Bánh răng côn bị động 5 : Cam

3 : Vỏ vi sai 6 ,7 : Vành cam

c Vi sai tăng ma sát trong cho vi sai đối xứng

Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát cố định

* Cấu tạo

Bộ truyền động loại này gồm có : bộ truyền lực chính (bộ bánh răng vành chậu 1 - côn xoắn 8); bộ vi sai gồm 4 bánh răng hành tinh 4, hai bánh răng côn bán trục 3 đều được lắp thêm hai bộ ly hợp đĩa ma sát

Trục chữ thập có lỗ rộng bên trong có lò xo để ép hai bánh răng côn bán trục cùng với hai bộ ly hợp vào hai nửa khung vi sai Ly hợp ma sát gồm các đĩa thép trượt trên đuôi có then hoa của bánh răng côn bán trục và các đĩa ma sát có tai nằm trong khung vi sai ( các đĩa ma sát này còn được gọi là các đệm chặn lực dọc trục )

Khi chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng, quãng đường lăn của hai bánh

xe bằng nhau, nếu lực cản trên hai bánh xe như nhau, sẽ làm cho các bánh răng bán trục quay cùng tốc độ, như vậy bánh răng hành tinh không quay tròn trục của nó, mà chỉ quay quanh trục của bán trục

Khi chuyển động thẳng, dạng mômen truyền chủ yếu qua cụm vi sai, một phần nhỏ ( có thể bị trượt nhẹ ) truyền qua khớp ma sát

Khi đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau, hoặc lực cản của các bánh xe khác nhau, thì mômen hai bên chênh lệch nhau đúng bằng giá trị

Mt , Mp : mômen trên bán trục quay chậm, bán trục quay nhanh.

Phải dùng loại dầu cầu đặc biệt, không dùng loại dầu thông thường dễ gây sự cố

kĩ thuật, phải sử dụng hai bên lốp có kích cỡ, hoa văn, áp suất như nhau

Mms lớn khi quay vòng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất

Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát không cố định :

* Cấu tạo

Bộ truyền động loại này gồm có : bộ truyền lực chính ( bộ bánh răng vành chậu

2 - côn xoắn 1) bộ vi sai gồm 4 bánh răng hành tinh 7, hai bánh răng côn bán trục 6 đều được lắp thêm hai bộ ly hợp đĩa ma sát 4

Trục chữ thập được thay thế bằng trục 5 cắt nhau theo góc vuông hai trục 5 có khả năng dịch chuyển với nhau theo cả chiều trục lẫn chiều góc nghiêng tương đương

A và B ở các đầu trục Ly hợp ma sát gồm các đĩa thép trượt trên đuôi có then hoa của bánh răng côn bán trục và các đĩa ma sát có tai nằm trong khung vi sai ( các đĩa ma sát này còn được gọi là các đệm chặn lực dọc trục )

* Nguyên lý làm việc:

Khi chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng, quãng đường lăn của hai bánh

xe bằng nhau, nếu lực cản trên hai bánh xe như nhau, sẽ làm cho các bánh răng bán trục quay cùng tốc độ, như vậy bánh răng hành tinh không quay tròn trục của nó, mà chỉ quay quanh trục của bán trục

Khi đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau , hoặc lực cản của các bánh xe khác nhau lúc đó các bánh răng hành tinh ngoài quay cùng vỏ vi sai còn quay trờn trục của nó Khi bánh răng hành tinh quay các mặt nghiêng trên trục

5 sẽ bị dịch chuyển đi thế nào để lực trên ly hợp ma sát 4 truyền đến vỏ vi sai tăng lên đối với nửa trục quay chậm và giảm đi đối với nửa trục quay nhanh

Hình 1.6 Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát không cố định

Phải dùng loại dầu cầu đặc biệt, không dùng loại dầu thông thường dễ gây sự cố

kĩ thuật, phải sử dụng hai bên lốp có kích cỡ, hoa văn, áp suất như nhau

1.4 Các bán trục

1.4.1 Công dụng

Các bán trục dùng để truyền mô men xoắn từ bộ vi sai đến các bánh xe chủ động Trên các loại bán trục không được giảm tải hoàn toàn bán trục cũng được dùng

để tiếp nhận các lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động

1.4.2 Yêu cầu đối với các bán trục

a Yêu cầu chung của bán trục:

+ Phải chịu được mô men xoắn lớn trong khoảng thời gian lâu dài

Bán trục phải thẳng, không được lệch nhất là đối với các xe có khả năng cơ động

+ Đối với bán trục của cầu dẫn hướng chủ động phải đảm bảo tính đồng tâm cho các đoạn trục của bán trục

b Yêu cầu riêng của bán trục sử dụng trên xe có khả năng cơ động

Các bán trục sử dụng cho các xe loại này phải chịu mômen xoắn lớn, vì vậy các bán trục phải được chế tạo chính xác về mặt hình học, và phải có các góc lượn hợp lý

để tránh ứng suất tập trung

1.4.3 Phân loại bán trục

a.Bán trục giảm tải hoàn toàn: bánh xe có moay ơ được lắp trên 2 ổ bi, cả hai ổ

này đều lắp trên vỏ cầu Do hai ổ bi được bố trí cách nhau một đoạn, nên các mô men uốn của các lực tương tác giứa bánh xe và mặt đường ( Z,Y, X) đều được tiếp nhận bởi

vỏ cầu Bán trục dạng này được gọi lầ bán trục giảm tải hoàn toàn, nó không chịu uốn

mà chỉ chịu duy nhất là mômen xoắn Loại này được sử dụng trên các loại ô tô tải

Hình 1.7: Sơ đồ bán trục giảm tải hoàn toàn

Hình 1.7: Sơ đồ bán trục giảm tải hoàn toàn

+ Bán trục giảm tải 3/4: Loại bán trục này khác với bán trục giảm tải hoàn toàn ở chỗ

moay ơ chỉ có một ổ bi Bởi vậy bán trục sẽ phải chịu một phần mô men uốn từ các lực tác dụng lên bánh xe Dạng bán trục này thường ít được sử dụng

Hình 1.8: Sơ đồ bán trục giảm tải 3/ 4

+ Bán trục giảm tải 1/2 : Đầu ngoài của bán trục được đỡ bởi 1 ổ bi nằm trong vỏ cầ

chủ động Trong trường hợp này, moay ơ được trực tiếp bắt lên bán trục Kết cấu dạng này cũng có thể không có moay ơ mà tang trống đươc bắt trực tiếp lên mặt bích ở đuôi của bán trục Với cách bố trí như vậy, bán trục phải chịu toàn bộ mô men uốn của các lực tương tác giữa bánh xe với mặt đường Bán trục dạng này được sử dụng hầu hết trên các loại ô tô con do kết cấu đơn giản

Hình 1.9: Sơ đồ bán trục giảm tải 1/ 2

3 Bán trục 5 Bánh xe

1.5 Vỏ cầu

1.5.1 Công dụng của vỏ cầu

Đối với xe có khả năng cơ động hệ thống treo thường là hệ thống treo phụ thuộc Cầu xe là phần khối lượng không được treo Trong thiết kế cầu xe thường ta phải cố gắng để phần khối lượng không được treo này là nhỏ đến mức có thể Tuy nhiên vỏ cầu phải đáp ứng được các yêu cầu chủ yếu sau:

- Đỡ toàn bộ trọng lượng phần được treo tác dụng lên cầu

- Bao kín và bảo vệ cho bộ truyền lực chính, vi sai và các bán trục để nó có thể hoạt động tốt trong thời gian dài

- Tiếp nhận và truyền các lực từ trên khung xe xuống và các lực từ mặt đường lên

1.5.2 Yêu cầu đối với vỏ cầu

Vỏ cầu phải đảm bảo những yêu cầu cơ bản sau đây:

- Vỏ cầu phải đủ cứng để chịu được trọng lượng của xe, tránh gẫy uốn ảnh hưởng đến các kết cấu bên trong

- Vỏ cầu phải đảm bảo kín để bảo vệ các kết cấu bên trong

- Có kích thước và khối lượng nhỏ để giảm tải trọng xe và tăng khoảng sáng gầm

xe

1.5.3 Phân loại vỏ cầu

- Vỏ cầu liền là loại vỏ cầu thường được sản xuất bằng phương pháp đúc sau đó gia công các bề mặt lắp ghép

- Vỏ cầu rời là loại được lắp ghép từ các tấm rời bằng phương pháp hàn

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CẦU CHỦ ĐỘNG XE TẢI 3 TẤN

2.1 Truyền lực chính

Truyền lực chính để tăng momen xoắn và truyền momen xoắn qua cơ cấu phân chia đến các nửa trục (bán trục) đặt dưới một góc nào đó (thường là 900) đối với trục dọc của ô tô, máy kéo

