Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải MỤC LỤC -& MỤC LỤC PHẦN 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỘP SỐ 1.1 Nhiệm vụ 1.2 Yêu cầu 1.3 Phân loại 1.3.1 Hộp số có cấp : 1.3.2 Hộp số vô cấp 1.3.3 Hộp số hành tinh 1.4 Chọn phương án thiết kế 10 1.4.2 Chọn phương án thiết kế Hộp số 11 1.4.3 So sánh, đánh giá ưu nhược điểm so với phương án khác theo điều kiện Việt Nam 14 PHẦN 15 TÍNH TỐN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CẢ HỘP SỐ 15 2.1 Tính chọn thơng số 15 2.1.1 Trọng lượng ôtô 15 2.1.2 Hệ số dạng khí động học K, nhân tố cản khí động W diện tích cản diện F 15 2.1.3 Hiệu suất hệ thống truyền lực 15 2.1.4 Tính toán chọn lốp 15 2.2 Tính chọn tỷ số truyền cầu chủ động 16 2.3 Chọn tỷ số truyền hộp số ôtô 16 2.3.1 Tỷ số truyền hộp số tay số I 16 2.3.2 Tỷ số truyền tay số trung gian 16 PHẦN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN HỐP SỐ…………………………… 157 3.1.Bánh 3.1.1Chọn môđuyn bánh khoảng cách trục 17 a Chọn môđuyn : 17 b Chọn khoảng cách trục : 17 3.1.2 Xác định số bánh hộp số 17 3.1.3 Tải trọng tác dụng kiểm tra bền a) Tính tốn theo ứng suất uốn b) Tính tốn theo ứng suất tiếp xúc 3.2 Tính tốn trục hộp số SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải 2.4.2.1 Chọn sơ kích thước trục hộp số 2.4.2.2 Tính tốn bền trục hộp số 3.3 Tính chọn ổ đỡ PHẦN 4: 43 SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG 4.1 Trình tự kiểm tra hộp số 4.2 Tháo lắp –Bảo dưỡng-Kiểm tra 4.2.1 Trình tự tháo hộp số 4.2.2 Những hư hỏng thường gặp 44 4.2.3 Trình tự lắp ráp hộp số 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải LỜI NĨI ĐẦU Từ xưa đến nay, ngành giao thơng vận tải ln đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân.Theo thời gian, ngành giao thông phát triển để đáp ứng nhu cầu lưu thông hàng hóa người Ở nước ta nay, ngành giao thơng nói chung giao thơng đường nói riêng phát triển nhanh chóng mong đáp ứng cho công xây dựng đất nước theo hướng công nghiệp hóa, đại hóa Thế phát triển dừng lại chổ nhập phương tiện nước ngồi, ngành cơng nghiệp tơ nước phát triển, ngoại trừ số liên doanh lắp ráp ô tô dạng CKD, kinh tế quốc doanh tham gia khiêm tốn: có số nhà máy sữa chữa tơ nhà nước, cịn đa phần xe sữa chữa Garage tư nhân, lĩnh vực lắp ráp động cớ đóng xe giai đoạn thí nghệm chưa sản suất đại trà Hướng đầu tư để xây dựng nhà máy sản xuất ô tô đáp ứng cho nhu cầu lớn thời gian tới xu tất yếu Vừa vực dậy công nghiệp ô tô lạc hậu nước ta vừa tiết kiệm nguồn ngoại tệ đáng kể cho ngân sách quốc gia Đầu tư hiểu gồm hai phần: đầu tư vốn liếng đầu tư người Đầu tư người đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ chun mơn vững vàng, khả tư thiết kế tốt, có lĩnh, động, có khả nắm bắt nhanh tiến khoa học kĩ thuật, hoạt động hiệu tin cậy Nguồn cán đào tạo từ trường kĩ thuật có chun ngành giao thơng Đồ án mơn học thiết kế Ơ tơ tập để rèn luyện nên phẩm chất cần thiết kĩ sư Ơ tơ, đáp ứng với yêu cầu thực tiễn ngành.