ĐỒ án THIẾT kế cơ KHÍ TRONG CÔNG NGHỆ ô tô

Thiết kế hệ thống truyền lực vi sai có bản vẽ 2d và 3d, thông số chi tiết từng bộ phận được đo thực tế trên bộ vi sai. đồ án có nêu rõ cấu tạo, nhiệm vụ, yêu cầu và nguyên lí làm việc của bộ vi sai...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

BÁO CÁO

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRONG CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Đề tài: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC - VI SAI

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

GVHD: Ths.Đỗ Nhật Trường

SVTH: Trần Đức Tân 1811250648 18DOTA5

Trần Nguyễn Việt Anh 1811251390 18DOTA5

Nguyễn Tiến Dũng 1811252895 18DOTA5

Tp.HCM, ngày 24 tháng 08 năm 2020

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC - VI SAI……… 1

1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN……… 1

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC - VI SAI……… 5

2.1 CÔNG DỤNG……… 5

2.2 PHÂN LOẠI……… 5

Theo công dụng của bộ vi sai ……… 5

Theo cấu tạo của bộ vi sai……… 5

2.3 YÊU CẦU……… … 7

2.4 CẤU TẠO……… 7

2.5 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC……… 8

CHƯƠNG 3: THÔNG SỐ ĐO KIỂM VÀ BẢN VẼ THIẾT KẾ………10

3.1 THÔNG SỐ CHI TIẾT……… 10

3.2 BẢN VẼ KỸ THUẬT 2D & 3D……… 16

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN……… 22

CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 23

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình phát triển nền kinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội, việc vận chuyển hàng hóa,hành khách có vai trò to lớn Với việc vận chuyển bằng ô tô có khả năng đáp ứng tốt hơn về nhiều mặt

so với các phương tiện vận chuyển khác do đặc tính đơn giản, an toàn, cơ động Trong các loại hìnhvận chuyển thì vận chuyển bằng ô tô là loại hình thích hợp nhất khi vận chuyển trên các loại đườngngắn và trung bình Ô tô có thể đến được nhiều vùng, nhiều khu vực địa điểm mà các phương tiện vậnchuyển khác khó có thể thực hiện được Nó có thể đưa đón khách tận nhà, giao hàng tận nơi, đưa hàngđến tận chân công trình…mà giá cước phù hợp với nhu cầu của nhân dân

Ngày nay do nhu cầu vận chuyển hàng hóa, hành khách tăng nhanh, mật độ vận chuyển lớn Đồng thờicùng với sự mở rộng và phát triển đô thị ngày càng tăng nhanh thì vận chuyển bằng ô tô lại càng có ưuthế ở các nước công nghiệp phát triển, công nghiệp ô tô là ngành kinh tế mũi nhọn Trong khi đó ởnước ta ngành công nghiệp ô tô mới chỉ dừng lại ở mức khai thác, sử dụng, sửa chữa và bảo dưỡng.Những năm 1985 trở về trước các ô tô hoạt động ở Việt Nam đều là ô tô nhập ngoại với nhiều chủngloại do nhiều công ty ở các nước sản xuất Từ những năm đầu thập kỷ 90 chúng ta thực hiện việc liêndoanh, liên kết với các công ty nước ngoài Nên ở Việt Nam hiện nay đã có 14 liên doanh đã và đanghoạt động như: TOYOTA, MERCEDES – BENZ VMC, DAEWOO, MITSUBISHI, NISSAN,FORD…Ngoài ra còn kể đến một số hãng trong nước như: Trường Hải, Mê-Kông, Vinaxuki, Công ty

ô tô 1-5, Công ty ô tô 3-2 … Tại những liên doanh này ô tô được lắp ráp trên các dây chuyền côngnghệ hiện đại Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đã chuyển sang một giai đoạn mới

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC - VI SAI

3 xi-lanh đặt nằm ngang trở thành thiết kế trên xe hơi, có rất ít ý tưởng mới phù hợp.Giới thiệu vào năm 1894, bản phác thảo đầu tiên của hộp số cận đại do hai kỹ sư ngườiPháp, Louis-Rene Panhard và Emile Levassor đưa ra đã không mang về cho hai ông vinhquang mà ngược lại phải nhận những chỉ trích

