tính toán thiết kế hộp số trên xe innova e 2.0MT 2014

GVHD: Chu Văn Huỳnh

Mục Lục
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...........................................................................................................4
1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại của hộp số ô tô.....................................................................4
1.1.1 Công dụng...........................................................................................................................4
1.1.2 Yêu cầu...............................................................................................................................4
1.1.3 Phân loại.............................................................................................................................4
1.1.3.1 Theo trạng thái của trục hộp số trong quá trình làm việc................................................4
1.1.3.2 Theo số trục của hộp số (không kể trục số lùi)................................................................5
1.1.3.3 Theo số tỷ số truyền chung của hộp số chính..................................................................5
1.1.3.4 Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền................................................................................5
1.1.3.5. Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số.....................................................5
1.2 Đặc điểm cấu tạo của hộp số cơ khí có cấp...........................................................................5
1.2.1 Hộp số ba trục.....................................................................................................................6
1.2.2. Hộp số 2 trục......................................................................................................................7
1.3 Các bộ phận chính của hộp số...............................................................................................9
CHƯƠNG 2:LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ..................................................................15
2.1 Các phương án lựa chọn......................................................................................................15
2.1.1 Hộp số 2 trục 5 cấp...........................................................................................................15
2.1.2 Hộp số 3 trục 5 số tiến......................................................................................................16
2.1.3 Hộp số 3 trục 4 số tiến.....................................................................................................17
2.2. Chọn phương án thiết kế.....................................................................................................19
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỘP SỐ........................................................................20
3.1.Tính tốn tỷ số truyền..........................................................................................................21

i
3.1.1Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính ( 0 )...............................................................21
3.1.2.Xác định tỷ số truyền tay số 1..........................................................................................22
3.1.3.Tính tốn tỷ số truyền của các tay số trung gian..............................................................22

3.2 Tính tốn các thơng số cơ bản của bánh răng......................................................................23
3.2.1.Xác định khoảng cách giữa các trục.................................................................................23
...............................................23
3.2.2 Chọn các thông số môđun và góc nghiêng của bánh răng.
3.2.3 Xác định số răng...............................................................................................................24
3.2.4 Xác định lại chính xác tỷ số truyền và khoảng cách trục hộp số.....................................25
3.2.5 Bề rộng răng (b)................................................................................................................26
3.2.6 Dịch chỉnh bánh răng.......................................................................................................27
3.2.7 Xác định hế số dịch chỉnh bánh răng(hệ số thay dổi khoảng cách trục
SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

0 )......................27

Trang 1


GVHD: Chu Văn Huỳnh
3.2.8. Hệ số dịch chỉnh tổng cộng cho hai bánh răng ăn khớp với nhau...................................27
3.2.9Tính thơng số hình học bánh răng.....................................................................................28
3.3.Chế độ tải trọng để tính tốn hộp số....................................................................................34
3.3.1. Mômen truyền đến hộp số...............................................................................................34
3.3.2. Lực tác dụng lên bánh răng.............................................................................................35
3.4. Tính bền bánh răng.............................................................................................................35
3.5. Tính tốn trục......................................................................................................................39
3.5.1. Tính sơ bộ kích thước trục hộp số...................................................................................39
........................................................................................................39
3.5.2.Tính bền trục hộp số.
3.5.2.1 Đối với trục thứ cấp......................................................................................................40
3.5.2.2 Đối với trục trung gian.................................................................................................42
3.5.2.3. Trục sơ cấp...................................................................................................................44

3.5.3. Tính chọn ổ lăn................................................................................................................47
KẾT LUẬN.....................................................................................................................................48
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................49

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 2


GVHD: Chu Văn Huỳnh

LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay ơ tơ đã trở thành phương tiện giao thông hết sức quan trọng trong đời
sống hàng ngày. Ngành công nghiệp ô tô phát triển từ rất lâu trên thế giới.Tuy nhiên tại
Việt Nam cơng nghiệp ơtơ chủ yếu vẫn cịn mang tính chất sản xuất nhỏ lẻ, lắp ráp và
nhập khẩu xe đã qua sử dụng, để có thể phát triển bền vững trong q trình hội nhập,
ngành cơng nghiệp ơtơ cần có mục tiêu, định hướng, qui hoạch chiến lược cụ thể. Đối với
ngành ơtơ nói riêng và ngành cơ khí nói chung, khối lượng cơng việc thiết kế tính tốn
cho các chi tiết là rất lớn. Việc áp dụng những tiến bộ về khoa học kỹ thuật sẽ giúp quá
trình thiết kế rút ngắn thời gian, kết quả tối ưu, tăng năng suất lao động, tăng hiệu quả
kinh tế,…
Trong đồ án này em được giao đề tài “Tính tốn thiết kế hộp số cơ khí xe du lịch 7
chỡ”. Trong q trình tính tốn để hồn thành đờ án chun ngành này, bước đầu đã gặp
khơng ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng với sự nỗ lực của bản thân và giúp đỡ hết sức tận tình
của thầy giáo, giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc trong nghiên cứu
và tìm hiểu em đã hồn thành xong đờ án này.Do đây là lần đầu tiên em vận dụng lý
thuyết đã học vào tính tốn hộp số cơ khí cụ thể nên gặp khơng ít khó khăn và khơng
tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo và đưa ra ý
kiến của các thầy để em hồn thành đờ án một cách tốt nhất.
Qua đồ án này em xin bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy giáo Nguyễn Thành Nam