Đồ án môn học nhằm giúp cho sinh viên ôn tập lại cách tổng quát sâu sắc, nhờ mà nắm vững kiến thức tính tốn thiết kế,kết cấuvà cách thành lập vẽ học Trong trình thực đồ án nay, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Lê Duy Khải tận tình hướng dẫn, góp ý xây dựng để giúp em hồn thành đồ án Sinh viên thực Trần Hoàng Duy SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải PHẦN PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỘP SỐ 1.1 Nhiệm vụ: Do động đốt dùng ơtơ máy kéo có hệ số thích ứng thấp, động xăng hệ số 1,1÷1,2 động Diesel 1,05 ÷1,15 Do moment quay động khơng thể đáp ứng yêu cầu moment cần thiết để thắng sức cản chuyển động thay đổi nhiều ôtô máy kéo làm việc Muốn giải vấn đề ôtô máy kéo cần phải đặt hộp số.Nhờ có hộp số ta tăng lực kéo cần thiết để thắng sức cản chuyển động tăng lên ôtô máy kéo đảm bảo cho ôtô máy kéo chuyển động với tốc độ thấp, tốc độ tự động khơng thể đảm bảo động đốt có số vịng quay tối thiểu tương đối cao Ngồi đảm bảo cho ơtơ máy kéo chạy lùi cắt lâu dài động khỏi hệ thống truyền lực lâu dài cần thiết để động quay trơn.Ở ôtô máy kéo dùng nhiều hộp số có cấp điều khiển tay có kết cấu đơn giản dễ chế tạo, giá rẻ đảm bảo tỷ số truyền cần thiết đáp ứng điều kiện sử dụng ôtômáy kéo.Vấn đề thiết kế hộp số ôtô-máy kéo phải tuân theo trình tự quy luật để kết tương ứng với loại tương tự , phù hợp với động xe số liệu đầu yêu cầu Hộp số hệ thống nhiều Bánh gắn đường truyền lực Otơ, có nhiệm vụ truyền chuyển động (moment xoắn) từ động đến bánh xe với tỷ số truyền khác Hộp số Cần sang số SVTH: Trần Hồng Duy MSSV: G1200580 Hình1 Hộp số gắn xe Otô du lịch Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải Nó thực chức năng: - Thay đổi tỷ số truyền theo điều kiện làm việc xe (tuỳ theo thay đổi moment cản tác dụng lên bánh xe) - Ngắt đường truyền lực xe thời gian dài - Đảo chiều quay bánh xe chủ động để lùi xe - Có thể bố trí trục chích cơng suất phục vụ mục đích khác 1.2 Yêu cầu: Hộp số hệ thống có cấu tạo phức tạp, gồm nhiều chi tiết xác tích hợp nên Đặc tính làm việc ảnh hưởng đáng kể đến tính xe độ êm dịu xe Yêu cầu Hộp số đa dạng: Về chất lượng truyền động:  Hiệu suất truyền động cao  Đảm bảo đặc tính động lực  Hoạt động êm dịu, khơng sinh lực va đập Về Tính dễ điều khiển:  Đảm bảo dễ điều khiển, lực điều khiển đơn giản  Chấp hành nhanh chóng xác  Có thể ngắt truyền động thời gian dài  Chế tạo, lắp ráp sửa chữa  Kết cấu không phức tạp, cồng kềnh, phải gọn nhẹ  Dễ tháo lắp, bảo dưỡng, sửa chữa thay Tuổi thọ:  Đảm bảo tuổi thọ lâu dài Yêu cầu chung:       Có tỷ số truyền đảm bảo tính chất động lực tính kinh tế lhi làm việc Khơng sinh lực va đập lên hệ thống truyền lực Có vị trí trung gian để cắt động khỏi hệ thống truyền lực lâu dài Làm việc không ồn Có kết cấu đơn giản điều khiển dễ dàng Có hiệu suất cao 1.3 Phân loại: 1.3.1 Hộp số có cấp : SVTH: Trần Hồng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải Hình 1.2 Hộp số có cấp trục, trục sơ cấp thứ cấp đồng tâm Tuỳ theo số lượng cấp số tiến chia loại 3,4,5 cấp Tuỳ theo đường trục chia :Loại hộp số có cấp với đường trục cố định hộp số có cấp với đường trục chuyển động Tuỳ theo số lượng khối bánh chuyển động chia hộp số có cấp loại 2,3 ,4 khối chuyển động Theo sơ đồ động học hộp số có cấp chia o Hộp số có cấp với cặp bánh ăn khớp o Hộp số có số truyền thẳng o Hộp số với nhiều cặp bánh ăn khớp o Hộp số phụ Tuỳ theo phương pháp điều khiển hộp số chia loại điều khiển tay, loại điều khiển nửa tự động loại điều khiển tự động  Ưu điểm hộp số có cấp : Đa số ôtô dùng trục cố định với trục sơ cấp thứ cấp đồng tâm Loại đảm bảo yêu cầu điều kiện sử dụng ơtơ Khi kích thước bên loại hộp số cho ta tỷ số truyền lớn Nếu cần tỷ số truyền hộp số có kích thước