Buổi thuyết trình không thành công, chiếc xe mô hình bị chết máy, nội dung bị cắt bớtchỉ còn trình bày trên bảng đen Một tờ báo viết "kẻ bịp bợm đã dùng nhiều trò mánhkhóe để lừa gạt công chúng hâm hộ cùng với chiếc xe mới” Có lẽ các nhà phát minh nên

bỏ qua buổi nói chuyện công nghệ và sử dụng mô tả vừa đủ Những gì họ đã làm thật thôthiển

Chiếc xe do George Selden thiết kế vào năm 1877

Thời ấy, kết cấu truyền động khá đơn giản bằng bộ truyền đai hoặc bộ truyền bánh răngcôn Xe chỉ có thể chạy với tốc độ đa 32 km/h Khi gặp vật cản trên đường, tài xế phảidừng lại gài số thấp

F W Lanchester, một trong những người tiên phong trong lĩnh vực ôtô ở Anh, mô tả vềchiếc xe của ông gồm hai cấp truyền đai, một cho tốc độ thấp, cần mô-men lớn và một ởtốc độ cao, mô-men nhỏ

Một năm sau cuộc hộp báo tai tiếng, Panhard and Levassor nổi danh trở lại không nhữngchỉ với riêng hộp số mà còn toàn bộ hệ thống truyền lực Lần này, họ đã có chiếc xe đầu

tiên sẵn sàng chạy khi đạp ga Bên cạnh đó họ cũng đã có rất nhiều thay đổi về ý tưởng.Thực tế, nó là một mẫu đã đáp ứng được hầu hết các yêu cầu của xe được xây dựng vàonhững năm 90 và cả những năm sau đó.

Không giống như mẫu xe hiện thời, thiết kế mới có động cơ đặt dọc phía trước, truyềncông suất ra cầu sau thông qua ly hợp và hộp số trượt 3 cấp và cầu chuyển động bằngxích Nó gần giống như hệ thống truyền lực trên các xe hiện đại, nhưng chưa có vi sai vàbán trục chủ động Tuy nhiên, vào năm 1898, điều này đã trở thành hiện thực khi nhàtriệu phú Louis Renault kết nối công suất thành công từ động cơ đặt dọc, qua hộp số tớicầu sau “sống” bằng trục kim loại

Cầu sau “sống” hay còn gọi là vi sai cầu sau, cái mà Renault đã làm phù hợp với ý tưởngphát triển của một người Mỹ có tên C E Duryea vào năm 1893 Vì đã khắc phục vấn đềmòn lốp, nên phát minh này được hầu hết các nhà sản xuất ôtô áp dụng Vi sai bao gồmmột cụm bánh răng răng khớp làm nhiệm vụ phân chia công suất cho hai bánh của cầusau Nó cho phép bánh phía ngoài quay nhanh hơn bánh trong khi xe quay vòng

Năm 1904, hộp số sàn sang số trượt của Panhard-Levassor đã được hiện thực hóa bởi hầuhết các nhà sản xuất ôtô Dù tồn tại dưới dạng này hay dạng khác thì chúng vẫn còn được

sử dụng cho đến thời gian gần đây Hiển nhiên, đã có những cải tiến, thay đổi quan trọngnhất là hệ thống đồng bộ hóa cho phép quá trình ăn khớp giữa cách bánh răng diễn ra mộtcách trôi chảy, không phát sinh va đập Hộp số trang bị bộ đồng tốc được Cadillac sửdụng lần đầu tiên vào năm 1928 Sau khi được Porsche phát triển, phát minh này đã trởnên phổ biến cho đến tận ngày nay

Khoảng thời gian kể từ khi hộp số sàn xuất hiện cho đến thời điểm phát minh ra bộ đồngtốc, có một sự cố gắng khác cũng nhằm đơn giản quá trình sang số Đó chính là hộp số cócấu tạo từ bộ truyền bánh răng hành tinh, xuất hiện lần đầu tiên trên mẫu Ford Model T1908

Ford Model T 1908

Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm một bánh răng trung tâm hay còn được gọi làbánh răng mặt trời, một số bánh răng hành tinh ăn khớp xung quanh Ngày nay, bộ truyềnhành tinh được sử dụng trên hộp số tự động nhiều hơn trên số sàn

Một vài loại số sàn phức tạp sử dụng bánh răng hành tinh đã được đưa ra, WilsonPreselector là một trong những hộp số như thế Nó từng được sử dụng vào những năm 30.

