báo cáo thiết kế đồ gá

Truyền lực chính làm việc trong điềukiện chịu tải trọng động và va đập lớn nên trong quá trình lắp ráp, bảo dỡngsửa chữa phải tuân thủ theo một trình tự nhất định.. Một đai ốc lắp trên đ

Mục lục Phần I : Giới thiệu tổng thành lắp rắp

I.Giới thiệu chung.

1 Vị trí , chức năng, đặc điểm kết cấu của hệ thống truyền lực

2 Nguyên lý làm việc của truyền lực chính

3 Điều kiện làm việc của truyền lực chính

II Yêu cầu kỹ thuật lắp ráp, điều chỉnh của truyền lực chính

1.Bánh răng

2 Trục

3.ổ trục

4.Vỏ truyền lực chính

III Một số h hỏng thờng xảy ra và nguyên nhân

1.Qui luật mài mòn

III Lập phiếu công nghệ lắp ráp mở rộng của nhóm bánh răng bị

động của TLC

Phần III : Thiết kế đồ gá vam tháo vòng bi

I- Kết cấu của vam

2.3, Đờng kính trung bình của trục vít theo điều kiện bền mòn

2.4, Kiểm nghiệm theo điều kiện bền

2.5, Kiểm nghiệm theo điều kiện ổn định

2.6, Kiểm nghiệm độ bền tại mặt cắt nguy hiểm

Lời nói đầu

Thiết kế môn học “Công nghệ sữa chữa ôtô” là một học phần bắt buộctrong chơng trình đào tạo kỹ s ngành cơ khí ôtô Nó là phần thực hành giúpcho sinh viên củng cố kiến thức lý thuyết thông qua việc lập quy trình côngnghệ phục hồi một chi tiết hay quy trình lắp ráp một tổng thành cụ thể của

ôtô

Truyền lực chính là một tổng thành nằm trong hệ thống truyền lực của

ôtô dùng để tăng mômen xoắn và truyền mômen xoắn từ trục các đăng tớicác bán trục theo phơng vuông góc Truyền lực chính làm việc trong điềukiện chịu tải trọng động và va đập lớn nên trong quá trình lắp ráp, bảo dỡngsửa chữa phải tuân thủ theo một trình tự nhất định

Với đề tài “ Quy trình công nghệ lắp ráp truyền lực chính một cấp, lậpquy trình công nghệ lắp nhóm mở rộng của nhóm bánh răng côn xoắn chủ

động, thiết kế đồ gá vam tháo ổ bi đũa trụ đầu trục bánh răng côn xoắn”,thuyết minh gồm 3 chơng:

đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên để đề tài đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn Thầy Trơng Mạnh Hùng cùng các thầy giáotrong bộ môn Cơ khí ôtô đã giúp đỡ em hoàn thành thiết kế này

Sinh viên thực hiện Nguyễn Xuân Khánh

Phần i:

Giới thiệu về tổng thành lắp ráp

I- Giới thiệu tổng thành

Truyền lực chính là một tổng thành nằm trong hệ thống truyền lực của

ôtô dùng để tăng mômen xoắn và truyền mômen xoắn từ trục các đăng tớicác bán trục theo phơng vuông góc Truyền lực chính đợc đặt ở cầu chủ độngcủa ôtô

1- Vị trí, chức năng, đặc điểm kết cấu của truyền lực chính

a) Vị trí

Truyền lực chính là tổng thành thuộc hệ thống truyền lực, đối với cácloại ô tô thì truyền lực chính luôn đợc đặt trớc các bánh xe chủ động Với xeGAZ –53A thì đợc đặt ở vị trí sau trục các đăng và trớc bộ vi và bán trục tạonên cầu chủ động của ôtô

Hệ thống truyền lực của xe GAZ–53A bao gồm: Ly hợp Hộp số Truyền động cácđăng - Truyền lực chính - Vi sai - Bán trục - Bánh xe

c) Sơ đồ cấu tạo của truyền lực chính

Bộ truyền lực chính đơn( Truyền lực chính một cấp), đợc dùng trên tấtcả các ô tô tải có sức chở trung bình và nhỏ Nó gồm chỉ có một cặp bánhrăng ăn khớp là : cặp bánh răng côn xoắn ,và các cặp bánh răng hành tinhtrong bộ vi sai