Xe tải LIFAN được trang bị truyền lực chính đơn, một cấp loại truyền động Hypoit

Tỷ số truyền của truyền lực chính là: i0 = 6.93

Khoảng sáng gầm xe là: H = 240 mm

Hình 2.1 xe tải 3 tấn LIFAN

2.2.1 Cụng dụng

Truyền lực chớnh dựng để tăng mụ men và truyền mụ men quay từ trục cỏc đăng đến cỏc bỏnh xe chủ động của ụtụ theo một tỷ số truyền nhất định, đồng thời cú thể chuyển hướng truyền mụ men

2.2.2 Yờu cầu chung của truyền lực chớnh

- Phải cú tỷ số truyền cần thiết để phự hợp với chất lượng kộo và tớnh kinh tế nhiờn liệu của ụtụ

- Cú kớch thước nhỏ gọn để tăng khoảng sỏng gầm xe

- Cú hiệu suất truyền động cao

- Đảm bảo độ cứng vững tốt, làm việc khụng ồn, tuổi thọ cao

- Trọng lượng cầu phải nhỏ để giảm trọng lượng phần khụng được treo

2.2.3 truyền lực chớnh trờn xe tải 3 tấn LIFAN

Xe sử dụng truyền lực chớnh loại đơn hypoid gồm một cặp bỏnh răng ăn khớp

Hỡnh 2.2: dạng truyền lực chớnh đơn hypoid

Là loại truyền chuyển động mà bánh răng có răng theo đờng cong Đặc điểm quan trọng của loại truyền động này là đờng tâm của bánh chủ động và bánh bị động đợc bố trí lệch nhau một khoảng lệch trục là E Trục chủ động có thể đợc bố trí ở dới hoặc trên tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật của từng xe

+ Ưu điểm của bộ truyền:

- Số răng nhỏ nhất của bánh chủ động là nhỏ ( 5…6 răng)

- Làm việc êm dịu (hơn cả cặp bánh răng côn xoắn)

- Hiệu suất của bộ truyền cao η = 0,94 0,96

- Khi chế tạo bộ truyền động thì không đòi hỏi vật liệu thật tốt

- Có thể dịch chuyển đợc trục của bánh răng chủ động so với bánh răng bị động một khoảng dịch trục: E = (0,125 ữ 0,2).d2

- Trục có kết cấu vững, độ bền lớn, làm việc êm dịu do đờng kính bánh răng chủ

động lớn

- áp suất tổng hợp lên bề mặt răng giảm từ 25% 30% so với bánh răng côn xoắn cùng kích thớc

+ Nhợc điểm của bộ truyền:

- Có sự trợt giữa các răng tăng theo cả chiều dài răng và chiều cao răng Do vậy, khi dùng bộ truyền này ta phải dùng dầu bôi trơn chuyên dùng

- Khi lắp ráp bộ truyền đòi hỏi lắp phải chính xác, bánh răng chủ động phải có

điểm tựa thật chắc chắn

Với tỷ số truyền của truyền lực chính i0 = 6,93 ta sẽ dùng truyền lực chính đơn vì với tỷ số truyền nh vậy ta có thể dùng một cặp bánh răng côn ăn khớp là có thể đảm bảo tỷ số truyền mà kết cấu của cầu xe lại đơn giản, gọn nhẹ Mặt khác, với i0 = 6,93 ta

có thể dùng đợc truyền lực chính loại kép Nhng khi đó kết cấu của bộ truyền sẽ phức tạp lên và kích thớc của cụm cầu tăng lên theo chiều dọc xe do phải bố trí thêm một cặp bánh răng ăn khớp Do đó sẽ làm cho khối lợng phần không đợc treo của xe tăng lên làm ảnh hởng đến quá trình dao động của ôtô khi chuyển động trên đờng không bằng phẳng

Dựa vào những phân tích ở trên, xét về mặt u điểm và nhợc điểm của từng loại truyền động, trong đồ án này ta chọn truyền lực chính đơn với cặp bộ truyền hypôít Trục bánh răng côn chủ động đặt lệch với trục bánh răng côn bị động xuống phía dới một khoảng E

2.3.2 Yờu cầu của cụm vi sai

+ Phõn phối mụ men xoắn giữa cỏc bỏnh xe hay giữa cỏc trục theo tỷ lệ đảm bảo sử dụng trọng lượng bỏm tối đa ở cỏc bỏnh xe