cùng với các thầy giáo trong bộ mơn Ơ tơ đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và đóng góp ý
kiến quý báu giúp em hồn thành đờ án này một cách tốt nhất đúng tiến độ.

Sinh viên thực hiện
L

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 3


GVHD: Chu Văn Huỳnh

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại của hộp số ô tô
1.1.1 Công dụng
- Thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực để tạo được lực kéo tại các bánh xe
chủ động phù hợp với điều kiện chuyển động.
- Tạo chuyển động lùi cho ô tơ.
- Có thể ngắt dịng truyền lực trong thời gian dài.
Trên một số ô tô, chức năng thay đổi mômen truyền có thể được đảm nhận nhờ một
số cụm khác (hộp phân phối, cụm cầu xe) nhằm tăng khả năng biến đổi mô men đáp ứng
mở rộng điều kiện làm việc của ô tô.
1.1.2 Yêu cầu
Cấu tạo của ô tô cần đáp ứng một số yêu cầu cơ bản sau:
- Có số tay số và dải tỷ số truyền thích hợp để đảm bảo được tính năng động lực
học và tính kinh tế nhiên liệu của xe.
- Phải có hiệu suất truyền lực cao.
- Việc chuyển số phải được thực hiện dễ dàng, tiện lợi (lực tác động và hành trình
cần gạt khơng q lớn), nhanh chóng và khơng gây tiếng ờn.

- Có cơ cấu định vị chống nhảy số và cơ cấu chống gài đờng thời hai số.
- Có vị trí trung gian để có thể ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời
gian dài.
- Có cơ cấu báo hiệu khi gài số lùi.
- Kết cấu nhỏ, gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa.- Có khả năng bố trí cụm
trích cơng suất để dẫn động các thiết bị phụ khác.
1.1.3 Phân loại
Tùy theo những yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được phân loại như sau:
1.1.3.1 Theo trạng thái của trục hộp số trong q trình làm việc
- Hộp số có tất cả các trục cố định
- Hộp số có trục di động (hộp số hành tinh): Hộp số hành tinh và biến mơ men là
một cụm có chung vỏ làm thành cụm hộp số tự động được lắp liền sau động cơ. Cụm hộp
số tự động có hệ thống điều khiển điện từ thủy lực làm việc theo chương trình lập sẵn,
thực hiện tự động đóng ngắt thay đổi các tỷ số truyền bên trong hộp số chính. Cấu tạo của
hộp số hành tinh dùng trên ô tô và các phương tiện giao thông khá phức tạp. Hộp số hành
tinh được tổ hợp từ các cơ cấu hành tinh cơ bản hoặc từ các cơ cấu hành tinh tổ hợp.
1.1.3.2 Theo số trục của hộp số (không kể trục số lùi)
SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 4


GVHD: Chu Văn Huỳnh

Trên ô tô con thường sử dụng hộp số chính ba trục hoặc hai trục.
-Hộp số ba trục có trục chủ động (trục sơ cấp) và trục bị động (trục thứ cấp) được
thiết kế đồng trục. Phần lớn các số truyền đều thông qua hai cặp bánh răng ăn khớp, nếu
nối trực tiếp trục chủ động và trục bị động có thể tạo ra số truyền thẳng. Cấu trúc này
thường gặp trên ơ tơ có cầu sau chủ động.
-Hộp số hai trục : tất cả các số truyền truyền qua một cặp bánh răng ăn khớp. Trong

