Kết cấu và tính toán hộp số xe bus

Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô máy kéo là phương tiên sản xuất, kinh doanh và sinh hoạt, không thể
thiếu được trong đời sống hiện nay. Cùng với sự tiến bộ chung của khoa học, ngành
ôtô cũng có những bước phát triển mạnh mẽ với những thành quả kinh ngạc. Những
biến đổi mà đòi hỏi phải có những nhận thức sâu rộng về các vấn đề đó có liên quan
đế công nghệ ôtô mới có thể nhận thấy tầm quan trọng của nó.
Tuy vậy muốn tiếp thu những kiến thức mới này thì phải nắm vững những
kiến thức cơ bản nhất. Những kiến thức này sẽ làm nền tản cho bước phát triển tiếp
theo.
Vì vậy đồ án kết cấu và tính toán ôtô là một bước cũng cố và phát triển những
hiểu biết cơ bản có từ những môn học có liên quan.
Lần đầu tiên làm quen với việc tính toán thiết kế nên có rất nhiều khó khăn
phức tạp. Với những nhận thức còn hạn chế về nhiều mặt nên quá trình làm đồ án em
còn vướng phải những thiếu sót, rất mong sự quan tâm giúp đỡ của các thầy trong bộ
môn.
Để hoàn thành đồ án này em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của
thầy LÊ VĂN TỤY, các thầy trong bộ môn và các bạn trong lớp.
Sinh viên thực hiện
VÕ NHƯ TUẤN
Sinh viên: Võ Như Tuấn 1 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
HỘP SỐ XE BUÝT
I. Công dụng, phân loại và yêu cầu:
1. Công dụng:
Động cơ đốt trong dùng trên ôtô máy kéo có hệ số thích ứng thấp, đối với động
cơ xăng hệ số này bằng 1,1 ÷ 1,2 và đối với động cơ điezen k = 1,05 ÷ 1,15.
Do đó mômen quay của động cơ ôtô máy kéo không thể đáp ứng nổi yêu cầu cần
thiết để thắng sức cản chuyển động thay đổi khá nhiều khi ôtô máy kéo làm việc.
Muốn giải quyết được vấn đề này, trên ôtô máy kéo cần phải đặt hộp số.
Hộp số dùng để thay đổi số vòng quay và mômen của động cơ truyền đến các

bánh xe chủ động (cả về hướng và trị số), cho phù hợp với điều kiện làm việc luôn
luôn thay đổi của ôtô máy kéo.
Ngoài ra hộp số còn dùng để:
- Tách lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi cần thiết: như khi khởi
động động cơ, khi dừng xe, cho động cơ chạy không tải, khi cho xe chạy
theo quán tính.
- Dẫn động các bộ phận công tác trên cac xe chuyên dung: như xe có tời kéo,
xe tự đổ, cần cẩu và các thiết bị khác.
2. Phân tích yêu cầu:
- Hộp số ôtô phải có tỷ số truyền và lượng tay số thích hợp, đảm bảo được
chất lượng động lực và tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ôtô máy kéo.
- Làm việc êm dịu, chuyển số nhẹ nhàn thuận tiện không va đập.
- Có vị trí trung gian (số 0) để có thể tách lâu dài động cơ khỏi hệ thống
truyền lực.
- Kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy bền vững.
- Hiệu suất cao, kích thước khối lượng nhỏ, giá thành rẽ.
3. Phân loại:
- Theo phương pháp điều khiển chia ra các loại: điều khiển bằng tay, điều
khiển tự động và bán tự động.
- Theo số cấp (chỉ tính số tiến) phân ra các loại: 3, 4, 5 và nhiều cấp.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 2 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
- Theo sơ đồ động phân ra: hộp số với các trục cố định (2, 3 hay nhiều trục)
và hộp số hành tinh (1 dãy, 2 dãy).
- Theo số lượng phân tử điều khiển cần thiết để gài một số truyền phân ra:
một, hai hay ba phần tử điều khiển. Số lượng phân tử điều khiển lớn hơn
một thường dùng trong hộp số nhiều cấp.
- Theo lượng dòng lực phân ra một, hai hay ba dòng. Tăng số lượng dòng lực
làm phức tạp kết cấu. Tuy vậy cho phép giảm tải trọng tác dụng lên các bánh
răng, trục và ổ trục cũng như kích thước của chúng.

