Thiết kế cầu chủ động xe 3 tấn

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
MỤC LỤC Trang
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực 3
1.2 Truyền lực chính 4
1.3 Vi sai 5
1.4 Các bán trục 13
1.5 Vỏ cầu 15
CHƯƠNG 2 : KẾT CẤU CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG XE TẢI 3 TẤN
LIFAN
2.1 Truyền lực chính 16
2.2 Vi sai 18
2.3 Bán trục 20
2.4 Vỏ cầu 22
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG XE TẢI 3 TẤN
LIFAN
3.1 Tính toán bộ truyền lực 25
3.2 Tính toán vi sai 32
3.3 Tính toán bán trục 37
3.4 Tính toán dầm cầu 40
KẾT LUẬN 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO 46
LỜI NÓI ĐẦU
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
Ngày nay, ngành công nghiệp ô tô trên thế giới đã phát triển ở một trình độ rất
cao. Nó ứng dụng thành tựu của rất nhiều nghành khoa học kỹ thuật khác nhau như:
Vật liệu, điện tử, công nghệ thông tin nhằm phục vụ một cách tốt nhất cho nhu cầu
đời sống ngày càng cao của con người.
Ở nước ta hiện nay, thị trường ô tô đang sôi động với nhiều doanh nghiệp tham
gia sản xuất lắp ráp ô tô. Trong số các doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước

ngoài, đa số các doanh nghiệp tham gia sản xuất lắp ráp xe du lịch, còn các doanh
nghiệp tham gia vào sản xuất lắp ráp xe tải chiếm số lượng rất nhỏ. Sản lượng của các
doanh nghiệp trong nước và doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài chỉ
chiếm hơn 20%, còn lại gần 80% là nhập các xe đã qua sử dụng của các nước như:
Hàn Quốc, Nhật Bản, Đức, Nga, Trung Quốc Nhiều doanh nghiệp đã nhập sắtxi về
và thiết kế chế tạo thành xe ô tô dùng trong các lĩnh vực khác nhau đặc biệt là chở
hàng hoá. Điều đó đã đáp ứng được phần nào nhu cầu về xe tải trong khi nền công
nghiệp ô tô của nước ta chưa đáp ứng được.
Trong giai đoạn vừa qua, tỷ lệ nội địa hoá ở các sản phẩm ôtô VN chủ yếu tập
trung vào một số chi tiết, phụ tùng như khung vỏ, săm lốp, nhựa, cao su… một phần
đã và đang thực hiện là động cơ hộp số chủ yếu là trong hệ thống truyền lực, chi tiết
cơ khí. Cụm Cầu chủ động là một trong các cụm chi tiết chính của hệ thống truyền lực,
đảm bảo truyền động đến các bánh xe chủ động. Cầu chủ động hoàn toàn có khả năng
nội địa hoá bằng công nghệ trong nước. Theo bản quy hoạch đã được chính phủ phê
phê duyệt đến năm 2010, tỷ lệ sản suất trong nước đối với hầu hết các chủng loại sản
phảm ô tô phải đạt trên 50%, phấn đấu xuất khẩu ô tô và phụ tùng đạt 5 – 10 % tổng
sản lượng của ngành.
Do trình độ và thời gian có hạn nên Đồ án của em khó tránh khỏi thiếu sót, em
rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy và các bạn. Em xin trân thành cảm
ơn thầy giáo CHU VĂN HUỲNH, cùng các thầy trong bộ môn Ô tô - trường ĐH
CÔNG NGHỆ GTVT đã tận tình hướng dẫn và cho em những ý kiến quí báu để em
hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Hà nội, Ngày … tháng … năm 2014
sinh viên thực hiện
Nguyễn Tiến Hoàn
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
1.1 Giới thiệu chung hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực của ô tô là hệ thống tất cả các cơ cấu nối từ động cơ tới bánh

xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị mômen
truyền. Vậy kết cấu của hệ thống truyền lực là:
Ly hợp
→
Hộp số
→
Hộp phân phối
→
Các đăng
→
Các cầu chủ động
→
bán trục
→
Bánh xe.
Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực:
Hình 1.1:Hệ thống truyền lực
1.Cơ cấu lái 7.Bình khí nén
2.Động cơ 8.Thùng nhiên liệu
3.Hộp số 9. Các đăng dẫn động cầu trước
4.Trục các đăng dẫn động cầu sau 10.Các đăng nối hộp số hộp phân phối
5.Cầu sau 11.Hộp phân phối
6. bình ắc quy 12.Cầu trước
1.2 Truyền lực chính
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
1.2.1 Công dụng
Truyền lực chính dùng để tăng mô men và truyền mô men quay từ trục các
đăng đến các bánh xe chủ động của ôtô theo một tỷ số truyền nhất định, đồng thời có
thể chuyển hướng truyền mô men.

