Tính toán – thiết kế hộp số 6 cấp xe tải sử dụng công cụ solidworks

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP </b>

<b>TÍNH TỐN – THIẾT KẾ HỘP SỐ 6 CẤP XE TẢI SỬ DỤNG CÔNG CỤ </b>

<b>SOLIDWORKS </b>

<b>Ngành: KỸ THUẬT Ô TÔ Chuyên ngành: CƠ KHÍ Ơ TƠ </b>

<b>Giảng viên hướng dẫn : Ths. Phạm Văn Thức Sinh viên thực hiện : Phan Nguyễn Thanh Lâm MSSV: 1951080065 Lớp: CO19A </b>

<b>TP. Hồ Chí Minh, năm 2023 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Trang II

<b>LỜI CẢM ƠN </b>

Được sự phân công từ các thầy trong Bộ mơn Ơ tơ, trường Đại học Giao thơng Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh, và để phục vụ cho môn học Luận văn tốt nghiệp, nên em đã chọn đề tài “Tính tốn – thiết kế hộp số 6 cấp xe tải sử dụng công cụ SolidWorks” để nghiên cứu và xây dựng lên bài Luận văn này. Trong q trình thực hiện và hồn thành Luận văn, em nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ q thầy trong Bộ mơn Ơ tơ, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến với:

Khoa Cơ khí, Bộ mơn Cơ khí Ơ tơ đã tạo điều kiện rất tốt cho sinh viên như em học tập và nghiên cứu tại trường trong suốt 4 năm vừa qua.

Thầy Viện Trưởng, Trưởng bộ môn TS. Nguyễn Thành Sa đã tạo điều kiện thuận lợi cho em đăng kí và thực hiện Luận văn tốt nghiệp, luôn đưa ra những thông báo quan trọng và hữu hiệu giúp em có thể chuẩn bị cho bài Luận văn trong trạng thái tốt nhất.

Thầy Giảng viên hướng dẫn Ths. Phạm Văn Thức luôn quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình xây dựng Luận văn tốt nghiệp, nhờ đó mà em mới có thể xây dựng được bài Luận văn hoàn chỉnh.

Quý thầy trong Bộ mơn Ơ tơ khi giảng dạy, giúp em học tập, tích lũy kiến thức chuyên ngành để có thể phục vụ cho Luận văn tốt nghiệp và áp dụng vào công việc thực tế sau này. Q thầy cơ trong Viện Cơ khí và Trường đã giảng dạy em trong suốt 4 năm vừa qua. Trong quá trình học tập tại Trường và thực hiện Luận văn tốt nghiệp, do còn thiếu kinh nghiệm và kiến thức còn hạn hẹp nên bài Luận văn tốt nghiệp vẫn cịn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn them từ các thầy để giúp em hoàn thiện kiến thức và đạt được kết quả tốt hơn, xây dựng Luận văn tốt nghiệp hoàn chỉnh nhất. Em xin chân thành cảm ơn!

<i>Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11/09/2023 </i>

Sinh viên thực hiện

<b> Phan Nguyễn Thanh Lâm </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỘP SỐ ... 5

2.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hộp số ... 5

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG HỘP SỐ SỬ DỤNG CÔNG CỤ SOLIDWORKS ... 97