+ Kớch thước vi sai phải nhỏ gọn để dễ bố trớ

+ Cú hiệu suất truyền động cao

2.3.3 Cấu tạo

− Vỏ bộ vi sai lắp chặt với bánh răng vành chậu hay bánh răng trung gian lớn Trục chữ thập đặt cố định trong vỏ vi sai, đầu trục chữ thập lắp tự do bốn bánh răng hành tinh Trục chữ thập và các bánh răng hành tinh luôn quay cùng với vỏ vi sai Các bánh răng hành tinh luôn ăn khớp với hai bánh răng bán trục Phía trong bánh răng bán trục có rãnh then hoa để lắp với bán trục Giữa bánh răng bán trục và vỏ hộp vi sai có tấm đệm một mặt trơn một mặt có hốc chứa dầu bôi trơn ( Ở một số xe công suất nhỏ, hộp vi sai chỉ có hai bánh răng hành tinh lắp tự do trên một trục thẳng ).

− Bộ vi sai được quay trên 2 vòng bi côn đặt trong hốc của vỏ cầu, phía ngoài vòng bi có các căn đệm và đai ốc hãm hoặc có đai ốc điều chỉnh để chỉnh độ dơ dọc và điều chỉnh vị trí của bộ vi sai

Hình 2.3 Cấu tạo bộ vi sai

2 Nguyên lý làm việc

Mômen quay của động cơ đưa đến truyền lực chính, bánh răng bị động quay và

vỏ bộ vi sai quay Vỏ bộ vi sai kéo trục chữ thập và các bánh răng hành tinh quay theo

Vì các bánh răng hành tinh luôn ăn khớp với bánh răng bán trục nên kéo các bánh răng bán trục cùng quay với vỏ bộ vi sai, qua bán trục mômen xoắn đưa tới các bánh xe chủ động

Khi xe chạy trên đường thẳng và phẳng, hai bánh xe chủ động chịu một lực cản bằng nhau Lực tác động lên các bánh răng hành tinh cân bằng từ hai phía nên bánh răng hành tinh không quay trên trục của nó, kéo hai bánh răng bán trục quay cùng tốc

độ với vỏ bộ vi sai.Tốc độ hai bánh xe bằng nhau

Khi xe chạy trên đường vòng, các bánh răng hành tinh vẫn kéo hai bánh răng bán trục quay cùng với vỏ bộ vi sai Trong trường hợp này, lực cản lăn của bánh xe trong lớn hơn nên lực tác động lên các bánh răng hành tinh không

Hình 2.4 Nguyên lý làm việc của bộ vi sai.

cân bằng nhau, chúng tự quay xung quanh trục và làm các bánh răng bán trục quay với tốc độ khác nhau:

Bánh răng ngoài quay với tốc độ : nt = no - nht x Z ht / Zbt

− Zht, Zbt Số răng của bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời

Do đó tốc độ bánh xe trong giảm đi bao nhiêu thì tốc độ bánh xe ngoài tăng lên bấy nhiêu và tổng số vòng quay của bai bên bánh xe là không đổi và bằng hai lần số vòng quay của vỏ vi sai Với đặc tính truyền động này, bộ vi sai luôn tự động điều chỉnh tốc độ của hai bánh xe chủ động khác nhau để khi quay vòng hay chuyển động trên đường không bằng phẳng, hai bánh xe không bị lết trượt

Tóm lại khi xe chạy trên đường thẳng, các chi tiết của bộ vi sai cùng quay với

vỏ như một khối thống nhất Còn khi xe quay vòng, các bánh răng vừa quay cùng với

vỏ vi sai, vừa quay quanh trục của mình Các bánh răng chuyển động tương đối với vỏ

vi sai làm các bán trục quay với tốc độ khác

2.4 Bán trục sử dụng trên xe

2.4.1 Công dụng

Các bán trục dùng để truyền mô men xoắn từ bộ vi sai đến các bánh xe chủ động Trên các loại bán trục không được giảm tải hoàn toàn bán trục còn được dùng để tiếp nhận các lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động

2.4.2 Yêu cầu đối với các bán trục

a) Yêu cầu chung của bán trục:

+ Phải chịu được mụ men xoắn lớn trong khoảng thời gian lõu dài.