1.2.2 Yêu cầu chung của truyền lực chính
- Phải có tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo và tính kinh tế
nhiên liệu của ôtô.
- Có kích thước nhỏ gọn để tăng khoảng sáng gầm xe.
- Có hiệu suất truyền động cao.
- Đảm bảo độ cứng vững tốt, làm việc không ồn, tuổi thọ cao.
- Trọng lượng cầu phải nhỏ để giảm trọng lượng phần không được treo.
1.2.3 Phân loại truyền lực chính
Theo số lượng bánh răng truyền lực chính có hai dạng:
+ Loại đơn gồm một cặp bánh răng ăn khớp.
+ Loại kép gồm hai cặp bánh răng ăn khớp.
a. Truyền lực đơn lại có thể phân loại theo dạng bánh răng:
+ Loại bánh răng côn răng thẳng.
+ Loại bánh răng côn răng xoắn.
+ Loại bánh răng hypoit.
+ Loại trục vít bánh vít.
a b c d
Hình 1.2: Các dạng truyền lực chính đơn.
a, Truyền lực chính bánh răng côn b, Truyền lực chính Hypoid
c, Truyền lực chính bánh răng trụ d, Truyền lực chính trục vít bánh vít
b. Truyền lực kép có thể được phân thành hai loại:
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
+ Truyền lực trung tâm với cả hai cặp bánh răng được bố trí trong cùng một cụm nằm
giữa hai bánh xe chủ động.
+ Truyền lực chính kép bố trí không tập trung với cặp bánh răng thứ hai được
bố trí tại các dẫn động tới các bánh xe chủ động.
c. Theo số cấp số có thể phân truyền lực chính thành:
+ Truyền lực chính một cấp (chỉ có một tỉ số truyền duy nhất)
+ Truyền lực chính hai cấp (có hai cấp số được điều khiển bởi người lái).

1.2.4 Cấu tạo truyền lực chính
Truyền lực chính đơn có kết cấu gọn nhẹ, đơn giản dễ sản xuất và bảo dưỡng
sửa chữa, giá thành thấp nên được sử dụng phổ biến trong các hệ thống truyền lực ô tô.
Tuy nhiên do chỉ có một cặp bánh răng, nên tỉ số truyền của truyền lực chính dạng này
bị giới hạn (i
0
< 7) và khả năng chịu tải không lớn sẽ phải tăng mô đun răng, điều này
dẫn đến tăng kích thước bánh răng và giảm khoảng sáng gầm xe.
Truyền lực dạng hypoid được sử dụng ngày càng rộng rãi trên các loại ô tô do
có những ưu điểm nổi trội: khả năng chịu tải lớn, làm việc êm dịu và không ồn. Đặc
điểm nhận dạng của truyền lực chính loại này là trục của các bánh răng không cắt nhau
mà đặt lệch nhau một đoạn e.
Truyền lực chính bánh răng trụ được sử dụng trên các ô tô con có động cơ đặt
trước nằm ngang và cầu trước chủ động.
Truyền lực chính dạng trục vít bánh vít cho phép có tỷ số truyền lớn hơn 7 với
kết cấu nhỏ gọn. Tuy nhiên truyền lực trục vít có hiệu suất và khả năng chịu tải thấp
hơn truyền động bánh răng côn và truyền động Hypoid, hơn nữa giá thành sản xuất
của dạng truyền động này lại cao hơn nên được sử dụng tương đối hạn chế
1.3 Vi sai
1.3.1 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 ô tô chuyển động trên đường
gồ ghề không bằng phẳng.
1.3.2 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.
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
+ Có hiệu suất truyền động cao.

1.3.3 Phân loại vi sai
a. Theo kết cấu gồm có:
+ Vi sai với các bánh răng côn.
+ Vi sai với các bánh răng trụ.
+ Vi sai tăng ma sát.
b. Theo đặc tính phân phối mô men xoắn gồm có:
+ Vi sai đối xứng loại mô men xoắn được phân phối đều ra hai bán trục.
+ Vi sai không đối xứng mô men xoắn phân phối không đều ra hai bán trục.
1.3.4 Kết cấu một số dạng vi sai
a. Vi sai côn
* Cấu tạo
Hình 1.3 Vi sai côn đối xứng
1. Bánh răng chủ động 4. Bánh răng bị động
2. Bánh răng bán trục 5. Vỏ vi sai 2
3. Vỏ vi sai 1 6. Bánh răng hành tinh
** Nguyên lý hoạt động
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
Khi mô men được truyền từ động cơ đến bánh răng chủ động 1, qua bánh răng bị động
4, đến vỏ vi sai 3,5 do vỏ vi sai được lắp trên bánh răng bị động nên vỏ vi sai quay,
trên vỏ vi sai lắp chốt chữ thập có gắn các bánh răng hành tinh
nên chốt quay. Trong trường hợp hệ số bám của hai bên bánh xe như nhau thỡ chốt
chữ thập và bánh răng hành tinh đóng vai trò như một khóa gài khi đó chỉ có bánh
răng bán trục quay làm bán trục quay.
Trong trường hợp hệ số bám của hai bên bánh xe như nhau thì chốt chữ thập và
bánh răng hành tinh đóng vai trò như một khóa gài khi đó chỉ có bánh răng bán trục
quay làm bán trục quay. Trường hợp hệ số bám trên hai bánh xe khác nhau khi này
bánh răng hành tinh quay tương đối với trục chữ thập và ăn khớp với bánh răng bán
trục làm cho hai bán trục quay với vận tốc khác nhau.
Nhược điểm:

- Khả năng vượt lầy kém và tính cơ động không cao.
Ưu điểm
- Kết cấu đơn giản.
- Dễ chế tạo.
b.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 xẻ các rãnh then hoa để nối với
hai nửa trục truyền ra hai bên bánh xe .
**. Nguyên lý hoạt động :
Khi mômen truyền từ động cơ qua bánh răng côn chủ động 1 đến bánh răng côn
bị động 2 qua vỏ vi sai 3 và qua vành ngăn 4 truyền cho cam 5, các đầu cam 5 tỳ lên
các vành cam 6 và 7 để truyền ra hai bên nửa trục qua then hoa. Nếu sức cản hai bên
bánh xe là như nhau thì cả hai nửa trục quay với tốc độ như nhau. Lúc này chốt 5
không dịch chuyển tương đối, đối với bề mặt cam 6 và 7. Trong trường hợp sức cản ở
trên các bánh chủ động là khác nhau sẽ có một bên bánh xe quay nhanh và một bên
bánh xe quay chậm, cam 5 sẽ cùng quay với bộ phận chủ động 3 đồng thời dịch
chuyển theo chiều hướng chiều trục . Khi đó xảy ra sự trượt ở bề mặt làm việc của cam
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
đối với bề mặt làm việc của vành cam. Trên mặt cam của nửa trục quay chậm tốc độ
trượt của cam hướng theo chiều quay của bộ phận chủ động, còn ở trờn mặt cam của
nửa trục quay nhanh hướng về chiều ngược lại. Để hiểu rừ vấn đề này ta xét lực tác
dụng trên vi sai cam trong hai trường hợp khi sức cản ở hai bên bánh xe chủ động là
như nhau và khi sức cản ở hai bên bánh xe chủ động khác nhau.
Khi sức cản ở hai bên bánh xe chủ động là như nhau thì vành cam đặt 4 tác dụng
lên cam 5 lực P ép lên vành cam trong và ngoài những lực pháp tuyến với dạng cam.
Khi hai bên bánh xe chủ động có sức cản như nhau thì tốc độ góc của vành 4 và hai
vành cam bằng nhau .

Khi hai bánh chủ động có sức cản khác nhau, nếu một trong số các bánh xe có
xu hướng tăng tốc độ góc thì giữa các chi tiết của vi sai bắt đầu có sự chuyển dịch
tương đối và ở các mặt đầu của cam 5 xuất hiện những lực ma sát hướng lên các vành
cam quay nhanh và quay chậm về những hướng khác nhau . Ở vành cam quay chậm
lực ma sát ngược với vận tốc trượt, sẽ hợp với lực chủ động và tăng mômen cho bánh
xe quay chậm. Ở vành cam quay nhanh lực ma sát ngược với vận tốc trượt nhưng lại
giảm mômen cho bánh xe quay nhanh.
+Ưu điểm :
- Khả năng vượt trơn lầy tốt hơn vi sai cụn đối xứng. Vì vậy tính năng cơ động
cao hơn.
- Đảm bảo cho ôtô không có trượt quay một trong số các bánh xe chủ động trong
tất cả các trường hợp mà cả hai bánh xe đều tựa lên mặt đường.
+ Nhược điểm :
- Vi sai cam một dãy vì số mặt lồi lõm trên vành cam 6 và 7 khác nhau sẽ
sinh ra mômen động khi vi sai làm việc chúng mòn.
- Loại vi sai đặt theo hướng trục: lực chiều trục lớn tác dụng lên vỏ vi sai, nên
các bulông lắp trên vỏ phải chịu những lực này và ổ bi phải chọn sao cho đủ
khả năng chịu được lực chiều trục này cho nên 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.
- M
ms
lớn khi quay vũng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất.

SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
Hình 1.4 Vi Sai Cam
1 : Bánh răng côn chủ động 4 : Vành ngăn
2 : Bánh răng côn bị động 5 : Cam
3 : Vỏ vi sai 6 ,7 : Vành cam

c. 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
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 . Ly hợp ma sát gồm các đĩa thép trượt
trên đuôi có then hoa của bánh răng côn bán trục và các đĩa ma sát có tai nằm trong
khung vi sai ( các đĩa ma sát này còn được gọi là các đệm chặn lực dọc trục )
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
Hình 1.5 Vi sai tăng ma sát có lực ma sát cố định
1. Bánh răng vành chậu 5. Lò xo ép
2. Vỏ vi sai. 6. Đĩa ma sát
3. Bánh răng bán trục 8. Bánh răng côn chủ động
4. Bánh răng hành tinh 9. Đế lò xo
** Nguyên lý làm việc
Khi chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng, quãng đường lăn của hai bánh
xe bằng nhau, nếu lực cản trên hai bánh xe như nhau, sẽ làm cho các bánh răng bán
trục quay cùng tốc độ, như vậy bánh răng hành tinh không quay tròn trục của nó, mà
chỉ quay quanh trục của bán trục .
Khi chuyển động thẳng, dạng mômen truyền chủ yếu qua cụm vi sai, một phần
nhỏ ( có thể bị trượt nhẹ ) truyền qua khớp ma sát .
Khi đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau, hoặc lực
cản của các bánh xe khác nhau, thì mômen hai bên chênh lệch nhau đúng bằng giá trị
M
ms
.
Khi khớp ma sát trượt lớn, dạng mômen truyền một phần qua vi sai, một phần