một số trường hợp số truyền cao nhất có thể truyền qua nhiều cặp bánh răng. Cấu trúc
này thường gặp trên ô tô có động cơ đặt trước, cầu trước chủ động.
1.1.3.3 Theo số tỷ số truyền chung của hộp số chính
Theo số lượng số tiến là 4,5…
1.1.3.4 Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền
- Hộp số vô cấp được dùng để tạo thành HTTL vơ cấp, trong đó hộp số có tỷ số
truyền biến đổi liên tục, trong khoảng tỷ số truyền (R) định sẵn, từ thấp đến cao và ngược
lại. Trên ô tô bộ truyền vô cấp thường gặp: biến mô men thủy lực, bộ truyền đai đặt
biệt, .... Nếu mô men động cơ làm việc ở giá trị nhất định, sự biến đổi mô men sau hộp số
vô cấp là đường liên tục, do vậy các bộ truyền này còn được gọi là bộ truyền liên tục
trong khoảng tỷ số truyền R cho trước. Ví dụ: trên biến mơ men thủy lực, khoảng R có
thể đạt tới 2,7, trên bộ truyền đai đặc biệt có thể R = 4,5.
- Hộp số có cấp, tạo thành HTTL có cấp, được dùng phổ biến trên ô tô. Tỷ số
truyền trong hộp số thay đổi với các giá trị cố định khác nhau, do vậy còn được gọi là bộ
truyền gián đoạn. Mức độ gián đoạn phụ thuộc vào số lượng tỷ số truyền bên trong hộp
số.
Ở đây bộ truyền vơ cấp có dạng bao các điểm ngồi của hộp số có cấp, do vậy cho
phép thay đổi mơ men và tốc độ đều đặn hơn, tận dụng tốt công suất của động cơ.Trong
HTTL có thể tập hợp bởi các bộ truyển vơ cấp với hộp số có cấp.
1.1.3.5. Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số
Điều khiển bằng tay, điều khiển tự động, và điều khiển bán tự động. Trong thời
gian gần đây đã xuất hiện các hộp số cho phép làm việc theo phương pháp điều khiển
bằng tay và điều khiển tự động tùy chọn bằng các nút chọn trên bảng điều khiển (hộp số
có hai li hợp trên một số ơ tơ con).
Với tính chất đa dạng của hộp số, trong tài liệu sẽ trình bày với hai dạng hộp số
thường gặp trên ô tô: hộp số đơn giản có cấp và hộp số tự động chuyển số.
1.2 Đặc điểm cấu tạo của hộp số cơ khí có cấp

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 5


GVHD: Chu Văn Huỳnh

Hộp số cơ khí trên ơ tơ tải hiện nay thường có 2 loại hộp số: hộp số 2 trục, và hộp
số 3 trục.
1.2.1 Hộp số ba trục
Hộp số 3 trục có các bộ phận chính sau đây: Bánh răng, trục sơ cấp, trục thứ cấp,
trục số lùi
Cơ cấu điều khiển gờm có: cơ cấu định vị trục trượt, khóa hãm, bộ đờng tốc, tay
số.
Hộp số này có ưu điểm sau:
Khi cùng kích thước bên ngồi như nhau hộp số này cho tỉ số truyền lớn. Đặc
điểm rất quan trọng là hiện nay động cơ cao tốc được dùng nhiều trên ô tô. Như thế
nghĩa là nếu cần đảm bảo một tỉ số truyền như nhau thì loại hộp số này có kích thước bé,
trọng lượng cũng bé hơn, do đó giảm được trọng lượng tồn bộ ôtô.

Hình 1.1: Hộp số 3 trục
Trục sơ cấp và trục thứ cấp đặt đồng tâm cho nên tạo ra được tỉ số truyền thẳng
nghĩa là gài cứng trục sơ cấp và trục thứ cấp lại với nhau. Trong trường hợp này hiệu suất
sẽ rất cao, coi như bằng 1, bởi vì truyền động khơng qua một cặp bánh răng nào cả. Đối
với ô tô rất quan trọng bởi thời gian làm việc ở số truyền thẳng chiếm tỉ lệ 50%80% .Trên các đoạn đường bằng phẳng có thể gài số truyền thẳng, do đó thời gian sử
dụng các tay số trung gian sẽ ít đi, cho nên bánh răng và ổ bi ở các tay số này có kích
thước.
Nhược điểm:
Hộp số có số truyền thẳng có khuyết điểm là ổ bi đằng trước (theo chiều
chuyển động của ôtô) của trục thứ cấp được đặt vào lỗ đằng sau của trục sơ cấp. Do điều
kiện kết cấu của hộp số (kích thước trục sơ cấp, ổ bi này không thể làm to được, cho nên
khi làm việc có lực tác dụng thì ổ bi này sẽ ở tình trạng căng thẳng. Trong hộp số các

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 6


GVHD: Chu Văn Huỳnh

bánh răng có nhiệm vụ truyền động giữa các trục. Để truyền động được các bánh răng
trên các trục phải ăn khớp với nhau.

