Giao an tính toán kết cấu oto chuong 3

đây là giáo trình về phần tính toán kết cấu oto trong đó có dầy đủ thông tin về tính toán kết cấu oto dành cho sinh cao đẳng đại học theo học chuyên nghành công nghệ kỹ thuật oto tại việt nam. giáo trình này gồm 9 chương .là giáo trình chuẩn quốc gia và đả được giảng dạy thực tế

Trang 2

Công dụng, yêu cầu, phân loại

3.1.1 Công dụng

- Nhằm thay đổi tỷ số truyền và mômen xoắn từ động cơ đến các bánh

xe chủ động phù hợp với mômen cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối

đa công suất của động cơ

- Giúp cho xe thay đổi được chiều chuyển động

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

- Dẫn động mômen xoắn ra ngoài cho các bộ phận đặc biệt đối với

các xe chuyên dụng

Trang 3

3.1.2 Phân loại

- Tuỳ theo những yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được chia ra:

 Theo trạng thái của trục hộp số trong quá trình:

Trang 4

Công dụng, yêu cầu, phân loại 3.1.2 Phân loại

 Theo số cấp (không kể số lùi):

Trang 5

3.1.2 Phân loại

 Theo phương pháp điều khiển:

+ Điều khiển bằng tay;

+ Điều khiển tự động;

+ Điều khiển bán tự động

Trang 6

3.1.3 Yêu cầu

- Hộp số cần đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Có tỉ số truyền thích hợp để bảo đảm chất lượng động lực học vàtính kinh tế nhiên liệu của ôtô;

+ 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 đơn giản, dễ chăm sóc bảo dưỡng

Trang 7

Hộp số thường trên ô tô 3.2.1 Hộp số hai trục

Bánh răng cố định trên trục

Bánh răng cố định trên trục, ăn khớp trong

Trang 8

Bánh răng lắp với trục bằng then hoa và trượt trên trục

Bánh răng quay trơn trên trục

Trang 9

4

1 1'

Trang 10

Trang 11

Hộp số thường trên ô tô 3.2.2 Hộp số ba trục

A

B

1 1'

Trục trung gian 6

6'

Bánh răng trung gian số lùi

Trang 12

Trang 13

Trang 14

Hộp số thường trên ô tô 3.2.3 Kết cấu các bộ phận chính trong hộp số

3.2.3.1 Các trục và bánh răng

Trang 15

 Trục sơ cấp:

Trang 16

 Trục thứ cấp:

Trang 17

 Trục trung gian:

Trang 18

 Trục số lùi:

Trang 19

 Bộ đồng tốc:

Trang 20

 Bộ đồng tốc:

Trang 21

Hộp số phân phối 3.3.1 Công dụng

- Ở những ô tô có tính năng thông qua cao, tất cả các cầu đều là chủ

động, lúc đó mọi bánh xe đều được truyền dẫn công suất và moment từđộng cơ đến Do vậy, trong hệ thống truyền lực ngay sau hộp số chínhcần có cơ cấu làm đảm bảo phân chia moment xoắn đến tất cả các cầuchủ động của xe, người ta gọi bộ phận này là hộp phân phối, thôngthường trong hộp số phân phối người ta làm thêm một hoặc hai cấp tỷ sốtruyền nữa để tăng thêm moment xoắn truyền đến các cầu chủ động (tăng

tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực), lúc đó hộp phân phối người

ta có thể gọi là hộp số phụ

Trang 22

Hộp số phân phối 3.3.1 Công dụng

- Kết cấu của hộp phân phối phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Khi gài số thấp sẽ tăng được moment xoắn, sự phân phối moment

xoắn giữa các cầu chủ động phải đảm bảo sử dụng hết lực kéo theo điềukiện bám với mặt đường

+ Khi xe chạy không xuất hiện tuần hoàn công suất

Trang 23

Hộp số phân phối 3.3.2 Cấu tạo của hộp phân phối

Trang 24

Trang 25

Trang 26

Trang 27

Trang 28

Hộp số tự động trên ô tô

3.4.1.1 Chức năng

- Hộp số tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số Quátrình chuyển số êm dịu, không cần cắt công suất truyền từ động cơ xuốngkhi sang số

- Hộp số tự động tự chọn tỉ số truyền phù hợp với điều kiện chuyểnđộng, do đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất của động cơ

Trang 29

3.4.1.2 Yêu cầu

- Hộp số tự động phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Thao tác điều khiển hộp số đơn giản, nhẹ nhàng;+ Đảm bảo chất lượng động lực kéo cao;

+ Hiệu suất truyền động phải tương đối lớn;

+ Độ tin cậy lớn, ít hư hỏng,tuổi thọ cao;

+ Kết cấu phải gọn, trọng lượng nhỏ

Trang 31

+ Bộ bánh răng hành tinh để thay đổi chiều quay trục sơ cấp.

