Trong bộ truyền lực chính bánh răng chủ động là

-->

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành CôngMỤC LỤCCHƯƠNG II 19THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CHÍNH - VI SAI 19- Các bánh răng trong truyền lực chính được chế tạo bằng thép hợp kim có thành phần các bon thấp hoặc trung bình: 12XH3A; 15HM; 18X; 18XHMA; 20XHM; 35XHMA; 38XH3BA; 18X2H4BA…khi đó ứng suất tiếp xúc và ứng suất pháp tuyến cho phép là: 19 []tx = 15000-25000, [KG/cm2] 19 []u = 7000-9000, [KG/cm2] 19Bảng thông số cơ bản của vi sai : 40 - Phương pháp lắp lẫn hoàn toàn 42 - Phương pháp lắp lẫn không hoàn toàn. 42 - Phương pháp lắp chọn hay lắp nhóm 42 - Phương pháp lắp ráp có điều chỉnh 42 - Phương pháp lắp ghép có sử nguội 426 : giáo trình solidworks [Tác giả : Nguyễn Hồng Thái; năm 2008] 51SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k471Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành CôngLỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình phát triển nền kinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội, việc vận chuyển hàng hoá, 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 hình vận chuyển thì vận chuyển bằng ô tô là loại hình thích hợp nhất khi vận chuyển trên các loại đường ngắn và trung bình. Ô tô có thể đến được nhiều vùng, nhiều khu vực địa điểm mà các phương tiện vận chuyển khác khó có thể thực hiện được. Nó có thể đưa đón khách tận nhà, giao hàng tận nơi, đưa hàng đến tận chân công trình mà giá cước phù hợp với nhu cầu của nhân dân.Tuy các ô tô được lắp ráp trên dây chuyền công nghệ hiện đại, áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật. Song do điều kiện đường xá kém chất lượng ở Việt Nam, các xe này chưa đáp ứng được một số các yêu cầu đòi hỏi về khả năng tăng mômen, truyền mômen và phân phối mômen xoắn tới các bánh xe chủ động, tính tiện nghi, tính an toàn chuyển động Xuất phát từ những phân tích trên và đề tài đặt ra là : Thiết kế hệ thống truyền lực chính – vi sai xe con.Nhưng vì kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, lại phải thực thi trong thời gian ngắn nên đề tài không tránh khỏi các thiếu sót. Em mong nhận được sự nhận xét và đóng góp ý kiến của các thầy, các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn.Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn Th.s Nguyễn Thành Công đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành thiết kế tốt nghiệp này. Xin cảm ơn các thầy, trong bộ môn cơ khí ô tô , khoa Cơ khí đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và thiết kế tốt nghiệp. Em xin kính chúc các thầy luôn mạnh khoẻ và có nhiều cống hiến hơn nữa trong sự nghiệp phát triển của ngành ô tô nói riêng và ngành giao thông vận tải nói chung của Việt Nam. SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k472Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công Sinh viên: Lê Văn SâmCHƯƠNG I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÀ TRUYỀN LỰC CHÍNH CỦA Ô TÔ1.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CỦA Ô TÔ: Hệ thống truyền lực của ôtô là tổ hợp tất cả các cụm và cơ cấu được liên kết với nhau từ động cơ tới bánh xe chủ động, nhờ chúng cơ năng từ động cơ được truyền đến các bánh xe chủ động bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị mômen truyền.Hệ thống truyền lực có các nhiệm vụ cơ bản :+ Truyền, biến đổi mômen quay và số vòng quay từ động cơ tới bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mômen cản sinh ra trong quá trình ôtô chuyển động.