Hệ thống sử dụng 4 bộ truyền bánh răng hành tinh riêng rẽ, cho phép lái xe chọn trướcmột tỷ số truyền bằng cách di chuyển cần điều khiển nhỏ cạnh trục lái

Sự ra đời của hộp số tự động

Kể từ khi hộp số Panhard-Levassor ra đời, tất cả các phát minh hay cải tiến khác đềunhằm mục đích làm cho quá trình sang số dễ dàng hơn Tất nhiên dễ nhất là quá trìnhchuyển số được thực hiện một cách tự động Đó là lý do giải thích vì sao Sturtevant, anhtrai của Boston, giới thiệu hộp số tự động vào năm 1904

Quả văng ly tâm điều khiển sự ăn khớp của các bánh răng theo tốc độ, Quá trình sang sốkhông cần đến sự đóng mở của ly hợp Tuy nhiên bộ truyền này gặp lỗi, trọng lượngthường lệch bề một bên

Reo đã có một sự cố gắng đầy ý nghĩa vào năm 1934 khi cho ra đời hộp số Reo Shifter gồm hai bộ truyền mắc nối tiếp Bộ truyền thứ nhất tự động chuyển số bằng cáchđiều khiển quá trình đóng mở ly hợp ma sát nhiều đĩa theo tốc độ xe Bộ truyền thứ 2được điều khiển bằng tay nhưng chỉ sử dụng khi động cơ cần tỷ số truyền thấp

Self-Sơ đồ cấu tạo hộp số Reo Self Shifter

Năm 1937, Oldsmobile tung ra hộp số bán tự động 4 cấp được gọi “ hộp số an toàn tựđộng” Tài xế không cần sử dụng tới bàn đạp ly hợp và cần số khi xe chuyển từ số 1 sang

số 2 hoặc từ 3 lên 4 Áp suất dầu điều khiển bộ truyền hành tinh Điểm sang số được thiếtlập sẵn theo tốc độ động cơ Đã có 28.000 chiếc Oldsmobile 1938 trang bị hộp số này.Khía cạnh an toàn mà các nhà sản xuất đưa ra ở đây: lái xe có thể tập trung trên đườngnhiều hơn vì không cần thao tác chuyển số

Hộp số an toàn xuất hiện như một điềm báo trước sự ra đời của hộp số GM Hydra-Maticvào năm 1939 Ngay sau đó, Oldsmobile đã trang bị cho các mẫu xe phiên bản 1940.Buick đã được trang bị hộp số bán tự động 5 cấp trên bản đặc biệt vào năm 1938, nhưng

đã có một số vấn đề phát sinh nên nó chỉ được hiện thực hóa vào những năm tiếp theo.Hydra-Matic gồm 3 bộ truyền bánh răng hành tinh, điều khiển thủy lực Bộ kết nối thủylực làm nhiệm vụ truyền công suất từ động cơ sang hộp số thay cho ly hợp

Danh tiếng về bộ kết nối thủy lực đi tới Chrysler, nơi đã phát triển mẫu ý tưởng vào năm

1937 Tuy nhiên, Chrysler đã không sử dụng cho đến năm 1941, khi hộp số ChryslerFluid Drive được giới thiệu Tuy đây không phải hộp số tự động, nhưng nó là hộp số tiêuchuẩn cùng kết nối thủy lực, không có ly hợp

Ý tưởng đã có từ lâu, nhưng đến năm 1948 hộp số tự động hoàn toàn mới xuất hiện, sửdụng biến mô thủy lực và bộ truyền bánh răng hành tinh như ngày nay Chiếc BuickRoadmaster vinh dự là mẫu xe đầu tiên trang bị Dynaflow, một trong những mẫu hộp số

tự động hiện đại, như là một option giá 244 USD Trong vòng 3 năm, 85% Buick đã cóDynaflow

