Tính toán thiết kế hộp số cơ khí trên xe con

MỤC LỤCC LỤC LỤCC
LỜI NĨI ĐẦU................................................................................................................................2
CHƯƠNG I TỔNG QUAN...........................................................................................................3
1.Cơng dụng yêu cầu, phân loại của hộp số ô tô.......................................................................3
1.1 Công dụng..........................................................................................................................3
1.2. Yêu cầu.............................................................................................................................3
1.3. Phân loại...........................................................................................................................3
1.4. Đặc điểm cấu tạo của hộp số cơ khí có cấp......................................................................5
1.5. Các bộ phận chính của hộp số.......................................................................................9
CHƯƠNG II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ17
2.1 Chọn xe tham khảo.........................................................................................................17
2.2 .Các phương án lựa chọn.....................................................................................................18
2.2.2.Hộp số 3 trục 5 số tiến..................................................................................................19
2.2.3. Hộp số 3 trục 4 số tiến.................................................................................................21
2.3. Chọn phương án thiết kế.....................................................................................................23
2.4 Tính tốn tỷ số truyền..........................................................................................................24
2.4.1 Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính ( i0 )..........................................................24
2.4.2.Xác định tỷ số truyền tay số 1......................................................................................24
2.4.3.Tính tốn tỷ số truyền của các tay số trung gian..........................................................25
2.5.Tính tốn các thông số cơ bản của bánh răng......................................................................26
2.5.1.Xác định khoảng cách giữa các trục.............................................................................26
2.5.2.Chọn các thơng số mơđun và góc nghiêng của bánh răng............................................26
2.5.3.Xác định số răng...........................................................................................................27
2.5.4 Xác định lại chính xác tỷ số truyền và khoảng cách trục hộp số.................................29
2.5.5 Bề rộng răng b.............................................................................................................30
2.5.6 Dịch chỉnh bánh răngch chỉnh bánh răngnh bánh răng.................................................................................................30
2.6. Chế độ tải trọng để tính tốn hộp số...................................................................................36
2.6.1. Mômen truyền đến hộp số...........................................................................................36
2.6.2. Lực tác dụng lên bánh răng..........................................................................................36
2.7. Tính bền bánh răng.............................................................................................................37
2.8. Tính tốn trục hộp số..........................................................................................................40

2.8.1. Tính sơ bộ kích thước trục hộp số...............................................................................40
2.8.2.Tính bền trục hộp số.....................................................................................................41
2.9.Tính tốn ổ lăn.....................................................................................................................50
2.9.1
Trục thứ cấp.............................................................................................................52
2.9.2. Trục trung gian............................................................................................................54
2.9.3
Đối với trục sơ cấp...................................................................................................55
KẾT LUẬN...................................................................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................58

1


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 rất lâu trên thế giới.Tuy nhiên
tại Việt Nam công nghiệp ôtô 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 quá 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,…
Sau 4 năm được đào tạo chuyên ngành ô tô tại trường đại học Công Nghệ
GTVT bản thân em cũng đã có những kiến thức nhất định về ô tô tuy còn rất nhiều
hạn chế. Em được giao đề tài “Tính tốn thiết kế hộp số cơ khí trên xe con”. Với
những kiến thức đã tich lũy được trong 4 năm học tại trường và ứng dụng một số
phần mềm mới em đã cố gắng hết sức mình để hồn thành cơng việc được giao.
Em xin cảm ơn thầy giáo Chu Văn Huỳnh cùng với các thầy giáo trong bộ mơn

Ơ tơ –ĐHCNGTVT đã chỉ dạy tận tình trong quá trình thực hiện đồ án này.
Tuy nhiên vì thời gian và trình độ có hạn, chắc chắn đề tài cịn nhiều thiếu sót,
rất mong nhận được ý kiến phê bình của thầy giáo và bạn bè.
Sinh viên thực hiện

2


CHƯƠNG I TỔNG QUAN
1.Công dụng yêu cầu, phân loại của hộp số ô tô.
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 tô.
- 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.
1.2. 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 ồn.
- Có cơ cấu định vị chống nhảy số và cơ cấu chống gài đồng 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.
1.3. Phân loại
Tùy theo những yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được phân loại như sau:
3


1.3.1.Theo trạng thái của trục hộp số trong quá 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.
1.3.2. Theo số trục của hộp số (không kể trục số lùi)
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.
1.3.3. Theo số tỷ số truyền chung của hộp số chính.
Theo số lượng số tiến là 3,4,5…
1.3.4. Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền: hộp số vô cấp và hộp số có cấp.
- Hộp số vơ 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

4


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 mô men và tốc độ đều đặn hơn, tận dụng tốt cơng suất của động
cơ.Trong HTTL có thể tập hợp bởi các bộ truyển vô cấp với hộp số có cấp.
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 ơ tơ: hộp số đơn giản có cấp và hộp số tự động chuyển số
1.4. Đặc điểm cấu tạo của hộp số cơ khí có cấp
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.
1.4.1 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 gồm có: cơ cấu định vị trục trượt, khóa hãm, bộ đồng tốc, tay
số.

Hộp số này có ưu điểm sau:
5


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 ơtơ

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 không 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 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.
6


-

Hình 1.2 Đường truyền cơng 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 khơng 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 công nghệ xoắn rất phức tạp
1.4.2. Hộp số 2 trục
7


Hay cịn gọi là loại trục cố định khơng 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:
- 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. Kết cấu hộp số 2 trục đặt ngang
1- Trục thứ cấp.
2- Các bánh răng cấp số 4.
3- Trục sơ cấp.

