1 2 3
4
5
6
7
9 10 11
8
A C E I
B D H K
M L
Số 4: cần số đang ở vị trí gài số 3, ta kéo sang phải để bánh răng C1 ăn khớp với bánh răng A1. Số 4 hay còn gọi là số truyền thẳng, nghĩa là trục sơ cấp 6 và thứ cấp 9 quay cùng tốc độ.
Số lùi: khi cho xe chạy lùi, ta đẩy hay kéo cần số 1 vào phía trong và sang phải, qua con trượt 2 và nĩa 10 làm cho khối bánh răng L và M di chuyển sang trái, để bánh răng M ăn khớp với bánh răng K, bánh răng L ăn khớp với bánh răng I.
- Hộp số ba trục không có số truyền thẳng (hình 6-13):
-
Hộp số ba trục không có số truyền thẳng (hình 6-13) gồm có: trục sơ cấp 1, trên có lắp các bánh răng cố định A, B và bánh răng di động C, trục phụ 2 có lắp bánh răng D, trục trung gian 3 trên có ba khối bánh răng di động M, O và P, Q và R, trục thứ cấp 4 có lắp cố định các bánh răng E, H, I, K và L, các con trượt hay trục gài số 5 có gắn các nĩa (12, 13, 14), đầu dưới đặt vào rãnh ở các khối bánh răng di động trên trục trung gian 3 và trục sơ cấp 1, con trượt hay trục gài số của cơ cấu đảo chiều 6 có gắn nĩa 11 để điều khiển khối bánh răng di động M, cần số 7, cần đảo chiều 8, nắp 9 và thân hay vỏ hộp số 10.
Hộp số này có năm số tiến và bốn số lùi:
Năm số tiến: khi kéo cần 8 sang trái , qua con trượt 6 và nĩa 11, làm cho bánh răng M ăn khớp với bánh răng D, rồi điều khiển cần số 7, ta có năm số như sau:
Số 1:kéo cần 7 ra phía ngoài, rồi đẩy sang trái, qua con trượt 5 và nĩa 13, làm cho bánh răng R ăn khớp với bánh răng L.
Hình 6-13. Hộp số ba trục không có số truyền thẳng:
1- Trục sơ cấp; 2- Trục phụ; 3- Trục trung gian; 4- Trục thứ cấp; 5- Các con trượt gài số; 6- Con trượt cơ cấu đảo chiều; 7- Cần số; 8- Cần đảo chiều; 9- Nắp; 10- Thân;
11,12,13,14- Nĩa.
3 2 1 10
9 8 7 6
5
4 14
11 12 13
A B C
D E H I K L
M O P Q R
Số 2: cần 7 đang ở vị trí số 1, nếu kéo về phía phải cho bánh răng Q ăn khớp với bánh răng I (bánh răng R không ăn khớp với bánh răng L).
Số 3: kéo cần số về vị trí ban đầu, rồi đẩy sang trái, qua con trượt 5, nĩa 12, làm cho bánh răng P ăn khớp với bánh răng H.
Số 4: cần 7 đang ở vị trí số 3, ta kéo sang phải, để cho bánh răng 0 ăn khớp với bánh răng E (bánh răng P không ăn khớp với bánh răng H).
Số 5:từ vị trí ban đầu, đẩy cần 7 vào phía trong, qua trục 5 và nĩa 14, để bánh răng C ăn khớp với bánh răng K.
Bốn số lùi:
Khi đẩy cần 8 sang trái, qua con trượt 6, nĩa 11, làm bánh răng M ăn khớp với bánh răng B, rồi điều khiển cần 7 tương tự như gài số tiến, ta được bốn số lùi như sau:
- Số 1:bánh răng R ăn khớp với bánh răng L.
- Số 2: bánh răng Q ăn khớp với bánh răng I.
- Số 3: bánh răng P ăn khớp với bánh răng H
- Số 4: bánh răng O ăn khớp với bánh răng E.
Loại hộp số ba trục, không có số truyền thẳng
thường hay dùng ở máy kéo xích.