+ Cắt dòng truyền động trong thời gian ngắn hoặc dài. + Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô.+ Tạo khả năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên đường.Hình 1:Hệ thống truyền lực của ôtô có một cầu chủ động.1.1.1 Phân loại hệ thống truyền lực:Hệ thống truyền lực được phân loại theo đặc điểm biến đổi mômen xoắn và theo đặc tính thay đổi tỷ số truyền.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k473Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công1.1.1.1 Phân loại theo đặc điểm biến đổi mômen xoắn hệ thống truyền lực có thể là:+ Hệ thống truyền lực cơ khí bao gồm các bộ truyền ma sát, các hộp biến tốc, hộp phân phối truyền động các đăng, loại này được dùng phổ biến.+ Hệ thống truyền lực điện từ bao gồm nguồn điện, các động cơ điện, rơle điện từ, dây dẫn.+ Hệ thống truyền lực thuỷ lực bao gồm bơm thuỷ lực, các động cơ thuỷ lực, van điều khiển, ống dẫn.+ Hệ thống truyền lực liên hợp bao gồm một số bộ phận cơ khí, một số bộ phận thuỷ lực, một số bộ phận điện từ.1.1.1.2 Phân loại theo đặc tính thay đổi tỷ số truyền ta chia ra hệ thống truyền lực có cấp, vô cấp, hoặc kết hợp :Hiện nay chúng ta thường hay gặp :Hệ thống truyền lực cơ khí có cấp điều khiển bằng cần số (Manual Transmissions : MT).Hệ thống truyền lực cơ khí thuỷ lực điều khiển tự động (Automatic Transmission : AT).1.1.2 Các sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực cho các loại ôtô có 1 cầu chủ động :Ở các ôtô hiện nay có rất nhiều kiểu bố trí hệ thống truyền lực tuỳ theo tổng số bánh xe và số lượng bánh xe chủ động của một ôtô. Theo ký hiệu 4x2, 4x4, 6x4, 6x6 là các công thức bánh xe.dlhcdcdddlhdlhcdlchchldldcdabcdefc Hình 1.2 : Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực.Đ- Động cơ ; L- Ly hợp ; H- Hộp số chính ;SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k474Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành CôngC- Cầu chủ động ; CĐ-Truyền động các đăng. Ôtô hai cầu với một cầu chủ động (công thức bánh xe 4x2) có thể bố trí theo sơ đồ hình (1.2a, b, c, d, e và f).1.1.3 Truyền lực chính và vi sai :1.1.3.1 Truyền lực chính :Truyền lực chính dùng để tăng mômen xoắn và truyền mômen xoắn từ trục các đăng cho các bán trục theo đường vuông góc (góc 900). Truyền lực chính có thể là truyền lực đơn gồm có một cặp bánh răng hoặc truyền lực kép gồm có hai cặp bánh răng. Truyền lực chính được lắp bên trong vỏ cầu chủ động.1.1.3.1.1 Phân loại truyền lực chính :Truyền lực chính trên xe ôtô có thể phân loại theo dạng bộ truyền, theo số lượng tỷ số truyền hay theo số cặp bộ truyền .a) Theo dạng bộ truyền gồm có các dạng sau :* Truyền lực chính kiểu xích: sử dụng phổ biến trên các loại xe gắn máy.* Truyền lực chính kiểu trục vít – bánh vít: rất ít gặp.* Truyền lực chính kiểu bánh răng: dùng phổ biến trên xe ôtô hiện nay.b) Theo số lượng tỷ số truyền gồm có các dạng sau :* Truyền lực chính một cấp.* Truyền lực chính hai cấp.c) Theo số cặp bộ truyền: * Truyền lực chính đơn : chỉ có một cặp bộ truyền ăn khớp.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k475Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành CôngHình 1.3 : Sơ đồ truyền lực chính đơn.a- Loại bánh răng côn ; b Loại hypoit ; c- Loại trục vít bánh vít.1) Truyền lực chính bánh răng côn răng thẳng:Trục của các bánh răng được bố trí dưới một góc bằng 900, nhưng có khi được bố trí dưới một góc khác 900. + Ưu điểm của bộ truyền: dễ chế tạo, lắp ghép đơn giản, giá thành rẻ.