qua khớp ma sát .
Ta có quan hệ động lực học :
M
t
= M
p
+ M
ms
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
M
t
, M
p
: mômen trên bán trục quay chậm, bán trục quay nhanh.
+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 mômen hãm sẽ không phải là một hằng số như các vi sai khác mà sẽ tỉ lệ
với mômen truyền lên các bánh xe .
Vi sai tăng ma sát được ứng dụng rộng rãi .
+ 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 .
M
ms
lớn khi quay vòng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất.
Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát không cố định :
* Cấu tạo
Bộ truyền động loại này gồm có : bộ truyền lực chính ( bộ bánh răng vành chậu

2 - côn xoắn 1) bộ vi sai gồm 4 bánh răng hành tinh 7, hai bánh răng côn bán trục 6
đều được lắp thêm hai bộ ly hợp đĩa ma sát 4.
Trục chữ thập được thay thế bằng trục 5 cắt nhau theo góc vuông hai trục 5 có
khả năng dịch chuyển với nhau theo cả chiều trục lẫn chiều góc nghiêng tương đương
A và B ở các đầu trục. Ly hợp ma sát gồm các đĩa thép trượt trên đuôi có then hoa của
bánh răng côn bán trục và các đĩa ma sát có tai nằm trong khung vi sai ( các đĩa ma sát
này còn được gọi là các đệm chặn lực dọc trục ).
* Nguyên lý làm việc:
Khi chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng, quãng đường lăn của hai bánh
xe bằng nhau, nếu lực cản trên hai bánh xe như nhau, sẽ làm cho các bánh răng bán
trục quay cùng tốc độ, như vậy bánh răng hành tinh không quay tròn trục của nó, mà
chỉ quay quanh trục của bán trục .
Khi đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau , hoặc lực
cản của các bánh xe khác nhau lúc đó các bánh răng hành tinh ngoài quay cùng vỏ vi
sai còn quay trờn trục của nó. Khi bánh răng hành tinh quay các mặt nghiêng trên trục
5 sẽ bị dịch chuyển đi thế nào để lực trên ly hợp ma sát 4 truyền đến vỏ vi sai tăng lên
đối với nửa trục quay chậm và giảm đi đối với nửa trục quay nhanh.
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
Hình 1.6 Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát không cố định
1. Bánh răng côn chủ động 5. Trục
2. Bánh răng vành chậu 6. Bánh răng bán trục
3. Vỏ vi sai 7. Bánh răng hành tinh
4. Đĩa ma sát
*
+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 mômen hãm sẽ không phải là một hằng số như các vi sai khác mà sẽ tỉ lệ
với mômen truyền lên các bánh xe.

-Vi sai tăng ma sát được ứng dụng rộng rãi .
* 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.
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
1.4 Các bán trục
1.4.1 Công dụng
Các bán trục dùng để truyền mô men xoắn từ bộ vi sai đến các bánh xe chủ
động. Trên các loại bán trục không được giảm tải hoàn toàn bán trục cũng được dùng
để tiếp nhận các lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động.
1.4.2 Yêu cầu đối với các bán trục
a. Yêu cầu chung của bán trục:
+ Phải chịu được mô men xoắn lớn trong khoảng thời gian lâu dài.
Bán trục phải thẳng, không được lệch nhất là đối với các xe có khả năng cơ động.
+ Đối với bán trục của cầu dẫn hướng chủ động phải đảm bảo tính đồng tâm
cho các đoạn trục của bán trục.
b. Yêu cầu riêng của bán trục sử dụng trên xe có khả năng cơ động.
Các bán trục sử dụng cho các xe loại này phải chịu mômen xoắn lớn, vì vậy các
bán trục phải được chế tạo chính xác về mặt hình học, và phải có các góc lượn hợp lý
để tránh ứng suất tập trung.
1.4.3 Phân loại bán trục
a.Bán trục giảm tải hoàn toàn: bánh xe có moay ơ được lắp trên 2 ổ bi, cả hai ổ
này đều lắp trên vỏ cầu. Do hai ổ bi được bố trí cách nhau một đoạn, nên các mô men
uốn của các lực tương tác giứa bánh xe và mặt đường ( Z,Y, X) đều được tiếp nhận bởi
vỏ cầu. Bán trục dạng này được gọi lầ bán trục giảm tải hoàn toàn, nó không chịu uốn
mà chỉ chịu duy nhất là mômen xoắn. Loại này được sử dụng trên các loại ô tô tải.
Hình 1.7: Sơ đồ bán trục giảm tải hoàn toàn
Hình 1.7: Sơ đồ bán trục giảm tải hoàn toàn
1, 4 Ổ bi 2. Vỏ cầu