Trên ôtô hay máy kéo bánh lốp có hai hoặc ba cầu chủ động, thường dùng hộp phân phối để chia mômen quay truyền từ hộp số chính đến các cầu chủ động trước và sau. Ngoài ra, ở một số ôtô tải, còn lắp thêm hộp số phụ để tăng thêm tỷ số truyền của hệ thống truyền lực từ động cơ đến bánh xe chủ động, bảo đảm cho ôtô làm việc tốt hơn. Hình 6- 14 là vị trí cần số hay tay số, trong cabin ôtô hoặc máy kéo của hộp số có ba số tiến, bốn số tiến, năm số tiến và một số lùi.
3. Hộp số kiểu mới trong các máy xây dựng hiện đại:
Các hộp số truyền thống được giới thiệu ở trên có cấu tạo đơn giản nhưng khi làm việc sẽ không êm, gây va đập do phải sang số (cài số cho từng cặp bánh răng
Hình 6-14. V
b) Lo ại 4 số , c) Loạ i 5 số ;N- s ố không; R- s ố lùi.
1 3
2 R
N
1 3
N
2 4 R
1
2
5 N
3
4 R
a) b) c)
ăn khớp theo thứ tự tay số), các bánh răng hay bị mòn và nhanh bị rơ dão. Trong hầu hết các máy xây dựng hiện nay người ta đã sử dụng các hộp số có cấu tạo hoàn toàn khác để khắc phục các nhược điểm trên (Hình 6-15).
Hộp số bao gồm năm li hợp tác động thuỷ lực. Kết hợp giữa các li hợp trong hộp số, gồm năm bộ bánh răng hành tinh, tạo ra ba số tiến và ba số lùi. Tốc độ và hướng chuyển động được điều khiển bằng điện tử.
Mỗi li hợp đĩa của hộp số được đặt trong các vỏ riêng. Mỗi li hợp có các đĩa ma sát 5 và các đĩa li hợp 3. Các răng trong của các đĩa 5 ăn khớp với các răng ngoài của vành răng 4. Các rãnh vành ngoài của các đĩa li hợp 3 ăn khớp với các then trong vỏ li hợp, ngăn
không cho các đĩa li hợp xoay.
Lò xo 2 đặt giữa vỏ li hợp 6 và pít tông 1 bị nén. Khi áp suất dầu sau pít tông tăng lên, thắng lực lò xo 2 đẩy pít tông 1 sang phải, ép các đĩa ma sát và các đĩa li hợp với nhau để đóng li hợp. Các đĩa ma sát giữ không cho vành răng 4 quay. Khi áp suất dầu sau pít tông 1 giảm, lò xo 2 đẩy pít tông sang trái, các đĩa ma sát và đĩa li hợp tách khỏi nhau, mở li hợp. Tốc độ và hướng chuyển động của li hợp được xác định để truyền công suất.
Các bộ phận cấu thành của hộp số:
Hộp số được gắn chặt với vỏ chính ở sau máy. Công suất được truyền từ biến mô tới trục sơ cấp 14 nhờ một trục dẫn động qua hộp số sang trục thứ cấp 15 rồi đến bánh răng truyền động.
Các li hợp A và B quyết định hướng chuyển động, được bố trí ở phía sau hộp số. Li hợp A để lùi, li hợp B để tiến.
Các li hợp C, D, và E là các li hợp tốc độ.
Li hợp C ứng với tốc độ số 3, li hợp D ứng
Hình 6-16. Hoạt động của li hợp:
1- Pittông, 2- Lò xo, 3- Đĩa li hợp, 4- Vành răng, 5- Đĩa ma sát, 6- Vỏ li hợp.
1 2 3
4 5 6
Hình 6-15. Hộp số của ô tô, máy kéo hiện đại
với tốc độ số 2, li hợp E ứng với tốc độ số 1. Li hợp E là li hợp duy nhất có thể quay.