Hình 1.2: Đường truyền công suất
Bánh răng trong hộp số được lắp cố định trên trục bằng then bán nguyệt, then bằng
(hoặc liền khối với trục), bánh răng lắp lồng không trên trục nhờ bạc lót.
- Bánh răng: trong hộp số 3 trục thường sử dụng bánh răng di trượt để gài số, lên
trong quá trình gài số quá trình va đập cũng thường dẫn đến mòn, vỡ răng.
- Khi dùng phương pháp di trượt để gài số thì buộc phải dùng bánh răng thẳng để
lắp trên các then hoa, cho lên như vậy sẽ dẫn đến chất lượng của ăn khớp bánh răng
không bằng bánh răng nghiêng. Nếu muốn dùng bánh răng nghiêng thì các then hoa phải
được chế tạo trên cơng nghệ xoắn rất phức tạp.
1.2.2. Hộp số 2 trục
Hay còn gọi là loại trục cố định không đồng tâm, loại hộp số này khơng có số
truyền thẳng. Ở tất cả các số truyền chỉ có một cặp bánh răng ăn khớp. Hộp số này có ưu
điểm là:

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 7


GVHD: Chu Văn Huỳnh

- Có hiệu suất cao, bởi vì ở tất cả các số truyền làm việc sự ăn khớp chỉ qua một
cặp bánh răng.
- Có thể tăng nhiều độ cứng vững và độ bền của các chi tiết, bởi vì trong hộp số
này khơng có cụm nào bị nào bị hạn chế bởi điều kiện kích thước.
- Kết cấu đơn giản tiện lợi khi sử dụng. Khuyết điểm của hộ số này là có kích thước
lớn, vì tỷ số truyền của hộp số chỉ do một cặp bánh răng ăn khớp nên trọng lượng sẽ lớn.
Về mặt cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cơ cấu điều khiển tương tự hộp số 3
trục. Nó chỉ khác hộp số 3 trục về sự bố trí các trục và số lượng các trục mà thôi. Hộp số
này thường dùng cho xe du lịch với cầu trước chủ động.

Hình 1.3: Hộp số 2 trục 4 cấp
1. Trục thứ cấp
2. Các bánh răng cấp số 4
3. Trục sơ cấp
4. Các bánh răng cấp số 2
5. Các bánh răng cấp số 3
6. Bánh răng

7. Các bánh răng số lùi
8. Các bánh răng cấp số 1
9. Bán trục bên phải và trái
10. Phớt chặn dầu bộ vi sai
11. Vành răng bộ vi sai
12. Bộ đồng tốc cấp số một-

hai
13. Bộ đồng tốc cấp số ba- bốn
15. Bánh răng chủ động trục thứ cấp
Ngày nay, hộp số hai trục được dùng rất phổ biến trên ơtơ du lịch( xe có tải trọng

phân bố lên hai cầu tương đương nhau). Do đảm bảo tính gọn nhẹ của hệ thống truyền
lực, không sử dụng các đăng trong điều kiện không gian gầm xe chặt hẹp. Kiểu hộp số
này gồm hai cụm bộ phận cùng lắp đặt chung trong một vỏ hộp: Cụm hộp số sang số
SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 8


GVHD: Chu Văn Huỳnh

bằng tay và bộ vi sai. Công suất động cơ được truyền đến trục sơ cấp rồi đến trục thứ cấp
hộp số. Bánh răng chủ động của trục thứ cấp truyền mômen cho bộ vi sai làm quay các
bán trục.
1.3 Các bộ phận chính của hộp số
Cơ cấu điều khiển là bộ phận quan trọng của hộp số, nó bao gờm các bộ phận sau:
Địn điều khiển, trục trượt, càng cua, cơ cấu định vị khoá hãm, cơ cấu định vị số lùi, ống
gài số, bộ đồng tốc. Nó có nhiệm vụ dịch chuyển các bánh răng tương ứng với các ống
gài số hoặc bộ đồng tốc ở trong hộp số khi gài và nhả số. Đòn điều khiển phải bố trí
thuận lợi cho người điều khiển.

Hình 1.4: Cơ cấu gài số
Tuỳ theo sự bố trí địn điều khiển có hai loại: Loại đặt trực tiếp trên nắp hộp số và
loại đặt riêng rẽ đối với hộp số.Dạng đặt trực tiếp trên nắp hộp số: Đòn điều khiển lắp
vào nắp hộp số từ trên xuống, đòn được ép vào mặt tựa hình cầu bằng lị xo 1 trực tiếp tác
dụng lên địn từ trên xuống dưới (hình a), hoặc bằng lị xo 2 đặt ở phía dưới và ép vào
địn qua đĩa 5 (hình b), có khi đòn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ dưới lên, lúc đó địn
được ép vào mặt tựa hình cầu bằng lò xo 6, lò xo này tựa một đầu vào gờ lồi ra 7 ở vỏ
hộp số và ép đòn từ dưới lên, để giữ đòn điều khiển ở vị trí đúng, ở mặt tựa hình cầu có
đặt chốt định vị 3. Bề mặt tựa hình cầu của địn điều khiển được che bụi bẩn và nước
bằng bao 4.

