Tài liệu Đồ án tốt nghiệp : THIẾT KẾ HỘP SỐ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ, HAI TRỤC, 4 SỐ TIẾN VÀ MỘT SỐ LÙI CHO XE DU LỊCH 4 CHỖ NGỒI docx

Nhưng phổ biến nhất là hộp số truyền động cơ khí, các loại xe chất lượng cao còn được trang bị hộp số tự động.Tuy có một số nhược điểm so với hộp số tự động nhưng hộp số truyền động cơ k



NGÔ NHƯ VỊNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỘP SỐ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ, HAI TRỤC, 4 SỐ TIẾN VÀ MỘT SỐ LÙI CHO XE DU

LỊCH 4 CHỖ NGỒI

GVHD: GVC NGUYỄN QUỐC HIỆP

Nha Trang, tháng 11 năm 2006

Bằng số Bằng chữ

Ngành : Cơ Khí Động Lực Ôtô Mã ngành : 18.06.10

Tên đề tài: Thiết kế hộp số truyền động cơ khí, hai trục, 4 số tiến và một số lùi

cho xe du lịch 4 chỗ ngồi

Số trang: Số chương: 5 Số tài liệu tham khảo:

9………

Hiện vật: 1 đĩa CD ghi toàn bộ nội dung của đề tài và 2 cuốn báo cáo

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Nha Trang, ngày ……tháng… năm 2006

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ÔTÔ DU LỊCH Ở VIỆT NAM 1

1.1 Giới thiệu chung về ôtô du lịch ở Việt Nam: 1

1.2 Các phương án bố trí động cơ trên ôtô du lịch: 1

1.3 Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực: 3

1.4 Các cách bố trí hệ thống truyền lực .3

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỘP SỐ ÔTÔ DU LỊCH 6

2.1 Giới thiệu chung về các loại hộp số đang được sử dụng hiện nay: 6

2.1.1 Đặc điểm chung của hộp số cơ khí có cấp: 6

2.1.2 Đặc điểm cấu tạo của hộp số cơ khí có cấp: Hộp số cơ khí có cấp trên ôtô du lịch hiện nay thường có hai loại: Hộp số hai trục và hộp số ba trục 7

2.1.2.1 Hộp số ba trục: 7

2.1.2.2 Hộp số hai trục: 16

2.2 Hộp số tự động: 19

2.2.1 Biến mô thuỷ lực: 19

2.2.2.Hộp số hành tinh: 21

CHƯƠNG 3 NHIỆM VỤ- YÊU CẦU- PHÂN LOẠi HỘP SỐ 25

3.1 Nhiệm vụ: 25

3.2 Phân loại: 25

3.3 Yêu cầu đối với hộp số ôtô: 26

Chương 4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỘP SỐ .27

4.1 Chọn cách bố trí động cơ: 27

4.2 Chọn loại hộp số và sơ đồ động: 28

4.2.1 Chọn loại hộp số: 28

4.2.2 Lựa chọn sơ đồ động: 28

4.2.3 Đường chạy số: 29

5.1.1.2 Xác định số răng của bánh răng hộp số 33

5.1.1.3 Tính bánh răng: 35

5.1.2.Trục hộp số: 41

5.1.2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục: 41

5.1.2.2 Kết cấu trục: 41

5.1.2.3 Xác định phản lực tại gối và đường kính tại tiết diện nguy hiểm: .43

5.1.2.4 Tính độ cứng vững trục: 55

5.1.2.5 Tính toán sức bền trục: 58

5.1.2.6 Kiểm tra ứng suất dập trên then hoa lắp hai bộ đồng tốc,lắp bánh răng của bộ truyền lực chính và moayơ ly hợp: 59

5.1.2.7 Kiểm ta ứng suất dập của then bằng lắp bánh răng số lùi tại vị trí trục sơ cấp: 60

5.1.3 Tính toán ổ trục: 61

5.1.4.Tính toán ổ trượt: 66

5.1.5 Bộ đồng tốc: 67

5.2 Vỏ hộp số: 68

5.3 Hướng dẫn sử dụng: 69

5.3.1 Quy trình tháo lắp hộp số: 69

5.3.2 Quy trình bảo dưỡng: 69

5.3.3 Các hư hỏng và cách khắc khắc phục: 70

5.4 Quy trình gia công trục: 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

KẾT LUẬN 76

cơ khí ôtô là một trong những ngành đang trong quá trình phát triển mạnh, với nhiều nhà máy sản xuất tiên tiến mọc lên Ôtô ngày nay càng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong thực tế đời sống vì nhưng tiện ích mà nó mang lại Một trong những bộ phận không thể thiếu của ôtô và ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình điều khiển ôtô,đó là hộp số Ngày nay, hộp số ôtô khá phong phú về chủng loại, về kết cấu công nghệ Nhưng phổ biến nhất là hộp số truyền động cơ khí, các loại xe chất lượng cao còn được trang bị hộp số tự động.Tuy có một số nhược điểm so với hộp số tự động nhưng hộp số truyền động cơ khí vẫn có những ưu điểm và được sử dụng phổ biến trong các loại ôtô hiện nay Trong quá trình học tập tại trường, qua các đợt thực tập trong lẫn ngoài truờng em đã lắm bắt được những kiến thức cơ bản về hộp số, từ kết cấu đến công nghệ chế tạo cơ bản…

Trong đợt xét tốt nghiệp năm nay, với vinh dự được nhà trường giao đề tài

về thiết kế hộp số truyền động cơ khí Em đã cố gắng trình bày những vấn đề cơ bản nhất về hộp số, ứng dụng và tính toán các chi tiết của hộp số nhằm đưa hộp

số thiết kế đạt tới điều kiện tối ưu nhất có thể Được trình bày thành 6 chương sau:

Chương 1: Giới thiệu chung về ôtô du lịch

Chương 2: Giới thiệu chung về hộp số ôtô du lịch ở Việt Nam Chương 3: Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hộp số

Chương 4: Lựa chọn phương án thiết kế và sơ đồ động hộp số Chương 5: Kết cấu và tính toán các chi tiết hộp số

Trong quá trình làm công tác tốt nghiệp em đã được thầy hướng dẫn, cùng các thầy trong bộ môn, đã có những góp ý, hướng dẫn tận tình giúp em hoàn thành công tác tốt nghiệp Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do tài liệu, năng lực có hạn nên chắc chắn đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự góp ý của các thầy cùng các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn Cuối

Nha Trang 11/2006 Sinh viên thực hiện Ngô Như Vịnh

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ÔTÔ DU LỊCH Ở VIỆT NAM

1.1 Giới thiệu chung về ôtô du lịch ở Việt Nam:

Tại Việt Nam hiện nay có rất nhiều loại ôtô du lịch do nhiều hãng của nhiều nước sản xuất, trong đó tính hiện đại, kết cấu, tính tiện nghi của từng loại cũng khác nhau Song nhìn chung cấu tạo chung của xe du lịch đều được cấu thành từ 3 phần chính : Động cơ, hệ thống gầm và thân xe

- Động cơ: Là nguồn năng lượng cơ khí tạo công đẩy xe di chuyển Ngày nay, động cơ lắp trên ôtô thường dùng là loại động cơ kiểu piston với nguồn nhiên liệu sử dụng là xăng hay diesel Ôtô du lịch cỡ nhỏ sử dụng nhiên liệu xăng

là phổ biến nhất, một số trang bị thêm động cơ điện tuỳ theo tải trọng của từng loại xe mà người ta sử dụng động cơ hai kỳ hoặc động cơ 4 kỳ, ít hay nhiều piston, thông dụng nhất là động cơ 4 kỳ với 4 hay 6 piston