3 Bán trục 5. Bánh xe
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
+ Bán trục giảm tải 3/4: Loại bán trục này khác với bán trục giảm tải hoàn toàn ở chỗ
moay ơ chỉ có một ổ bi. Bởi vậy bán trục sẽ phải chịu một phần mô men uốn từ các lực
tác dụng lên bánh xe. Dạng bán trục này thường ít được sử dụng.
1,4 Ổ bi 2. Vỏ cầu
3. Bán trục 5. Bánh xe
Hình 1.8: Sơ đồ bán trục giảm tải 3/ 4
+ Bán trục giảm tải 1/2 : Đầu ngoài của bán trục được đỡ bởi 1 ổ bi nằm trong vỏ cầ
chủ động. Trong trường hợp này, moay ơ được trực tiếp bắt lên bán trục. Kết cấu dạng
này cũng có thể không có moay ơ mà tang trống đươc bắt trực tiếp lên mặt bích ở đuôi
của bán trục. Với cách bố trí như vậy, bán trục phải chịu toàn bộ mô men uốn của các
lực tương tác giữa bánh xe với mặt đường. Bán trục dạng này được sử dụng hầu hết
trên các loại ô tô con do kết cấu đơn giản.
Hình 1.9: Sơ đồ bán trục giảm tải 1/ 2
1,4 Ổ bi 2. Vỏ cầu
3. Bán trục 5. Bánh xe
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
1.5 Vỏ cầu
1.5.1 Công dụng của vỏ cầu
Đối với xe có khả năng cơ động hệ thống treo thường là hệ thống treo phụ thuộc.
Cầu xe là phần khối lượng không được treo. Trong thiết kế cầu xe thường ta phải cố
gắng để phần khối lượng không được treo này là nhỏ đến mức có thể. Tuy nhiên vỏ
cầu phải đáp ứng được các yêu cầu chủ yếu sau:
- Đỡ toàn bộ trọng lượng phần được treo tác dụng lên cầu.
- Bao kín và bảo vệ cho bộ truyền lực chính, vi sai và các bán trục để nó có thể
hoạt động tốt trong thời gian dài.
- Tiếp nhận và truyền các lực từ trên khung xe xuống và các lực từ mặt đường lên

1.5.2 Yêu cầu đối với vỏ cầu
Vỏ cầu phải đảm bảo những yêu cầu cơ bản sau đây:
- Vỏ cầu phải đủ cứng để chịu được trọng lượng của xe, tránh gẫy uốn ảnh hưởng
đến các kết cấu bên trong.
- Vỏ cầu phải đảm bảo kín để bảo vệ các kết cấu bên trong.
- Có kích thước và khối lượng nhỏ để giảm tải trọng xe và tăng khoảng sáng gầm
xe.
1.5.3 Phân loại vỏ cầu
- Vỏ cầu liền là loại vỏ cầu thường được sản xuất bằng phương pháp đúc sau đó
gia công các bề mặt lắp ghép.
- Vỏ cầu rời là loại được lắp ghép từ các tấm rời bằng phương pháp hàn.
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CẦU CHỦ ĐỘNG XE TẢI 3 TẤN
2.1 Truyền lực chính
Truyền lực chính để tăng momen xoắn và truyền momen xoắn qua cơ cấu phân
chia đến các nửa trục (bán trục) đặt dưới một góc nào đó (thường là 90
0
) đối với trục
dọc của ô tô, máy kéo.
Xe tải LIFAN được trang bị truyền lực chính đơn, một cấp loại truyền động
Hypoit.
Tỷ số truyền của truyền lực chính là: i
0
= 6.93
Khoảng sáng gầm xe là: H = 240 mm
Hình 2.1 xe tải 3 tấn LIFAN
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 16
N TT NGHIP GVHD : CHU VN HUNH
2.2.1 Cụng dng

Truyn lc chớnh dựng tng mụ men v truyn mụ men quay t trc cỏc
ng n cỏc bỏnh xe ch ng ca ụtụ theo mt t s truyn nht nh, ng thi cú
th chuyn hng truyn mụ men.
2.2.2 Yờu cu chung ca truyn lc chớnh
- Phi cú t s truyn cn thit phự hp vi cht lng kộo v tớnh kinh t
nhiờn liu ca ụtụ.
- Cú kớch thc nh gn tng khong sỏng gm xe.
- Cú hiu sut truyn ng cao.
- m bo cng vng tt, lm vic khụng n, tui th cao.
- Trng lng cu phi nh gim trng lng phn khụng c treo.
2.2.3 truyn lc chớnh trờn xe ti 3 tn LIFAN
Xe s dng truyn lc chớnh loi n hypoid gm mt cp bỏnh rng n khp.