Hình 6-17. Mặt cắt hộp số hiện đại
1- Vành răng (Li hợp A); 2 - Đảo chiều lùi (li hợpA); 3 - Giá đỡ (các li hợp B và C);
4- Chuyển số tiến (li hợp B); 5 - Vành răng (li hợp A); 6- Số 3 (li hợp C);
7 - Vành răng (li hợp C); 8- Số 2 (li hợp D), 9 - Vành răng (li hợp D); 10- Số 1 (li hợp E);
11- moayơ; 12- Giá đỡ (li hợp D); 13- Bánh răng mặt trời (li hợp D); 14- Trục sơ cấp;
15- Trục thứ cấp; 16- Bánh răng hành tinh (li hợp D); 17- Bánh răng mặt trời (li hợp C);
18- Bánh răng hành tinh (li hợp C); 19- Bánh răng hành tinh (li hợp B);
20- Bánh răng mặt trời (li hợp B); 21 - Bánh răng khớp nối;
22- Bánh răng hành tinh (li hợp A); 23- Bánh răng mặt trời (li hợp A); 24- Giá đỡ (Li hợp A)
Số trung gian (số Mo): khi hộp số ở số Mo, ly hợp C đóng. Vị trí các li hợp trong các vòng tròn đánh số. Li hợp C giữ vành răng 7, trục sơ cấp 14 quay nhưng trục thứ cấp 15 vẫn đứng yên.
Hình 6-18. Truyền công suất trong hộp số ở số trung gian: 3- Giá đỡ (các li hợp B và C);
6- Tốc độ số 3 (li hợp số C); 7-Vành răng (li hợp số C); 14- Trục sơ cấp; 15 -Trục thứ cấp
Số tiến 1: các li hơp B và E đóng. Vị trí các li hợp ở các vòng tròn đánh số.
Ở số tiến 1, các li hợp E (10) và B (4) đóng. Li lợp B giữ vành răng 5 đứng yên. Ly hợp E nối moayơ 11 với giá 12 của li hợp D và vành răng 7 của li hợp C. Trục sơ cấp 14 quay bánh răng mặt trời 20 của li hợp B, làm quay các bánh răng hành tinh 19 của li hợp B. Li hợp B giữ vành răng 5 đứng yên. Khi đó, các bánh răng hành tinh 19 quay trong vành răng này.
Chuyển động của các bánh răng hành tinh quay giá đỡ 3 của các li hợp B và C cùng chiều với trục sơ cấp 14 . Khi giá đỡ các li hợp B và C quay, bánh răng hành tinh 18 của li hợp C cũng quay.
Các bánh răng hành tinh của li hợp C quay vành răng 7 và bánh răng mặt trời 17 của li hợp C, làm quay trục thứ cấp 15 . Vành răng 7 quay giá đỡ 12 của li hợp D.
Các bánh răng hành tinh của li hợp D ăn khớp với vành răng 9 . Vành răng 9 lại liên kết với moayơ 11 qua li hợp E ở vị trí đóng. Công suất được truyền từ giá đỡ 12 đến các bánh răng hành tinh 16 , vành răng 9 , và tới li hợp E, qua moăy- ơ 11 làm quay trục thứ cấp 15 .
Do vậy, mô men xoắn tới trục thứ cấp 15 được phân chia qua các bánh răng mặt trời 17 , 13 của các li hợp C và D và qua moăy-ơ 11 . Từ trục thứ cấp, công suất được truyền qua bánh răng truyền động và bánh răng xoắn tới các bánh răng hà
nh tin h và lái vi sai.
Số tiến 2: khi hộp số làm việc ở số tiến 2, li hợp D (8) và li hợp số B (4) đóng. Li lợp B giữ vành răng 5 đứng yên. Ly hợp số 4 giữ vành răng 9 đứng yên.
Trục sơ cấp 14 quay bánh răng mặt trời 20 của li hợp B, làm quay các bánh răng hành tinh 19 của li hợp số B.
Khi li hợp B giữ vành răng 5 đứng yên, các bánh răng hành tinh 19 quay trong vành răng này. Chuyển động của các bánh răng hành tinh 19 làm quay giá đỡ 3 của các li hợp B và C cùng chiều với trục sơ cấp 14.