trọng lượng nhỏ giảm kích thước trọng lượng tồn ơtơ Trục sơ cấp trục thứ cấp đồng tâm nên gài số truyền thẳng tức cứng trục sơ cấp trục thứ cấp với nên hiệu suất sử dụng tăng  Nhược điểm hộp số có cấp : SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải Do ổ bi trục thứ cấp lồng vào trục sơ cấp nên làm việc ổ bi trạng thái căng thẳng.Việc tăng số cấp hộp số nhằm sử dụng hợp lý công suất động việc tăng nhiều làm cho hộp số phức tạp, cồng kềnh, khối lượng hộp số tăng lên làm phức tạp cho người điều khiển 1.3.2 Hộp số vô cấp Theo phương pháp tạo thành moment xoắn: o Truyền động thuỷ lực :Gồm truyền động thuỷ lưu truyền động thuỷ tĩnh o Truyền động khí o Truyền động điện Theo phương pháp điều chỉnh số truyền: o Loại tự điều chỉnh bên cấu o Loại điều chỉnh nhờ tác dụng ngoại lực o Loại hỗn hợp phương pháp điều chỉnh  Ưu điểm hộp số có cấp : -Điều khiển ơtơ nhẹ nhàng -Tăng tốc độ nhanh chóng êm dịu -Nâng cao chất lượng kéo tính kinh tế nhiên liệu chúng -Nâng cao tính động ơtơ -Giảm tải trọng động lên hệ thống truyền lực ôtô  Nhược điểm hộp số vô cấp : Kết cấu phức tạp, chế tạo chăm sóc bảo dưỡng khó, có hiệu suất truyền lực nhỏ truyền động có cấp chế tạo đắt tiền 1.3.3 Hộp số hành tinh Hộp số hành tinh sử dụng hệ thống bánh hành tinh để truyền công suất Việc sang số hệ bánh hành tinh đơn giản hãm nhả trục quay tương ứng Các cấu hãm (phanh) điều khiển tay địn (cơ khí) xy-lanh thuỷ lực Hộp số hành tinh dùng hộp số tự dộng nửa tự động so với hộp số có trục cố định thì: +Khi có kích thước đường kính bánh có tỉ số truyền lớn +Trục ổ bi bánh trung tâm cần dẫn khơng chịu tải trọng hướng kính lực bánh gây nên +Có thể sang số mà khơng cần cắt công suất truyền từ động xuống nghĩa không cần cắt động khỏi hệ thống truyền lực thời gian hành trình gia tốc ngắn hộp số thường +Việc gài số dẫn động ly hợp phanh tạo điều kiện cho cho việc tự động hố q trình gài số SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải +Làm việc khơng ồn , khơng cần có đồng tốc +Do kết cấu truyền động hành tinh ăn khớp bên nên bố trí gọn gàng sít so với truyền động thơng thường +Có hiệu suất cao +Kết cấu phức tạp , giá thành chế tạo cao +Khi tăng tỷ số truyền kết cấu phức tạp ,ở truyền động thuỷ ôtô thường dùng hộp số hành tinh hai ba cấp Ngoài ta cịn phân loại hộp số sau : Các loại Hộp số Otô:  Hộp số điều khiển tay (hộp số khí ) - Phân loại theo số tay số điều khiển - Phân loại theo số trục + Hộp số trục không đồng tâm + Hộp số trục - Phân loại theo kết cấu + Hộp số thường (Transmission) + Hộp số gồm truyền động cuối ( Transaxles) + Hộp số có hộp số phụ + Hộp số có hộp trích cơng suất + Hộp số hành tinh  Hộp số tự động (Auto-transmission): điều khiển thuỷ lực máy tính Hộp số vơ cấp 1.3.4 Hộp số điều khiển tay (hộp số khí – manual transmission ) Phân loại theo số tay số điều khiển: -Số tay số điều khiển Hộp số Otơ có phạm vi rộng, tuỳ theo chủng loại xe, tính xe, điều kiện làm việc nó: -Xe du lịch (passenger car), xe bus, mini-bus, loại xe tải nhẹ thường có số tay số là: 3,4,5,6 -Các loại xe tải nặng, xe vận tải chuyên dùng, xe đặc chủng…có thể có số tay số cao hơn: 8,10,12 -Số tay số nhiều, Hộp số cồng kềnh, phức tạp…nhưng tính làm việc xe đa dạng hiệu Phân loại theo số trục - Hộp số trục không đồng tâm: Hộp số trục không đồng tâm sử dụng ơtơ khuyết điểm lớn tỷ số truyền bị giới hạn có kích