II. Phân loại sơ bộ:
Trên ôtô máy kéo hiện nay sử dụng chủ yếu các loại hộp số có trục cố định điều
khiển bằng tay. Vì chúng có kết cấu đơn giản, hiệu suất làm việc cao (0,96 ÷ 0,98),
giá thành rẽ, kích thước và trọng lượng nhỏ.
Hộp số ba trục cố định có trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm được sử dụng phổ
biến nhất. Hộp số hai trục cố định thường chỉ sử dụng trên các ôtô du lịch, thể thao
hoặc máy kéo. Số cấp các hộp số đơn thường không vượt quá sáu.
Hộp số có số cấp lớn hơn sáu gọi là hộp số nhiều cấp. Hộp số nhiều cấp thực chất
là hộp số ghép; được kết hợp từ hai hoặc nhiều hộp số đơn ít cấp. Hộp số hành tinh
với trục không cố định chủ yếu sử dụng trong truyền động thuỷ cơ.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 3 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Trên hình (a) trình bày sơ đồ động học hộp số ba cấp với các khối bánh răng
chuyển động. Mômen quay động cơ truyền qua ly hợp đến trục sơ cấp B của hộp số,
đầu cuối trục sơ cấp có bánh răng số 1 luôn ăn khớp với bánh răng 2 ở trục trung gian
C của hộp số. Các bánh răng ở trục trung gian thường được chế tạo thành một khối
liền hay chế tạo chúng riêng biệt và nối ghép với trục bằng then.
Đầu trước của trục thứ cấp A được đặt trong ổ thanh lăn hình trụ lồng vào lỗ đằng
sau trục sơ cấp.
Trên khối bánh răng chuyển động I có bánh răng ngoài 6 để gài số truyền II và đai
răng 9 để gài số truyền thẳng, nghĩa là số truyền III. Khối bánh răng chuyển động II
có bánh răng 4 của số truyền I và số lùi. Khi gài cặp bánh răng tương ứng sẽ có các
số truyền khác nhau.
Để điều khiển dễ dàng ở hộp số 3 cấp thường lắp bộ đồng tốc. Lúc đó các bánh
răng sẽ luôn ăn khớp và các bánh răng quay trơn trên trục thứ cấp A khi bộ đồng tốc
nằm ở vị trí trung gian.
Ưu và nhược điểm:
• Ưu điểm:
Hộp số ba trục có khả năng tạo số truyền thẳng bằng cách nối trực tiếp các trục
sơ cấp và thứ cấp. Khi làm việc ở số truyền thẳng các bánh răng, ổ trục và trục

trung gian hầu như được giảm tải hoàn toàn nên giảm được mài mòn, tiếng ồn và
mất mát công suất.
Ở các số truyền khác, mômen truyền qua hai cặp bánh răng, do đó có thể tạo
được tỷ số truyền lớn tới (7 ÷ 9) với kích thước khá nhỏ gọn. Nhờ đó giảm được
trọng lượng toàn bộ của ôtô máy kéo.
• Nhược điểm:
Hiệu suất giảm ở các tay số trung gian.
Ổ bi gối đỡ trước trục sơ cấp do bố trí trong lổ ở phần bánh răng công xôn của
trục sơ cấp nên làm việc căn thẳng, vì kích thước bị hạn chế bởi điều kiện kết cấu.
Hộp số nhiều cấp:
Sinh viên: Võ Như Tuấn 4 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Hộp số nhiều cấp được tạo thành bằng cách ghép thêm vào phía trước hay phía
sau hộp số cơ sở (hộp số chính loại 3 trục) một hộp giảm tốc gội là hộp số phụ. Hộp
số phụ thường có một số truyền thẳng và một số truyền giảm hay tăng.
• Hộp số phụ đặt phía trước:
Nó chỉ có một cặp bánh răng để tạo số thấp, còn số cao là số truyền thẳng, nối
trực tiếp trục vào của hộp số phụ với trục sơ cấp của hộp số chính. Tỷ số truyền
thấp của họp số phụ này không lớn, có tác dụng chủ yếu là chia nhỏ dãy tỷ số
truyền của hộp số chính nên còn gọi là hộp số chia.
Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, đảm bảo tính thống nhất hoá cao cho hộp số chính.
- Hiệu suất tương tự như hộp số chính khi gài số thấp ở hộp số phụ.
Nhược điểm:
- Yêu cầu khoản cách trục hộp số lớn hơn, do mômen trên trục ra của hộp số
chính lớn.
Hộp số phụ đặc phía sau hộp số chính: thường là loại có trục cố định với hai cặp
bánh răng hay hành tinh. Có một số truyền thẳng và một số truyền giảm với tỷ số
truyền khá lớn (khoảng số truyền lớn hơn của hộp số chính) nên gọi là hộp giảm tốc.
Ưu điểm:

- Giảm khoảng cách trục và tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hộp số
chính.
Nhược điểm:
- Giảm tính thống nhất hoá của hộp số chính.
- Hiệu suất giảm khi gài số truyền thấp.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 5 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
III. Xác định số tỷ số truyền và giá trị các số truyền trung gian.
1. Số tỷ số truyền (số cấp) hộp số.
Số cấp của hộp số (n) được xác định phụ thuộc vào:
- Chủng loại và công dụng của ôtô.
- Vào giá trị khoảng tỷ số truyền K
i
= i
h1
/i
hn
.
Trong đó:
i
h1
: tỷ số truyền tay số một của hộp số.
i
hn
: tỷ số truyền tay số cao nhất của hộp số.
Nói chung tăng số cấp hộp số sẽ tăng được mức độ sử dụng công suất động cơ,
tăng tính kinh tế nhiên liệu, tốc độ trung bình và bởi vậy tăng năng suất và giảm giá
thành vận chuyển. Tuy vậy tăng số cấp sẽ làm phức tạp kết câu và quá trình điều
khiển, tăng kích thước, và giá thành hộp số. Đối với ôtô tải và buýt số cấp hộp số có
thể từ n = 5 ÷ 22 ứng với K

i
= 5 ÷ 25, K
i
càng lớn số cấp càng tăng. Sau đây là bảng
số liệu thống kê số cấp n của ôtô tải và buýt theo giá trị khoảng truyền K
i
.
Bảng 1.1. Bảng giá trị tay số của ôtô tải và buýt theo khoảng tỷ số truyền K
i
:
Khoảng số
truyền K
i
5,7 ÷ 8,5 7,9 ÷ 9,35 8 ÷ 10 9,2 ÷ 18,5 13 ÷ 19,4 17 ÷ 24,7
Số cấp n 5 6 8 10 16 20
Tuy nhiên hiên nay có xu hướng tăng số cấp và khoảng tỷ số truyền khi tăng
khối lượng ôtô, đặc biệt là đối với các đoàn xe kéo moóc, để bù lại cho sự giảm công
suất riêng của chúng. Tăng số cấp và khoảng tỷ số truyền của hộp số các ôtô tải trọng
lớn, cho phép sử dụng hiệu quả hơn công suất động cơ khi ôtô làm việc với các mức
tải và điều kiện đường xá khác nhau. Đối với các ôtô này, trong vùng các số hay sử
dụng nhất, khoảng cách giữa tỷ số truyền giữa các tay số kề.
q
i,i+1
= i
hi
/i
h(i+1)
cần phải nằm trong khoảng giới hạn 1,35 ÷ 1,45. Khoảng này lớn sẽ
làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu và giảm chất lượng động lực học của ôtô và khó
chuyển tay số. Khoảng cách nhỏ quá lại làm cho người lái khó khăn trong vân đề lựa

Sinh viên: Võ Như Tuấn 6 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
chọn tay số thích hợp. Ở các tay số ít sử dụng hơn, khoảng cách giữa các số có thể
tăng lên. Tuy vậy không nên quá 1,6 ÷ 1,7 để đảm bảo khả năng chuyển sô.
Kết hợp hai điều kiện trên và giả thuyết dãy tỷ số truyền bố trí theo cấp số nhân,
có thể xác định sơ bộ theo:

1
lg
lg
1
lg
lg
1
+≤≤+
c
hn
h
t
hn
hi
q
i
i
n
q
i
i
(1.1)
Trong đó:

q
t
: khoảng cách tỷ số truyền hai số liên tiếp ở vùng số thấp.
q
t
= 1,6 ÷ 1,7 chọn q
t
= 1,7
q
c
: khoảng cách tỷ số truyền hai số liên tiếp ở vùng số cao.
q
c
= 1,35 ÷ 1,45 chọn q
c
= 1,35
n: số cấp của hộp số
i
h1
= 5,8: giá trị tỷ số truyền thấp nhất của hộp số
i
hn
= 1: giá trị tỷ số truyền cao nhất của hộp số
Từ (1.1) ta có:
1
35,1lg
1
8,5
lg
1