- Gầm bệ: Là tổng hợp các cơ cấu dùng để truyền mômen xoắn từ động

cơ đến các bánh xe chủ động Gầm bệ gồm 3 nhóm cơ cấu, hệ thống truyền lực,

bộ phận vận hành, hệ thống điều khiển phương hướng chuyển động- điều khiển

sự dừng khẩn cấp hoặc làm chậm dần tốc độ

.Hệ thống truyền lực: Dùng để truyền mômen xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động, đồng thời cho phép thay đổi độ lớn và chiều hướng mômen xoắn, hệ thống này gồm các bộ phận sau: Ly hợp, hộp số, truyền động các đăng,

1.2 Các phương án bố trí động cơ trên ôtô du lịch:

Ôtô du lịch thường có các kiểu bố trí động cơ như sau:

Động cơ đặt đằng trước ngoài buồng lái

Động cơ đặt đằng trước trong buồng lái

Động cơ đặt đằng sau

Hình 1.1: Các phương án bố trí động cơ trên ôtô

- Động cơ đặt đằng trước ngoài buồng lái:

Phương án bố trí kiểu này được sử dụng rộng rãi trên ôtô du lịch hiện nay

Ưu điểm: Động cơ được chăm sóc dễ dàng hơn vì khoảng không gian rộng rãi, tăng khả năng cách nhiệt cách âm, đảm bảo độ ộn định khi quay vòng

Nhược điểm: Có hệ số phần trăm sử dụng chiều dài bé, tầm nhìn kém, không gian chứa hành khách nhỏ

Hệ số sử dụng chiều dài được tính theo công thức:

L

l





l: là chiều dài thùng chứa;L: chiều dài chung của xe

- Bố trí động cơ đằng trước trong buồng lái:

Phương án bố trí này ngày nay được sử dụng nhiều trên ôtô du lịch 12 chỗ

- Bố trí động cơ đặt đằng sau:

Ngày nay phương án này ít được sử dụng đối với ôtô du lịch

Ưu điểm: Thể tích buồng chứa lớn, không cần cách nhiệt cách âm, hệ thống truyền lực đơn giản vì không cần bộ truyền các đăng, hệ số sử dụng chiều dài tăng, vị trí ngồi của người lái tốt

Nhược điểm: Cơ cấu điều khiển ly hợp, hộp số phức tạp, do khoảng cách buồng lái đến động cơ quá lớn

1.3 Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực:

Ôtô du lịch hiện nay dùng các loại hệ thống truyền lực sau:

- Hệ thống truyền lực cơ khí, bao gồm ly hợp ma sát,hộp số, truyền động các đăng, truyền lực chính và vi sai

- Hệ thống truyền lực cơ khí thuỷ lực, bao gồm các truyền động cơ khí và

hệ truyền thuỷ lực Hai hệ truyền lực này được sử dụng nhiều nhất trên ôtô du lịch hiện nay

1.4 Các cách bố trí hệ thống truyền lực

Hình 1.2: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực

Hình 1.3: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực

- Sơ đồ a: Động cơ, ly hợp, hộp số đặt hàng dọc phía trước xe, cầu chủ động đặt sau xe, trục các đăng nối giữa hộp số và cầu chủ động Khoảng cách giữa hộp số đến cầu sau khá lớn nên trục các đăng phải dùng ổ treo Sơ đồ này thông dụng nhất hiện nay

- Sơ đồ b: Động cơ, ly hợp, hộp số tạo thành một khối đặt đằng trước với cầu trước chủ động, bố trí kiểu này rất gọn dễ bố trí cho các bộ phận khác Nhờ cấu trúc này mà trọng tâm xe nằm lệch hẳn về phía trước, do đó độ ổn định của ôtô rất cao khi có lực bên tác dụng, song không gian đầu xe rất chật hẹp

- Sơ đồ c: Động cơ, ly hợp, hộp số tạo thành một khối, cầu trước chủ động với động cơ nằm ngang do đó trọng lượng khối động lực lệch hẳn về phía trước

đầu xe, giảm đáng kể độ nhạy cảm của ôtô với lực bên nhằm nâng cao khả năng

ổn định của của ôtô

- Sơ đồ d: Động cơ ly hợp hộp số, cầu sau chủ động làm một khối gọn ở phía sau, cấu trúc này ít gặp với xe du lịch

- Sơ đồ e: Giống như sơ đồ d nhưng cụm động cơ đặt quay ngược

Cách bố trí giữa c và d phù hợp với việc tăng lực kéo của ôtô, đảm bảo khả năng tăng tốc tốt, hạ thấp chiều cao đầu xe phù hợp với việc tạo dáng khí động học cho ôtô cao tốc

- Sơ đồ f: Động cơ, ly hợp, đặt đằng trước, hộp số và cầu xe đặt phía sau, tạo thành một khối và nối với nhau bằng trục các đăng, bố trí kiểu này trọng lượng phân bố đều ở hai trục

- Sơ đồ g: Động cơ, ly hợp, hộp số đặt dọc phía đầu xe, cầu trước và cầu sau chủ động nối giữa hộp số với cầu trước và cầu sau là trục các đăng Sơ đồ này thường gặp ở ôtô có tính việt giã cao

- Sơ đồ h: Động cơ, hộp số, ly hợp, cầu trước tạo thành một khối, nằm phía đầu xe, đáp ứng nhu cầu tăng trọng lượng lên cầu trước, cầu sau chủ động nối với hộp số bằng khớp ma sát không có hộp phân phối, kết cấu đơn giản và

xe có tính việt giã tốt, nhất là khi hoạt động trên đường trơn Để đánh giá mức độ phức tạp của hệ thống truyền lực người ta dựa vào công thức bánh xe Ngày nay, đối với ôtô du lịch thông dụng nhất là sử dụng công thức bánh xe 4x2 và 4x4 một cầu và hai cầu chủ động

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỘP SỐ ÔTÔ DU LỊCH

2.1 Giới thiệu chung về các loại hộp số đang được sử dụng hiện nay:

Trên các bộ phận tổng thành của ôtô thì hộp số là bộ phận rất quan trọng

và không thể thiếu trong hệ thống tuyền lực.Với tốc độ của động cơ cao thì không thể đảm bảo cho ôtô hoạt động được, để đảm bảo cho ôtô hoạt động bình thường, phù hợp với từng điều kiện đường xá cũng như yêu cầu chuyển hướng của ôtô, người ta chế tạo một bộ phận gọi là hộp số để đảm bảo các yêu cầu nói trên Hiện nay, ôtô du lịch sử dụng nhiều loại hộp số khác nhau, mỗi loại có những tính năng riêng, có hai loại cơ bản là hộp số có cấp và hộp số vô cấp, đây

là hai loại hộp số mà ôtô du lịch dùng phộ biến, hộp số cơ khí có cấp có ưu điểm kết cấu đơn giản giá thành rẻ, đảm bảo được các yêu cầu về tỷ số truyền, đáp ứng được yêu cầu sử dụng ôtô Đối với ôtô du lịch người ta thường dùng hộp số 3 cấp hay 4 cấp Tỷ số truyền cao nhất thường là số I với tỷ số truyền i1 Ngày nay, hộp số tự động ngày càng được sử dụng rộng rãi đối với ôtô du lịch tuy giá thành

có cao, nhưng nó đáp ứng được các yêu cầu cao về kỹ thuật và sử dụng, so với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm sau: Giảm mệt mỏi cho người sử dụng vì không phải thao tác đóng ngắt ly hợp, chuyển số tự động, êm dịu, thích hợp với tình trạng mặt đường, tránh cho động cơ và hệ thống truyền lực không bị quá tải Hộp số tự động thường bố trí với động cơ thành một khối liền