Hỡnh 2.2: dng truyn lc chớnh n hypoid
Là loại truyền chuyển động mà bánh răng có răng theo đờng cong. Đặc điểm quan
trọng của loại truyền động này là đờng tâm của bánh chủ động và bánh bị động đợc bố
trí lệch nhau một khoảng lệch trục là E. Trục chủ động có thể đợc bố trí ở dới hoặc trên
tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật của từng xe.
+ Ưu điểm của bộ truyền:
- Số răng nhỏ nhất của bánh chủ động là nhỏ ( 56 răng).
- Làm việc êm dịu (hơn cả cặp bánh răng côn xoắn).
- Hiệu suất của bộ truyền cao = 0,94 0,96.
- Khi chế tạo bộ truyền động thì không đòi hỏi vật liệu thật tốt.
- Có thể dịch chuyển đợc trục của bánh răng chủ động so với bánh răng bị động
một khoảng dịch trục: E = (0,125 ữ 0,2).d
2
.
SVTH : NGUYN TIN HON 17
N TT NGHIP GVHD : CHU VN HUNH
- Trục có kết cấu vững, độ bền lớn, làm việc êm dịu do đờng kính bánh răng chủ

động lớn.
- áp suất tổng hợp lên bề mặt răng giảm từ 25% 30% so với bánh răng côn
xoắn cùng kích thớc.
+ Nhợc điểm của bộ truyền:
- Có sự trợt giữa các răng tăng theo cả chiều dài răng và chiều cao răng. Do vậy,
khi dùng bộ truyền này ta phải dùng dầu bôi trơn chuyên dùng.
- Khi lắp ráp bộ truyền đòi hỏi lắp phải chính xác, bánh răng chủ động phải có
điểm tựa thật chắc chắn.
Với tỷ số truyền của truyền lực chính i
0
= 6,93 ta sẽ dùng truyền lực chính đơn vì
với tỷ số truyền nh 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 i
0
= 6,93 ta
có thể dùng đợc truyền lực chính loại kép. Nhng khi đó kết cấu của bộ truyền sẽ phức
tạp lên và kích thớc 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 lợng phần không đợc treo của xe tăng
lên làm ảnh hởng đến quá trình dao động của ôtô khi chuyển động trên đờng không
bằng phẳng.
Dựa vào những phân tích ở trên, xét về mặt u điểm và nhợc điểm của từng loại
truyền động, trong đồ án này ta chọn truyền lực chính đơn với cặp bộ truyền hypôít.
Trục bánh răng côn chủ động đặt lệch với trục bánh răng côn bị động xuống phía dới
một khoảng E.
2.3 Vi sai
2.3.1 Cụng dng
B vi sai cú nhim v lm cho cỏc bỏnh xe ch ng cú th quay vi cỏc vn
tc khỏc nhau trong cỏc trng hp ụtụ quay vũng hoc ụtụ chuyn ng trờn ng
g gh khụng bng phng.
2.3.2 Yờu cu ca cm vi sai

+ Phõn phi mụ men xon gia cỏc bỏnh xe hay gia cỏc trc theo t l m
bo s dng trng lng bỏm ti a cỏc bỏnh xe.
+ Kớch thc vi sai phi nh gn d b trớ.
+ Cú hiu sut truyn ng cao.
2.3.3. Cu to
SVTH : NGUYN TIN HON 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
− Vỏ bộ vi sai lắp chặt với bánh răng vành chậu hay bánh răng trung gian lớn.
Trục chữ thập đặt cố định trong vỏ vi sai, đầu trục chữ thập lắp tự do bốn bánh răng
hành tinh. Trục chữ thập và các bánh răng hành tinh luôn quay cùng với vỏ vi sai. Các
bánh răng hành tinh luôn ăn khớp với hai bánh răng bán trục. Phía trong bánh răng bán
trục có rãnh then hoa để lắp với bán trục. Giữa bánh răng bán trục và vỏ hộp vi sai có
tấm đệm một mặt trơn một mặt có hốc chứa dầu bôi trơn. ( Ở một số xe công suất nhỏ,
hộp vi sai chỉ có hai bánh răng hành tinh lắp tự do trên một trục thẳng ).
− Bộ vi sai được quay trên 2 vòng bi côn đặt trong hốc của vỏ cầu, phía ngoài
vòng bi có các căn đệm và đai ốc hãm hoặc có đai ốc điều chỉnh để chỉnh độ dơ dọc và
điều chỉnh vị trí của bộ vi sai.

Hình 2.3 Cấu tạo bộ vi sai
2. Nguyên lý làm việc
Mômen quay của động cơ đưa đến truyền lực chính, bánh răng bị động quay và
vỏ bộ vi sai quay. Vỏ bộ vi sai kéo trục chữ thập và các bánh răng hành tinh quay theo.
Vì các bánh răng hành tinh luôn ăn khớp với bánh răng bán trục nên kéo các bánh răng
bán trục cùng quay với vỏ bộ vi sai, qua bán trục mômen xoắn đưa tới các bánh xe chủ
động.
Khi xe chạy trên đường thẳng và phẳng, hai bánh xe chủ động chịu một lực cản
bằng nhau. Lực tác động lên các bánh răng hành tinh cân bằng từ hai phía nên bánh
răng hành tinh không quay trên trục của nó, kéo hai bánh răng bán trục quay cùng tốc
độ với vỏ bộ vi sai.Tốc độ hai bánh xe bằng nhau.
Khi xe chạy trên đường vòng, các bánh răng hành tinh vẫn kéo hai bánh răng bán