+ Truyền động vô cấp cơ khí (Truyền động nhờ đai truyền kẹp giữacác bề mặt ma sát hình côn)

+ Hệ thống điều khiển

- Cho đến nay, hộp số tự động có cấp được sử dụng rộng rãi hơn nhiều sovới hộp số tự động vô cấp

Trang 32

- Hộp số tự động vô cấp thường có các bộ phận chính như sau:

+ Biến mômen thủy lực

+ Bộ bánh răng hành tinh để đổi chiều quay trục sơ cấp

+ Truyền động vô cấp nhờ ma sát

+ Hệ thống điều khiển

Trang 33

3.4.2 Hộp số tự động vô cấp thủy lực

TỰ NGHIÊN CỨU

Trang 34

Hộp số tự động trên ô tô 3.4.3 Hộp số tự động kiểu hành tinh

- Trong các xe lắp

hộp số tự động, bộ

truyền bánh răng

hành tinh điều khiển

việc giảm tốc, đảo

chiều, nối trực tiếp

và tăng tốc.

Trang 35

Trang 36

Bộ truyền bánh

răng hành tinh trước

và bộ truyền bánh

răng hành tinh sau

được nối với các ly

hợp và phanh, là các

bộ phận nối và ngắt

công suất

Trang 37

Trang 43

c Nối trực tiếp

+ Đầu vào: Bánh răng

mặt trời , bánh răng bao

+ Đầu ra: Bánh răng

bao

Trang 46

Trang 47

3.4.3.4 Các phanh trong hộp số tự động hành tinh

- Có hai kiểu phần tử cố

định phanh: kiểu dải và

kiểu nhiều đĩa ướt Kiểu

dải được sử dụng cho

phanh B1 và kiểu nhiều

đĩa ướt cho phanh B2 và

B3 Trong một số hộp số

tự động, hệ thống nhiều

đĩa ướt còn được sử dụng

cho phanh B1

Trang 48

Phanh kiểu dải B1

- Dải phanh được quấn vòng lên

đường kính ngoài của trống

phanh Một đầu của dải phanh

được hãm chặt vào vỏ hộp số

bằng một chốt, còn đầu kia tiếp

xúc với píttông phanh qua cần

đẩy píttông chuyển động bằng

áp suất thuỷ lực Pít tông phanh

có thể chuyển động trên cần đẩy

píttông nhờ việc nén các lò xo

Trang 50

Hoạt động của phanh dải kiểu B1

- Khi áp suất thuỷ lực tác động

lên pít tông thì pít tông di

chuyển sang phía trái trong xi

lanh và nén các lò xo Cần đẩy

pít tông chuyển sang bên trái

cùng với pít tông và đẩy một

đầu của dải phanh Do đầu kia

của dải phanh bị cố định vào vỏ

hộp số nên đường kính của dải

phanh giảm xuống và dải phanh

xiết vào trống làm cho nó không

chuyển động được

Trang 51

Hoạt động của phanh dải kiểu B1

Ngoài ra, lò xo trong có hai

chức năng: để hấp thu phản lực

từ trống phanh và để giảm va

đập sinh ra khi dải phanh xiết

trống phanh

Trang 52

Phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3)

Trang 53

Phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3)

- Số lượng các đĩa ma sát và đĩa thép

khác nhau tuỳ theo kiểu hộp số tự

động Thậm trí trong các hộp số tự

động cùng kiểu số lượng đĩa ma sát

cũng có thể khác nhau tuỳ thuộc vào

động cơ được lắp với hộp số

Trang 54

3.4.3.5 Ly hợp (C1 và C2)

- C1 và C2 là các ly hợp nối và ngắt công suất Ly hợp C1 hoạt động đểtruyền công suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước qua trục sơ cấp.Các đĩa ma sát và đĩa thép được bố trí xen kẽ với nhau Các đĩa ma sátđược nối bằng then với bánh răng bao trước và các đĩa thép được khớpnối bằng then với tang trống của ly hợp số tiến

- Bánh răng bao trước được lắp bằng then với bích bánh răng bao, còntang trống của li hợp số tiến được lắp bằng then với moay ơ của li hợp sốtruyền thẳng Ly hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang của lihợp truyển thẳng (bánh răng mặt trời)