Bỏn trục phải thẳng, khụng được lệch nhất là đối với cỏc xe cú khả năng cơ động

+ Đối với bỏn trục của cầu dẫn hướng chủ động phải đảm bảo tớnh đồng tõm cho cỏc đoạn trục của bỏn trục

+ Chớnh xỏc hỡnh dỏng hỡnh học, kớch thước

b) Yờu cầu riờng của bỏn trục sử dụng trờn xe cú khả năng cơ động

Cỏc bỏn trục sử dụng cho cỏc xe loại này phải chịu mụ men xoắn lớn, vỡ vậy cỏc bỏn trục phải được chế tạo chớnh xỏc về mặt hỡnh học, và phải cú cỏc gúc lượn hợp

lý để trỏnh ứng suất tập trung

2.4.3 bỏn trục giảm tải hoàn toàn

Bán trục giảm tải hoàn toàn là loại bán trục mà mà đầu phía trong tỳ lên vỏ vi sai còn đầu phía ngoài gồm hai ổ thanh lăn côn có vòng trong tỳ lên vỏ của bán trục còn vòng ngoài tỳ lên moayơ bánh xe Trong trờng hợp này bán trục không chịu các mômen uốn do các phản lực gây nên, nó chỉ truyền mômen xoắn Loại bán trục này đ-

ợc sử dụng rộng rãi trên các xe ôtô chở khách, ôtô vận tải loại vừa, loại lớn, …

Đối với bán trục đầu có then hoa sẽ ăn khớp lỗ then hoa ở bánh răng bán trục của

vi sai bánh răng hoặc với lỗ then hoa ở vành cam của vi sai cam còn đầu ngoài đợc kẹp chặt với moayơ bánh xe bằng các gugiông Trong các lỗ bích đầu trục có một lỗ gia công ren và lắp bulông vào đó Nó đợc dùng để tháo bán trục ra khỏi cầu xe khi cần thiết

Đối với bán trục thì bích nối đầu trục phải có lỗ then hoa để lắp ráp với một đầu bán trục và nó cũng đợc kẹp chặt với moayơ bánh xe thờng bằng các gugiông

Hỡnh 2.5: Sơ đồ bỏn trục giảm tải hoàn toàn dựng trờn xe

Chọn kiểu bán trục trong hệ thống truyền lực cho xe :

Chọn bán trục loại giảm tải hoàn toàn, bích đầu bán trục chế tạo liền và đầu kia

có then hoa

2.5 Vỏ cầu

2.5.1 Cụng dụng của vỏ cầu

Đối với xe cú khả năng cơ động hệ thống treo thường là hệ thống treo phụ thuộc Cầu xe là phần khối lượng khụng được treo Trong thiết kế cầu xe thường ta phải cố gắng để phần khối lượng khụng được treo này là nhỏ đến mức cú thể Tuy nhiờn vỏ cầu phải đỏp ứng được cỏc yờu cầu chủ yếu sau:

- Đỡ toàn bộ trọng lượng phần được treo tỏc dụng lờn cầu

- Bao kớn và bảo vệ cho bộ truyền lực chớnh, vi sai và cỏc bỏn trục để nú cú thể hoạt động tốt trong thời gian dài

- Tiếp nhận và truyền cỏc lực từ trờn khung xe xuống và cỏc lực từ mặt đường lờn

2.5.2 Yờu cầu đối với vỏ cầu

Vỏ cầu phải đảm bảo những yờu cầu cơ bản sau đõy:

- Vỏ cầu phải đủ cứng để chịu được trọng lượng của xe, trỏnh gẫy uốn ảnh hưởng đến cỏc kết cấu bờn trong

- Vỏ cầu phải đảm bảo kớn để bảo vệ cỏc kết cấu bờn trong

- Cú kớch thước và khối lượng nhỏ để giảm tải trọng xe và tăng khoảng sỏng gầm

xe

2.5.3 Cấu tạo vỏ cầu và cỏc ổ đỡ

Vỏ cầu chủ động cú hai dạng kết cấu: Vỏ cầu liền và vỏ cầu ghộp Vỏ cầu liền được sử dụng phổ biến Vỏ cầu ghộp gồm hai hay ba phần ghộp lại với nhau bằng bulụng, loại này được sử dụng ớt hơn

- Vỏ cầu liền là loại vỏ cầu thường được sản xuất bằng phương phỏp đỳc sau đú gia cụng cỏc bề mặt lắp ghộp

- Vỏ cầu rời là loại được lắp ghộp từ cỏc tấm rời bằng phương phỏp hàn

Chọn kiểu vỏ cầu cần thiết trong hệ thống truyền lực cho xe :

Chọn vỏ cầu chủ động không dẫn hớng là vỏ cầu liền và đợc gia công theo phơng pháp dập hàn

c)

Hình 2.6 Cấu tạo vỏ cầu chủ động sau (a, b) và trước (c)

a Vỏ cầu rời; b,c Vỏ câù liền