Khi giá đỡ các li hợp B và C quay, các bánh răng hành tinh 18 của li hợp C cũng quay, làm quay vành răng 7 của li hợp C. Các bánh răng hành tinh của li hợp C cũng quay bánh răng mặt trời 17, làm quay các bánh răng hành tinh 16, quay bánh răng mặt trời 13 của li hợp Dđể quay trục thứ cấp 15.
Do vậy, mô men xoắn tới trục thứ cấp 15 được phân chia qua các bánh răng mặt trời 17, 13 của các li hợp C và D. Từ trục thứ cấp, công suất được truyền qua bánh răng truyền động và bánh răng côn xoắn tới các bánh răng hành tinh và lái vi sai.
Bảng 6-1. Sự kết hợp giữa các li hợp để tạo ra các số tiến và số lùi khác nhau Kết hợp giữa các li hợp trong hộp số
Số Hướng chuyển động
Các li hợp kết
hợp
Số Hướng
chuyển động Các li hợp kết hợp
1 Tiến B &
E
1 Lùi A & E
Hình 6-19. Truyền công suất khi hộp số ở số tiến 1
3 - Giá đỡ (các li hợp B và C); 4 - Chuyển số tiến (li hợp B); 5 - Vành răng (li hợp B);
7 -Vành răng (li hợp C); 8 - Số 2 (li hợp D); 9 - Vành răng (li hợp D); 10- Số 1 (li hợp E) ; 11- moayơ; 12 - Giá đỡ (li hợp D); 13-Bánh răng mặt trời (li hợp D); 14-Trục sơ cấp;
15- Trục thứ cấp; 16 - Bánh răng hành tinh (li hợp D); 17- Bánh răng mặt trời (li hợp C);
18 - Bánh răng hành tinh (li hợp C); 19- Bánh răng hành tinh (li hợp B); 20 -Bánh răng mặt trời (Li hợp B)
2 Tiến B &
D
2 Lùi A & D
3 Tiến B &
C
3 Lùi A & C
(Mo) Số trung gian C
Số tiến 3: khi hộp số làm việc ở số tiến 3, li hợp B và li hợp C đóng. Li lợp B giữ vành răng 5 đứng yên. Ly hợp C giữ vành răng 7 đứng yên. Trục sơ cấp 14 quay bánh răng mặt trời 20của li hợp B, làm quay các bánh răng hành tinh 19.
Khi li hợp B giữ vành răng 5 đứng yên, các bánh răng hành tinh 19 quay trong vành răng này. Chuyển động của các bánh răng hành tinh 19 làm quay giá đỡ 3của các li hợp B và C cùng chiều với trục sơ cấp 14.
Li hợp C giữ vành răng 7 đứng yên. Chuyển động của giá đỡ 3của các li hợp B và C làm quay các bánh răng hành tinh 18 của li hợp C trong vành răng này.
Chuyển động của các bánh răng hành tinh 18của li hợp C làm quay bánh răng mặt trời 17 để quay trục thứ cấp 15. Từ trục thứ cấp, công suất được truyền qua bánh răng truyền động và bánh răng côn xoắn tới các bánh răng hành tinh và lái vi
sai.
Số lùi 1: Vị trí các li hợp trong các vòng tròn đánh số:
Khi hộp số làm việc ở số lùi 1, li hợp E (10) và li hợp A (2) đóng. Li lợp A giữ vành răng 1 đứng yên. Ly hợp E nối moayơ 11 với giá 12 của li hợp D và vành răng 7 của li hợp C.
Trục sơ cấp 14 quay bánh răng mặt trời 23 của li hợp A, làm quay các bánh răng hành tinh 22. Giá đỡ 24 của li hợp A nối cơ khí trực tiếp với vành răng 1.
Li hợp A giữ vành răng 1 và giá đỡ 24 đứng yên. Các bánh răng hành tinh 22 quay bánh răng khớp nối 21 ngược chiều với trục sơ cấp 14. Bánh răng khớp nối 21 nối cơ khí trực tiếp với giá đỡ 3 của các li hợp B và C.