2.1.1 Đặc điểm chung của hộp số cơ khí có cấp:

theo công thức:

t pc e

b

i i M

r G i





0 max

max

- Xác định tỷ số truyền của hộp số:Với ôtô du lịch số I là số cao nhất,

để khắc phục lực cản lớn nhất của mặt đường.Theo lý thuyết ôtô, tỷ số truyền được tính theo công thức:

t pc e

b

i i M

r G i





0 max

i : Tỷ số truyền của hộp phân phối ở số truyền

 t: Hiệu suất của hệ thống truyền lực

- Tỷ số truyền của các số trung gian trong hộp số có thể chọn theo một trong hai phương pháp; Theo cấp số nhân và theo cấp số điều hoà Hiện nay, đa

số ôtô đều chọn tỷ số truyền của hộp số theo cấp số nhân

- Thông thường trong thiết kế ôtô du lịch nhằm mục đích nâng cao tính chất động lực học, nâng cao hiệu suất của hệ thống truyền lực, người ta thường chọn tỷ số truyền ở số cao nhất của hộp số nghĩa là ở số I, do đó công bội q như sau:

1



n hI

i q

Trong trường hợp này, tỷ số truyền các số trung gian được tính theo công thức sau đây:

1 ( 2)

 

hI hII i i

1 ( 3)

 

hI hIII i i

n: Số lượng số truyền

k: Số thứ tự của số nguyên

2.1.2 Đặc điểm cấu tạo của hộp số cơ khí có cấp: Hộp số cơ khí có cấp trên

ôtô du lịch hiện nay thường có hai loại: Hộp số hai trục và hộp số ba trục

Hình 2-1: kết cấu một loại hộp số hộp số

Hình 2.1: Kết cấu một loại hộp số ba trục, chỉ rõ cơ cấu sang số

Hộp số này có các ưu điểm sau:

- Khi cùng kích thước bên ngoài như nhau loại hộp số này cho ta tỷ số truyền lớn Đặc điểm này rất quan trọng vì hiện nay động cơ cao tốc được dùng nhiều trên ôtô Như thế nghĩa là nếu cần đảm bảo một tỷ số truyền như nhau thì loại hộp số này có kích thước bé, trọng lượng cũng bé hơn, do đó giảm được toàn

bộ trọng lượng ôtô

- Trục sơ cấp và trục thứ cấp đặt đồng tâm cho nên có thể làm số truyền thẳng nghĩa là gài cứng trục sơ cấp và trục thứ cấp lại với nhau Trong trường hợp này hiệu suất sẽ cao nhất, coi như bằng một, bởi vì truyền động không qua một cặp bánh răng nào cả

- Đối với ôtô rất quan trọng bởi vì thời gian làm việc của ôtô ở số truyền thẳng chiếm tỷ lệ cao 50  80

- Trên các đoạn đường bằng phẳng có thể gài số truyền thẳng, do đó thời gian sử dụng các tay số trung gian sẽ ít, cho nên có thể làm bánh răng và ổ bi ở các tay số này với kích thước nhỏ

Nhược điểm:

- Hộp số có số truyền thẳng có khuyết điểm là ổ bi đằng trước (theo chiều chuyển động của ôtô) của trục thứ cấp được đặt vào lỗ đằng sau của trục sơ cấp

Do điều kiện kết cấu của hộp số (kích thước trục sơ cấp, ổ bi này không thể làm to được, cho nên khi làm việc có lực tác dụng thì ổ bi này sẽ ở tình trạng căng thẳng)

Trong hộp số các bánh răng có nhiêm vụ truyền động giữa các trục Để truyền động được các bánh răng trên các trục phải ăn khớp với nhau

Bánh răng trong hộp số được lắp cố định trên trục bằng then bán nguyệt, then bằng (hoặc liền khối với trục), bánh răng lắp lồng không trên trục nhờ bạc lót

- Bánh răng: Hộp số ôtô du lịch bánh răng sử dụng là bánh răng nghiêng (có trường hợp sử dụng bánh răng thẳng ở số lùi) Bánh răng nghiêng có ưu điểm

là ăn khớp êm giảm được tiếng ồn, nhưng cơ cấu điều khiển sẽ phức tạp hơn

Để đảm bảo chất lượng làm việc lâu dài của bánh răng, bánh răng thường chế tạo từ thép hợp kim, ví dụ thép 40X, 20X, 12XH4A…Một trong những yêu cầu đối với bánh răng là bề mặt tiếp xúc phải có sức chịu tải tốt, có độ cứng vững tốt, chịu được sự mài mòn, tránh chèn dập, đồng thời bánh răng phải có khả năng chịu uốn tốt Nên sau khi gia công, bánh răng phải được nhiệt luyện để nâng cao sức bền mỏi (như tôi cao tần, thấm các bon…)

- Trục hộp số: Trục hộp số có nhiệm vụ truyền mômen xoắn đến bánh xe chủ động

Trục sơ cấp hộp số:

Hình 2.2: Kết cấu các gối đỡ sau của trục sơ cấp hộp số

Trục sơ cấp hộp số thường chế tạo liền với bánh răng Gối đỡ trước của trục đặt lên bánh đà và gối đỡ này không nhận lực chiều trục.Trục được định vị

để khỏi dịch chuyển theo chiều trục bằng gối đỡ đằng sau nằm trong vỏ hộp số Gối đỡ sau của trục sơ cấp thường là loại ổ bi hướng kính Ổ bi này định vị ở vỏ

hộp nhờ vòng hãm hở miệng đặt vào rãnh của vòng ngoài ổ bi (hình a) hoặc đặt vào rãnh của lỗ ở vỏ hộp (hình b), nhờ bạc tháo lắp được (hình c) và ít khi dùng ổ

bi có gờ ở vòng ngoài (hình c)

+ Trục trung gian: Trục trung gian của hộp số kết cấu theo hai loại, loại trục cố định trong vỏ hộp số còn các bánh răng chế tạo liền thành một khối quay trơn trên trục (hình 2-3):

Hình 2.3: Kết cấu trục trung gian loại cố định với bánh răng quay trơn trên trục

1- khối bánh răng, 2- vòng đệm ngăn cách giữa long đen và khối bánh răng, long đen nhận lực chiều trục, 4- trục trung gian, 5- lò xo ép

Loại này vỏ hộp cứng vững hơn bởi vì lỗ khoét để đặt trục cố định cố đường kính bé do trục đặt ngay lên thành vỏ chứ không qua ổ bi, khối bánh răng đặt lên trục trung gian bằng ổ trượt, ổ thanh lăn loại kim hoặc thanh lăn dài Để các ổ thanh lăn loại kim và ổ thanh lăn dài không bị dồn về một phía trong khi làm việc thì giữa các ổ có đặt bạc ngăn cách 6 Hướng đường nghiêng răng của các bánh răng trên trục trung gian phải đặt cùng chiều với mục đích giảm lực chiều trục tác dụng lên trục