+ Nhược điểm của bộ truyền: - Số răng ít nhất của bánh răng nhỏ lớn hơn 9 răng. Nếu nhỏ hơn 9 sẽ xuất hiện hiện tượng cắt chân răng.- Nếu xe có tỷ số truyền lớn thì kích thước của bộ truyền lớn.Nhưng hiện nay bộ truyền này ít được sử dụng .2) Truyền lực chính bánh răng côn răng xoắn:Gồm bánh răng chủ động được chế tạo liền trục, còn bánh răng bị động được chế tạo rời thành vành răng. Vành răng sau khi được chế tạo được lắp ghép cố dịnh với vỏ vi sai thành một khối. Hình 1.4 : Truyền lực chính bánh răng côn răng xoắn.1: bánh răng chủ động 2: cụm vi sai 3: bánh răng bị động+ Ưu điểm của bộ truyền:- Số răng nhỏ nhất của bánh răng chủ động có thể lấy từ 6 7 răng mà vẫn đủ bền và ăn khớp tốt.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k476Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công- Kích thước và trọng lượng của cầu xe nhỏ gọn- Làm việc êm dịu do có nhiều răng đồng thời ăn khớp.- Có khả năng truyền lực và mômen lớn, khả năng chống mòn tốt.- Gia công được trên các máy cắt có năng suất cao.+ Nhược điểm của bộ truyền:- Phát sinh lực chiều trục ở tâm ăn khớp và phương của lực thay đổi theo chiều quay của bánh răng. - Có thể gây hiện tượng kẹt răng.3) Truyền lực chính đơn hypôit:Là loại truyền chuyển động mà bánh răng có răng theo đường cong. Đặc điểm quan trọng của loại truyền động này là đường tâm của bánh chủ động và bánh bị động được bố trí lệch nhau một khoảng lệch trục là E. Hình 1.5 : Truyền lực chính đơn hypôit. 1 : bánh răng chủ động ; 2 : bánh răng bị động ; 3: bộ vi sai.+ Ưu điểm của bộ truyền:- Số răng nhỏ nhất của bánh chủ động là nhỏ ( 5,6 răng).- Làm việc êm dịu (hơn cả cặp bánh răng côn xoắn).- Hiệu suất của bộ truyền cao η = 0,94 0,96.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k477Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công- Khi chế tạo bộ truyền động thì không đòi hỏi vật liệu thật tốt.- Có thể dịch chuyển được trục của bánh răng chủ động so với bánh răng bị động một khoảng dịch trục: E = 0,2*d2.- Trục có kết cấu vững, độ bền lớn, làm việc êm dịu.+ Nhược điểm của bộ truyền:- Phải dùng dầu bôi trơn chuyên dùng.- Khi lắp ráp bộ truyền đòi hỏi lắp phải chính xác.4) Truyền lực chính trục vít bánh vít:Được sử dụng trên xe ô tô có yêu cầu tỷ số truyền lớn mà kích thước của bộ truyền phải nhỏ. Đặc điểm của truyền động trục vít – bánh vít là trục vít có thể đặt trên hoặc dưới bánh vít.Hình 1.6: Truyền lực chính trục vít – bánh vít.8 : trục vít . 9 : bánh răng bị động.+ Ưu điểm của bộ truyền:- Làm việc êm do có số răng ít, kích thước nhỏ mà tỷ số truyền lớn.- Có thể đặt vi sai ngay giữa cầu xe do vậy mà cầu xe có kết cấu đối xứng, dễ tháo lắp.- Đối với xe có 3 cầu chủ động thì bộ truyền có khả năng truyền mômen quay lên cả 2 cầu chủ động thông qua 1 trục.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k478Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công- Khi đặt trục vít xuống dưới thì hạ thấp được trọng tâm xe.- Áp suất riêng ở chỗ tiếp xúc của răng của bộ truyền là nhỏ. + Nhược điểm của bộ truyền:- Hiệu suất thấp do mất mát công suất vì có ma sát dọc răng.- Khó khăn trong việc bơm xe.- Chế tạo cặp bánh vít bằng hợp kim màu.5) Truyền lực chính bánh răng trụ:Được dùng trên các ô tô con có động cơ đặt trước nằm ngang và cầu trước chủ động12Hình 1.7 . Truyền lực chính bánh răng trụ .1 : Bánh răng chủ động. 2 : Bánh răng bị động .