4.1 Giới thiệu về công cụ Solidwork ... 97

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Trang V

5.1.1 Kiểm nghiệm bền cặp bánh răng luôn ăn khớp ... 109

5.1.2 Kiểm nghiệm bền cặp bánh răng tay số 1 ... 110

5.2 Kiểm nghiệm các trục của hộp số ... 112

5.2.1 Kiểm nghiệm bền trục trung gian ... 112

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Trang VI

<b>DANH SÁCH HÌNH VẼ </b>

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống truyền lực trên xe………Trang 6 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hộp số 6 cấp………..Trang 7 Hình 3.1 Sơ đồ các lực tác dụng lên trục trung gian………..Trang 42 Hình 3.2 Sơ đồ các lực và phản lực tác dụng lên trục trung gian khi gài số lùi…....Trang 42 Hình 3.3 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số lùi………Trang 44 Hình 3.4 Biểu đồ momen uốn My khi gài số lùi………Trang 45 Hình 3.5 Sơ đồ các lực và phản lực tác dụng lên trục trung gian khi gài số 1……..Trang 46 Hình 3.6 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 1………..Trang 48 Hình 3.7 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 1………..Trang 49 Hình 3.8 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 2………..Trang 50 Hình 3.9 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 2………..Trang 51 Hình 3.10 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 3………Trang 52 Hình 3.11 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 3………....Trang 53 Hình 3.12 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 4………Trang 54 Hình 3.13 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 4………Trang 55 Hình 3.14 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 6………Trang 56 Hình 3.15 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 6………Trang 57 Hình 3.16 Sơ đồ các lực và phản lực tác dụng lên trục sơ cấp……….Trang 62 Hình 3.17 Biểu đồ momen uốn Mx của trục sơ cấp và bánh răng chủ động luôn ăn khớp………..Trang 63

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Trang VII

Hình 3.18 Biểu đồ momen uốn My của trục sơ cấp và bánh răng chủ động ln ăn khớp………..Trang 64 Hình 3.19 Sơ đồ bố trí lực và phản lực trên trục thứ cấp………..Trang 66 Hình 3.20 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số lùi……….Trang 67 Hình 3.21 Biểu đồ momen uốn My khi gài số lùi ………Trang 68 Hình 3.22 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 1………Trang 69 Hình 3.23 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 1………Trang 70 Hình 3.24 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 2………Trang 71 Hình 3.25 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 2………Trang 72 Hình 3.26 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 3………Trang 73 Hình 3.27 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 3………Trang 74 Hình 3.28 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 4………Trang 75 Hình 3.29 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 4………Trang 76 Hình 3.30 Biểu đồ momen uốn Mx khi gài số 6………Trang 77 Hình 3.31 Biểu đồ momen uốn My khi gài số 6………Trang 78 Hình 3.32 Loại ổ: Chọn loại có hai mặt bích bảo vệ……….Trang 81 Hình 3.33 Đường kính trong: Chọn ∅30𝑚𝑚………. …..Trang 81 Hình 3.34 Đường kính ngồi phụ thuộc vào đường kính trong: Chọn ∅72𝑚𝑚… ..Trang 81 Hình 3.35 Sau khi chọn đường kính ngồi và đường kính trong, theo tiêu chuẩn sẽ có được chiều rộng ổ bi là 30,2mm………Trang 82 Hình 3.36 Với các thông số đã chọn, ta được ổ bi đỡ chặn mã 5306SCZZ/2AS với tải trọng động 39kN………...Trang 82

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Trang VIII

Hình 3.37 Ổ bi đỡ chặn mã 5306SCZZ/2AS và các mặt cắt……….Trang 82 Hình 3.38 Đường kính trong: Chọn ∅30𝑚𝑚………Trang 84 Hình 3.39 Đường kính ngồi phụ thuộc vào đường kính trong: Chọn ∅72𝑚𝑚…..Trang 84 Hình 3.40 Chiều rộng ổ đỡ phụ thuộc vào các thông số phía trên, chọn chiều rộng 28,75mm………...Trang 84 Hình 3.41 Ổ đũa cơn mã HR32306J và các mặt cắt………..Trang 85 Hình 3.42 Đường kính trong: Chọn ∅30𝑚𝑚………Trang 86 Hình 3.43 Đường kính ngồi: Chọn ∅37𝑚𝑚………Trang 87 Hình 3.44 Chiều rộng ổ: chọn 38mm………Trang 87 Hình 3.45 Ổ bi kim và các mặt cắt………Trang 87 Hình 4.1 Chọn các thơng số hình học cho bánh răng………Trang 97 Hình 4.2 Thiết kế chi tiết bánh răng……….Trang 98 Hình 4.3 Cặp bánh răng ln ăn khớp………..Trang 98 Hình 4.4 Cặp bánh răng tay số 6………...Trang 99 Hình 4.5 Cặp bánh răng tay số 4………...Trang 99 Hình 4.6 Cặp bánh răng tay số 3……….Trang 100 Hình 4.7 Cặp bánh răng tay số 2……….Trang 100 Hình 4.8 Cặp bánh răng tay số 1……….Trang 100 Hình 4.9 Cụm 3 bánh răng tay số lùi………...Trang 101 Hình 4.10 Dựng trục trung gian của hộp số……….Trang 101 Hình 4.11 Xây dựng trục thứ cấp hộp số………...Trang 102 Hình 4.12 Trục trung gian hộp số………Trang 102 Hình 4.13 Thiết kế cơ cấu càng chuyển số của bộ đồng tốc………Trang 103 Hình 4.14 Các bộ phận của bộ đồng tốc……….Trang 103 Hình 4.15 Lắp ráp bánh răng lên trục trung gian và liên kết thành 1 khối (chế tạo liền trục)……… ………...Trang 104