Trục của khối bắnh răng phải được cố định ở vỏ hộp nhờ chốt hãm hoặc các tấm hãm chặt Loại thứ hai: Loại trục quay trơn trên các ổ bi hoặc ổ thanh lăn nằm trong vỏ hộp, còn các bánh răng được nối cứng với trục trong vỏ hộp

+ Trục thứ cấp hộp số: Đầu trước trục thứ cấp tựa lên trục sơ cấp, còn đầu sau tựa lên vỏ hộp qua ổ lăn có bộ phận định vị để nhận lực chiều trục.Với ôtô du lịch ở gối đỡ trước của trục thứ cấp thường đặt ổ thanh lăn loại kim Hiện nay đã

áp dụng phương pháp đặt thanh lăn loại kim không cần vòng ngăn cách Khi đặt

như thế có thể rút trục ra mà bi vẫn nằm trong ổ theo nguyên tắc tự giữ Ở gối đỡ sau của trục thứ cấp chủ yếu dùng ổ bi hướng kính một dãy, có thể cố định

ổ bi bằng vòng hãm xẻ rãnh hoặc bằng mặt bích ở vòng ngoài.Trên trục có then hoa đẻ lắp bộ đồng tốc và các bánh răng Bánh răng lắp trên trục thứ cấp thường

có hai cách: Quay trơn trên trục nhờ bạc lót hay ổ bi đũa (sử dụng kèm theo bộ đồng tốc) và lắp then hoa trên trục di chuyển theo chiều trục

Kết cấu của trục như sau:

Các khối răng dịch chuyển được chuyển động theo chiều trục trên then hoa, khi các bánh răng trên trục là bánh răng nghiêng thì phải chế tạo then hoa xoắn, trong trường hợp này cần chú ý bước của rãnh then phải bằng bước của bánh răng

Hình 2.5: Kết cấu trục thứ cấp hộp số.

Hình 2.4: Kết cấu trục trung gian quay trơn trên ổ bi và ổ thanh lăn nằm

trong vỏ hộp

Khi bánh răng nghiêng đặt trên trục bằng ổ thanh lăn hình trụ, ổ thanh lăn kim, hoặc ổ trượt người ta dùng trục bậc kết hợp với long đen tỳ ở mặt bên để nhận lực dọc trục

Các bánh răng của trục thứ cấp thường chế tạo thành một khối liền với moayơ Rất ít khi chế tạo chúng thành một đai răng riêng rẽ nối ghép với moayơ Các bánh răng của trục thứ cấp ăn khớp thường xuyên với bánh răng của trục trung gian có thể đặt ở trên ổ trượt, trên ổ thanh lăn kim hoặc trên ổ bi Bánh răng của trục thứ cấp ăn khớp thường xuyên với bánh răng của trục trung gian chỉ quay tương đối với trục khi gài số truyền do cặp bánh răng khác đảm nhiệm, lúc

đó trên bánh răng quay trơn trên trục này coi như không có tải trọng Vì lý do đó cho nên bánh răng quay trơn trên trục có thể đặt theo phương pháp ổ trượt thép với thép Để bánh răng quay trơn trên trên trục được tốt trong trường hợp này cần đảm bảo lượng dầu bôi trơn nhiều ở các bề mặt ma sát, ngoài ra cổ trục có thể được phốt phát hoá hoặc sulfit hoá Khi bánh răng nghiêng đặt trên trục bằng ổ lăn hình trụ, ổ thanh lăn kim hoặc ổ trượt người ta dùng trục bậc kết hợp với rôngđen tỳ ở mặt bên để nhận lực chiều trục Trên bánh răng có khoan các lỗ để đảm bảo dầu tuần hoàn dầu bôi trơn bánh răng cho tốt

+ Trục số lùi: Tất các hộp số đều phải có số lùi Sự bố trí số lùi cũng có thể theo nhiều kiểu Bánh răng số lùi ngoài việc đảm bảo tỷ số truyền nhất định, khi không ở vị trí số lùi không được ăn khớp với bánh răng ở trục thứ cấp Bánh răng của số lùi phải đảm bảo ăn khớp dễ dàng, không chạm các bánh răng khác Trục bánh răng số lùi đặt trên gối đỡ của vỏ hộp số không được va chạm với bánh răng của trục thứ cấp

+ Ổ bi: Ổ bi được chọn theo hệ số khả năng làm việc, ôtô du lịch thường dùng ổ bi hướng kính một dãy vì loại này nhận lực hướng kính tốt và một ít lực chiều trục Đối với đầu trước của trục thứ cấp lồng vào trong trục sơ cấp người ta dùng ổ thanh lăn hình trục, nó có đặc điểm là chịu lực hướng kính tốt so với bi hướng kính cùng kích thước, chúng có kết cấu nhỏ gọn nên được lắp ở đầu trước của trục thứ cấp

+ Vỏ hộp số: Vỏ hộp số có nhiêm vụ chứa trục, bánh răng, ổ, cố định vị trí tương quan của chúng, đồng thời là bầu chứa dầu để bôi trơn cho hệ thống

Vỏ hộp số cần đảm bảo yêu cầu trọng lượng bé, có độ cứng vững tốt để làm cho trục và ổ bi không bị vênh do các lực tác dụng sinh ra khi ôtô làm việc

Vỏ hộp số thường đúc bằng hợp kim nhôm hoặc gang Trên vỏ hộp có các gân để chịu lực và toả nhiệt, bôi trơn Vỏ hộp số phải có lỗ đổ dầu, bộ phận kiểm tra mức dầu và nút để tháo dầu cũ Để giữ áp suất trong hộp số bằng với áp suất khí trời, trên nắp hộp số có nắp hoặc rãnh thông hơi Vỏ hộp có nắp trước và nắp sau

để giữ các ổ, ngoài ra chúng còn làm nhiệm vụ phụ thêm là giữ không cho dầu bôi trơn chạy ra ngoài, vì thế trên các nắp này có các dãnh cuốn dầu, hoặc vòng chắn dầu

+ Cơ cấu điều khiển hộp số:

Hình 2.6: Cơ cấu điều xe zil-130

Cơ cấu điều khiển là bộ phận quan trọng của hộp số, nó bao gồm các bộ phận sau: Đòn điều khiển, trục trượt, càng cua, cơ cấu định vị khoá hãm, cơ cấu định vị số lùi, ống dễ gài số, bộ đồng tốc Nó có nhiệm vụ dịch chuyển các bánh răng tương ứng với các ống gài số hoặc bộ đồng tốc ở trong hộp số khi gài và nhả

số Đòn điều khiển phải bố trí thuận lợi cho người điều khiển

Tuỳ theo sự bố trí đòn điều khiển có hai loại: Loại đặt trực tiếp trên nắp hộp số và loại đặt riêng rẽ đối với hộp số.Dạng đặt trực tiếp trên nắp hộ số: Đòn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ trên suống, đòn được ép vào mặt tựa hình cầu bằng lò xo 1 trực tiếp tác dụng lên đòn từ trên suống dưới (hình a), hoặc bằng lò

xo 2 đặt ở phía dưới và ép vào đòn qua đĩa 5 (hình b), có khi đòn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ dưới lên, lúc đó đòn được ép vào mặt tựa hình cầu bằng lò xo

6, lò xo này tựa một đầu vào gờ lồi ra 7 ở vỏ hộp số và ép đòn từ dưới lên (hình

c), để giữ đòn điều khiển ở vị trí đúng, ở mặt tựa hình cầu có đặt chốt định vị 3