Trang 55

truyền thẳng ăn khớp với

tang trống đầu vào của bánh

răng mặt trời và tang trống

này lại được ăn khớp với các

bánh răng mặt trời trước và

sau

Trang 56

- Kết cấu được thiết kế sao

cho ba cụm đĩa ma sát, đĩa

thép và các tang trống quay

cùng với nhau

Trang 57

- Khi dầu có áp suất chảy vào trong

xylanh piston, nó sẽ đẩy viên bi van của

pít tông đóng kín van một chiều và làm

pít tông di động trong xi lanh và ép các

đĩa thép tiếp xúc với các đĩa ma sát Do

lực ma sát lớn giữa các đĩa thép và đĩa

ma sát nên các đĩa thép dẫn và đĩa ma sát

bị dẫn quay cùng một tốc độ Có nghĩa là

li hợp được ăn khớp, trục sơ cấp được

nối với bánh răng bao,và công suất từ

trục sơ cấp được truyền tới bánh răng bao

Trang 58

- Khi dầu có áp suất được xả thì áp suất

dầu trong xylanh giảm xuống Điều này

cho phép viên bi rời khỏi van một

chiều nhờ lực li tâm tác động lên nó, và

dầu trong xi lanh được xả ra ngoài qua

van một chiều Kết quả là piston trở về

vị trí ban đầu của nó nhờ lò xo hồi và

nhả ly hợp

Trang 60

Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn

không cho cần dẫn sau quay

ngược kim đồng hồ Vòng lăn

ngoài của khớp một chiều sô 2

được cố định vào vỏ hộp số Với

cách này có thể sử dụng các khớp

một chiều để chuyển các số bằng

cách luôn ấn hoặc nhả áp suất

thuỷ lực lên một phần tử Nghĩa

là, chức năng của khớp một chiều

là đảm bảo chuyển số được êm

Trang 61

Hoạt động khi chuyển số

 Số 1:

- Trục sơ cấp làm quay

bánh răng bao của bộ

truyền hành tinh trước

theo chiều kim đồng hồ

nhờ C1

Trang 62

- Bánh răng hành tinh của

bộ truyền hành tinh trước

quay và chuyển động

xung quanh làm cho bánh

răng mặt trời quay ngược

chiều kim đồng hồ

 Số 1:

Trang 63

cho bánh răng bao của bộ

truyền hành tinh sau quay

thông qua bánh răng hành

tinh của bộ truyền hành

tinh sau

Trang 64

 Số 1:

- Cần dẫn trước và bánh

răng bao của bộ truyền

hành tinh sau làm cho

trục thứ cấp quay theo

chiều kim đồng hồ

- Bằng cách này tạo ra

được tỷ số giảm tốc lớn

Trang 65

rộng của mũi tên chỉ

mômen Mũi tên càng dài

thì tốc độ quay càng lớn,

và mũi tên càng rộng thì

mô men càng lớn

Trang 66

 Số 2:

truyền hành tinh trước

quay theo chiều kim đồng

hồ nhờ C1

Trang 67

nên công suất không

được truyền tới bộ

truyền bánh răng hành

tinh sau

Trang 69

rông mũi tên chỉ mômen

mũi tên càng dài thì tốc

độ quay càng lớn, và mũi

tên càng rộng thì mômen

càng lớn

Trang 70

 Số 3:

hành tinh trước theo

chiều kim đồng hồ nhờ

C1, và đồng thời làm

quay bánh răng mặt trời

nhờ C2

Trang 71

 Số 3:

- Do bánh răng bao của

bộ truyền hành tinh trước

và bánh răng mặt trời quay

với nhau cùng một tốc độ

nên toàn bộ truyền bánh

răng hành tinh cũng quay

với cùng tốc độ và công

suất được dẫn từ cần dẫn

phía trước tới trục thứ cấp

Trang 73

rộng của mũi tên chỉ mô

men Mũi tên càng dài

thì tốc độ quay càng

lớn,và mũi tên càng

rộng thì mômen càng

lớn

Trang 74

răng bao của bộ truyền hành

tinh sau quay ngược chiều kim

đồng hồ thông qua bánh răng

hành tinh của bộ truyền hành

tinh sau, và trục thứ cấp được

quay ngược chiều kim đồng hồ

Trang 75

 Số đảo chiều:

- Bằng cách này, trục thứ

cấp được quay ngược lại, và

xe lùi với một tỉ số giảm tốc

lớn Việc phanh bằng động cơ

xảy ra khi hộp số tự động

được chuyển sang số lùi, vì số

lùi không sử dụng khớp một

chiều để truyền lực dẫn động

Trang 76

 Số đảo chiều:

- Độ dài của mũi tên chỉ tốc

độ quay, và bề rộng mũi tên

chỉ mômen Mũi tên càng dài

thì tốc độ quay càng lớn, và

mũi tên càng rộng thì mômen

càng lớn

Trang 78

 Dãy “P” hoặc “N”