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Trang IX

Hình 4.16 Lắp ráp trục sơ cấp với bánh răng và liên kết thành 1 khối (chế tạo liền trục)………....Trang 104 Hình 4.17 Tiến hành điều chỉnh chiều dài trục………Trang 105 Hình 4.18 Cụm cơ cấu hộp số sau khi điều chỉnh chiều dài các trục………..Trang 105 Hình 4.19 Cụm hộp số trước và sau khi lắp cơ cấu cần chuyển số………Trang 106 Hình 4.20 Cơ cấu hộp số sau khi thiết kế………...Trang 106 Hình 4.21 Cơ cấu hộp số khi chưa lắp vào vỏ……….Trang 107 Hình 4.22 Hộp số 6 cấp hồn chỉnh………Trang 107 Hình 4.23 Hộp số 6 cấp với mặt cắt dọc……….Trang 108 Hình 4.24 Hộp số 6 cấp hồn chỉnh sau khi thiết kế……….….Trang 108 Hình 5.1 Chia lưới và ứng suất xuất hiện trên cặp bánh răng luôn ăn khớp khi mô phỏng………..Trang 109 Hình 5.2 Chuyển vị của cặp bánh răng luôn ăn khớp khi mô phỏng………..Trang 110 Hình 5.3 Chia lưới và ứng suất xuất hiện trên cặp bánh răng tay số 1 khi mơ phỏng………..Trang 111 Hình 5.4 Chuyển vị xuất hiện trên cặp bánh răng tay số 1 khi mơ phỏng…………Trang 111 Hình 5.5 Tiến hành chia lưới để mô phỏng trục trung gian………..Trang 112 Hình 5.6 Ứng suất trên trục trung gian khi mơ phỏng……….Trang 112 Hình 5.7 Chuyển vị của trục trung gian khi mơ phỏng………Trang 113 Hình 5.8 Chia lướt và ứng suất trên trục thứ cấp khi mô phỏng……….Trang 114 Hình 5.9 Chuyển vị trên trục thứ cấp khi mơ phỏng………Trang 114 Hình 5.10 Ứng suất trên trục sơ cấp khi mơ phỏng……….Trang 115 Hình 5.11 Chuyển vị trên trục sơ cấp khi mô phỏng……….…..Trang 115

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Trang X

<b>DANH SÁCH BẢNG BIỂU </b>

Bảng 3.1 Thơng số hình học của cặp bánh răng ln ăn khớp……….Trang 15 Bảng 3.2 Thơng số hình học của cặp bánh răng tay số 1……….Trang 16 Bảng 3.3 Thơng số hình học của cặp bánh răng tay số 2……….Trang 18 Bảng 3.4 Thơng số hình học của cặp bánh răng tay số 3……….Trang 19 Bảng 3.5 Thơng số hình học của cặp bánh răng tay số 4……….Trang 20 Bảng 3.6 Thơng số hình học của cặp bánh răng tay số 5……….Trang 21 Bảng 3.7 Thơng số hình học của cặp bánh răng tay số 6……….Trang 22 Bảng 3.8 Thơng số hình học của bộ bánh răng tay số lùi………....Trang 24 Bảng 3.9 Mơ men tính tốn trên trục thứ cấp theo mô men lớn nhất của động