Một vài phát minh liên quan tới hệ thống truyền lực

Hòa chung vào lịch sử phát triển của hộp số, ngành công nghiệp ôtô cũng chứng kiến sự

ra đời của nhiều phát minh khác liên quan tới hệ thống truyền lực

Trong thời kỳ đầu khởi tạo hộp số, đai ốp da, ly hợp nhiều đĩa, ly hợp ma sát ướt cũngdần được sử dụng phổ biến Ly hợp đĩa được Duryea sử dụng lần đầu tiên vào năm 1893nhưng mãi tới năm 1921 thiết kế này mới được Herbert Frood hoàn thiện khi tìm ra vậtliệu chịu mài mòn, chống lại hiện tượng cháy đĩa ma sát sau thời gian ngắn sử dụng.Được sử dụng lần đầu tiên trên chiếc Peerless 1902, đến năm 1908 khớp các đăng đượccải tiến sử dụng ổ bi Hupmobile 1930 mở đường cho việc trang bị ổ bi kim, cái mà vẫnđược tồn tại cho đến hiện tại

Khóa vi sai sử dụng lần đầu tiên trên xe tải năm 1903 với mục đích tăng lực bám chobánh xe khi đi trên đường trơn trượt, nhưng chúng vẫn không được sử dụng cho mãi đếnnăm 1956 khi mà Studebaker sản xuất thiết bị này cho xe dân dụng

Năm 1906, Otto Zachow và William Besserdich xây dựng thành công chiếc xe truyềnđộng 4 bánh Một năm sau, họ mở công ty có tên gọi Four Wheel Drive Auto Co.Packard tạo ra thêm mốc phát triển mới bằng việc giới thiệu bộ truyền lực chính sử dụngbánh răng công xoắn Và cũng chính Packard đã đưa bánh răng Hypoid vào cầu sau vớimục đích cắt giảm tiếng ồn Chrysler và DeSoto Airflow cho ra đời bộ khởi động nhanh

tự động vào 1934

Phát triển cuối cùng có lẽ là hộp số tự động vô cấp CVT Một điều thú vị, sau 100 nămphát triển, người ta lại quay trở về với bộ truyền động đai.

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC - VI SAI 2.1 CÔNG DỤNG:

- Bộ vi sai của cầu chủ động có tác dụng đảm bảo cho bác bánh xe quay với vân tốc khácnhau khi xe quay vòng, chuyển động không bằng phẳng, hoặc có sự khác nhau giữa cácbán kính lăn của hai bánh xe, đồng thời phân phối lại momem xoắn cho hai trục khi sảy

ra trong các trường hợp nêu trên

- Bộ vi sai đặt giữa các cầu chủ động có tác dụng phân phối momem xoắn cho các cầutheo yêu cầu thiết kế nhằm nâng cao tính năng kéo của xe nhiều cầu chủ động

- Bộ vi sai có 3 nhiệm vụ chính:

Truyền mô-men của động cơ tới các bánh xe

- Đóng vai trò là cơ cấu giảm tốc cuối cùng trước khi mô men xoắn truyền tới các bánhxe

- Truyền mô-men tới bánh xe trong khi cho phép chúng quay với tốc độ khác nhau

2.2PHÂN LOẠI:

Theo công dụng của bộ vi sai có 2 loại:

- Vi sai đối xứng: phân phối momem giữa các trục; được đặt trong cầu chủ động và còn

gọi là vi sai giữa các bánh xe

- Vi sai không đối xứng: dùng phân phối momem ra các cầu chủ động , được đặt trong

hộp phân phối và còn gọi là bộ vi sai trung tâm

Theo cấu tạo của bộ vi sai có 4 loại:

- Vi sai dùng bánh răng côn.

Bộ vi sai của loại xe FR

Hình 2.2.2: Kết cấu cụm vi sai trên loại xe FR

- Truyền lực cuối cùng và bộ vi sai trong thực tế được lắp liền thành 1 cụm, như

được thể hiện ở hình … , và được lắp đặt trục tiếp trong vỏ hộp vi sai và được tiếptục lắp vào hộp cầu sau, thân xe hoặc khung xe Khớp nối các đăng của trục cácđăng được lắp cố định vào bích nối làm quay BR quả dứa được nối với bích này

BR quả dứa được lắp trong vỏ hộp vi sai trên 2 ổ lăn côn Người ta lắp BR vànhchậu liền với vỏ hộp vi sai vào giá đỡ vi sai qua hai vòng bi bán trục Bánh răngquả dứa và bánh răng vành chậu là các bánh răng côn xoắn có đường tâm của trục

lệch nhau, vì vậy phải dùng loại dầu bánh răng Hypoit đặc biệt để bôi trơn chochúng Nhà sản xuất lắp các BR bán trục vào các bán trục sau bằng rãnh then.