Trên hình vẽ đã cho thể hiện bộ truyền lực chính đơn, cacte ổ đỡ 5 của

bộ truyền động chính đợc bắt chặt bằng bu lông vào vỏ truyền lực chính 1.Trục bánh răng côn dẫn động 4 đặt trong ống lót 6 của cacte bộ truyền độngchính trong hai vòng bi đũa côn Giữa các mặt bích của ống lót và cacte, có

bố trí tấm đệm 8 để điều chỉnh sự ăn khớp của bánh răng côn dẫn động 4 vàbánh răng côn bị dẫn 15 Một đai ốc lắp trên đuôi của trục bánh răng côn dẫn

động ngăn không cho trục dịch chuyển hớng tâm; đai ốc này cũng đồng thờikẹp mặt bích của đĩa tiếp lực 10 nối bộ truyền động chính với trục các đăng

Hình 1- Sơ đồ cấu tạo truyền lực chính đơn xe GAZ-53A;

1- Vỏ; 2- Nút thăm dầu; 3- Cụm vi sai; 4- Br côn xoắn chủ động; 5- Các te ổ đỡ; 6- ống lót; 7- ổ bi côn trớc; 8- Tấm đệm;

9- Đệm chắn dầu; 10- Đĩa tiếp lực; 11- Đai ốc xiết; 12- Nắp che; 13- Bu lông; 14- Vòng đệm; 15- Bánh răng côn bị động;

16- Vỏ vi sai; 17- Đinh tán; 18- Bu lông vỏ; 19- Trục chữ thập; 20- ổ bi côn bán trục; 21- Phớt chắn dầu bán trục; 22- Bán trục

Bánh răng bị dẫn hình côn xoắn 15 nối cứng với hộp vi sai và quaycùng với nó trên hai vòng bi đũa côn bán trục Vòng bi đợc đai ốc giữ khôngcho dịch chuyển theo chiều trục

Vòng bi của trục bánh răng côn dẫn động và bị dẫn đợc bôi trơn bằngdầu nhờn từ đờng kênh dẫn tới Trong vỏ các lỗ để tra dầu bôi trơn và dới

đáy có lỗ tháo dầu nhờn bôi trơn

2- Nguyên lý làm việc của truyền lực chính

Chuyển động quay từ truc cácđăng qua cặp bánh răng côn, qua bộ visai đến bán trục

Bánh răng côn bị dẫn nối cứng với hộp vi sai Trong hộp vi sai cácbánh răng vệ tinh(vi sai) quay tự do trên chạc chữ thập, các bánh răng này ănkhớp với các bánh răng nửa trục bánh xe trái và phải Khi quay bánh bị dẫncủa bộ truyền lực chính kéo hộp vi sai quay theo, tức là cả chac chữ thập vàbánh răng vệ tinh cùng quay

Khi xe chuyển động thẳng trên đờng bằng phẳng, cả hai bánh xe gặpmột sức cản giống nhau, do đó lực tác dụng lên hai bánh răng của nửa trụccũng bằng nhau Khi ở trạng thái cân bằng, các bánh răng vệ tinh không quayquanh trục của nó Nh vậy tất cả các chi tiết của bộ vi sai quay nh một khốiliền và tốcđộ quay của hai bánh răng nửa trục( cũng là tốc độ của các nửatrục và các bánh xe dẫn động) sẻ bằng nhau

Khi ôtô vào cua, bánh xe phía trong phải khắc phục một sức cản lớnhơn bánh xe phía ngoài và lực trên bánh răng nửa trục có liên hệ với bánh xephía trong, cũng sẻ lớn hơn Do đó sự cân bằng của các bánh răng vệ tinh bịphá vỡ và chúng bắt đầu chuyển động lật theo bánh răng nửa trục liên hệ vớibánh xe phía trong Bánh răng này quay quanh trục của nó và làm quay bánhrăng của nửa trục thứ hai với tốc độ nhanh hơn Kết quả là tốc độ quay củabánh xe phía trong giảm, còn của phía ngoài tăng lên Giúp xe chuyển độngkhông bị trợt dịch và quay trợt

3- Điều kiện làm việc của truyền lực chính

Truyền lực chính là một tổng thành trong cụm cầu chủ động, thuộcphần khối lợng không đợc treo của ôtô Vì vậy, trong suốt quá trình ôtôchuyển động, truyền lực chính luôn phải làm việc trong điều kiện rung độnglớn, đặc biệt là với các loại xe chuyên chạy trên đờng xấu