cơ…...Trang 26 Bảng 3.10 Mơ men tính tốn trên trục thứ cấp theo điều kiện bám……….Trang 27 Bảng 3.11 Mô men tính tốn trên trục thứ cấp……….Trang 28 Bảng 3.12 Lực vòng của các bánh răng trên trục trung gian………...Trang 29 Bảng 3.13 Lực vòng của các bánh răng trên trục thứ cấp………Trang 29 Bảng 3.14 Hệ số dạng răng của các bánh răng trên trục trung gian……….Trang 30 Bảng 3.15 Hệ số dạng răng của các bánh răng trên trục thứ cấp……….Trang 30 Bảng 3.16 Chiều rộng làm việc của răng……….Trang 31 Bảng 3.17 Mô đun mặt đầu của răng………...Trang 31 Bảng 3.18 Ứng suất uốn các bánh răng trên trục trung gian………Trang 32 Bảng 3.19 Ứng suất uốn các bánh răng trên trục thứ cấp………Trang 32 Bảng 3.20 Ứng suất tiếp xúc của các bánh răng trên trục trung gian……..………Trang 35

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Trang XI

Bảng 3.21 Ứng suất tiếp xúc của các bánh răng trên trục thứ cấp…………..……Trang 35 Bảng 3.22 Các lực tác dụng lên bánh răng trục trung gian………...………...Trang 40 Bảng 3.23 Các lực tác dụng lên bánh răng trục trung gian………...……...Trang 40 Bảng 3.24 Mô men uốn và xoắn trên trục trung gian với d = 85mm………...Trang 58 Bảng 3.25 Mô men uốn và xoắn trên trục trung gian với d = 35mm………...Trang 59 Bảng 3.26 Mô men uốn và xoắn trên trục trung gian với d = 50mm………...Trang 60 Bảng 3.27 Mô men uốn và xoắn trên trục trung gian với mô men phanh của ly

hợp………....Trang 60 Bảng 3.28 Mô men uốn và xoắn trên trục thứ cấp với d = 75mm………...Trang 79 Bảng 3.29 Mô men uốn và xoắn trên trục thứ cấp với d = 30mm và mô men phanh của ly

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Trang 1

<b>CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU </b>

1.1 Tổng quan về vấn đề

Ngày nay, ngành công nghiệp ô tô được xem là một trong những ngành cơng nghiệp đi đầu, có tác động thúc đẩy và kéo theo những ngày cơng nghiệp khác có liên quan phát triển. Khơng khó để bắt gặp những chiếc ơ tơ từ phổ thơng đến sang trọng ngồi đời sống thực tế. Sự phát triển vượt bậc đó là do ngành cơng nghiệp ơ tơ đã có những tiến bộ vượt bậc khi áp dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ứng dụng được những công nghệ mới, đáp ứng được những nhu cầu cần thiết của con người.

Tuy ngành công nghiệp ơ tơ là một ngành có tính ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ cao, nhưng có thể thấy rằng nguồn tài liệu nghiên cứu cũng như cơ sở vật chất, máy móc thiết bị phục vụ cho việc nghiên cứu, học thuật là khơng nhiều. Việc đó ít nhiều gây nên những khó khăn đối với những sinh viên chuyên ngành hoặc những sinh viên có nhu cầu tìm hiểu sâu về ngành ơ tơ. Vì vậy việc ứng dụng giữa lý thuyết học được trên sách và thực hành thực tế gặp trở ngại do nguồn tài liệu không đa dạng, phong phú cho từng dòng, từng loại xe hoặc nguồn tài liệu đã quá cũ, lỗi thời. Với việc khơng có đầy đủ cơ sở vật chất hiện đại, máy móc thiết bị phù hợp cho việc học tập nghiên cứu thì những phần mềm, mơ hình tính tốn được mơ phỏng trên máy tính trở thành một giải pháp hiệu quả để sinh viên có thể thực hiện các cơng việc học tập, nghiên cứu. Đó là lý do vì sao thiết kế mô phỏng lại trở thành một phương án được nhiều sinh viên lựa chọn.