Khi giá đỡ các li hợp B và C quay, các bánh răng hành tinh 18 của li hợp C cũng quay. Các bánh răng hành tinh của li hợp C quay vành răng 7 và bánh răng mặt trời 17, làm quay trục thứ cấp 14
Vành răng 7 quay giá đỡ 12 của li hợp D. Giá đỡ li hợp D liên kết với các bánh răng hành tinh 16 và các bánh răng hành tinh này lại ăn khớp với vành răng 9 của li hợp D. Vành răng 9 này ăn khớp với moayơ 11 qua li hợp E ở vị trí đóng.
Nhờ đó, công suất được truyền từ giá đỡ 12 đến các bánh răng hành tinh 16, vành răng 9, và tới li hợp E, qua moayơ 11 làm quay trục thứ cấp 15.
Do vậy, mô men xoắn tới trục thứ cấp 15 được phân chia qua các bánh răng mặt trời 17, 13 của các li hợp C và D và qua moayơ 11. Từ trục thứ cấp, công suất được truyền qua bánh răng truyền động và bánh răng côn xoắn tới các bánh răng hành tinh và lái vi sai.
Tốc độ lùi số 2: khi hộp số làm việc ở số lùi số 2, li hợp số A (2) và li hợp số D (8) đóng. Li lợp số A giữ vành răng 1 đứng yên. Ly hợp D giữ vành răng 9 đứng yên.
Hình 6-20. Truyền công suất khi hộp số ở số lùi 1- Các li hơp A & E đóng: 1- Vành răng (Li hợp A ) 2- Đảo chiều lùi (Li hợp A), 3- Giá đỡ (các li hợp B và C), 6- Số 3 (li hợp C); 7- Vành răng (li hợp C);
8- Số 2 (li hợp D); 9- Vành răng (Li hợp D); 10- Số 1 (Li hợp E) ; 11- Moayơ ; 12- Giá đỡ (Li hợp D);
13- Bánh răng mặt trời (Li hợp D); 14- Trục sơ cấp ; 15- Trục thứ cấp; 16- Bánh răng hành tinh (Li hợp D); 17- Bánh răng mặt trời (Li hợp C); 18- Bánh răng hành tinh (Li hợp C); 21- Bánh răng khớp nối;
22- Bánh răng hành tinh (Li hợp A); 23- Bánh răng mặt trời (Li hợp A); 24- Giá đỡ (Li hợp A )
Trục sơ cấp 14 quay bánh răng mặt trời 23 của li hợp A, làm quay các bánh răng hành tinh 22. Giá đỡ 24 của li hợp A nối cơ khí trực tiếp với vành răng 1.
Li hợp A giữ vành răng 1 và giá đỡ 24 đứng yên. Chuyển động của các bánh răng hành tinh 22 của li hợp A làm quay bánh răng khớp nối 21 ngược chiều với trục sơ cấp 14. Bánh răng khớp nối này liên kết cơ khí trực tiếp với giá đỡ 3 của các li hợp B và C.
Khi giá đỡ các li hợp B và C quay, các bánh răng hành tinh 18 của li hợp C cũng quay, làm quay vành răng 7. Các bánh răng hành tinh của li hợp C cũng quay bánh răng mặt trời 17, làm quay trục thứ cấp 15. Vành răng 7 làm quay giá đỡ 12 của li hợp D.
Khi li hợp số D giữ vành răng 9 đứng yên, các bánh răng hành tinh 16 quay bên trong vành răng này. Chuyển động của các bánh răng hành tinh 16 làm quay bánh răng mặt trời 13 của li hợp D, làm quay trục thứ cấp 15.
Do vậy, mô men xoắn tới trục thứ cấp 15 được phân chia qua các bánh răng mặt trời 17, 13 của các li hợp C và D. Từ trục thứ cấp, công suất được truyền qua bánh răng truyền động và bánh răng côn xoắn tới các bánh răng hành tinh và lái vi sai.