8


4- Các bánh răng cấp số.
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, khơng 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 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.
1.5. Các bộ phận chính của hộp số
Cơ cấu điều khiển là bộ phận quan trọng của hộp số, nó bao gồm các bộphận 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.

9

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 hộ 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 đòn 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 đòn điều
khiển được che bụi bẩn và nước bằng bao 4.
Trong khi tiến hành gài số để đảm bảo gài số được an toàn, người ta làm chốt định
vị và khoá 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 chỗ 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.

10


Hình 1.5: Kết cấu địn điều khiển đặt trực tiếp trên hộp số ơtơ.

Hình 1.6. Bộ đồng tốc
Trên hầu hết các hộp số ơtơ ( có cấp) hiện nay, người ta sử dụng bộ đồng tốc
quán tính để nối ghép trục với bánh răng quay trơn mỗi khi gài số nhằm tránh sự
va chạm do các bánh răng. Bộ đồng tốc có nhiệm vụ làm đồng 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 đồng tốc thì chưa thể thực hiện gài số.Trên xe tải ta chủ yếu sử dụng loại

11


đồng tốc loại 1 ( loại chốt hãm) : Tùy theo kết cấu cụ thể mà bộ đồng tốc ô tơ có
nhiều kiểu khác nhau; tuy vậy chúng đều có chung 1 cấu tạo chung sau:
+ Bộ phận nối 1 : có cấu tạo tương tự ống gài( răng ngồi 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.

Hình 1.7: Kết cấu bộ đồng tốc chốt hãm kiểu A ( bộ phận nối kiểu liền)
1. bộ phận nối ; 2. chốt hãm; 3. vành ma sát; 4. bánh răng gài số; 5,6 chốt định vị
- 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 đồng 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
12


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 ( gồm 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 đồng 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 đồng 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

13


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 đồng đều tốc độ (khơng có sự trượt tương đối giữa 2 bề mặt côn) mô
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 đồng 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 gồm 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.
Vị trí trung gian: mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động tương
ứng và chạy lồng không trên trục.
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 đồng tốc vào mặt cơn của bánh răng số
nhơ ra của khóa này
-

- Giữa q trình đồng 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
Kết thúc đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng 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

14


bằng nhau, vòng đồng 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 đồng tốc
-

Hình 1.8. Bắt đầu đồng tốc

-

Hình 1.9. Quá trình đồng tốc

15


Kết thúc chuyên số:Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then của
vòng đồng 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

-

Hình 1.10. Kết thúc đồng tốc
Cơ cấu đồng tốc kiểu có 2 ,3 mặt cơn: để tăng khả năng ăn khớp đồng tốc, các kiểu
xe gần đây đã ứng dụng cơ cấu ăn khớp đồng tốc kiểu này, đặc biệt cho bánh răng
số 2 và số 3
Cơ cấu đồng tốc kiểu khơng có khóa: 1 cơ cấu đồng tốc khơng có khóa có lị xo
khóa đóng vai trị của khóa chuyển số và dùng cho bánh răng số 5 hộp số ngang ở
1 số kiểu xe

-

Hình 1.11. bộ đồng tốc

16


CHƯƠNG II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH

TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ
2.1

Chọn xe tham khảo
1998 Nissan Skyline GT

Bảng 2.1.Thông số xe tham khảo
Thông số xe tham khảo
Chiều dài lớn nhất
Chiều rộng lớn nhất
Chiều cao lớn nhất
Vệt bánh xe
Chiều dài cơ sở
Khoảng sáng gầm xe
Khối lượng toàn bộ
Động cơ
Dung tích động cơ
Cơng suất cực đại
Momen cực đại

4705mm
1720mm
1375mm
1475mm
2655mm
140mm
1360kg
Đặt trước & dọc
1998cc
153mã lực (6400vg/phút)

186Nm(4400 vg/phút)

Vmax

120 km/h

Thông số lốp
Tỉ số truyền lực chính

205/60 R 15 91H
4.36

2.2 .Các phương án lựa chọn
2.2.1.Hộp số 2 trục 5 cấp

17


G1

Z5

Z4 G2 Z3

Z2

ZL

Z1

G3
C1

Z'5

Z'4

Z'3

Z'2 ZL2 Z'1

C2

Hình 2.2 Sơ đồ hộp số 2 trục 5 cấp
số

Vị trí gài

1

G1, G2 0 ; G3=1

I, z1  z’1 , II, C1  C1

2

G1, G2 0 ; G3=2

I, z2  z’2 , II, C1  C2

3

G1, G3 0 ; G2=3

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

I, z5  z’5 , II, C1  C2

lùi

G1,G3, G2 0 ;
L  L1  L2

Dòng truyền

I,zL zL1 zL2 , II

Hộp số 2 trục được sử dụng rộng rãi trên ô tô 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.

18


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 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 đồng 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.
2.2.2.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

19

5

G3

Z'4

L

2
Z2

Z3

Z4

Za

Z'a

3

4

1

G2

Z'3

Z1

Z'2
Z'L
ZL1

ZL2

Hình 2.3 Sơ đồ hộp số 3 trục 5 cấp
số

Vị trí gài

Dịng truyền

1

G3, G2 0 ; G1=1

I, za  z’a , II, z’1  z1 , III

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

I, III

lùi

G3, G2 0 ; G1=L

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

20