trục quay cùng với vỏ bộ vi sai. Trong trường hợp này, lực cản lăn của bánh xe trong
lớn hơn nên lực tác động lên các bánh răng hành tinh không
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
Hình 2.4 Nguyên lý làm việc của bộ vi sai.
cân bằng nhau, chúng tự quay xung quanh trục và làm các bánh răng bán trục quay với
tốc độ khác nhau:
Bánh răng ngoài quay với tốc độ : nt = no - nht x Z ht / Zbt.
nn = no + nht x Zht / Zbt
nn + nt = 2 no.
Trong đó:
- nt , nn, no, nht là tốc độ của bánh xe trong, bánh xe ngoài, vỏ vi sai và
bánh răng hành tinh.
− Zht, Zbt Số răng của bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời.
Do đó tốc độ bánh xe trong giảm đi bao nhiêu thì tốc độ bánh xe ngoài tăng lên
bấy nhiêu và tổng số vòng quay của bai bên bánh xe là không đổi và bằng hai lần số
vòng quay của vỏ vi sai. Với đặc tính truyền động này, bộ vi sai luôn tự động điều
chỉnh tốc độ của hai bánh xe chủ động khác nhau để khi quay vòng hay chuyển động
trên đường không bằng phẳng, hai bánh xe không bị lết trượt.
Tóm lại khi xe chạy trên đường thẳng, các chi tiết của bộ vi sai cùng quay với
vỏ như một khối thống nhất. Còn khi xe quay vòng, các bánh răng vừa quay cùng với
vỏ vi sai, vừa quay quanh trục của mình. Các bánh răng chuyển động tương đối với vỏ
vi sai làm các bán trục quay với tốc độ khác
2.4 Bán trục sử dụng trên xe
2.4.1 Công dụng
Các bán trục dùng để truyền mô men xoắn từ bộ vi sai đến các bánh xe chủ
động. Trên các loại bán trục không được giảm tải hoàn toàn bán trục còn được dùng để
tiếp nhận các lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động.
2.4.2 Yêu cầu đối với các bán trục
a) Yêu cầu chung của bán trục:

SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 20
N TT NGHIP GVHD : CHU VN HUNH
+ Phi chu c mụ men xon ln trong khong thi gian lõu di.
Bỏn trc phi thng, khụng c lch nht l i vi cỏc xe cú kh nng c ng.
+ i vi bỏn trc ca cu dn hng ch ng phi m bo tớnh ng tõm
cho cỏc on trc ca bỏn trc.
+ Chớnh xỏc hỡnh dỏng hỡnh hc, kớch thc.
b) Yờu cu riờng ca bỏn trc s dng trờn xe cú kh nng c ng.
Cỏc bỏn trc s dng cho cỏc xe loi ny phi chu mụ men xon ln, vỡ vy
cỏc bỏn trc phi c ch to chớnh xỏc v mt hỡnh hc, v phi cú cỏc gúc ln hp
lý trỏnh ng sut tp trung.
2.4.3 bỏn trc gim ti hon ton
Bán trục giảm tải hoàn toàn là loại bán trục mà mà đầu phía trong tỳ lên vỏ vi sai
còn đầu phía ngoài gồm hai ổ thanh lăn côn có vòng trong tỳ lên vỏ của bán trục còn
vòng ngoài tỳ lên moayơ bánh xe. Trong trờng hợp này bán trục không chịu các
mômen uốn do các phản lực gây nên, nó chỉ truyền mômen xoắn. Loại bán trục này đ-
ợc sử dụng rộng rãi trên các xe ôtô chở khách, ôtô vận tải loại vừa, loại lớn,
Đối với bán trục đầu có then hoa sẽ ăn khớp lỗ then hoa ở bánh răng bán trục của
vi sai bánh răng hoặc với lỗ then hoa ở vành cam của vi sai cam còn đầu ngoài đợc kẹp
chặt với moayơ bánh xe bằng các gugiông. Trong các lỗ bích đầu trục có một lỗ gia
công ren và lắp bulông vào đó. Nó đợc dùng để tháo bán trục ra khỏi cầu xe khi cần
thiết.
Đối với bán trục thì bích nối đầu trục phải có lỗ then hoa để lắp ráp với một đầu
bán trục và nó cũng đợc kẹp chặt với moayơ bánh xe thờng bằng các gugiông.
Hỡnh 2.5: S bỏn trc gim ti hon ton dựng trờn xe
1, 4 bi 2. V cu
3 Bỏn trc 5. Bỏnh xe
SVTH : NGUYN TIN HON 21
N TT NGHIP GVHD : CHU VN HUNH
Chọn kiểu bán trục trong hệ thống truyền lực cho xe :