Hộp số trên ô tô là một trong những cơ cấu quan trọng để giúp xe ơ tơ có thể vận hành được. Để hộp số có thể hoạt động hiệu quả như ngày nay thì nó đã phải rất nhiều cải tiến, phát triển. Vì vậy có thể thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu, phân tích cải tiến các dạng hộp số đã có, đồng thời phải phát minh thiết kế ra những loại hộp số mới là một yêu cầu hết sức cần thiết. Việc tính tốn thiết kế hộp số có thể xem như sự mơ phỏng lại q trình phát triển, cải tiến của hộp số, từ đó có những ứng dụng thiết thực hơn với ngành ơ tơ. Để có thể cải tiến được những loại hộp số đã có thì cần phải tiến hành tính tốn, dựng

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Trang 2

lại hộp số, từ đó mới có thể phát hiện ra được những sai sót, những điểm có thể cải tiến, nâng cấp. Vì vậy có thể thấy việc tính tốn thiết kế lại hộp số là điều cần thiết.

Đồng thời, hộp số ô tô cũng là sự hội tụ của rất nhiều kiến thức của ngành cơ khí nói chung hay ngành ơ tơ nói riêng, vừa mang hình dáng của ngành cơ khí với những trục, bánh răng, ổ bi và momen, lực; vừa chứa đựng những kiến thức chuyên ngành về ô tô như đồng tốc, cơ cấu gài số, momen phanh ly hợp,… Việc chọn thiết kế hộp số vừa giúp em ôn lại và ứng dụng các kiến thức đã học từ các môn như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Lý thuyết ơ tơ, Kết cấu và tính tốn ơ tơ, vừa giúp em có động lực, phương hướng để tìm hiểu sâu hơn những kiến thức về chuyên ngành ô tô.

Cuối cùng, một lý do nữa của việc nghiên cứu và xây dựng lên bài luận văn tính tốn thiết kế hộp số này là để phục vụ cho mơn học Luận văn tốt nghiệp, vì vậy việc nghiên cứu chuyên sâu vào hộp số và mô phỏng một hộp số là điều cần thiết.

Với những lý do kể trên, có thể thấy rõ vì sao chọn đề tài thiết kế là phương án được lựa chọn, và nghiên cứu hộp số ô tơ có tác dụng to lớn khơng chỉ phục vụ cho q trình học tập nghiên cứu mà cịn góp phần xây dựng, cải tiến đến sự phát triển của ngành ô tô. 1.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp toán học Phương pháp thực nghiệm 1.3 Lý do để giới hạn đề tài

Hộp số ô tô là một đề tài rộng vì ngành ô tô là một ngành rộng lớn với số lượng ô tơ đa dạng phong phú, mỗi loại mỗi dịng xe lại có các dạng hộp số với các bố trí và nguyên lý hoạt động khác nhau.

Để có thể tính tốn thiết kế được một hộp số có những đặc điểm tối ưu và hoạt động được hiệu quả cần phải dựa trên những điều kiện thực tế, hộp số thực tế vì vậy cần phải giới hạn đề tài nghiên cứu ở một loại hộp số cụ thể để có được kết quả sát thực tế nhất. 1.4 Giới hạn đề tài

Các thơng số và tính năng kỹ thuật cơ bản

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Trang 3 - Loại phương tiện: Ơ tơ sát xi tải

- Nhãn hiệu: HINO

- Khối lượng bản thân: 2500 kg

- Khối lượng phân bố lên trục 1: 1610 kg; trục 2: 890 kg - Khối lượng tồn bộ cho phép tham gia giao thơng: 7500 kg - Khối lượng toàn bộ theo thiết kế: 7500 kg

- Khối lượng cho phép lớn nhất trên trục 1: 3020 kg; trục 2: 5500 kg - Kích thước (dài x rộng x cao): 6735 x 1995 x 2220 mm

- Chiều dài cơ sở: 3870 mm

- Loại động cơ: Diesel 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng

- Công suất cực đại / số vòng quay: 110/2800 (kW/vòng/phút) - Momen xoắn cực đại / ở vòng quay: 420/1400 (Nm/vòng/phút) - Vị trí lắp động cơ: Phía trước

Chương 1 - Tổng quan về hộp số và lý do chọn đề tài hộp số, giới hạn loại hộp số Chương 2 - Cơ sở lý thuyết hộp số: Tóm tắt sơ bộ về yêu cầu, phân loại và công dụng của hộp số, chọn sơ đồ ngun lý hộp số