7,1lg
1
8,5
lg
+≤≤+ n
4,3 ≤ n ≤ 6,8
Theo tính toán trên ta chọn hộp số 5 cấp (n = 5)
2. Xác định tỷ số truyền các tay số trung gian.
2.1. Tỷ số truyền các tay số trung gian.
Tỷ số truyền các tay số trung gian được xác định theo hai quy luật cấp số nhân
hoặc cấp số điều hoà.
Khi xác định theo quy luật cấp số nhân sẽ đảm bảo cho động cơ làm việc ở chế
độ như nhau khi tăng tốc độ ôtô ở các số khác nhau.
Khi tính theo cấp số điều hoà khoảng biến thiên tốc độ ở các tay số khi xe tăng
tốc đều bằng nhau và bước ở các số truyền cao sẽ nhỏ hơn khá nhiều so với các số
truyền thấp.
Đối với xe buýt, với hai phương án trên ta chọn hệ thống tỷ số truyền của các số
trung gian trong hộp số theo cấp số nhân.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 7 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Ôtô thông thường hay sử dụng ở số cao của hộp số, nhưng ở khu vực này thì số
lượng tỷ số truyền ít so với số lượng tỷ số truyền có được ở số thấp, đây là một
nhược điểm khi chọn hệ thống tỷ số truyền cho các số trung gian theo cấp số nhân.
Đối với hộp số có cấp thì lượng số truyền bị hạn chế, do đó sẽ hạn chế khả năng
vận tốc trung bình của ôtô và hệ số sử dụng tải trọng của động cơ. Nhưng khi chọn
theo cấp số nhân thì đảm bảo động cơ làm việc ở chế độ như nhau khi tăng tốc độ ôtô
ở các tay số khác nhau.
Theo lý thuyết ôtô máy kéo, chọn tỷ số truyền của các số trung gian theo cấp số
nhân và tỷ số truyền thứ m nào đó được xác định theo công thức.
1

1
−
=
n
h
hn
q
i
i
(2.1)
với
55,1
1
8,5
15
1
1
≈==
−
−n
hn
h
i
i
q
Tỷ số truyền tay số 2: i
h2
74,3
55,1
8,5

12
1
2
===
−
q
i
i
h
h
Tỷ số truyền tay số 3: i
h3

41,2
55,1
8,5
213
1
3
===
−
q
i
i
h
h
Tỷ số truyền tay số 4: i
h4

55,1

55,1
8,5
314
1
4
===
−
q
i
i
h
h
Tỷ số truyền số lùi: i
hl
được xác định khi bố trí chung hộp số, thường chọn
i
hl
= (1,2 ÷ 1,3)i
h1
i
hl
= 1,2.i
h1
= 1,2.5,8 = 6,96
Vậy tỷ số truyền các tay số của xe cần thiết kế sơ bộ:
i
h1
= 5,8; i
h2
= 3,74; i

h3
= 2,41; i
h4
= 1,55; i
h5
= 1; i
hl
= 6,96
2.2. Sơ đồ động học của hộp số xe cần thiết kế.
Sơ đồ động của các hộp ba trục có trục thứ cấp như nhau, khác nhau chủ yếu
ở số lượng các cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp và cách bố trí số lùi. Ở hầu hết các
Sinh viên: Võ Như Tuấn 8 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
tay số đều sử dụng cặp bánh răng nghiêng thường xuyên ăn khớp. Để gài số, có thể
dùng ống gài hoặc bộ đồng tốc. Riêng đối với các bánh răng số một và số lùi có thể
dùng các phương án sau:
Phương án 1: Bánh răng số một và số lùi luôn ăn khớp thường sử dụng trong
trường hợp thời gian làm việc ở số một và số lùi khá lớn.
Ưu điểm: mặt đầu các vành răng không bị ăn mòn, hành trình của nạng
chuyển số nhỏ.
Nhược điểm: cần đặt tự do trên trục thứ cấp một bánh răng số lùi kích thước
khá lớn, do đó làm tăng số lượng các bánh răng và mômen quán tính các chi tiết
quay, bởi vậy tăng tải trọng tác dụng lên các đồng tốc.
Phương án 2: Không cần bố trí bánh răng số lùi trên trục thứ cấp. Tuy nhiên
vẫn còn có hai phương án không cần có bánh răng số lùi đặt riêng trên trục thứ cấp.
Bố trí bánh răng số lùi không luôn luôn ăn khớp, để gài số ta dịch chuyển bánh răng
trên trục số lùi. Loại này thường bố trí ở hộp số 4 cấp. Cả bánh răng số lùi và số một
không luôn luôn ăn khớp, để gài số lùi và số một dùng bánh răng di trượt. Bánh răng
trung gian (đặt trên trục số lùi) có thể làm một hay hai vành răng. Loại này thường
dùng bố trí cho hộp số 5 cấp.