thước với hộp số trục SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải Hình 1.3 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động Hộp số trục, số tiến, số lùi -Hộp số trục: Là loại Hộp số thông dụng nay, có ưu điểm trội so với loại Hộp số trục có kích thước: +Nó cho phép bố trí bánh để đạt tỷ số truyền cao +Với cấu tạo có trục sơ cấp thứ cấp đặt đồng trục, nên thực cài thẳng trục với xe đạt tốc độ cao tải nhỏ Tuy nhiên, Hộp số loại có khuyết điểm chịu lực yếu ổ đỡ đầu trục thứ cấp Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý Hộp số trục, số tiến, số lùi Phân loại theo kết cấu -Hộp số thường (Transmission): Là loại Hộp số thường dùng xe có động đặt phía trước, cầu sau chủ động (T-S), động phía sau, cầu chủ động phía sau (SS, thường dùng cho xe Bus) Loại Hộp số kết nối với bán trục thơng qua trục truyền lực chính, có khớp nối các-đăng SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải -Hộp số gồm truyền động cuối ( Transaxles): Loại Hộp số tích hợp kết cấu vi sai (khơng có trục truyền lực chính), đầu cơng suất Hộp số đầu lắp bán trục cầu chủ động Thường sử dụng loại xe du lịch có động bánh xe chủ động đặt phía trước -Hộp số có hộp số phụ : Loại Hộp số thường dùng xe vượt địa hình cầu chủ động trở lên (4WD), loại xe tải có cầu trước chủ động (4×4, 6×6…) Hộp số phụ dùng để chia công suất cho cầu phụ cần vượt qua địa hình có hệ số bám thấp, vũng lầy, … -Hộp số có hộp trích công suất: Trên nhiều loại xe chuyên dụng đặc chủng, động phải kéo thiết bị khác, ví dụ: máy bơm, máy nén, tời kéo cáp…do Hộp số, phải bố trí trục trích cơng suất để sử dụng trường hợp cần thiết -Hộp số hành tinh: Hộp số hành tinh sử dụng hệ thống Bánh hành tinh để truyền cơng suất (hình H2.3.7) Việc sang số hệ bánh hành tinh đơn giản hãm nhả trục quay tương ứng Các cấu hãm (phanh) điều khiển tay địn (cơ khí) cylind thuỷ lực -Hộp số tự động (Auto-transmission): Loại Hộp số thành tựu lớn cộng nghiệp ô tô giới, áp dụng thành tựu nghiên cứu truyền động thuỷ lực, làm thay đổi đáng kể công nghệ ô tô đại Hộp số tự động điều khiển thuỷ lực dùng tín hiệu: tốc độ xe, tình trạng tải (độ chân khơng đường ống nạp…)để điều khiển van tiết lưu, tạo xung lực điều khiển cấu sang số Điều khiển cylind sang số (dùng thuỷ lực) solenoi hệ thống điện tử, khiến cho Hộp số trở nên “thơng minh”_điều khiển máy tính: chúng tự sang số phù hợp với điều kiện vận hành xe mà không cần tác động tài xế Động tác sang số khơng cịn vấn đề đáng quan tâm lái xe đường Các tín hiệu truyền thiết bị điều khiển là: số vòng quay động (số vòng quay bánh xe), độ mở bướm ga…và tín hiệu phát định tay số phù hợp, solenoi đóng mở van dầu tương ứng, kích hoạt cylind sang số hoạt động… 1.4 Chọn phương án thiết kế : SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 10 ... thầy Nguyễn Lê Duy Khải tận tình hướng dẫn, góp ý xây dựng để giúp em hoàn thành đồ án Sinh viên thực Trần Hoàng Duy SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy... thường gặp 44 4.2.3 Trình tự lắp ráp hộp số 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế ô tô GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải LỜI NÓI ĐẦU Từ xưa đến... cấu đơn giản điều khiển dễ dàng Có hiệu suất cao 1.3 Phân loại: 1.3.1 Hộp số có cấp : SVTH: Trần Hoàng Duy MSSV: G1200580 Đồ án thiết kế tơ GVHD: Thầy Nguyễn Lê Duy Khải Hình 1.2 Hộp số có cấp