+ Ưu điểm là : - Có kết cấu gọn nhẹ ,đơn giản dễ bảo dưỡng sửa chữa giá thành thấp nên được sử dụng ở các hệ thống truyền lực củ ô tô. Tuy nhiên do chỉ có một cặp bánh răng nên tỷ số truyền của dạng lày bị hạn chế (i0< 7) .* Truyền lực chính kép : Sử dụng hai cặp bộ truyền ăn khớp. Nó gồm hai cặp bánh răng: cặp bánh răng côn xoắn và cặp bánh răng trụ. So với truyền lực chính đơn, truyền lực chính kép do sử dụng hai cặp bộ truyền nên cho tỷ số truyền lớn mà vẫn có được khoảng sáng gầm xe lớn do kích thước hướng kính nhỏ hơn. 1) Truyền lực chính kép tập trung:SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k479Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành CôngGồm 2 cặp bánh răng lắp ráp chung vào một hộp giảm tốc nằm ở giữa cầu chủ động. Hình 1.8 : Sơ đồ truyền lực chính kép. 1: Bánh răng quả dứa ; 2: Bánh răng vành chậu ; 3: Vi sai ; 4: Cặp bánh răng ăn khớp ; 5: Vòng bánh răng; 6: Bánh răng hành tinh ; 7: Bánh răng trung tâm.2) Truyền lực chính kép phân tán:Phân chia cặp bánh răng nón và bánh răng trụ thành 2 hộp giảm tốc:- Hộp giảm tốc trung tâm được gọi là truyền lực trung ương hay truyền lực giữa.- Hộp giảm tốc thứ 2 đặt ở bánh xe chủ động được gọi là truyền lực cạnh hay truyền lực cuối cùng. Hình 1.9: Truyền lực chính kiểu phân tán loại képSV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4710Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công1.1.3.1.2 Lựa chọn Truyền lực chính :Với tỷ số truyền của truyền lực chính i0 = 5,125 ta sẽ dùng truyền lực chính đơn vì với tỷ số truyền như vậy ta có thể dùng một cặp bánh răng côn ăn khớp là có thể đảm bảo tỷ số truyền mà kết cấu của cầu xe lại đơn giản, gọn nhẹ. Mặt khác, với i0 = 5,125 ta có thể dùng được truyền lực chính loại kép. Nhưng khi đó kết cấu của bộ truyền sẽ phức tạp lên và kích thước của cụm cầu tăng lên theo chiều dọc xe do phải bố trí thêm một cặp bánh răng ăn khớp. Do đó sẽ làm cho khối lượng phần không được treo của xe tăng lên làm ảnh hưởng đến dao động của ôtô khi chuyển động trên đường không bằng phẳng. Dựa vào những phân tích ở trên, xét về mặt ưu điểm và nhược điểm của từng loại truyền động, trong đồ án này ta chọn truyền lực chính đơn, với cặp bộ truyền bánh răng hypoit.1.1.3.2 Vi sai :1.1.3.2.1 Công dụng: Bộ vi sai có nhiệm vụ làm cho các bánh xe chủ động có thể quay với các vận tốc khác nhau trong các trường hợp ôtô quay vòng hoặc ôtô chuyển động trên đường gồ ghề không bằng phẳng.1.1.3.2.2 Yêu cầu của cụm vi sai:- Phân phối mô men xoắn giữa các bánh xe hay giữa các trục theo tỷ lệ đảm bảo sử dụng trọng lượng bám tối đa ở các bánh xe.- Kích thước vi sai phải nhỏ gọn để dễ bố trí.- Có hiệu suất truyền động cao.1.1.3.2.3 Phân loại vi sai:- Theo kết cấu gồm có:Vi sai với các bánh răng côn, bánh răng trụ, cam, trục vít, ma sát thủy lực, có tỉ số truyền thay đổi, có hành trình tự do.- Theo công dụng chia thành 3 loại: vi sai giữa các bánh xe, giữa các sầu, giữa các truyền lực cạnh.- Theo mức độ tự động chia thành 3 loại: Vi sai không có hãm, có hãm bằng tay, hãm tự động.