Phương án một vành răng có kết cấu đơn giản hơn. Tuy vậy điều kiện làm
việc của bánh răng không có lợi, chịu ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đối xứng.
Phương án hai điều kiện ứng suất thuận lợi hơn thay đổi theo chu trình mạch động
cho phép thực hiện số lùi với tỷ số truyền lớn hơn.
Với những ưu nhược điểm như đã phân tích ở trên ta chọn phương án bố trí số
lùi là cả bánh răng số một và số lùi đều không luôn luôn ăn khớp. Vì có đặc điểm gài
số lùi rất dễ dàng, chỉ cần dịch chuyển bánh răng số 1.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 9 06C4LT0
ll
z
22
z
33
1L
Z
Z
z
55
z
22
z
33
z
55
z
4
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí số lùi trên ôtô thiết kế
Z
1
: bánh răng bị động; Z

2
: bánh răng chủ động số
1; Z
l1
: bánh răng dẫn động trục số lùi; Z
l1
’ : bánh
răng bị động của trục số lùi; Z
l2
: bánh răng chủ
động số lùi

Z

L

2

Za

Za'

Z

4

'

Z

3

'

Z

2

'

Z

1

'

Z

4

Z

3

Z

2

Z

1

Z

L

1

Z

L

1

'

1

2

3

4

5

6

2

3

1

L

4

5

Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Bánh răng các tay số thấp (như số một và số lùi) chịu lực lớn thời gian làm
việc ít hơn, nên bố trí sát gối đỡ sau. Bánh răng tay số cao thời gian làm việc nhiều
bố trí ở khoảng giữa trục, là vùng có góc xoay nhỏ nhất, nhờ đó điều kiện ăn khớp
của các bánh răng tốt hơn nên giảm được tiếng ồn và mài mòn.
Hầu hết các tay số đều dùng bánh răng trụ răng nghiêng và đồng tốc. Các tay
số một và lùi có thể có răng thẳng gài bằng phương pháp di trượt. Mặt khác ở các tay
số 2,3,4,5 khi sang số vì tốc độ lớn nên mặt dù đã cắt bộ ly hợp song do quán tính
nên các bánh răng còn quay với tốc độ khác nhau, nếu gài vào sẽ sinh ra lực va đập.
Để khắc phục hiện tượng trên và đơn giản hoá thao tác cho người lái nên trên hộp số
có bố trí bộ đồng tốc để gài số ở số hai và số ba, số bồn và số năm. Để khi hai bánh
răng chưa đồng tốc thì cơ cấu này không cho chúng gài vào nhau bằng cách tạo ra
một lực cản chống lại lực của tay người lái tác dụng lên cần số. Dùng mômen ma sát
giữa các bề mặt côn tiếp xúc để khắc phục mômen quán tính, các bánh răng dần dần
đồng đều tốc độ và lực cản nêu trên dần dần bị triệt tiêu, lúc đó lực của tay người lái
đủ thắng định vị lò xo bi, gạt các bánh răng ăn khớp với nha một cách êm dịu.
3. Xác định các thông số cơ bản của hộp số.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 10 06C4LT
Hình 2.3. Sơ đồ động học của hộp số xe cần thiết kế
1. Trục sơ cấp; 2. Bộ đồng tốc; 3. Bánh răng di trược;