Ngoài ra, truyền lực chính còn phải làm việc trong điều kiện vận tốcquay lớn và thờng xuyên thay đổi Do vậy, các cặp bánh răng ăn khớp phảichịu áp lực rất lớn (có thể đạt 10000ữ50000 KG/cm2), chịu mài mòn cao vàchế độ tải trọng va đập mạnh

II- Các thông số và yêu cầu kỹ thuật của truyền lực chính

Truyền lực chính phải có tỷ số truyền đảm bảo tính năng động lực học

Truyền lực chính cần phải có kích thớc nhỏ gọn để đảm bảo khoảngrỗng gầm xe cần thiết

Truyền lực chính phải có độ cứng cần thiết

Truyền lực chính đảm bảo hiệu suất cao ngay cả khi nhiệt độ thay đổi

và vận tốc quay thay đổi

Truyền lực chính phải đảm bảo bền trục và điểm tựa

1 Bánh răng

Các bánh răng ôtô máy kéo làm việc trong điều kiện khá nặng nhọc,chúng truyền lực lớn ở tốc độ vòng lớn Yêu cầu của truyền lực chính lại phải

có kích thớc nhỏ cho nên các bánh răng phải có kích thớc bé do đó chúnglàm việc càng căng thẳng

Yêu cầu đối với bánh răng truyền lực chính:

+ Đảm bảo truyền mô men quay đều đặn

Để đảm bảo những yêu cầu về độ bền, độ chống mòn, độ êm dịu làmviệc cao cũng nh làm giảm kích thớc hộp số thì ở nghành chế tạo ôtô máykéo ngời ta không dùng hình dạng răng nh đã quy ớc mà ngời ta phải điềuchỉnh lại bánh răng theo các phơng pháp sau : điều chỉnh chiều cao, điềuchỉnh góc, điều chỉnh hình dạng bên và điều chỉnh tiếp tuyến

2-Trục

Kích thớc và vật liệu chế tạo trục có ảnh hởng lớn đến khả năng làmviệc lâu dài của bánh răng và ổ bi Sơ đồ động học của truyền lực chính ảnh

hởng đến kích và tải trọng lên trục Một trong những yêu cầu cơ bản đối vớitrục là độ cứng.

Trục càng cứng vững sẽ làm tăng độ bền các bánh răng và giảm tiếng

ổ đợc đặt trực tiếp lên lỗ ở thành vỏ, Vòng trong ổ bi đặt lên trục theokiểu lắp ghép có độ dôi loại trung gian cấp 4 (T4) theo hệ thống lỗ và đợchãm bằng êcu Vòng ngoài đặt lên thành vỏ theo lắp ghép trung gian cấp1(T1) hoặc cấp 2 (T2) theo hệ thống trục Lắp ghép ổ lên trục và vỏ theo chínhxác cấp 2 Các cốc đặt ổ sử dụng trong trờng hợp khi vỏ truyền lực

chính chế tạo bằng hợp kim nhẹ hoặc khi chiều dày thành vỏ nhỏ hơn chiềurộng vòng bi

4- Vỏ truyền lực chính

Vỏ truyền lực chính phải đảm bảo yêu cầu trọng lợng bé đồng thờiphải yêu cầu độ cứng vững tốt để đảm bảo cho trục và ổ bi không bị vênh đi

do các lực tác dụng sinh ra khi ôtô máy kéo làm việc

Hình dạng và kích thớc của vỏ truyền lực chính phụ thuộc bởi sơ đồ

động học của truyền lực chính, bởi cách bố trí các trục và cách bố trí cácbánh răng

Để bôi trơn truyền lực chính ở vỏ phải có lỗ đổ dầu mới, bộ phận kiểmtra mức dầu và nút để tháo dầu cũ Lỗ tháo dầu phải bố trí ở vị trí thấp nhấtcủa vỏ và đáy vỏ phải có độ nghiêng cho dầu chảy xuống đợc lỗ tháo dầu

Để giữ áp suất trong truyền lực chính bằng áp suất khí trời trên nắp hộp sốphải có nắp hoặc rãnh thông hơi

III- Một số h hỏng thờng xảy ra và nguyên nhân

1 Qui luật mài mòn :

Quy luật mòn của chi tiết phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện làm việc cũng

nh vật liệu chế tạo,các xung lực đột ngột.Tuy nhiên quy luật mòn nói chung của các chi tiết của truyền lực chính trong điều kiện làm việc bình thờng

tuân theo quy luật mòn chung.Quy luật mòn đợc thể hiện bằng đồ thị mài mòn

L1 L2 L3

Hình 2- Sơ đồ qui luật mài mòn.