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4711Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công- Theo giá trị hệ số hãm chia thành: vi sai ma sát trong nhỏ (k= 0÷0,2),Vi sai ma sát trong lớn (kδ = 0,21÷0,7),Vi sai hãm cứng (kδ ≥ 0,7).1.1.3.2.4 Kết cấu một số dạng vi sai:1) Vi sai cam :- Cấu tạo : Bánh răng côn bị động 2 gắn chặt với vỏ vi sai 3, ở một nửa vỏ vi sai 3 có chế tạo liền các vách ngăn 4, các cam 5 được lắp vào vành ngăn đó và lại tựa lên vành cam ngoài 6 và vành cam trong 7. Trên vành cam 6 và 7 có sẻ các rãnh then hoa để nối với hai nửa trục truyền ra hai bên bánh xe .Hình 1.9: Vi sai cam1 : Bánh răng côn chủ động ; 2 : Bánh răng côn bị động ; 3 : Vỏ vi sai 4 : Vành ngăn ; 5 : Cam ; 6 ,7 : Vành cam * Ưu điểm : + Khả năng vượt trơn lầy tốt hơn vi sai đối xứng. tính năng động cơ cao hơn. + Đảm bảo cho ôtô không có trượt quay một trong số các bánh xe chủ động .* Nhược điểm : +Vi sai cam một dẫy sinh ra mô men động khi vi sai làm việc chóng mòn.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4712 1 2 3 4 5 6 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công + kết cấu ổ tăng và phải tăng độ bền, độ cứng vững cho toàn bộ cơ cấu do đó sẽ làm tăng trọng lượng và kích thước chung của cơ cấu lên.+ Mms lớn khi quay vòng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất. 2) Vi sai tăng ma sát trong cho vi sai đối xứng :- Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát cố định :+ Cấu tạo:( hình 1.10) Bộ truyền động loại này gồm có: bộ truyền lực chính (bộ bánh răng vành chậu 1 - côn xoắn 8); bộ vi sai gồm 4 bánh răng hành tinh 4, hai bánh răng côn bán trục 3 đều được lắp thêm hai bộ ly hợp đĩa ma sát. Trục chữ thập có lỗ rộng bên trong có lò xo để ép hai bánh răng côn bán trục cùng với hai bộ ly hợp vào hai nửa khung vi sai. Hình 1.10 Vi sai tăng ma sát có lực ma sát cố định1: Bánh răng vành chậu ; 2: Vỏ vi sai ; 3 : Bánh răng bán trục ; 4: Bánh răng hành tinh ; 5: Lò xo ép ; 6 : Đĩa ma sát ; 8. Bánh răng côn chủ động* Ưu điểm: Khả năng động lực học tốt hơn các loại vi sai khác. Trị số mô men hãm tỉ lệ với mô men truyền lên các bánh xe .Vi sai tăng ma sát được ứng dụng rộng rãi.* Nhược điểm: SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4713Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công Phải dùng loại dầu cầu đặc biệt.Mms lớn khi quay vòng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất. 3) Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát không cố định: Hình 1.11 Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát không cố định 1: Bánh răng côn chủ động ; 2: Bánh răng vành chậu ; 3: Vỏ vi sai ; 4: Đĩa ma sát ; 5; Trục ; 6. Bánh răng bán trục ; 7. Bánh răng hành tinh * Ưu điểm: + Khi đi trên đường có chênh lệch hệ số bám lớn, khả năng động lực học tốt hơn các loại vi sai khác. + Trị số mô men hãm tỉ lệ với mô men truyền lên các bánh xe. * Nhược điểm: Phải dùng loại dầu cầu đặc biệt, không dùng loại dầu thông thường dễ gây sự cố kĩ thuật, phải sử dụng hai bên lốp có kích cỡ, hoa văn, áp suất như nhau.* Chọn kiểu vi sai trong hệ thống truyền lực cho xe :Do yêu cầu xe cần có khả năng quay vòng tốt kết cấu đơn giản, giá thành rẻ và khả năng phân phối đều mô men xoắn ra cả hai bán trục. Do đó ta chọn loại vi sai bánh răng côn đối xứng giữa các bánh xe có ma sát trong bé.