2.4 CẤU TẠO:

- Bộ vi sai bao gồm hai bánh răng bán trục nối với bán trục qua khớp then hoa Vỏ

vi sai lắp cứng với bánh răng vàng chậu và bên trong chứa các bánh răng bán trục

và hai hoặc bốn bánh răng vi sai ( bánh răng hành tinh ) Các bánh răng bán trục có thể quay bán trục và bánh răng vi sai cũng có thể quay quanh trục của nó Bánh răng vành chậu và vỏ vi sai được đỡ bằng ổ bi côn.

Hình 2.4.3: Cấu tạo bộ vi sai

2.5 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC:

- Trục truyền chuyển động các đăng dẫn động bánh răng quả dứa làm quay

bánh răng vành chậu và vỏ vi sai Vỏ vi sai quay kéo trục bánh răng vi sai quay theo Vì các BR vi sai ăn khớp với BR bán trục nên chúng đóng vai trò như cái nêm kéo hai BR bán trục cùng quay với vỏ vi sai.

Hình 2.5.5: Hoạt động của bộ vi sai

- Khi ô tô chuyển động thẳng trên đường bằng hình 2.5.4 Lực cản lên hai

bánh xe chủ động hầu như bằng nhau, lực cản lên hai bánh xe bằng nhau, bánh răng vi sai không quay quanh trục của nó mà quay cùng với vỏ vi sai

và bánh răng vành chậu lúc này tất cả các chi tiết của bộ vi sai cùng quay với nhau như một khối thống nhất kết quả là hai bánh xe chủ động quay cùng chiều và cùng tốc độ.

- Khi ô tô qua khúc quanh hình 2.5.5, do bánh xe trong quay bán kính nhỏ hơn

bánh xe bên ngoài,m vì vậy lực cản lên bánh xe trong lớn hơn bánh xe bên ngoài Như vậy bánh xe bên ngoài phải quay nhanh hơn bánh xe bên trong Nhờ vào cơ cấu bánh răng vi sai mà lúc này các bánh răng vi sai quay quanh trục của nó và quay cùng với vỏ vi sai và làm quay các bánh răng bán trục

CHƯƠNG 3: THÔNG SỐ ĐO KIỂM VÀ BẢN VẼ THIẾT KẾ

3.1 THÔNG SỐ CHI TIẾT

Hình 3.2.6: Bánh răng vành chậu

Hình 3.2.7: Bán trục

Hình 3.2.8: Bánh răng bán trục

3.2.9: Bánh răng hành tinh

3.2.10: Chốt bánh răng hành tinh

3.2.11: Bánh răng quả dứa

3.2.12: Vỏ vi sai

3.2.13: các chi tiết được ráp lại với nhau

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

Kết luận: Vì đây là bài đồ án đầu tiên của chúng em thực hiện nên còn nhiều khó khăn

nhưng được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của thầy ĐỖ NHẬT TRƯỜNG chúng

em đã hoàn thành đồ án Trong thời gian thực hiện đồ án “Hệ thống truyền lực- visai”

chúng em đã được trực tiếp tháo lắp các chi tiết của bộ vi sai, biết được cấu tạo của từng chi tiết, biết cách hoạt động của bộ vi sai, được đo đạc kích thước thực tế của từng chi tiết

Cuối cùng chúng em đã hoàn thành đồ án với một bài word, một bài Powerpoint, một bản

vẽ 2d các chi tiết và một bản vẽ 3d các chi tiết trong bộ vi sai

CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tên tác giả: TS Nguyễn Văn Nhanh

TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu ThS Đỗ Nhật Trường

Giáo trình: “KẾT CẤU Ô TÔ”.HUTECH

2 Cokhithanhduy.com

3 New.oto-hui.com

4 Sieusach.info