Xem mẫu
-
Luận văn tốt nghiệp
Đề tài: “Thiết kế hộp số truyền
động cơ khí”
- MỤC LỤC
Trang
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
- CHƯƠNG 5 KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT HỘP SỐ
................31
5.1. Kết cấu và tính toán các chi tiết hộp
số:................................................31
5.1.1. Bánh răng:
.......................................................................................31
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
- Lời Nói Đầu
Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.
Ngành
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
- cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Quốc Hiệp đã
tận
tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành luận văn.
Nha Trang 11/2006
Sinh viên thực hiện
Ngô Như Vịnh
- -1-
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 nh iều 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 đề được cấu thành từ 3 phần chính : Động cơ, hệ thống gầm và
u
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,
bộ truyền lực chính, vi sai và bán trục.
.Bộ phận vận hành: Là nơi lắp đặt tất cả các tổng thành của ôtô, đưa
xe
chuyển động trên đường gồm: Khung xe, dầm cầu, hệ thống đàn hồi, các bánh
xe.
. Hệ thống điều khiển phương hướng chuyển động- điều khiển sự
dừng
khẩn cấp hoặc làm chậm dần tốc độ: Gồm cơ cấu lái và cơ cấu phanh.
- Thân xe: Là phần công tác hữu ích của ôtô, dùng để chở người lái
- -2-
và hành khách.
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.
- -3-
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
cỡ chung.
Ưu điểm: Có hệ số sử dụng chiều dài lớn, thể tích buồng chứa lớn,
tầm
nhìn của người lái được nâng cao, nó khắc phục được nhược điểm của
phương
án trên.
Nhược điểm: Phải dùng thiết bị cách nhiệt, cách âm, thể tích buồng lái
bị
thu hẹp, chăm sóc bảo dưỡng động cơ khó khăn, ngoài ra chiều cao trọng
- -4-
tâm
lớn giảm tính ổn định của xe.
- Bố trí động cơ đặt đằng sau:
Ngày nay phương án này ít được sử dụng đối với ôtô du lịch.
- -5-
Ưu điểm: Thể tích buồng chứa lớn, k
hông 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.
- -6-
Hình 1.2: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực.
- -7-
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
- -8-
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.
- -9-
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 ự c.Với tốc độ của động c cao
l ơ
tuyền 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 nh loại hộp
iều
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:
- Tỷ số truyền của hộp số:
Tỷ số truyền của hộp số có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc
của động cơ, do đó ảnh hưởng đến tính năng hoạt động của xe. Tuỳ theo tải
trọng của
xe cũng như khả năng vượt dốc mà số lượng số truyền phân phối ít hay
nhiều.
Nếu tăng số lượng số truyền sẽ làm tăng tốc độ trung bình của của ôtô.Tuy
- - 10 -
nhiên nếu tăng quá mức số lượng số truyền sẽ làm cho hộp số phức tạp,
cồng kềnh, khối lượng hộp số tăng lên, phức tạp cho người điều khiển. Vì
vậy với ôtô du lịch
thường dùng từ 4 đến 5 số.
theo công thức:
- Xác định tỷ số truyền của hộp số:Với ôtô du lịch số I là số cao
nhất, max .G.rb
i1
M e .i .i .
để khắc phục lực cản lớnmax 0 pc t mặt đường.Theo lý thuyết ôtô, tỷ số
nhất của
truyền được tính theo công thức:
- - 11 -
i1 max .G.rb
M e max .i0 .i pc . t
trong
đó:
max : Hệ số cản tổng cộng lớn nhất của mặt đường.
G: Trọng lượng toàn bộ của ôtô(kg).
rb : Bán kính bánh xe có tính đến độ biến dạng của lốp( mm ).
M e max : Mômen quay cực đại của động cơ(N m ).
i0 : Tỷ số truyền của bộ truyền lực chính.
i pc : 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 t eo
h
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:
q n1
ihI
Trong trường hợp này, tỷ số truyền các số trung gian được tính theo
công
thức sau đây:
ihII n ( n 2)
1 i hI ( n3)
n1
ihIII
i k: Số thứ tự của số
nguyên
hI
ihk
n1 ihI
n: Số lượng số truyền.
- - 12 -
( n k )
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.
2.1.2.1. Hộp số ba trục:
Hộp số ba trục có các bộ phận chính sau đây: Bánh răng, trục sơ cấp,
trục
thứ cấp, trục số lùi.
Cơ cấu điều khiển gồm có: Cơ cấu định vị trục trượt, khoá hãm, bộ
đồng
tốc, tay số, ổ đỡ vỏ hộp số.
nguon tai.lieu . vn