- Ngoài ra, khi cần số ở

"P“, vấu hãm của khoá

phanh đỗ sẽ ăn khớp với

Trang 79

vấu hãm của khoá phanh đỗ được

ăn khớp với bánh răng bao bộ

truyền hành tinh trước hoặc sau

mà bánh răng bao này được nối

bằng then với trục thứ cấp nên

ngăn cản sự chuyển động của xe

Trang 80

- Tuy nhiên, trên các xe 4WD

loại FR thì không thể ngăn

chuyển động của xe nếu cơ cấu

Trang 81

Bộ truyền hành tinh số truyền tăng

- Bộ truyền hành tinh số truyền tăng là một bộ truyền hành tinh độc lậpvới tỷ số truyền tốc độ nhỏ hơn 1.0 (khoảng 0,7 - 0,8) Nó được phối hợpvới một bộ truyền bánh răng hành tinh bình thường 3 tốc độ và tươngđương với tốc độ số 4

- Bộ truyền hành tinh số truyền tăng bao gồm một bộ bánh răng hànhtinh, phanh (B0), li hợp (C0), và khớp một chiều (F0)

Trang 82

- Công suất được dẫn vào cần dẫn bộ truyền tăng dẫn ra bánh răngbao bộ truyền tăng Bình thường, khi tốc độ xe lớn hơn 40km/giờ ở dãy

"D" thì việc chuyển sang số truyền tăng có thể thực hiện được Cũng cóthể không cần chuyển sang số truyền tăng mà vẫn lái được xe nếu điều

đó phù hợp với lái xe

Trang 83

 Ở chế độ số truyền tăng (O/D)

- Ở chế độ số truyền tăng, thì

phanh O/D (B0) khoá bánh

răng mặt trời O/D, do đó các

bánh răng hành tinh của bộ

truyền hành tinh O/D vừa

chuyển động theo chiều kim

đồng hồ xung quanh bánh răng

mặt trời O/D, vừa quay xung

quanh trục của chúng

Trang 84

 Ở chế độ số truyền tăng (O/D)

Vì vậy bánh răng bao của bộ

truyền hành tinh O/D quay theo

chiều kim đồng hồ nhanh hơn

cần dẫn của bộ truyền bánh rănh

hành tinh O/D Độ dài của mũi

tên chỉ tốc độ quay, và chiều

rộng của mũi tên chỉ mô men

Trang 85

 Không ở chế độ số truyền tăng

- Bộ truyền bánh răng hành

tinh O/D hoạt động như một cơ

cấu dẫn động trực tiếp, và quay

như một cụm đơn nhất để dẫn

công suất ra đầu vào (tốc độ

quay và mômen)

Trang 86

Dẫn động và điều khiển hộp số 3.5.1 Điều khiển trực tiếp

- Loại này cần gài số lắp

Trang 87

Dẫn động và điều khiển hộp số 3.5.2 Điều khiển gián tiếp

Trang 88

Dẫn động và điều khiển hộp số 3.5.3 Cơ cấu định vị và khóa số

3.5.3.1 Cơ cấu định vị thanh trượt (khóa riêng)

Trang 89

Dẫn động và điều khiển hộp số 3.5.3 Cơ cấu định vị và khóa số

3.5.3.2 Cơ cấu khóa thanh trượt (khóa chung)

Trang 90

Dẫn động và điều khiển hộp số

Trang 95

Tính toán hộp số ô tô 3.6.1 Các thông số cơ bản của hộp số ô tô

Chọn tỷ số truyền của hộp số

- Tỷ số truyền của hộp số ô

tô được xác định trên cơ sở

tính toán lực kéo ở các tay số.

Trong đó quan trọng nhất là

tỷ số truyền ở tay số I Tỷ số

truyền ih1 được xác định theo

công thức của viện sĩ

Chuđacốp:

G - Trọng lượng toàn bộ của xe (N)

max - Hệ số cản chuyển động lớn nhất

rbx - Bán kính lăn của bánh xe có tínhđến sự biến dạng của lốp (m)

io - Tỷ số truyền của truyền lực chính

tl - Hiệu suất của hệ thống truyền lực

bx max h1

emax o tl

G.r ψ i



 

Trang 96

io  bx

θ - Hệ số vòng quay của động cơ

Đối với xe du lịch:  = 30  40; Đối với xe tải:  = 40  50

3.6.1 Các thông số cơ bản của hộp số ô tô

Trang 100

Tính toán hộp số ô tô

Tỷ số truyền của các bánh răng

 Tỷ số truyền của một cặp bánh răng:

- Cặp bánh răng ăn khớp ngoài:

- Cặp bánh răng ăn khớp trong:

Trang 101

Tính toán hộp số ô tô

Tỷ số truyền của các bánh răng

 Tỷ số truyền của nhiều cặp bánh răng:

- Nếu tỷ số truyền ik > 1, truyền động giảm tốc và tăng moment

- Nếu tỷ số truyền ik < 1, truyền động tăng tốc và giảm moment

Định dạng
Số trang	129
Dung lượng	5,37 MB