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4714Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công Hình 1.12 Vi sai bánh răng côn đối xứng1: Bánh răng vành chậu ; 2: Nắp bên trái hộp vi sai ; 3: Bu lông; 4: Bánh răng vi sai ; 5: Bánh răng bán trục ; 6: Trục vi sai ; 7: Đệm điều chỉnh 8: Bán trục ; 9: Vỏ vi sai 1.1.4 Bảng thông số kỹ thuật dựa trên thông số kỹ thuật của xe cơ sở Toyota vios 1.5G 2007Loại động cơ 1,5L, 1NZ-FE, xăng Kiểu 4 xy lanh, thẳng hàng, 16 van, DOHC-VVT-iCông suất cực đại 107 hp / 6000 rpmMô men xoắn cực đại (Nm) 14,4 kg.m / 4200 rpmHộp số Tự động 4 cấpHệ thống nạp nhiên liệu EFI (Phun nhiên liệu điện tử)Dài x Rộng x Cao (mm) 4300 x 1700 x 1460Chiều dài cơ sở (mm) 2550Khoảng sáng gầm xe (mm) 150Trọng lượng không tải (kg) 1055-1110Trọng lượng toàn tải (kg) 1520Bán kính quay vòng tối thiểu m 4,9 SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4715Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành CôngDung tích bình nhiên liệu 42Phanh trước Đĩa thông gióPhanh sau ĐĩaGiảm sóc trước Kiểu McPherson thanh cân bằngGiảm sóc sau Thanh xoắn ETA với thanh cân bằngLốp xe 185/60R15Vành mâm xe Mâm đúcSố cầu chủ động 1 cầu chủ độngKhối lượng cầu trước (kg) 800 Khối lượng cầu sau (kg) 720Tỷ số truyền của truyền lực chính I0 = 5,125 Tỷ số truyền của tay số thứ nhất là Ihs1 = 4,121.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ :1.2.1 Lựa chọn phương án thiết kế:Do yêu cầu làm việc của bộ truyền có tỷ số truyền không lớn, tính năng thông qua không đòi hỏi cao nên ta chọn loại truyền lực chính đơn hypoit -vi sai. có các thông số sau:- Loại ô tô: con- Tải trọng cầu trước: Ga1= 8000 (N)- Tải trọng cầu sau: Ga2= 7200 (N)- Loại động cơ: xăng- Mômen lớn nhất của động cơ: Memax/nM = 144/4200(N/RPM)- Hiệu suất lớn nhất: Nemax/nN = 1070/6000 (N/RPM)- Công thức bánh xe: 185/60 R 15- Tỷ số truyền hộp số, truyền lực chính: I0=5,125 ; Ihs1=4,12Chọn Sơ đồ bố chí truyền lực chính vi sai cầu sau chủ động, động cơ trước 1. 2.2 Phân tích kết cấu truyền lực chính- vi sai:SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4716Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công* Cấu tạo:Sình 1.15: Sơ đồ hoá bộ truyền lực chính-vi sai1: Trục chủ động ; 2: Bánh răng bị động ; 3: Trục bị động ; 4: Bánh răng bị động ; 5: Bộ vi sai ; 6: Bán trục*Nguyên lý làm việc Mô men được truyền từ động cơ qua ly hợp, hộp số đến truyền lực chính tại đây bánh răng chủ động (2) trên trục thứ cấp của hộp số sẽ ăn khớp với bánh răng bị động (4) của bộ vi sai, nó được bắt chặt với vỏ vi sai bằng bulông. Bánh răng chủ động được lắp cố định trên trục ra của hộp số, khi bánh răng chủ động quay thì bánh răng bị động quay làm trục chữ thập có gắn bánh răng hành tinh sẽ quay theo dẫn tới bánh răng bán trục quay qua khớp các đăng đồng tốc làm quay bán trục và các bánh xe. Khi ô tô quay vòng bánh răng hành tinh quay quanh trục chữ thập nhờ đó mà 2 bán trục quay với tốc độ khác nhau.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4717Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành CôngHình 1.16 Kết cấu bộ truyền lực chính-vi sai1: Bu lông đai ốc M8 ; 2: Vỏ vi sai ; 3: Bánh răng chủ động ; 4: Bánh răng bị động ; 5:Trục chử thập ; 6: Lắp cum chi tiết ; 7: Vỏ trên; 8: Vỏ dưới ; 9: Vỏ vi sai ; 10: Ổ lăn ; 11: Đai ốc M6 ; 12: Bán trục ; 13: Bánh răng bán trục ; 14: Bánh răng hành tinh ; 15: Bán trục ; 16: Ổ lăn ; 17 :ổ lăn trục thứ cấp 18: Trục vi sai.+ Ưu điểm: độ cứng vững tốt do có bánh rănh hành tinh và vỏ vi sai được chế tạo liền, kết cấu đơn giản. Truyền động êm.+ Nhược điểm: yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình làm việc và tuổi thọ của bộ truyền động. phải có sự điều chỉnh hợp lý do có ảnh hưởng của lực chiều trục và lực hướng kính.* Phạm vi ứng dụng:Loại truyền động đơn này được sử dụng rộng rãi đặt trên ô tô tải trung bình và loại nhỏ, ô tô du lịch, ô tô buýt ít chỗ ngồi và cả trên máy kéo.