Trong khi tiến hành gài số để đảm bảo gài số được an tồn, người ta làm chốt định
vị và khố hãm. Định vị dùng để gài các số cho đúng vị trí sao cho bánh răng ăn khớp
được hết chiều dài, tránh hiện tượng gài và nhả số ngẫu nhiên. Khố hãm có khuyết
tương ứng với số lượng cấp số tương ứng cần gài và thêm chỡ cho vị trí trung gian. Khi
gài số chốt hãm sẽ bị nén lại làm cho các thanh trượt cịn lại khơng di chuyển tránh gài
hai số một lúc. Chốt định vị có loại bi, cốc, thanh, loại khố. Khố hãm có loại bi,thanh,
tấm khía rãnh.
SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 9


GVHD: Chu Văn Huỳnh

Hình 1.5: Kết cấu địn điều khiển đặt trực tiếp trên hộp số ơtơ
1.Lị xo
3. Chốt định vị
5. Đĩa
7. Gờ
2. Lò xo
4. Bao chắn bụi
6. Lò xo
Trên hầu hết các hộp số ơtơ (có cấp) hiện nay, người ta sử dụng bộ đờng tốc
qn tính để nối ghép trục với bánh răng quay trơn mỗi khi gài số nhằm tránh sự va chạm
do các bánh răng. Bộ đờng tốc có nhiệm vụ làm đờng đều nhanh chóng tốc độ bánh răng
quay trơn trên trục so với tốc độ của trục rồi mới gài số, ngược lại khi chưa đờng tốc thì
chưa thể thực hiện gài số.Trên xe tải ta chủ yếu sử dụng loại đồng tốc loại 1 ( loại chốt
hãm). Tùy theo kết cấu cụ thể mà bộ đờng tốc ơ tơ có nhiều kiểu khác nhau, tuy vậy
chúng đều có chung 1 cấu tạo chung sau:

Hình 1.6: Kết cấu bộ đồng tốc chốt hãm kiểu A (bộ phận nối kiểu liền)
1. bộ phận nối 3. vành ma sát
5,6. chốt định vị
2. chốt hãm
4. bánh răng gài số
SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 10


GVHD: Chu Văn Huỳnh

- Bộ phận nối (1): có cấu tạo tương tự ống gài (răng ngoài hoặc trong) nối then hoa
với trục; tức là có thể di chuyển dọc trục theo 2 hướng để nối với bánh răng số 4 khi đã
đồng đều tốc độ.
- Chốt hãm (2) : có nhiệm vụ tạo phản lực ngược lên bộ phận nối (1) để chống gài
số khi chưa đồng đều tốc độ giữa bộ phận nối (1) với bánh răng gài số (4).
- Vành ma sát (3) của đờng tốc: có nhiệm vụ tạo ra mô men ma sát giữa vành ma
sát (3) với bề mặt ma sát trên bánh răng gài số (4) nhằm làm đồng đều tốc độ giữa chúng
trước khi gài số.
- Bộ phận định vị: gồm định vị 5 và chốt 6 có nhiệm vụ giữ cho các vành ma sát ở
đúng vị trí trung gian khi bộ đồng tốc không thực hiện việc gài số. đồng thời cho phép
đưa vành ma sát 3 vào tiếp xúc với vành ma sát trên bánh răng khi gài số.Bộ đồng tốc
loại Ia với kiểu bộ phận nối liền khối như ống gài được sử dụng khá phổ biến ở các xe tải
và xe khách cỡ trung bình và lớn nhờ kết cấu vững chắc và tin cậy.
Các nhà máy MAZ và KRAZ ( của Liên Xô cũ) sử dụng loại đồng tốc loại Ib với
bộ phận nối kiểu rời ( gờm các chi tiết 1A và 1B) cũng có nguyên tắc cấu tạo và làm việc
tương tự. Chỉ khác là 2 vành ma sát 3 của đồng tốc được làm liền khối, do vậy bộ phận
được nối tách rời được liên kết với nhau thông qua chốt hãm 2. Nhược điểm của loại này
là phải chế tạo hốc hãm H trên ống ma sát 3 trở nên khó khăn hơn.

- Khi chưa đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 và bộ đồng tốc, mô men ma sát
hình thành trên vành ma sát 3 làm chốt hãm 2 tì vào bề mặt hãm với góc nghiêng β trên
bộ phận nối 1. tại đây xuất hiện phản lực mà thành phần lực chiều Q’ tác dụng ngược lên
bộ phận nối 1 vào ăn khớp với khớp răng tương ứng trên bánh gài số 4
- Khi đã có sự đờng đều tốc độ (khơng có sự trượt tương đối giữa 2 bề mặt côn)
mô men ma sát sẽ không còn nữa. lúc này lực Q do người lái tạo ra chỉ cần đủ thắng lực
lò xo định vị 5 đẩy nhẹ chốt hãm 2 thoát khỏi bề mặt hãm và tiếp tục đưa vành răng của
bộ phận nối đi vào ăn khớp với vành răng trên bánh răng gài số 4. Việc gài số được thực
hiện.
- Khi chưa đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 và bộ đờng tốc, mơ men ma sát
hình thành trên vành ma sát 3 làm chốt hãm 2 tì vào bề mặt hãm với góc nghiêng β trên
bộ phận nối 1. tại đây xuất hiện phản lực mà thành phần lực chiều Q’ tác dụng ngược lên
bộ phận nối 1 vào ăn khớp với khớp răng tương ứng trên bánh gài số 4
- Khi chưa đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 và bộ đồng tốc, mô men ma sát
hình thành trên vành ma sát 3 làm chốt hãm 2 tì vào bề mặt hãm với góc nghiêng β trên
bộ phận nối 1. tại đây xuất hiện phản lực mà thành phần lực chiều Q’ tác dụng ngược lên
bộ phận nối 1 vào ăn khớp với khớp răng tương ứng trên bánh gài số 4.