Chương 3 – Tính tốn hộp số: Tính tốn các thơng số hình học, kiểm nghiệm bền các chi tiết của hộp số như bánh răng, trục, đồng tốc, lựa chọn ổ bi dựa trên các công thức lý thuyết

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Trang 4

Chương 4 - Mô phỏng hộp số bằng phần mềm Solidwork: Tiến hành dựng mơ hình 3D các chi tiết của hộp số trên phần mềm máy tính, lắp ráp thành cơ cấu của hộp số và điều chỉnh các thông số cho phù hợp với thực tế

Chương 5 – Kiểm nghiệm bền hộp số bằng phần mềm Solidwork: Tiến hành kiểm nghiệm bền bằng phần mềm máy tính SolidWorks để có thể đối chiếu với kết quả tính tốn ở chương 3

Chương 6 – Kết luận

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Trang 5

<b>CHƯƠNG 2 </b>

<b>CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỘP SỐ </b>

2.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hộp số

Công dụng của hộp số: Truyền momen xoắn từ động cơ đến hệ thống dẫn động. Hộp số được cấu tạo bởi nhiều cặp bánh răng ăn khớp nhau nên có công dụng thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi momen xoắn ở các bánh xe, thay đổi tốc độ xe phù hợp với các yêu cầu thực tế, đồng thời có thể đổi chiều chuyển động của xe như là tiến hay lùi. Đồng thời hộp số cũng có chức năng dẫn động lực học cho các cơ cấu công tác của xe chuyên dùng.

Yêu cầu: Đầu tiên là về tỉ số truyền. Hộp số phải có đủ các tỉ số truyền từ thấp đến cao để có thể truyền động một cách hợp lý nhằm đảm bảo được khả năng kinh tế và động lực học của xe.

Đối với hộp số hay bất cứ cơ cấu sử dụng bánh răng nào khác đều địi hỏi phải có hiệu suất truyền lực cao, hộp số cũng không phải ngoại lệ. Khi chuyển số phải nhẹ nhàng không xuất hiện va chạm giữa các bộ phận khác trong hộp số.

Phân loại hộp số trên ơ tơ: Có rất nhiều cách phân loại hộp số, theo công dụng, theo đặc điểm cấu tạo, theo phương pháp chuyển số,… Thông dụng nhất có thể phân ra thành:

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Trang 6 2.2 Thiết kế hộp số

2.2.1 Số liệu ban đầu

Quy ước kí hiệu về tỉ số truyền ở các tay số như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Trang 7

Chọn sơ đồ nguyên lý của hộp số 6 cấp với số 5 là số truyền thẳng như sau:

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hộp số 6 cấp

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Trang 8

<b>CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN HỘP SỐ </b>

3.1 Xác định kích thước cơ bản

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: Thép C45 Nhiệt luyện: Tôi thép

Độ cứng: sau khi nhiệt luyện sẽ đạt độ cứng 57 – 59 HRC

M<small>emax</small> = 420 Nm: là momen xoắn cực đại của động cơ

a: là hệ số kinh nghiệm, đối với xe tải động cơ diesel a = 20,5 ... 21,5 => Chọn a = 21

𝐴 ≈ 𝑎 √𝑀³ _{𝑒𝑚𝑎𝑥} = 21 × √420³ = 157,266 Chọn sơ bộ A = 157 mm

3.3 Chọn modun pháp tuyến các bánh răng hộp số

- Cặp bánh răng tay số lùi chọn bánh răng trụ răng thẳng.

- Cặp bánh răng 1,2,3,5, 6 và cặp bánh răng luôn ăn khớp chọn bánh răng trụ răng nghiêng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Trang 9

- Môđun được chọn theo mômen động cơ 𝑀_𝑒<small>𝑀𝑎𝑥</small> = 420 𝑁𝑚 = 0.42𝑘𝑁𝑚 nên chọn môđun từ: 3,75 - 4,5 [2]. Không nên chọn từ 1,5 - 2 vì khi quá tải sẽ dễ gãy răng)

- Chọn môđun cho các bánh răng theo cơng thức kinh nghiệm 𝑚_𝑛 = 4,5

Tính tốn để chọn số răng của các bánh răng trên trục sơ cấp, trung gian, thứ cấp Đối với ô tô vận tải chọn 𝛽_𝛼 = 30^𝑜