Bề mặt tựa hình cầu của đòn điều khiển được che bụi bẩn và nước bằng bao 4

Hình 2.7: Kết cấu đòn điều khiển đặt trực tiếp trên hộp số ôtô

Dạng điều khiển từ xa: Hình 2.8 trình bày hệ thống điều khiển từ xa hộp

số có cấp loại 3 khối trượt, với một hệ thống đòn dẫn động từ đòn điều khiển đến hộp số Ở ôtô du lịch với hộp số có cấp, đòn điều khiển thường bố trí trên bánh lái Bố trí như vậy điều khiển sẽ thuận tiện

Trong khi tiến hành gài số để đảm

bảo gài số được an toàn, người ta

làm chốt định vị và khoá hãm Định

vị dùng để gài các số cho đúng vị trí

sao cho bánh răng ăn khớp được hết

chiều dài, tránh hiện tượng gài và

nhả số ngẫu nhiên Khoá hãm có

nhiệm vụ tránh một lúc gài hai số

liền khỏi vỡ bánh răng.Trên thanh

trượt có số lỗ khuyết tương ứng với

số lượng cấp số tương ứng cần gài

và thêm chỗ cho vị trí trung gian

Khi gài số chốt hãm sẽ bị

nén lại làm cho các thanh trượt

còn lại không di chuyển tránh

gài hai số một lúc Chốt định vị

có loại bi, cốc, thanh, loại

khoá Khoá hãm có loại bi,

thanh, tấm khía rãnh

Hình 2.8: Hệ thống điều khiển từ xa hộp số ôtô có 3 khối tr ượt

Bộ đồng tốc: Hộp số ôtô du lịch thường dùng bộ đồng tốc loại quán tính

để nối ghép trục với bánh răng quay trơn

* Bộ đồng tốc được sử dụng trong hộp số thiết kế là loại quán tính có sơ

đồ kết cấu như sau: Khi gài một trong những số truyền thì ống 1 sẽ dịch chuyển trên răng của moayơ 2, nhờ bộ phận định vị 5 mà ống nối 1 kéo được các con chạy 4 cho đến lúc chúng tì vào rãnh A của vòng hãm 3 Vòng hãm 3 có mặt hình côn ở phía trong và đai răng cùng bước với bước răng của ống nối 1 Bề mặt hình côn của vòng 3 cũng có khía các đường rãnh để cắt màng dầu

Khi con chạy 4 tì vào rãnh A của vòng hãm 3, con chạy sẽ ép chặt bề mặt hình côn của vòng hãm 3 vào với bề mặt hình côn của bánh răng 6

Dưới tác dụng của mômen ma sát vòng hãm 3 sẽ xoay trong giới hạn cho phép của chiều rộng rãnh A (vì chiều rộng rãnh A lớn hơn chiều rộng của con chạy 4 ) Lúc ấy bề mặt nghiêng của các răng vòng hãm sẽ ép chặt vào bề mặt nghiêng của các răng ống nối 1 Bề mặt nghiêng của các răng sẽ là bề mặt hãm

Hình 2.8: Kết cấu chốt định vị và khoá hãm hộp số

Hình 2.11: Kết cấu bộ đồng tốc xe một loại xe du lịch, và quá trình gài số

của bộ đồng tốc này Khi chưa đồng tốc lực N tác dụng thẳng góc lên bề mặt nghiêng của răng ống nối 1 khá lớn, do đó lực Q cũng khá lớn Lực Q1 do tay ta tác dụng vào ống nối không thắng nổi lực Q cho nên không thể đưa ống đi tiếp được Chỉ khi nào đã đồng tốc rồi thì lực N sẽ bằng không và Q cũng vậy Lúc ấy lực Q1 do tay ta tác dụng vào chỉ cần thắng lò xo để đẩy hòn bi của bộ phận định

vị 5 suống là có thể đưa ống nối 1 tiếp tục di chuyển để răng của ống nối 1 vào

ăn khớp với răng 7 của vòng hãm 3 và với răng 8 của đai răng gài số của bánh răng 6 Như vậy quá trình gài số đã hoàn thành

Qúa trình làm việc của bộ đồng tốc hộp số được giải thích rõ trên hình dưới Trong đó (a ) ứng với các chi tiết của bộ đồng tốc nằm ở vị trí trung gian,

sơ đồ(b) ứng với lúc đang đồng tốc và sơ đồ (c ) ứng với lúc đã gài xong

2.1.2.2 Hộp số hai trục:

Hình 2.12: Kết cấu hộp số hai trục đặt dọc

Hay còn gọi là loại trục cố định không đồng tâm, loại hộp số này không

có số truyền thẳng Ở tất cả các số truyền chỉ có một cặp bánh răng ăn khớp Hộp

số này có ưu điểm là:

- Có hiệu suất cao, bởi vì ở tất cả các số truyền làm việc sự ăn khớp chỉ qua một cặp bánh răng

- Có thể tăng nhiều độ cứng vững và độ bền của các chi tiết, bởi vì trong hộp số này không có cụm nào bị nào bị hạn chế bởi điều kiện kích thước

- Kết cấu đơn giản tiện lợi khi sử dụng Khuyết điểm của hộ số này là có kích thước lớn, vì tỷ số truyền của hộp số chỉ do một cặp bánh răng ăn khớp nên trọng lượng sẽ lớn

Về mặt cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cơ cấu điều khiển tương tự hộp số 3 trục Nó chỉ khác hộp số 3 trục về sự bố trí các trục và số lượng các trục

mà thôi Hộp số này thường dùng cho xe du lịch với cầu trước chủ động

Hình 2.13: Kết cấu hộp số hai trục đặt ngang

1- Trục thứ cấp 2- Các bánh răng cấp số 4 3- Trục sơ cấp 4- Các bánh răng cấp số 5-Các bánh răng cấp số 3 6- Bánh răng 7,7- Các bánh răng số lùi 8- Các bánh răng cấp số 1 9- Bán trục bên phải và trái 10- Ph ớt ch ặn d ầu b ộ

vi sai 11- Vành răng bộ vi sai 12- Bộ đồng tốc cấp số một- hai 1- Bộ đồng tốc cấp số ba- bốn 15- Bánh răng chủ động trục thứ cấp

Ngày nay, hộp số hai trục được dùng rất phổ biến trên ôtô du lịch( xe có tải trọng phân bố lên hai cầu tương đương nhau) Do đảm bảo tính gọn nhẹ của

hệ thống truyền lực, không sử dụng các đăng trong điều kiện không gian gầm xe chặt hẹp Kiểu hộp số này gồm hai cụm bộ phận cùng lắp đặt chung trong một vỏ hộp: Cụm hộp số sang số bằng tay và bộ vi sai Công suất động cơ được truyền đến trục sơ cấp rồi đến trục thứ cấp hộp số Bánh răng chủ động của trục thứ cấp truyền mômen cho bộ vi sai làm quay các bán trục

Hộp số hai trục lắp với bộ truyền lực chính và vi sai thành một cụm, vỏ hộp số bao kín bộ truyền lực chính và vi sai, vỏ hộp được lắp với vỏ cầu trước nhờ các bulông

Hình 2.14: Kỹ thuật bố trí động cơ và hộp số đặt ngang trước đầu xe và

dẫn động hai bánh xe trước.