Các cặp chi tiết trong quá trình làm việc đều phải trải qua 3 giai đoạn chính là:giai đoạn chạy rà (mài hợp),làm việc ổn địnhvà giai đoạn phá hỏng.Do đó trong quá trình làm việc qiữa các bề mặt ma sát với nhau sự mài mòn cũng trải qua 3 giai đoạn tơng ứng

1 Quy luật mòn của giai đoạn mài hợp:

Các bề mặt chi tiết sau khi gia công có rất nhiều các nhấp nhô tế vi.Các nhấpnhô này dới dạng sóng vì thế khi làm việc ma sát rất lớn Ma sát này sẽ san phẳng các nhấp nhô.Do diện tích tiếp xúc giữa các bề ở dạng cục bộ hệ số masát lớn nên tốc độ mòn và cờng độ mòn là rất lớn Tuy nhiên sự thay đổi của cờng độ mòn và tốc độ mòn sẽ giảm dần theo quy luật đờng cong nguyên nhân là do các nhấp nhô đã đợc san phẳng dần diện tích tiếp xúc tăng lên hệ

số ma sát giảm.Ngoài ra các chi tiết khi gia công không thể tránh đợc sai số

bề mặt do đó khi lắp ghép với nhau giữa chúng không có sự đồng tâm vì thế trong giai đoạn chạy rà có sự mài mòn để trọng tâm của chúng trùng nhau hơn

Trên đồ thị mài mòn giai đoạn mài hợp tơng ứng với đoạn L1

2 Quy luật mòn của giai đoạn làm việc ổn định

Trên đồ thị mài mòn tơng ứng với giai đoạn làm việc ổn định là đoạn L2

ở giai đoạn này các nhấp nhô tế vi bề mặt đã đợc san phẳng giữa các bề mặt

đã tạo ra đợckhe hở có lợi cho bôi trơn trọng tâm của các chi tiết đã trùng nhau do đó trong giai đoạn này tốc độ mòn cũng nh cờng độ mòn tăng không

đáng kể trên đồ thị mài mòn chúng gần nh làđờng phi tuyến

3 Quy luật mòn của giai đoạn phá hỏng

Đây là giai đoạn độ mòn của các chi tiết đã vợt quá giới hạn Do ma sát

trong quá trình làm việc làm bề mặt các chi tiết bị mòn đi lâu dần sẽ tạo nên

Khe hở cặp chi tiết

Hành trình (km)

khe hở không có lợi bởi vì khe hở này tạo nên tải trọng va đập chu kỳ chịu tảităng lên làm cho các bề mặt làm việc bị mỏi chai cứng dới tác dụng của lực

va đập sẽ làm chúng bong chóc chi tiết bị biến dạng,lợng hạt mài trong dầu bôi trơn và trong các bề mặt tiếp xúc tăng lên làm tăng ma sát,cũng do khe

hở lớn mà khả năng giữ dầu bôi của các bề mặt giảm từ các nguyên nhân trênlàm cho cờng độ mòn và tốc độ mòn tăng lên nhanh chóng dẫn đến khả năng phá hỏng các chi tiết rất cao

-Nắm rã đợc quy luật mòn của chi tiết để tẩo điều kiện làm việc tốt nhất chocác chi tiết làm tăng tuổi bền của chúng

2.Các dạng h hỏng thờng xảy ra và nguyên nhân

b) Nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Trờng hợp gãy và sứt mẻ răng xảy ra do nguyên nhân chủ yếu là sự ănkhớp không đúng giữa các bánh răng khi lắp ráp , biên dạng răng chế tạokhông chính xác hoặc do trục không đủ độ cứng khi bị võng sẽ làm cho cácbánh răng bị vênh Mặt khác gãy răng cũng có thể xảy ra khi vào số không

đúng giữa các cặp ăn khớp với nhau dẫn đến bị kẹt và gãy răng Do đó đểkhắc phục ta phải làm nh sau :