Chọn bán trục loại giảm tải hoàn toàn, bích đầu bán trục chế tạo liền và đầu kia
có then hoa.
2.5 V cu
2.5.1 Cụng dng ca v cu
i vi xe cú kh nng c ng h thng treo thng l h thng treo ph thuc.
Cu xe l phn khi lng khụng c treo. Trong thit k cu xe thng ta phi c
gng phn khi lng khụng c treo ny l nh n mc cú th. Tuy nhiờn v
cu phi ỏp ng c cỏc yờu cu ch yu sau:
- ton b trng lng phn c treo tỏc dng lờn cu.
- Bao kớn v bo v cho b truyn lc chớnh, vi sai v cỏc bỏn trc nú cú th
hot ng tt trong thi gian di.
- Tip nhn v truyn cỏc lc t trờn khung xe xung v cỏc lc t mt ng lờn.
2.5.2 Yờu cu i vi v cu
V cu phi m bo nhng yờu cu c bn sau õy:
- V cu phi cng chu c trng lng ca xe, trỏnh gy un nh hng
n cỏc kt cu bờn trong.
- V cu phi m bo kớn bo v cỏc kt cu bờn trong.
- Cú kớch thc v khi lng nh gim ti trng xe v tng khong sỏng gm
xe.
2.5.3. Cu to v cu v cỏc
V cu ch ng cú hai dng kt cu: V cu lin v v cu ghộp. V cu lin
c s dng ph bin. V cu ghộp gm hai hay ba phn ghộp li vi nhau bng
bulụng, loi ny c s dng ớt hn.
- V cu lin l loi v cu thng c sn xut bng phng phỏp ỳc sau ú
gia cụng cỏc b mt lp ghộp.
- V cu ri l loi c lp ghộp t cỏc tm ri bng phng phỏp hn.
Chọn kiểu vỏ cầu cần thiết trong hệ thống truyền lực cho xe :
Chọn vỏ cầu chủ động không dẫn hớng là vỏ cầu liền và đợc gia công theo phơng
pháp dập hàn
SVTH : NGUYN TIN HON 22

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
c)
Hình 2.6 Cấu tạo vỏ cầu chủ động sau (a, b) và trước (c)
a. Vỏ cầu rời; b,c. Vỏ câù liền
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
Các thông số kĩ thuật của xe tải 3 tấn (LIFAN) thể hiện dưới bảng sau
Các thông số Giá trị
Động cơ
-Công suất lớn nhất/tốc độ quay
(kW/vòng/phút)
-Mô men lớn nhất /tốc độ quay
( kW/vòng/phút )
70/3500
227/2200
Tải trọng
-Trọng lượng bản than (N)
-Trọng tải (N)
-Trọng lượng toàn bộ (N)
-Không tải
+ Cầu trước (N)
+ Cầu sau (N)
-Đầy Tải
+ Cầu trước (N)
+ Cầu sau (N)
23550
31450
55000
9420
14130

22000
33000
Vận Tốc -Tốc độ lớn nhất (km/h) 90
Kích thước
-Chiều dài toàn bộ (mm)
-Chiều rộng toàn bộ (mm)
-Chiều cao toàn bộ (mm)
-Chiều dài cơ sở (mm)
-Vệt bánh xe trước/sau
-Khoảng sang gầm xe (mm)
5985
1995
2150
3350
1630/1435
240
Hộp số
-Tỷ số truyền cao nhất
-Tỷ số truyền thấp nhất
-Tỷ số truyền lùi
5,494
0,746
5,494
Cầu chủ
động
-Truyền lực chính
-Vi sai
Bánh răng
côn hypoid
Bánh răng

côn răng
thẳng không
tăng ma sát
Lốp xe -Lốp trước
-Lốp sau
7.0-16.1
7.0-16.1
Phanh Cơ cấu phanh Phanh tang
trống
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : CHU VĂN HUỲNH
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG XE TẢI 3 TẤN
3.1 Tính toán bộ truyền lực chính
3.1.1 Tính toán tỉ số truyền truyền lực chính
Theo tài liệu [3] từ công thức đảm bảo vận tốc lớn nhất của xe ta tính được tỉ số truyền
của truyền lực chính:

max
5 max
2. . .
60. .
bx e
o
h
r n
i
i v
π
=
Trong đó:

• r
0
Bán kính bánh xe, với xe có kí hiệu lốp 7,0-16,1
Theo [3] ta có:
16,1
( ).25,4 (7,0 ).25,4 382,27
2 2
o
d
r B
= + = + =
(mm)
• r
bx
Bán kính thực của bánh xe: hệ số biến dạng của lốp:
chọn
0,930
λ
=
,
0
. 355,5( ) 0,3555( )
bx
r r mm m
λ
= = =

• n
emax
Số vòng quay lớn nhất của động cơ ứng với vận tốc lớn nhất: động cơ

diesel chọn tỉ số giữa vòng quay động cơ ứng với vận tốc lớn nhất của ô tô và
công suất lớn nhất của động cơ
1
λ
=

max
. 3500.1 3500
e N
n n
λ
= = =
(vg/phút)
• v
max
Vận tốc lớn nhất khi toàn tải :
max
90( / ) 25( / )v km h m s= =
Thay số ta có tỉ số truyền của truyền lực chính:
max
5 max
2. . .
6.93
60. .
bx e
o
h
r n
i
i v

π
= =
3.1.2 Tính toán chế độ tải trọng
Tính toán chế độ tải trọng được lựa chọn từ hai chế độ đó là:
- Tính theo mô men lớn nhất của động cơ:
max 1
. . 227.5,494.0,9 1185( )
dc
tt e h t
M M i Nm
η
= = =
Trong đó:
• i
h1
tỉ số truyền hộp số ở số truyền 1: i
h1
=5,494
•
t
η
hiệu suất của hệ thống truyền lực:
0.9
t
η
=
- Tính toán theo khả năng bám, chế độ này dùng để kiểm tra bền và so sánh bền các
chi tiết theo khả năng bám:
SVTH : NGUYỄN TIẾN HOÀN 25