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4718Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành CôngCHƯƠNG II THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CHÍNH - VI SAI2.1. LỰA CHỌN VẬT LIỆU – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN :- Các bánh răng trong truyền lực chính được chế tạo bằng thép hợp kim có thành phần các bon thấp hoặc trung bình: 12XH3A; 15HM; 18XΓΓ; 18XHMA; 20XHM; 35XHMA; 38XH3BA; 18X2H4BA…khi đó ứng suất tiếp xúc và ứng suất pháp tuyến cho phép là: [σ]tx = 15000-25000, [KG/cm2] [σ]u = 7000-9000, [KG/cm2]- Truyền động đơn cấp, nên ta không cần phân phối tỷ số truyền.2.2. LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN : * Chế độ tính toán từ động cơ đến bánh răng chủ động:Mtt1 = Memax*itl*ηtl = 144*4,12*0,9 = 534 (Nm)Trong đó: + Memax: mô men xoắn lớn nhất trên trục khuỷu động cơ. (KGm)+ itl: tỷ số truyền lực tính từ động cơ đến bánh răng chủ động (tính ở tay số 1); itl= ihs1+ tlη: hiệu suất truyền lực. Chọn tlη= 0,9 * Chế độ tính toán tính theo lực bám của mặt đường đến bánh răng chủ động:bxbxbxbxbttinrGMηϕ****2= (Nm)Trong đó:+ ϕ: hệ số bám của bánh xe với mặt đường. ϕ = (0,7-0,8); chọn ϕ = 0,7+ Gb: tải trọng thẳng đứng mà một bánh xe chủ động chịu được.+ ibx: tỷ số truyền tính từ bánh xe đến bánh răng chủ động ibx = i0+ rbx: bán kính bánh xe (m)+ bxη: hiệu suất truyền lực từ bánh xe lên bánh răng chủ động + nbx: số bánh xe chủ độngrbx= 25,4*15/2 +185 = 375,5mmSV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4719Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công4569,0*125,501*5,375*8000*7,032==−ttM (Nm)Tải trọng tính toán được lấy: Mtt = Mmin(Mtt1, Mtt2)Mô men trên trục bánh răng nghiêng đợc tính theo: M2 = Mtt*i1*tlη= 456*4.12*0,9 = 1690(Nm)Vậy ta chọn chế độ tải trọng tính từ động cơ đến bánh răng chủ động.2.3. TÍNH TOÁN TRUYỀN LỰC CHÍNH:2.3.1 Tính toán động học: )(72883755,09,0*12,4*125,5*144***1maxNrIiMPbxtltlek===ηLập tỷ số: 48,0720080007288=+=akGP- Vận tốc trung bình: Vtb = 50 km/h- Số vòng quay của bánh răng trên bộ truyền vi sai: pvgOriiVnbxectb/18103755,*377,0125,5*50*377,0**0===- Xác định quãng đường tính toán: 150000*0SSSid=Trong đó: + Sđ: quãng đường tính toán. + Si: quãng đường tính ở tay số thứ i + S0: quãng đường tính cho đến khi đại tu S0 = 100000 (km)- Căn cứ vào bảng hình II-1(tkctm), với vận tốc trung bình đã chọn Vtb = 50 km/h ta có: S1 = 200 (km) S2 = 800 (km)SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4720Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công S3 = 2000 (km) S4 = 147000 (km)Vậy ta có quãng đường tính toán là: 33,133150000100000*2001==dS (km) 33,533150000100000*8002==dS (km) 33,1333150000100000*20003==dS (km) 98000150000100000*1470004==dS (km)- Quãng đường tương đương: ndtdKSS *= ''*ndtdKSS=Trong đó: + Kn: hệ số tính bền lâu theo ứng suất uốn + K’n: hệ số tính bền lâu theo ứng suất tiếpTheo hình bảng II-2(ttkctm) ta có: Kn = 0,45 K’n = 0,545Ta có: Stđ = 0,45*133,33 = 60 (km) S’tđ = 0,545*133,33 = 72,66 (km) - Xác định thời gian làm việc của bánh răng: Dựa vào hình bảng II-5(tkctm) ta xác định thời gian làm việc của các tay số tiến là: T1 = 20 (h) T2 = 100- 20 = 80 (h) T3 = 300-20-80 = 200 (h) T4 = 1500-20-80-200 = 1200 (h)+ Thời gian làm việc của tay số lùi:SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4721Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công