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 11


GVHD: Chu Văn Huỳnh

Khi đã có sự đờng đều tốc độ (khơng có sự trượt tương đối giữa 2 bề mặt cơn) mơ
men ma sát sẽ khơng cịn nữa. lúc này lực Q do người lái tạo ra chỉ cần đủ thắng lực lò xo
định vị 5 đẩy nhẹ chốt hãm 2 thoát khỏi bề mặt hãm và tiếp tục đưa vành răng của bộ
phận nối đi vào ăn khớp với vành răng trên bánh răng gài số 4. Việc gài số được thực
hiện.

Như vậy chỉ khi có sự đờng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 với bộ phận nối 1
thì mới có thể gài số được số, tránh sự va đập răng cũng như tải trọng động chung cho cả
hệ thống. truyền lực chung trên ôtô.
-Bộ phận hãm 2: có nhiệm vụ chống lại việc gài số khi bánh răng 4 chưa đồng tốc
với trục 5. Bộ phận hãm có cấu tạo gờm vành răng hãm, gắn trên vành côn ma sát. Các
răng của vành hãm 2 được vát nghiêng góc β cùng với răng trên bộ phận nối 1 nhằm
chống lại việc gài số bánh răng 4 chưa đồng đều tốc độ với trục.
Cơ cấu đờng tốc loại có khóa và q trình hoạt động

Hình 1.7: Bắt đầu đồng tốc
3. Vòng đồng tốc
4. Bánh răng số

1. Ống trượt gài số
2. Khóa chuyển số
5. Moay ơ đồng tốc
Vị trí trung gian: mỡi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động
tương ứng và chạy lồng không trên trục.
SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 12


GVHD: Chu Văn Huỳnh

Bắt đầu đồng tốc: khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số nằm trong rãnh
ống trượt dịch chuyển theo chiều nũi tên. Vì phần nhơ ra ở tâm của khóa chuyển số được
gài vào rãnh của ống trượt, khóa chuyển số cũng dịch chuyển theo chiều mũi tên cùng 1
lúc, và đẩy vịng đờng tốc vào mặt cơn của bánh răng số nhơ ra của khóa này.

Hình 1.8: Quá trình đồng tốc

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 13


GVHD: Chu Văn Huỳnh

Giữa q trình đờng tốc: khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lên ống trượt
sẽ thắng lực lị xo của khóa chuyển số và ống trượt trùm lên phần nhơ ra của khóa này.

Hình 1.9: Kết thúc đồng tốc
Kết thúc đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vịng đờng tốc trở nên mạnh hơn và đẩy
phần côn của bánh răng số. Điều này làm đồng bộ tốc độ của bánh răng số với tốc độ
trượt của ống gài số. Khi tốc độ của ống trượt gài số và bánh răng gài số trở nên bằng
nhau, vịng đờng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này. Do đó, các then của ống gài
số ăn khớp với các rãnh then của vịng đờng tốc.
Kết thúc chuyển số: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then của
vịng đờng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng số.
Khi đó, việc chuyển số sẽ kết thúc.

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 14


GVHD: Chu Văn Huỳnh

CHƯƠNG 2:LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Các phương án lựa chọn
2.1.1 Hộp số 2 trục 5 cấp
G1

Z5

Z4 G2

Z3

Z2

ZL

Z1

G3
C1

Z'5

Z'4

Z'3

Z'2

ZL2

Z'1

C2

Hình 2.1: Sơ đồ hộp số 2 trục 5 cấp
Các vị trí gài số
số

Vị trí gài

Dịng truyền

1
2
3

G1, G2 0 ; G3=1
G1, G2 0 ; G3=2
G1, G3 0 ; G2=3

I, z1  z’1 , II, C1  C1
I, z2  z’2 , II, C1  C2
I, z3  z’3 , II, C1  C2

4

G1, G3 0 ; G2=4

I, z4

 z’4 ,

II, C1  C2

5

G2, G3 0 ; G1=5
G1,G3, G2 0 ;