4. Trục thứ cấp; 5. Trục trung gian; 6. Trục số lùi
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
Khi tính toán thiết kế hộp số, trước tiên cần xác định sơ bộ các thông số cơ
bản của nó, dựa theo các công thức kinh nghiệm, các bảng biểu hoặc đồ thị đã xây
dựng được trên cơ sở phân tích các số liệu thống kê. Sau đó, tiến hành điều chỉnh
chính xác dựa vào kết quả các tính toán kiểm tra bền, hình học và số liệu tiêu
chuẩn…
3.1. Khoảng cách trục.
Đối với hộp số ôtô loại trục cố định, khoảng cách trục A có thể xác định sơ bộ
theo một trong các công thức kinh nghiệm sau:
3
1max
..
hea
iMKA =
(3.1)
Trong đó:
- K
a
: hệ số kinh nghiêm, có giá trị như sau:
Đối với ôtô du lịch: K
a
= 8,9 ÷ 9,6
Đối với ôtô tải và buýt: K
a
= 8,6 ÷ 9,6
Ta chọn K
a
= 8,9
- M

emax
: mômen quay cực đại của động cơ
M
emax
= 400 (N.m)
- i
h1
: tỷ số truyền thấp nhất.
i
h1
= 5,8
Thay vào công thức (3.1) ta có:
8,1178,5.4009,8
3
==A
(mm)
Chọn: A = 118 (mm)
3.2. Kích thước chiều trục của hộp số.
Kích thước chiều trục của hộp số được xác định dựa vào kích thước chiều
rộng của các chi tiết lắp trên trục như: Bánh răng, ổ trục, ống gài và đồng tốc… Các
kích thước này có thể xác định sơ bộ theo khoảng cách trục A như sau:
- Chiều rộng các vành răng:
b ≈ (0,19 ÷ 0,23).A (3.2)
Chọn: b ≈ 0,21.118 = 24,78 (mm) lấy b = 25 (mm)
- Chiều rộng các ổ bi:
Sinh viên: Võ Như Tuấn 11 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
B ≈ (0,20 ÷ 0,25).A (3.3)
Chọn: B ≈ 0,22.A = 0,22.118 = 25,96 (mm)
B = 26 (mm)

- Chiều rộng của các ống gài và đồng tốc: phụ thuộc vào kết cấu của
chúng. Đối với đồng tốc gài hai phía, thường chiều rộng:
H ≈ (0,4 ÷ 0,55).A (3.4)
Chọn: H ≈ 0,43.A = 0,43.118 = 50,96 (mm)
H = 51 (mm)
- Kích thước chiều trục L
h
của cạc te hộp số
L
h
= (2,7 ÷ 3,0).A (3.5)
L
h
= 3,0.A = 3,0.118 = 354 (mm)
3.3. Các thông số chính của bánh răng:
a. Mô đuyn (m
n
và m
s
):
Khi chọn mô đuyn cần lưu ý một số vấn đề sau:
- Để giảm tiếng ồn khi làm việc, nên chọn mô đuyn nhỏ và tăng chiều rộng
bánh răng.
- Để giảm khối lượng hộp số (khi giữ nguyên khoảng cách trục) thì ngược
lại, nên tăng mô đuyn và giảm chiều rộng bánh răng.
- Đối với ôtô tải và buýt, vấn đề giảm tiếng ồn, không yêu cầu cao như ôtô
du lịch, vì thế khi chọn mô đuyn bánh răng trong hộp số ôtô tải và buýt
cần ưu tiền vấn đề giảm khối lượng hộp số.
- Mô đuyn xác định độ bền uốn của răng, vì thế các bánh răng chịu tải
khác nhau cần phải có mô đuyn khác nhau. Tuy vậy, xét theo quan điển

công nghệ, thì chỉ nên dùng hai giá trị mô đuyn: một chung cho các bánh
răng nghiêng và một chung cho các bánh răng thẳng, để đơn giản hoá quá
trình chế tạo và sửa chữa.
Theo các số liệu thống kê:
- Ôtô du lịch cỡ đặt biệt nhỏ và nhỏ (thể tích làm việc của động cơ V
lv
<
1,8lít, trọng lượng khô G
k
< 1150 kg):
m = 2,25 ÷ 2,75.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 12 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
- Ôtô du lịch cỡ trung: m = 2,75 ÷ 3,0.
- Ôtô tải, buýt:
+ Cỡ nhỏ và trung bình: m = 3,5 ÷ 4,25
+ Cỡ lớn: m = 4,25 ÷ 5,00
(Giá trị mô đuyn bằng 5 hay đôi khi bằng 6, thường chỉ dùng cho cặp bánh
răng số 1 của ôtô tải lớn, khi số răng nhỏ (z = 12), hoặc cặp bánh răng đầu ra của hộp
giảm tốc phụ đặc phía sau hộp số chính của hộp số nhiều cấp)
Ta chọn mô đuyn cho hộp số thiết kế
- Bánh răng trụ răng thẳng: mt = 4
- Bánh răng trụ răng nghiêng: m
n
= 3,5
b. Góc nghiêng của răng (β):
Góc nghiêng β được chọn theo hai điều kiện:
Điều kiện 1: Đảm bảo độ trùng khớp chiều trục (εβ) không nhỏ hơn một, để
bánh răng ăn khớp được êm dịu, tức là:
εβ = b.tgβ/ts = b.sinβ/(π.mn) > 1