+ Yêu cầu lắp ráp chính xác sự ăn khớp giữa các bánh răng

+ Khâu chế tạo phải đảm bảo đúng biên dạng về kích thớc và cả hìnhdáng

+ Ngời điều khiển phải có đủ trình độ và vào số phải chính xác và êmdịu

+ Trục lắp phải có đủ độ cứng yêu cầu

Còn hai trờng hợp dập bề mặt và dính răng chỉ xảy ra chủ yếu do vậtliệu chế tạo răng, nhng cũng có thể xảy ra do quá tải Cách khắc phục nh sau:

+ Phải đảm bảo đủ độ cứng , độ dẻo dai và độ bền của vật liệu theoyêu cầu chế tạo

+ Tránh xảy ra các trờng hợp quá tải

2- Trục

a) Dạng h hỏng

Đối với trục thì thờng có một số h hỏng sau:

+ Mòn trục ở các vị trí lắp ghép với ổ và then

+ Trục bị cong võng, xoắn hoặc bị nứt, gãy

b) Nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Các h hỏng trên của trục chủ yếu do vật liệu chế tạo trục không đáp ứng

đủ yêu cầu về độ cứng và độ bền Điều đó sẽ dẫn đến trục bị uốn cong hoặc

bị mòn, dập bề mặt Mặt khác nếu chế tạo không chính xác các rãnh then, lắpghép không đúng yêu cầu kỹ thuật giữa trục – then , trục – ổ cũng gây nênhiện tợng mòn và dập bề mặt trục Vì vậy để tránh các hiện tợng trên cần phải

đảm bảo các yêu cầu sau :

Vật liệu chế tạo trục phải đảm bảo độ cứng chống uốn , xoắn và độbền bề mặt

Chế tạo trục và các rãnh then phải đảm bảo chính xác theo các kích thớcyêu cầu

Công nghệ lắp ráp trục - then, trục - ổ phải đảm bảo đúng các tiêuchuẩn kỹ thuật

b) Nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Hiện tợng mòn ổ trục chủ yếu là do sự lắp ghép không đúng các tiêuchuẩn về lắp ghép giữa ổ - trục , ổ - vỏ truyền lực chính Còn hiện tợng dập

bề mặt bi hoặc vỡ bi là do sự bôi trơn kém , trục bị cong vênh hoặc do tínhchọn ổ sai

Cách khắc phục các hiện tợng trên:

+ Lắp ghép đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và chính xác các cặp lắp ghép trục, ổ - vỏ truyền lực chính

ổ-+ Đảm bảo sự bôi trơn đúng yêu cầu

+ Tính chọn ổ phải chính xác với tải trọng tác dụng

+ Đảm bảo độ cứng vững yêu cầu của trục

Nh vậy qua các nguyên nhân trên ta sẽ đề ra đợc các cách khắc phụcphù hợp

4- Vỏ truyền lực chính

a) Dạng h hỏng

Vỏ truyền lực chính là một kết cấu tuy đơn giản về mặt số lợng chi tiếtnhng lại rất phức tạp về mặt kết cấu và chế tạo Mặt khác nó lại là một chi tiết

đảm bảo độ chính xác lắp ghép cho các chi tiết khác cho nên nó thờng xảy ramột số h hỏng sau:

+ Vỏ truyền lực chính có thể bị uốn cong ở các chỗ khác nhau gây nên

sự thay đổi hình dạng

+ Bị mòn hoặc bị nứt ở các bề mặt lắp ghép với ổ bi

b) Nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Nói chung nếu vật liệu chế tạo vỏ truyền lực chính không đảm bảo yêucầu, không đảm chính xác trong vấn đề lắp ráp của vỏ với các chi tiết khácthì nó đều gây nên các h hỏng trên Vì vậy để khắc phục tốt các h hỏng cần

đảm bảo tốt các yêu cầu trên

Việc phân nhóm lắp ghép phải dựa trên sự nghiên cứu kỹ bản vẽ lắpcủa tổng thành Dựa vào bản vẽ truyền lực chính xe GAZ-53A, ta có thể chiatổng thành này ra thành 4 nhóm lắp ghép:

- Nhóm 1: Nhóm vỏ chính (vỏ phải) của truyền lực chính

- Nhóm cơ bản : Nhóm 1.

- Các nhóm còn lại đợc lắp ráp theo đúng thứ tự

- Các chi tiết lắp ghép : Các bu lông , đai ốc, các vòng đệm

m đợc thực hiện theo sơ đồ sau :