Tl = 0,004*Tđ Tđ = 20 + 80 + 200 + 1200 = 1500 (h) Tl = 0,004*1500 = 6( h)- Thời gian làm việc tương đương: Ttđ = Tđ*KB KB = 0,89 = 0,134 Ttđ = 0,134*1500 = 201( h)2.3.2 Tính toán bộ truyền bánh răng hypoit:2.3.2.1 Tính toán sơ bộ:- Tỉ số truyền : i0= 5,125- Số răng: +Bánh nhỏ: Z1 chọn theo i0 ta có Z1= 6 ; + Bánh lớn: Z2= i0.Z1=5,125.6= 30,75 . Lấy Z2= 30- Chiều dài nón: L = 30max.iMe Memax= 144N i0 =5,125; suy ra L = 90 mm- Mô đun mặt mút lớn: sm = 2221.2ZZL+ = 5,88 mm. Lấy ms=6 mm.- Chọn góc ăn khớp ∝n = 200 - Góc nghiêng của răng β1 = 500 ; β2 = 300 SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4722Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công2.3.2.2 Các thông số hình học của cặp bánh răng truyền lực chính hypoit : Hình 2.1: Các thông số cơ bản của truyền lực chính L : chiều dài đường sinh ; h1’: h2’: chiều cao răng ; h1”: h2” : chiều cao chân răng ; h :chiều cao toàn bộ răng ; dtb1 ; dtb2 : đường kính trung bình ; d1 d2: đường kính vòng chia ; 1ϕ;2ϕ : góc mặt nón lăn ; 21;γγ : góc chân răng ; 21;eeϕϕ : góc côn ngoài.- Mô đun pháp tuyến : mn1 = ms.cosβ1 = 6.0,643 = 3,858 mm. mn2 = ms .cosβ2 = 6.0,866 =5,196 mm.- Góc ăn khớp trong tiết diện mặt mút lớn( αs): tgαs1 = 1cosβαntg = 643,0364,0 = 0,566 → αs1 = 29031’ tg αs2 = 2cosβαntg = 866,0364,0= 0,420 → αs2 = 22047’- Đường kính vòng chia: + Bánh răng chủ động: d1 = ms .Z1 = 6.6 = 36 mm.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4723Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công + Bánh răng bị động: d2 = ms .Z2 =6.30 = 180 mm.- Góc mặt nón lăn: tgϕ1 = 01i= 0,146  > ϕ1= 8200’ ϕ2= 900- ϕ1= 81040’ - Tính lại chiều dài nón(L): L = ms 2Z2221Z+ = 91,78 mm. Lấy L= 92 mm.- Chiều cao đầu răng : h’ = ms = 6 mm.- Chiều cao chân răng : h” = 1,25 .ms = 1,25 .6 = 7,5 mm.- Chiều rộng bánh răng: b = Ψl .L với Ψl là hệ số chiều rộng bánh răng ,chọn Ψl = 0,3 ta có : b = 0,3.130 =39 mm. - Mô đun mặt pháp tuyến của răng: + Bánh răng chủ động : mn1 = ms.(1- 0,5Lb) cosβ1 =6(1- 0,5.0,3) 0,643 = 4,43 mm. mn2 = ms.(1- 0,5Lb) cosβ2 =6(1- 0,5.0,3) 0,866 = 5,975 mm. + Bánh răng bị động :- Số răng tương đương : + Ztđ1= 1211cos.cosZβϕ = 2643,0.99,06 = 14,66 + Ztđ2= 2222cos.cosZβϕ = 17,32- Đường kính vòng tròn chia tương đương : dtđ1= Ztđ1 . ms = 14,66 .6 = 87,96 mm. dtđ2= Ztđ2 . ms = 374,45 . 6 = 103,92 mm.- Đường kính trung bình : dtb1 = d1.(1- 0,5 ψL) = 36.(1- 0,5 .0,3) =30,6 mm.SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4724Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S.Nguyễn Thành Công dtb2 = d2.(1- 0,5 ψL) = 180.(1- 0,5 .0,3) = 153 mm.- Khoảng dịch trục (e): e = (0,1 ÷ 0,25) .D2 với D2 là đường kính vòng tròn nguyên của bánh răng bị động ở đáy nón cơ sở D2 = 2L.sin2ϕ =2.130.0,66=171,6 mm. Lấy e = 40 mm.2.3.2.3 Tính lực tác dụng lên các bánh răng:1) Lực tác dụng lên bánh răng chủ động:- Lực vòng : P(1) = 112tbdM trong đó : + M1 – mô men quay trên trục của bánh răng chủ động M1= Memax .ih1.ηtl ih1 – tỉ số truyền của hộp số ở tay số một , ih1 =5,125. ηtl – hiệu suất truyền lực. M1= 144.5,125.0,9 = 664200 m.m ⇒ P(1) = 43411N.- Lực hướng tâm : R(1) = )sin.sincos.(cos1111)1(ϕβϕαβ−tgP R(1) = 15938 N.- Lực dọc trục : Q(1) = )cos.sinsin.(cos1111)1(ϕβϕαβ+tgP Q(1) = 19998 N.2) Lực tác dụng lên bánh răng bị động:- Lực vòng : P(2) = P(1)12coscosββ= 43411 643,0866,0 = 58466 N.- Lực hướng tâm : SV: Lê Văn Sâm Lớp: Ck ô tô b-k4725

Page 2