hay β > arsin(π.mn/b)
Điều kiện 2: Lực chiều trục tác dụng lên các bánh răng nghiêng của trục trung
gian phải tự cân bằng, để giảm lực tác dụng lên các ổ trục. Muốn vậy, hướng nghiêng
của tất cả các bánh răng trên trục phải giống nhau và thoả mãn điều kiện:
tgβi/tgβ1 = ri/r1
Ở đây: βi, ri - Góc nghiêng và bán kính vòng lăn của bánh răng tay số thứ i
trục trung gian.
β1, r1 - Góc nghiêng và bán kính vòng lăn của bánh răng luôn luôn ăn
khớp với bánh răng trục sơ cấp.
Thực tế, lực chiều trục không thể cân bằng hoàn toàn và trên nhiều ôtô máy
kéo người ta sử dụng các bánh răng có góc nghiêng β như nhau, để tạo điều kiện
thuận lợi cho công nghệ và sửa chữa.
Theo số liệu thống kê, góc nghiêng các bánh răng hộp số ôtô hiện nay nằm
trong khoảng:
- Đối với ôtô du lịch hộp số 3 trục: β = 22
0
÷ 34
0
Sinh viên: Võ Như Tuấn 13 06C4LT
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ôtô
- Đối với ôtô vận tải và khách: β = 18
0
÷ 30
0
Theo xe thiết kế ta chọn: β = 22
0
Góc nghiêng β sau khi chọn cần phải tính chính xác lại theo khoảng cách trục
và các thông số khác của bánh răng.
c. Xác định số răng của các bánh răng hộp số thiết kế.
Đối với hộp số 3 trục, các số truyền đều phải qua hai cặp bánh răng, trong đó

có một cặp bánh răng được dùng chung cho tất cả các số truyền (trừ số truyền thẳng)
gọi là cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp. Nghĩa là nó luôn làm việc với bất kì gài số
truyền nào (trừ số truyền thẳng). Vì vậy khi phân chia tỷ số truyền cho cặp bánh này
cần phải có giá trị đủ nhỏ để vừa đảm bảo tuổi thọ cho cặp bánh răng luôn luôn ăn
khớp, vừa để cho số răng chủ động của cặp bánh răng gài số ở số truyền thấp không
được quá nhỏ.
Gọi Z
g1
, Z
g2
, Z
g3
, Z
g4
: là số răng của các bánh răng trên trục trung gian.
Z’
g1
, Z’
g2
, Z’
g3
, Z’
g4
: là số răng của các bánh răng trên trục thứ cấp.
Z
a
, Z’
a
: là số răng của các bánh răng luôn luôn ăn khớp.
i

g1
, i
g2
, i
g3
, i
g4
: là tỷ số truyền của các bánh răng; Z
g1
– Z’
g1
; Z
g2
– Z’
g2
; Z
g3
–
Z’
g3
; Z
g4
– Z’
g4
.
i
a
: tỷ số truyền của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp.
Kinh nghiệm cho thấy, tỷ số truyền i
h1

phân phối tương đối hợp lý, nếu
Z
g1
= 12 ÷ 16 - Đối với hộp số ôtô tải và khách (thường có i
h1
= 6 ÷ 8).
Như vậy đối với hộp số thiết kế với i
h1
= 5,8 ta chọn: Z
g1
= 16 (răng).
Từ công thức kinh nghiệm:
β
cos2
)'.(
11 ggn
ZZm
A
+
=

1
1
1
'
g
g
g
Z
Z

i =
Suy ra:
1
.
cos..2
1
1
−=
gn
g
Zm
A
i
β

Các số liệu đã chú thích ở trên.
Sinh viên: Võ Như Tuấn 14 06C4LT