Số lùi 3: khi hộp số làm việc ở số lùi 3, li hợp số A (2) và li hợp C (6) đóng. Li lợp A giữ vành răng 1 đứng yên. Ly hợp C giữ vành răng 7 đứng yên. Trục sơ cấp 14 quay bánh răng mặt trời 23, làm quay các bánh răng hành tinh 22 của li hợp A.
Giá đỡ 24 của li hợp A nối cơ khí trực tiếp với vành răng 1.
Li hợp A giữ vành răng 1 và giá đỡ 24 đứng yên. Chuyển động của các bánh răng hành tinh 22 làm quay bánh răng khớp nối 21 ngược chiều với trục sơ cấp 14.
Bánh răng khớp nối 21 có liên kết cơ khí trực tiếp với giá đỡ 3 của các li hợp B và C.
Khi li hợp C giữ vành răng 7 đứng yên, chuyển động của giá đỡ 3 của các li hợp B và C làm quay các bánh răng hành tinh 18 trong vành răng này để quay bánh răng mặt trời 17 của li hợp C, làm quay trục thứ cấp 15.
Từ trục thứ cấp, công suất được truyền qua bánh răng truyền động và bánh răng côn xoắn tới các bánh răng hành tinh và lái vi sai.
6.3.2. Cơ cấu vi sai và ly hợp chuyển hướng
Khi ôtô hoặc máy kéo chạy vào đường cong hay quay vòng, bánh chủ động phía trong và phía ngoài vẽ thành những đường cong đồng tâm, có bán kính khác nhau. Do đó, bánh xe chủ động phía ngoài phải có vận tốc góc lớn hơn vận tốc góc của bánh xe chủ động phía trong. Muốn có tốc độ góc khác nhau của các bánh chủ
động, khi xe chuyển động quay vòng, người ta dùng cơ cấu vi sai hoặc ly hợp chuyển hướng.
a) Cơ cấu vi sai:cơ cấu hay hộp vi sai (hình 6-21) gồm có: bánh răng 3 lắp với bán trục 1 bằng rãnh then hoa, bánh răng 5 lắp
với bán trục 2 cũng bằng rãnh then hoa, bánh răng 10 và 11 luôn luôn ăn khớp
với bánh răng 3 và 5, có thể quay xung quanh đường tâm của nó nhờ trục
4 và 4’, vỏ vi sai 9 có gắn bánh răng 6 ăn khớp với
bánh răng 7 của truyền động chính. Khi ôtô hoặc
máy kéo chuyển động thẳng thì lực cản ở hai bánh chủ động như nhau,
tốc độ quay của bán trục phải 1 (n1), bán trục trái 2 (n2) và của vỏ vi sai 9 (nvs) bằng nhau:
n1 = n2 = nvs
Hay n1 + n2 = 2nvs (6- 1)
Trong trường hợp này, trục 4 và 4’ của các bánh răng 11 và 10 quay cùng với vỏ vi sai 9 và bánh răng 10 và 11 không có chuyển động tương đối so với hai
bánh răng 3 và 5.
Nếu ôtô hoặc máy kéo chuyển động quay vòng, ví dụ sang phải, lực cản ở hai bánh chủ động sẽ khác nhau. Lúc này, bánh răng 11 vừa quay xung quanh trục 4 của nó, vừa lăn trên hai bánh răng 3 và 5. Do chịu lực cản của bánh xe chủ động phía trong đường vòng, qua trục 1 truyền đến, làm cho bánh răng 10 giảm tốc độ
quay với trị số là:
Hình 6- 21. Cơ cấu vi sai: 1, 2- Các bán trục;
3, 5- Các bánh răng bán trục; 4, 4- Trục bánh răng; 6, 7- Các bánh răng truyền động chính; 8- Trục bánh răng; 9- Vỏ vi sai;
10, 11- Các bánh răng hành tinh.
5
4 3 6
11 1 2
7 8
9
n
n 2 n vs 1
10 4'