HỘP SỐ HÀNH TINH

HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

IV. HỘP SỐ HÀNH TINH

Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM

Hộp số hành tinh dùng ở hộp số tự động có cấp và hộp số nửa tự động. Nó có những ưu điểm chính sau đây so với hộp số thường:

 Làm việc không ồn, không cần bộ đồng tốc.

 Việc gài số thực hiện nhờ ly hợp và phanh, nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động quá trình gài số.

 Kết cấu gọn gàng nhờ ăn khớp bên trong.

 Khi có cùng kích thước đường kính bánh răng, hộp số hành tinh sẽ có tỉ số truyền lớn hơn.

 Có thể sang số mà không cần cắt công suất truyền từ động cơ xuống,do đó thời gian và hành trình gia tốc ngắn hơn.

 Có hiệu suất cao hơn hộp số thường .

Khuyết điểm của hộp số hành tinh là kết cấu phức tạp, chế tạo khó, giá thành cao.

Trên ô tô thường sử dụng hộp số hành tinh hai hoặc ba cấp.

Hình 5.9 : Hộp số hành tinh

Trên hình 5.9 là hộp số hành tinh phức tạp gồm có hai cụm bánh răng hành tinh đơn giản. Cơ cấu điều khiển để gài số bao gồm hai ly hợp ma sát LH1, LH2, ba phanh dải T1, T2, T3, các khớp nối một chiều M1, M2.

Hộp số này gồm ba số:

Phanh T2 lắp trực tiếp lên trục của bánh răng trung tâm1 của dãy bên trái, còn phanh T3 qua khớp nối một chiều M2 liên kết với trục của bánh răng trung tâm3.

Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM

Số 1 được gài bằng cách hãm hai phanh T2 , T3 để gài cứng khớp M2 và bánh răng 3.

Công suất được truyền thứ tự qua hai dãy hành tinh, nên hiệu suất cao (0,97).

Số 2 được gài bằng cách đóng ly hợp LH2 rồi nhả phanh T1, còn T2 vẫn bị hãm. Khớp một chiều M1 được lắp sao cho không cản trở sự quay của trục bánh răng1. Do đóng ly hợp LH2 nên các bánh răng dãy trái bị gài cứng, chỉ có dãy phải hoạt động, hiệu suất đạt tới 0,985.

Số 3 (truyền thẳng) được gài bằng cách đóng ly hợp LH1.

Số lùi được gài bằng cách hãm phanh T1, bánh răng bao 4 ăn khớp trong bị giữ lại, dãy trái làm việc như một bộ truyền hành tinh đơn giản. Công suất truyền từ bánh răng 1 qua khớp nối M1 đến bánh răng trung tâm dãy phải và dẫn ra ngoài. Hiệu suất truyền lực của số lùi khá thấp .

Trong thực tế có nhiều sơ đồ hộp số hành tinh khác nhau. Hộp số hành tinh đơn giản chỉ có một dãy bánh răng hành tinh. Hộp số hành tinh phức tạp (nhiều cấp) có từ hai dãy bánh răng hành tinh trở lên.

1. Phương pháp chọn số răng cho hộp số hành tinh.

Số răng hộp số hành tinh được chọn theo công thức sau:

) 1 K x ( :z K z : ) 1 K z ( : z x z

z :z z : z :

z 1 1

2 1 1 2 1 2 h

1    

(5.23) Trong đó:

z1,z2 -Số răng của bánh răng trung tâm và bánh răng bao.

zh - Số răng của bánh răng hành tinh.

x -Số lượng bánh răng hành tinh.

1 2

z -Thoõng soỏ cuỷa cụ caỏu(tổ soỏ truyeàn beõn trong).

Bằng cách chọn trước số lượng răng của bánh răng nhỏ nhất theo kích thước để tránh hiện tượng cắt chân răng và theo khả năng bố trí trên trục cũng như bằng cách chọn trước số lượng bánh răng hành tinh và thông số K, chúng ta xác định được số lượng răng của bánh răng còn lại.

Số răng vừa tính được ở phần trên cần quy tròn thành số nguyên và kiểm tra để đảm bảo điều kiện đồng trục, điều kiện lắp ghép và điều kiện kề.

Điều kiện đồng trục được thể hiện theo công thức:

z2 - z1 = 2 zh (5.24)

Để đảm bảo đầu răng của bánh răng hành tinh trùng với chân răng của bánh răng trung tâm và bánh răng bao, chúng ta phải tuân theo điều kiện lắp ghép sau:

z1 + z2 = nx (5.25) Ở đây: n - số nguyên bất kỳ.

Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM

Điều kiện kề đảm bảo có khe hở giữa các răng của các bánh răng lân cận. Muốn vậy phải thỏa mãn bất phương trình sau:

0 x) sin π (1 x z sin π

z1  h   (5.26)

Nếu số răng nhận được không thỏa mãn điều kiện đồng trục thì phải dùng phương pháp dũch chổnh.

2. Phương pháp xác định tỉ số truyền.

Trước hết chúng ta xác định tỉ số truyền của hộp số hành tinh đơn giản (cơ cấu hành tinh một dãy).

Các phần tử của cơ cấu hành tinh bao gồm:

Bánh răng trung tâm có vận tốc góc 1 và số răng z1. Bánh răng bao có vận tốc gốc 2 và số răng z2. Bánh răng hành tinh có vận tốc gốc h và số răng zh. Lồng răng (cần dẫn) có vận tốc góc c.

Khi một phần tử nào đó của cơ cấu hành tinh được nối với trục sơ cấp của hộp số thì vận tốc góc của phần tử đó bằng vận tốc gốc đầu vào v.

Khi một phần tử nào đó của cơ cấu hành tinh được nối với trục thứ cấp của hộp số thì vận tốc góc của phần tử đó bằng vận tốc gốc đầu ra R.

Tỉ số truyền của hộp số ở một tay số thứ i nào đo được xác định bởi tỉ số:

R v

hi ω

i  ω (5.27)

Để xác định được tỉ số trên, chúng ta phải dựa vào công thức Willys:

1 2 c

2 c 1

z

 







 (5.28)

Hoặc nhờ phương trình động học của cơ cấu hành tinh một dãy:

1z1 + 2z2 = c(z1 + z2) (5.29)

Thông thường chỉ với phương trình động học thì chưa đủ để tìm được ihi. Chúng ta phải kết hợp với các phương trình biểu diễn mối liên kết giữa các phần tử của cơ cấu hành tinh với các phần tử của cơ cấu điều khiển (các ly hợp ma sát hoặc các phanh dải).

Các phương trình trên lập thành một hệ phương trình. Giải hệ phương trình đó, chúng ta sẽ xác định được tỉ số truyền.

Nguyên tắc chung để viết các phương trình liên kết:

 Khi hai phần tử được nối với nhau thì vận tốc góc của chúng phải bằng nhau.

 Khi một phần tử bị hãm lại thì vận tốc góc của nó bằng không.

Đối với hộp số hành tinh phức tạp chứa n - cơ cấu hành tinh một dãy (n  2) thì chúng ta sẽ lập được n - phương trình độâng học cho từng cơ cấu hành tinh một dãy. Ngoài ra kết

hợp với các phương trình biểu diễn sự liên kết giữa các phần tử của các cơ cấu hành tinh với nhau và giữa các phần tử của cơ cấu hành tinh với các phần tử điều khiển. Từ đó, chúng ta sẽ nhận được một hệ trình. Giải hệ phương trình đó, ta nhận được tỉ số truyền hộp số hành tinh phức tạp ở một tay số nhất định.

Ở các tay số khác nhau, chúng ta sẽ lập được các hệ phương trình khác nhau.

Tỉ số truyền của hộp số hành tinh phức tạp ở tay số thứ i nào đó vẫn được xác định theo công thức (5.27).

Khi đi tìm tỉ số truyền của hộp số hành tinh chúng ta phải biết trước số răng của các bánh răng trung tâm và bánh răng bao.

Hộp số hành tinh đơn giản được gọi là hộp số hành tinh một cấp.

Hộp số hành tinh phức tạp có n - cơ cấu hành tinh một dãy được gọi là hộp số hành tinh nhieàu caáp.

Ở hình 5.10 là cấu tạo những bộ phận chính của một hộp số tự động có cấp.

Phần “Hệ thống điều khiển hộp số tự động” đã được trình bày ở giáo trình Cấu tạo ô tô “ nên ở đây chúng tôi không trình bày nữa.

T B

P P

T B

1 4

2 3

6 7

9 8

11 12

13 14

17 11

1.Cánh bơm . 9.Tang trống bị động . 2.Trục sơ cấp hộp số . 10.Lồng răng .

3.Tang trống chủ động . 11.Bánh răng vệ tinh .

4.Đĩa chủ động bằng thép . 12.Trục của bánh răng vệ tinh . 5.Đĩa bị động . 13. Bánh răng trung tâm . 6.Phanh dải trước . 14;16. Vòng răng .

7.Tang trống bị động . 15.Bánh răng trung tâm . 8.Phanh dải sau . 17.Trục thứ cấp của hộp số .

Hình 5.10 : Các bộ phận chính của hộp số tự động có cấp

CHệễNG VI

TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CỦA HỘP SỐ

BÁNH XE VÀ LỐP CỦA ÔTÔ