I, z5

 z’5 ,

II, C1  C2

lùi

L  L1  L2

I,zL zL1 zL2 , II

Hộp số 2 trục được sử dụng rộng rãi trên ơ tơ con có động cơ nằm ngang, cầu
trước chủ động nhờ các ưu điểm nhờ kết cấu gọn, ít chi tiết, độ cứng vững của các trục
cao. Hộp số có thể được bố trí 4,5 hay nhiều cấp số truyền.
Trục chủ động (trục sơ cấp) đồng thời là trục bị động của li hợp đặt trên 2 ổ lăn.
Trên trục bố trí 2 bộ khớp gài dạng đồng tốc, gắn then hoa trên trục. Các bánh răng chủ
động số 1 và số 2 và số lùi bố trí chế tạo liền trục.
Trục bị động (trục thứ cấp) bố trí trên 2 ổ lăn. Trục mang theo: 3 bánh răng bị
động lắp then hoa trên trục, thực hiện nhận momen truyền sang trục bị động. Các bánh
răng bị động tương ứng với số 1 số 2 lắp quay trơn trên trục thông qua các ổ con lăn
(được chế tạo từ 2 nửa). Các bánh răng số 1 và số 2 chỉ liên kết với trục nhờ khớp gài

đờng tốc G3. Khớp gài G3 bố trí trên trục bị động có kết cấu rãnh chứa nạng gạt và 1
bánh răng số lùi L2. Bánh răng L2 trên khớp gài G3 không liên kết với bánh răng số lùi L
SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 15


GVHD: Chu Văn Huỳnh

trên trục chủ động, do vậy không ảnh hưởng tới việc chuyển số 1 và số 2. Trên trục biij
động của hộp số bố trí 1 cặp bánh răng trụ răng nghiêng C1,C2 có tỉ số truyền lớn đóng
vai trị như bánh răng truyền lực chính trong các cầu xe thơng thường. Trong lịng bánh
răng bị động C2 bố trí các cụm vi sai và bán trục truyền mo men ra các bánh xe. Số lùi
được thực hiện nhờ việc dịch chuyển bánh răng L1, tới vị trí đờng thời ăn khớp với bánh
răng L và bánh răng L2. Nhờ vậy, trục bị động thực hiện đảo chiều quay khi gài số lùi.
Khi dịch chuyển bánh răng L1, khớp gài G3 ở vị trí trung gian, đóng vai trị truyền mo
men thơng qua then hoa của khớp gài sang trục bị động của hốp số.
2.1.2 Hộp số 3 trục 5 số tiến
Trục chủ động (trục sơ cấp) đồng thời là trục bị động của li hợp đặt trên 2 ổ lăn.
Trên trục bố trí 2 bộ khớp gài dạng đồng tốc, gắn then hoa trên trục. Các bánh răng chủ
động số 1 và số 2 và số lùi bố trí chế tạo liền trục. Trục bị động (trục thứ cấp) bố trí trên 2
ổ lăn. Trục mang theo: 3 bánh răng bị động lắp then hoa trên trục, thực hiện nhận momen
truyền sang trục bị động

5

G3

4
Z4

Za

Z'a

3

Z'4

G2

L

1
2

Z1

Z2

Z3

Z'3

Z'2
Z'L
ZL1

ZL2

Hình 2.2: Sơ đồ hộp số 3 trục 5 cấp
Các vị trí gài số
số

Vị trí gài

1

G3, G2 0 ; G1=1

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Dòng truyền
I, za

 z’a ,

Trang 16

II, z’1

 z1 , III


GVHD: Chu Văn Huỳnh

2

G1, G3 0 ; G2=2

I, za

 z’a ,

II, z’2  z2 , III

3

G1, G3 0 ; G2=3

I, za

 z’a ,

II, z’3

 z3 , III

4

G1, G2 0 ; G3=4

I, za

 z’a ,

II, z’4

 z4 , III

5

G1, G2 0 ; G3=5

lùi

G3, G2 0

; G1=L

I, III
I, za

 z’a ,

II,

z’L zL1, zL2 z1, III
Các bánh răng bị động tương ứng với số 1 số 2 lắp quay trơn trên trục thông qua
các ổ con lăn (được chế tạo từ 2 nửa). Các bánh răng số 1 và số 2 chỉ liên kết với trục nhờ
khớp gài đồng tốc G3. Khớp gài G3 bố trí trên trục bị động có kết cấu rãnh chứa nạng gạt
và 1 bánh răng số lùi L2. Bánh răng L2 trên khớp gài G3 không liên kết với bánh răng số
lùi L trên trục chủ động, do vậy không ảnh hưởng tới việc chuyển số 1 và số 2. Trên trục
biij động của hộp số bố trí 1 cặp bánh răng trụ răng nghiêng C1,C2 có tỉ số truyền lớn
đóng vai trị như bánh răng truyền lực chính trong các cầu xe thơng thường. Trong lịng
bánh răng bị động C2 bố trí các cụm vi sai và bán trục truyền mo men ra các bánh xe. Số
lùi được thực hiện nhờ việc dịch chuyển bánh răng L1, tới vị trí đờng thời ăn khớp với
bánh răng L và bánh răng L2. Nhờ vậy, trục bị động thực hiện đảo chiều quay khi gài số
lùi. Khi dịch chuyển bánh răng L1, khớp gài G3 ở vị trí trung gian, đóng vai trị truyền
mo men thơng qua then hoa của khớp gài sang trục bị động của hốp số.