- Số lượng răng z<small>a</small> của bánh răng chủ động luôn ăn khớp chọn theo điều kiện không bị cắt đỉnh với răng không dịch chỉnh là ≥ 17 ta chọn z<small>a </small>= 19 răng

- Tỉ số truyền của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Để dẫn động bánh răng số lùi dùng một trục trung gian (gọi là trục số lùi) để dẫn động bánh răng gài số lùi. Vì số lùi cần đảo chiều quay thông qua bánh răng trung gian nên tách tỉ số truyền i<small>l</small> thành 2 tỉ số truyền i<small>l1</small> và i<small>l2</small> cho hệ 3 bánh răng tay số lùi nhưng phải đảm bảo:

𝑖_𝑙1 × 𝑖_𝑙2 = 𝑖_𝑙 = 2,64 = 1,94 × 1,36 Chọn z<small>l </small>= 15 răng

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<b>Vậy: </b> 𝑧_𝑎 = 21 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₁ = 18 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₂ = 26 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₃ = 34 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₄ = 38 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₅ = 41 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₆ = 43 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧_𝑙ù𝑖 = 15 𝑟ă𝑛𝑔

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<b>Vậy: </b> 𝑧_𝑎<small>′</small> = 45 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₁<small>′</small> = 50 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₂<small>′</small> = 41 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₃<small>′</small> = 29 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₄<small>′</small> = 23 𝑟ă𝑛𝑔 𝑧₅<small>′</small> = 19 𝑟ă𝑛𝑔

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

3.6 Xác định các thơng số hình học của bánh răng Bảng 3.1 Thơng số hình học của cặp bánh răng luôn ăn khớp

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

- Mơ men tính tốn theo mơ men lớn nhất của động cơ

Khi tính tốn bền các chi tiết và bộ phận chính của hộp số, momen tính tốn thường chọn từ momen lớn nhất của động cơ

𝑀_𝑡 = 𝑀_𝑒<small>𝑚𝑎𝑥</small>× 𝑖_ℎ𝑘× 𝜂_ℎ𝑘 (3.5) Với: - Mơ men tính tốn trên trục sơ cấp 𝑀_𝑡𝑠𝑐 = 𝑀_𝑒^𝑚𝑎𝑥 = 420 (𝑁. 𝑚)

- Mơ men tính tốn trên trục trung gian

𝑀_𝑡𝑡𝑔 = 𝑖_𝑎 × 𝑀_𝑒^𝑚𝑎𝑥× 𝜂_ℎ𝑘 = 2,14 × 420 × 0,98 = 880,824 (𝑁. 𝑚) - Mơ men tính tốn trên trục thứ cấp 𝑀_𝑡𝑡𝑐 = 𝑖_ℎ𝑖 × 𝑀_𝑒^𝑚𝑎𝑥× 𝜂_ℎ𝑘

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

Trong đó: 𝑀_𝑡 – Mơ men tính tốn của chi tiết thứ K 𝑀_𝑒^𝑚𝑎𝑥– Mô men lớn nhất của động cơ

𝑖_𝑎 – Tỉ số truyền giữa cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp giữa trục sơ cấp và trục thứ cấp

𝑖_ℎ𝑖 – Tỉ số truyền của hộp số ứng với các số truyền i = 1, 2, 3, ...

𝑖_ℎ𝑘 – Tỉ số truyền của hộp số tính từ trục sơ cấp đến chi tiết thứ k đang tính 𝜂_ℎ𝑘 – Hiệu suất truyền lực từ trục sơ cấp đến chi tiết thứ k đang tính.

Mỗi cặp bánh răng ăn khớp có 𝜂_ℎ𝑘 = 0,98 - Mơ men tính tốn theo điều kiện bám:

𝑀_𝑡 =^𝐺^𝜑^×𝜑^𝑚𝑎𝑥^×𝑟^𝑏𝑥

Trong đó:

𝐺_𝜑 = 𝑚 × 𝑔 = 5500 × 10 = 55000 (𝑁) – Trọng lượng bám của ô tô (trọng lượng phân bố lên cầu chủ động)

</div>