1- Bán trục trái 2- Hộp số 3- động cơ 4- phía trước xe 5- Bán trục phải 6-khớp nối các đăng đồng tốc ngoài bên phải, 7-Khớp nối các đăng đồng tốc trong bên phải 8- Bộ vi sai 9- Khớp nối các đăng đồng trong tốc bên trái 10- Khớp nối các đăng đồng tốc ngoài bên trái

Hộp số hai trục không có trục trung gian, trục sơ cấp nối thẳng ra bánh đà

để truyền công suất

Cơ cấu điều khiển của hộp số hai trục thường dùng là loại điều khiển gián tiếp thông qua cơ cấu dẫn động tay đòn Hình vẽ sau mô tả cơ cấu dẫn động này:

Hình 2.15: Cách bố trí hệ thống dẫn động tay đòn điều khiển quá trình sang số

2.2 Hộp số tự động:

Hộp số tự động có cấu tạo gồm biến mô thuỷ lực (BMM) và hộp số hành tinh (HSHT) có cấu trúc chung một cụm và được lắp liền sau động cơ Hộp số tự động thay thế chức năng làm việc của ly hợp ma sát và hộp số cơ khí có cấp Hộp

ố tự động có hệ thống điều khiển điện tử, thuỷ lực phức tạp làm việc cùng với máy tính điện tử thực hiện đóng ngắt thay đổi các số truyền

2.2.1 Biến mô thuỷ lực:

BMM được cấu thành từ ba bộ phận chính sau: Phần chủ động gọi là bánh bơm (B), phần bị động gọi là bánh tua bin (T), phần phản ứng gọi là bánh dẫn hướng, trong biến mô có ly hợp ma sát và bộ phận giảm sóc Phần chủ động (B) được nối với trục khuỷu của động cơ, phần bị động (T) được nối với trục hộp số hành tinh, phần dẫn hướng (D) được cố định trong vỏ hộp số nhờ khớp một chiều Bánh (B), bánh (T), bánh (D) có dạng hình xuyến và làm việc theo tích chất xoáy của dầu thuỷ lực Khi phần (B) quay, dầu sẽ chuyển động sang phần (T), làm (T) quay Phần (D) có tác dụng dẫn hướng tạo điều kiện tăng mômen

Cấu tạo trong của bánh B, bánh T, bánh D đều có cánh, các cánh này được sắp xếp sao cho ở trạng thái làm việc chất lỏng chuyển động (từ trong ra ngoài và quay trở vào trong tuần hoàn kín) theo hình xuyến xoắn ốc tạo lên bởi các cánh

Các cánh của B,T,D đều cấu tạo theo quy luật: Tạo lên không gian dòng chảy của chất lỏng ở gần tâm lớn, càng ra ngoài càng thu nhỏ, tạo điều kiện nâng cao tốc độ dòng chảy khi chất lỏng đi ra xa tâm với động năng lớn

H ình 2.13: Cấu tạo BMM (a) cách mô tả (b)

Chất lỏng có áp suất đóng vai trò truyền năng lượng giữa B và T Khi B quay cùng với động cơ làm cho dầu chuyển động, dưới tác dụng của lực ly tâm dầu chạy ra phía ngoài và tăng tốc độ Ở tại mép biên ngoài, dầu đạt tốc độ cao nhất và hướng theo các cánh trong bánh B đập vào cánh tua bin, tại bánh T dầu truyền năng lượng và giảm dần tốc độ theo các cánh của bánh T chạy vào phía trong Khi dầu tới mép trong của bánh T, bị rơi vào cánh của bánh D và theo các cánh dẫn chuyển sang bánh B, cứ như vậy chất lỏng chuyển động tuần hoàn theo đường xoắn ốc Qúa trình dầu di chuyển trong bánh B là quá trình tích năng, quá trình dầu di chuyển trong bánh T là quá trình truyền năng lượng, còn ở bánh D là quá trình đổi hướng chuyển động

Đa số thời gian mômen của bánh T lớn hơn mô men của bánh B, bánh D

bị khóa bởi khớp một chiều, làm điểm tựa tựa cứng cho chất dòng lỏng và tạo điều kiện tăng phản lực của dòng chảy Khả năng tăng mômen lớn nhất có thể đạt 2,5-2,8 lần ứng với khi xe khởi hành Nếu mômen của B và T bằng nhau lúc này bánh D quay tự do, vai trò của bánh D chỉ là hướng dòng chất lỏng, giảm tổn thất thủy lực trong BMM Tỷ số

ngay cả ở trạng thái không làm việc dầu vẫn còn giữ lại áp suất cao hơn áp suất khí quyển để tránh lọt khí vào biến mô

Khi n  T n B, dầu không còn khả năng truyền năng lượng Hiệu suất của biến mô tụt suống bằng không Để khắc phục hiện tượng này trên BMM có bố trí một ly hợp ma sát làm việc trong dầu Ly hợp ma sát này đặt giữa B và T, và đóng lại tự động tại thời điểm n  T n B, mômen truyền qua ly hợp ma sát Khi khóa hãm làm việc tính chất biến đổi vô cấp của HTTL không còn nữa Hệ thống làm việc như như kết cấu thông thường của ly hợp ma sát với hộp số có cấp Kết cấu ly hợp ma sát được thể hiện theo sơ đồ sau:

1- bánh bơm B, 2- bánh tua bin T, 3- bánh dẫn hướng D, 4- khớp một chiều,

5- giảm chấn xoắn, 6- piston ép của ly hợp,7- bề mặt ma sát của ly hợp,

8-vỏ biến mô

2.2.2.Hộp số hành tinh:

Hộp số hành tinh so với hộp số có trục cố định có những ưu điểm sau:

- Khi có cùng kích thước bánh răng sẽ có tỷ số truyền lớn

- Trục và ổ bi của bánh răng trung tâm và cần dẫn không chịu tải trọng hướng kính do lực ăn khớp của các bánh răng gây nên

- Có thể sang số mà không cần cắt công suất truyền từ động cơ, nghĩa là không cần cắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực, do đó thời gian và hành trình gia tốc ngắn hơn so với hộp số thường dùng

- Việc cài số được tiến hành bằng ly hợp và phanh, do đó tạo điều kiện cho việc tự động hoá quá trình gài số

Hình 2.14: Cấu tạo BMM có khoá LOCK-UP và giảm chấn xoắn

- Làm việc không ồn, không cần bộ đồng tốc

- Kết cấu của bộ truyền động hành tinh ăn khớp bên trong gọn gàng bố trí sít sao hơn bộ truyền bánh răng thường

- Có hiệu suất cao hơn

Trong hệ thống truyền lực HSHT được đặt sau BMM Khác với hộp số cơ khí có cấp đơn giản, hộp số hành tinh có trục di động nhằm thực hiện các chuyển động theo trong các bộ truyền bánh răng Hộp số hành tinh điều khiển bằng cần

số hoặc điều khiển tự động Ngày nay, hộp số hành tinh sử dụng phổ biến trên ôtô con

Hộp số hành tinh được tổ hợp từ các cơ cấu hành tinh (CCHT) cơ bản Trên ôtô có ba dạng cơ cấu cơ bản:

CCHT kiểu Wilson độc lập CCHT theo sơ đồ Simpson CCHT theo sơ đồ Ravigneaux

- Đặc điểm cấu tạo của cơ cấu hành tinh kiểu Wilson:

Hình 2.15: Cấu tạo và sơ đồ CCHT Wilson

CCHT kiểu Wilson là bộ truyền bánh răng ăn khớp trong và ngoài, ba trục Các chi tiết gồm: một bánh răng mặt trời có vành răng ngoài M đặt trên một trục quay, một bánh răng ngoại luân có vành răng trong N đặt trên một trục quay khác cùng đường tâm với trục của M, các bánh răng hành tinh H nằm giữa M và

N và đồng thời ăn khớp với M và N, trục của các bánh răng H nối cứng với nhau trên giá hành tinh G và chuyển động quay xung quanh đường tâm trục của M và

N, trục của G là trục thứ 3 của CCHT

Nguyên lý làm việc của cơ cấu hành tinh Wilson được xem xét dưới dạng

sơ đồ theo bảng dưới đây

Trong đó quan hệ của số vòng quay trên trục bị động chia cho số vòng quay trên trục chủ động là tỷ số truyền của CCHT đang xét Trong bảng gồm 7 trạng thái, phần tử liên kết được hiểu là phần tử nối với vỏ hoặc liên kết giữa hai phần tử với nhau, tỷ số truyền được tính:

cd bd bd

cd

M

M n

n

i 

Khả năng sử dụng được ghi rõ như: số truyền tăng tốc, chậm, thẳng hoặc lùi Giới hạn tỷ số truyền phụ thuộc vào khả năng chế tạo và kích thước của các chi tiết

Khả năng sử dụng của hộp số ôtô:

Khả năng sử dụng tỷ số truyền phụ thuộc vào giới hạn làm việc của động

cơ Vì vậy trong bảng 1 chỉ sử dụng một số trạng thái:

*Trạng thái 1 có thể là số 1 với i2,55,0 (số truyền rất chậm)

*Trạng thái 6 có thể là số 2 với i1,02,0 (số truyền chậm)

*Trạng thái 7 có thể là số 3 với i1 (số truyền thẳng)

*Trạng thái 5 có thể là số 4 với i0,60,8 (số truyền tăng tốc OD)

*Trạng thái 3 có thể là số lùi với i-(4,01,5) (số truyền lùi)

*Trạng thai O là trạng thái có phần chủ động, bị động, nhưng các phần tử khác chỉ quay không, còn trục bị động quay không tải Ở trạng thái này bánh răng hành tinh làm nhiệm vụ điều hoà tốc độ quay của các phần chủ động

và bị động, một khâu khác quay tự do, vì vậy nó được dùng để tạo nên số Mo, và dùng để chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của hộp số trong sử dụng

Bảng các khả năng làm việc và ứng dụng của cơ cấu hành tinh kiểu

Wilson

Các phần tử khoá được sử dụng trong hộp số tự động là:

*Ly hợp ma sát làm việc trong dầu

*Phanh dải

*Khớp một chiều

Tuỳ theo từng cấu trúc của hộp số tự động mà các phần tử khóa là phần tử điểu khiển hoặc phần tử đảm bảo an toàn cơ cấu

CHƯƠNG 3 NHIỆM VỤ- YÊU CẦU- PHÂN LOẠi HỘP SỐ

3.1 Nhiệm vụ:

Động cơ đốt trong dùng trên ôtô có hệ số thích ứng rất thấp, đối với động

cơ xăng hệ số này bằng 1 ,1 1,2và đối với điêzen bằng 1,051,15 Do đó mômen quay của động cơ ôtô không thể đáp ứng nổi yêu cầu mômen cần thiết để thắng sức cản chuyển động thay đổi khá nhiều khi ôtô làm việc Muốn giải quyết được vấn đề này, trên ôtô cần phải có hộp số Nhờ hộp số, ta có thể tăng lực kéo cần thiết để thắng sức cản chuyển động tăng lên của ôtô và đảm bảo cho ôtô chuyển động với vận tốc thấp, nhưng tốc độ thấp này tự động cơ không thể đảm bảo được vì động cơ đốt trong có số vòng quay tối thiểu khá cao Ngoài ra, hộp số còn đảm bảo cho ôtô thực hiện chạy lùi và đảm bảo cắt lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi cần thiết mà động cơ vẫn còn hoạt động

Trên ôtô để tăng tính năng hiệu quả người ta bố trí hộp số phụ, nhờ vậy ta

có thể tăng được tỷ số truyền mà hộp số chính không thể đảm nhận được

+ Hộp số có cấp: Hộp số trên ôtô thường dùng là loại 3 cấp, 4 cấp, 5 cấp

có khi tới 6 hay 7 cấp Hộp số có cấp truyền mômen của động cơ đến các bánh xe chủ động nhờ hệ thống dẫn động bánh răng Loại này được dùng phổ biến trên ôtô

Hộp số có cấp có những nhược điểm: Phạm vi thay đổi tỷ số truyền nhất định, khi muốn tăng tỷ số truyền thì kết cấu hộp số sẽ phức tạp, cồng kềnh Việc điều khiển của người lái cũng khó khăn hơn

- Theo sơ đồ động chia ra: Hộp số có đường trục cố định, trục chủ động và trục bị động đồng tâm (hộp số ba trục )

Hộp số có đường trục cố định, trục chủ động và trục bị động không đồng tâm ( hộ số hai trục )

-Theo cấp tỷ số truyền chia ra: loại 3 cấp, loại 4 cấp, loại 5 cấp…

+ Theo kiểu bánh răng chia ra:

Theo phương pháp điều khiển chia ra:

Điều khiển bằng tay

Điều khiển tự động

Điều khiển bán tự động

3.3 Yêu cầu đối với hộp số ôtô:

- Có dãy tỷ số truyền phù hợp để nâng cao tính năng động lực học và kinh

tế của ôtô

- Hiệu suất truyền động phải cao, làm việc không ồn, sang số nhẹ nhàng, các bánh răng không bị va đập khi sang số, không tự động nhả số và không gài hai số một lúc

- Kết cấu không phức tạp, chắc chắn dễ điều khiển, dễ bảo dưỡng, kiểm tra sửa chữa

- Đảm bảo thời gian sử dụng lâu dài

Chương 4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG

HỘP SỐ

4.1 Chọn cách bố trí động cơ:

Động cơ bố trí trên ôtô theo kiểu: Động cơ bố trí phía trước và ngoài buồng lái, tuy có một số nhược điểm như: Làm giảm tầm nhìn của người lái, thu nhỏ thể tích khoang hành khách, nhưng bố trí theo kiểu này chăm sóc động cơ sẽ thuận tiện, không càn cách nhiệt cách âm Đây là cách bố trí được sử dụng rộng rãi trên ôtô du lịch ngày nay

Hình 4.1: Sơ đồ bố trí động cơ

Hình 4.2: Sơ đồ hệ thống truyền lực

Với ôtô du lịch cỡ nhỏ, làm việc trong điều kiện chất lượng đường khá tốt, thì ta lựa chọn phương án truyền lực theo công thức 4x2, với cầu trước chủ động Kiểu này ngày nay được sử dụng khá phổ biến trên ôtô du lịch Cầu trước chủ động nhằm tận dụng trọng lượng của khối động lực tăng tính ổn định của xe, giảm ảnh hưởng của lực bên, không cần bố trí các đăng trong điều kiện không gian gầm chặt hẹp.Với cách bố trí này, trọng lượng của xe được phân bố đều lên hai cầu (động cơ chiếm tỷ lệ khối lượng tương đối lớn ), nên kết cấu hệ thống truyền lực đơn giản đễ bảo dưỡng, sửa chữa