2.1.3 Hộp số 3 trục 4 số tiến
Hộp số gồm 3 trục 4 số tiến và 1 số lùi. Hộp số được đặt dọc theo xe tăng thêm lực
kéo ở bánh xe chủ động nhằm khắc phục lực cản lớn của mặt đường.
Các bánh răng trên trục trung gian II chế tạo liền trục và trục bị động đặt trên 3 gối
tựa, giúp cho hộp số tuy có kích thước chiều dài lớn song vẫn đảm bảo độ cứng vững cao.
Trục bị động dài có ổ bi đỡ ở giữa tạo điều kiện bố trí cần chuyển số phù hợp với vị trí
điều khiển của người lái và rút ngắn chiều dài các đăng nối ra cầu sau chủ động.
Hộp số sử dụng 2 ống gài dạng đồng tốc G 2, G3 ở các số truyền tiến. Bánh răng z1
được bố trí chạy trơn trên trục thứ cấp. Bánh răng được gài với trục khi ống gài G2 liên
kết với bánh răng Z1. Kết cấu như vậy cho phép chuyển từ số 2 về số 1 kể cả khi tốc độ ô
tô còn cao, mà không xảy ra tải tronhj va đập lớn. Bánh răng số lùi Z L1 được đặt cố định
ở khoang sau của hộp số. Banh răng Z’ L đặt cố định trên trục trung gian và không ăn
khớp trực tiếp với bánh răng ZL1. Bánh răng ZL2 đặt trên trục lùi IV, có thể di chuyển
được nhờ khớp gài G1. Khớp gài G1 có 2 vị trí : tương ứng với 2 vị trí gài số
Lùi (L) hay khơng gài (0). Khi cần số ở vị trí L, bánh răng Z L2 được gạt dọc trục IV
tạo khả năng ăn khớp giữa ZL1 và Z’L, thực hiện đảo chiều quay của trục bị động III.
SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 17


GVHD: Chu Văn Huỳnh

4
I

G3

2

3

Z2

Z3

Za

G2

1

ZL1

Z1

III

L
Z'a

Z'3

Z'2

Z'

G1

ZL2

0

IV

II
Hình 2.3: Sơ đồ hộp số 3 trục 4 số tiến
Các vị trí gài số
số

1

Vị trí gài

Dịng truyền

G3, G1 0 ; G2=1

I, za

 z’a ,

II, z’1

G1, G3 0 ; G2=2

I, za

 z’a ,

II, z’2  z2 , III

3

G1, G2 0 ; G3=3

I, za

 z’a ,

II, z’3

4

G1, G2 0 ; G3=4

lùi

G3, G2 0

2

; G1=L

 z1 , III

 z3 , III

I, III
I, za

 z’a ,

II,

z’L zL2 zL1, III

2.2. Chọn phương án thiết kế
Xét trên yêu cầu thiết kế của bài toán và theo xe tham khảo ta trọn hộp số 3 trục 5
số tiến theo sơ đồ dưới.

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 18


GVHD: Chu Văn Huỳnh

Hình 2.4: Sơ đồ hộp số 3 trục 4 số tiến

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 19


GVHD: Chu Văn Huỳnh

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỘP SỐ
Thiết kế hộp số xe con với xe tham khảo: INNOVA E 2.0MT-2014

Bảng 3.1.Thông số xe tham khảo
Thông số xe tham khảo
Chiều dài lớn nhất

4585 mm

Chiều rộng lớn nhất

1760 mm

Chiều cao lớn nhất

1750 mm

Chiều dài cơ sở

2750 mm

Bố trí động cơ

Phía trên, đặt dọc

Khoảng sáng gầm xe

176 mm

Khối lượng khơng tải
Khối lượng tịan tải
Cơng suất cực đại

1525 Kg
2130 Kg
100 kW (5600 vịng/phút)

Momen cực đại
Tỉ số truyền lực chính
Vmax
Thơng số lốp
Năm sản xuất
- Phương án thiết kế

182Nm (4000 vòng/phút)
4,68
170 km/h
255/60R18
2014

SVTH: Lê – 6 – ĐH CNGTVT

Trang 20