4.2 Chọn loại hộp số và sơ đồ động:

4.2.1 Chọn loại hộp số:

Hộp số thiết kế theo kiểu: Hộp số cơ khí có cấp điều khiển bằng tay, sử dụng bộ đồng tốc ở tất cả các số tiến

Kiểu này có ưu điểm:

Gía thành rẻ, chế tạo và kết cấu đơn giản

Qúa trình gài số êm dịu dễ dàng, tránh va đập gây vỡ bánh răng (so với loại không sử dụng bộ đồng tốc)

Hiệu suất truyền động cao, làm việc với độ tin cậy tốt

Dễ sửa chữa bảo dưỡng

- Trục sơ cấp: trục sơ cấp hộp số có lắp các bánh răng lồng không, bánh răng sử dụng là bánh răng nghiêng Đầu trước của trục có then hoa để ăn khớp với ly hợp và được định tâm trên bánh đà nhờ ổ bi Ngoài ra, trục còn được gối trên hai ổ bi cầu hướng kính đỡ chặn một dãy trong vỏ hộp, ổ bi được định vị trong vỏ hộp nhờ vòng hãm xẻ rãnh với các bu lông, đầu nối với bánh đà có phớt chắn dầu Trên trục có các vách ngăn, vòng cách để hãm các bánh răng, bộ đồng tốc tránh di chuyển dọc trục

Bánh răng có lỗ khoan để đảm bảo lượng dầu bôi trơn cho ổ trượt Bộ đồng tốc sử dụng thuộc kiểu quán tính, ăn khớp với bánh răng nhờ vành răng, bộ đồng tốc lắp trên trục bằng then hoa

- Bánh răng trên trục số lùi là bánh răng trụ răng thẳng, việc ăn khớp không nhờ bộ đồng tốc mà di trượt trên trục nhờ ổ trượt Để bố trí trục số lùi, trên

vỏ hộp số có bố trí vách ngăn Trục số lùi lắp trên vỏ nhờ ổ trượt Trục được cố định trên vỏ hộp nhờ bulông và tấm hãm, bánh răng trên trục quay trơn Bánh răng số lùi trên trục sơ cấp cố định với trục nhờ then bằng, bánh răng số lùi trên trục thứ cấp không ăn khớp trực tiếp với bánh răng trên trục sơ cấp

- Bánh răng trên trục sơ cấp và trục thứ cấp luôn ăn khớp với nhau để sẵn sàng truyền công suất, trên vành bánh răng sơ cấp có vành răng ăn khớp với bộ đồng tốc

- Cơ cấu điều khiển: Cơ cấu điều khiển theo kiểu bằng tay Trên trục trượt

có các rãnh hãm và được hãm bằng bi dưới tác dụng của lực nén lò xo, để đảm bảo không cho trục dịch chuyển tránh hiện tượng nhảy số ngẫu nhiên, tránh cài hai số một lúc Ngoài ra còn có cơ cấu định vị đúng số

4.2.3 Đường chạy số:

+ Số I: Dùng tay điều khiển cần gạt đẩy bộ đồng tốc I sang bên phải, lúc này xe chạy ở số I, đường truyền mômen như sau:

A ZL ZL2 ZL1 B

+ Số không: Khi hai bộ đồng tốc ở vị trung gian, cần gạt số lùi ở vị trí trung gian, các khoá hãm và định vị giữ trục gài số ở vị trí trung gian, đảm bảo dừng xe an toàn khi động cơ đang hoạt động

CHƯƠNG 5 KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT HỘP SỐ

5.1 Kết cấu và tính toán các chi tiết hộp số:

5.1.1 Bánh răng:

Bánh răng sử dụng có biên dạng thân khai, các bánh răng của ôtô làm việc trong điều kiện khá nặng nhọc, chúng truyền lực lớn ở tốc độ vòng lớn.Yêu cầu hộp số lại phải có kích thước nhỏ nên các bánh răng phải có kích thước bé,

do đó chúng làm việc càng căng thẳng

+ Yêu cầu đối với bánh răng hộp số:

Đảm bảo truyền mômen quay một cách đều đặn, làm việc không ồn, ăn khớp đúng mặc dù có sự sai lệch một ít về khoảng cách giữa đường tâm các bánh răng ăn khớp, đủ độ bền làm việc Răng có dạng thân khai đảm bảo các yêu cầu nêu trên đối với bánh răng hộ số ô tô Chính phương pháp tạo thành đường thân khai đã xét đến độ êm dịu ăn khớp và kéo theo đó là sự truyền mômen quay một cách êm dịu

+Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng là thép 40Cr Sử dụng dòng điện cao tần

để tôi

+Phương pháp chế tạo:

Chế tạo bằng dao phay

+Chọn mô đun bánh răng và khoảng cách trục:

Khi chọn mô đun bánh răng cho hộp số ô tô cần chú ý một số đặc điểm sau:

Ðể giảm tiếng ồn khi làm việc nên giảm môđun và tăng chiều rộng răng

Để giảm trọng lượng khi có cùng một khoảng cách các đường tâm thì tăng môđun và giảm chiều rộng răng

Ta tính chọn trị số môđun thống nhất cho tất cả các bánh răng hộp số

Ðể chọn môđun bánh răng hộp số ta dựa vào mômen quay động cơ, hiệu suất và tỷ số truyền ở số 1

Theo [01-tr147] thì:

Me=Memax.ih1.h

Trong đó:

Memax: Mômen quay cực đại của động cơ (Nm)

ih1: Tỷ số truyền ở số 1

h: Hiệu suất của hộp số lấy trung bình là: 0,96

Tính được Me ta đặt lên trục hoành của đồ thị, sau đó gióng đường thẳng đứng tại điểm nằm trên trục hoành vừa xác định cho đến khi gặp vùng nằm giữa hai đường xiên, với bánh răng nghiêng sẽ lấy điểm nằm gần đường xiên dưới, gióng ngang sang gặp đường tung độ để xác định trị số môđun cần chọn

.

.

10 05 , 1

i A

tx n

N K

  tx : Ứng suất tiếp xúc cho phép; N/ mm2

 A : Hệ số chiều rộng bánh răng, sơ bộ chọn  A=0,17

K: Hệ số tải trọng: sơ bộ chọn K =1,4

: Hệ số : =1,25

N: Công suất động cơ, (kw)

n : Tốc độ bánh răng bị động ở cấp số i (v/ph)

 A  (3,24+1) 3

6

35 , 925 25 , 1 17 , 0 242 , 3 950

735 , 0 80 4 , 1 10 05 , 1

= 155 (mm)

chọn A=160(mm)

5.1.1.2 Xác định số răng của bánh răng hộp số.

Với bộ truyền bánh răng nghiêng thì theo [03-tr.49], góc nghiêng  trong khoảng=8200sơ bộ chọn =100

Khi đã chọn được khoảng cách trục A và môđun pháp tuyến m như nhau cho các bánh răng ở các cấp số thì số lượng răng của bánh răng chủ động và bánh răng bị động được tính:

Số I: Z1 =

1 1

cos 2

h

i m

5,3

10cos.160.2

cos 2

i h m

cos 2

3 

h

i m

A 

=

1 1,289

5,3

10cos.160.2

cos 2

4 4

A 

= 45 (răng) =Z44

Sơ bộ chọn số răng của bánh răng truyền lực chính ZV23, với đường

kính vòng chia dc=82(mm), môđun ngang m S=3,5 nên môđun pháp của bánh răng: m  m cos 0 

10 3,45