thiết kế hốp số cho xe tải hạng nặng

Học viện kỹ thuật quân sự cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam
Khoa động lực Độc lập Tự do Hạnh phúc
Bộ môn ô tô quân sự
Nhiệm vụ đồ án môn học
Kết cấu tính toán ÔTÔ
Tên đề tài : Thiết kế hốp số cho xe tải hạng nặng
Học viên thực hiện : Nguyễn Kim Cơng
Lớp : Xe 4
Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Trà
Nội dung thực hiện:
I - Thuyết minh:
1 - Lời nói đầu.
2 - Phân tích đặc điểm kết cấu của hộp số và chọn phơng án
thiết kế
3 -Tính toán thiết kế hộp số xe tải hạng nặng.
4 Kiểm nghiệm hộp số xe tải hạng nặng
II- Bản vẽ:
1- Bản vẽ kết cấu hộp số
1- Bản vẽ thiết kế chi tiết trục trung gian
Ngày giao đồ án : / /2009
Ngày hoàn thành : / /2009
Ngày tháng năm 2009 Ngày tháng năm 2009
Giáo viên hớng dẫn Học viên thực hiện

Nguyễn Văn Trà Nguyễn Kim Cơng
Mục lục
Xuất phát từ những điều kiện nêu trên. Đồ án sẽ đợc thực hiện theo các nội
dung chính sau:
Lời nói đầu
Chơng 1: Phân tích một vài kết cấu và chọn phơng án kết cấu cho hộp số xe
tải hạng nặng

1
1.1. Công dụng của hộp số
1.2. Yêu cầu đối với hộp số xe tải hạng nặng
1.3. Ưu nhợc điểm và nguyên lý làm việc của một số phơng án kết cấu của
hộp số. Chọn phơng án kết cấu.
Chơng 2: tính toán thiết kế hộp số xe tải hạng nặng
(Do thời gian làm đồ án môn học ngắn nên em chỉ tính toán thiết kế 1 số chi
tiết của hộp số)
2.1. Xác định tỷ số truyền của hộp số.
2.2. Xác định khoảng cách giữ các trục trong hộp số.
2.3. Tính toán chi tiết trục trung gian của hộp số.
Chơng 3: Kiểm nghiệm hộp số
3.1.Kiểm nghiệm về bánh răng
3.2. Kiểm nghiệm trục
-Kiểm nghiệm trục về sức bền mỏi
-Kiển nghiệm trục về độ bền cứng
Kêt luận
Tài liệu tham khảo
lời nói đầu
Trong giai đoạn nay, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đang phát
triển nh vũ bão và thu đợc rất nhiều thành tựu tác dụng to lớn vào nền kinh
tế của đất nớc.
Đất nớc ta đang trong thời kỳ CNH-HĐH, điều này đòi hỏi cần có
một nền khoa học kỹ thuật phát triển. Trong bối cảnh đó, ngành xe ô-tô của
nớc ta đang không ngừng nâng cao chất lợng nghiên cứu khoa học, nâng cao
trình độ chuyên môn đối lợng đội ngũ làm công tác thiết kế, quản ly, khai
thác, sử dụng xe.
Tuy nhiên, trong điều kiện thực tế rất khó khăn của đất nớc Việt Nam
hiện nay, việc khai thác, sử dụng các trang thiết bị hiện có một cách khoa
học là một yêu cầu rất cấp bách, thiết yếu, nhất là các phơng tiện xe, các

trang thiết bị trong nớcđều là những trang thiết bị chuyên dụng, rất đắt tiền,
ít có khả năng mua mới.
Do đó để có thể khai thác, sử dụng tốt trang bị xe máy trong quân đội
ở điều kiện địa hình Việt Nam đòi hỏi mỗi cán bộ kĩ thuật ngành xe
ô-tô phải nắm chắc đặc tính kết cấu các loại xe để biết cach khai thác, bảo d-
ỡng, sửa chữa, phục hồi chi tiết, hệ thống trên xe.
2
Đồ án Tính toán thiết kế hộp số xe tải hạng nặng cũng không nằm
ngoài mục đích trang bị cho cán bộ ngành xe có thêm hiểu biết về hệ thống
truyền lực nói chung và từng chi tiết trong hệ thống, nhất là có thể sửa chữa,
phục hồi các chi tiết trong hộp số. Để từ đó có cơ sở khai thác, bảo dỡng xe
đợc tốt hơn.
Chơng 1: PHân tích đặc điểm và chọn phơng án kết cấu của
hộp số xe tải hạng nặng
1.1 Công dụng của hộp số.
Hộp số trong hệ thống truyền lực của ôtô nhằm thực hiện nhiệm vụ sau:
- Thay đổi lực kéo tiếp tuyến và số vòng quay của bánh xe chủ động để phù
hợp với lực cản của đờng và vận tốc của ôtô theo nhu cầu sử dụng;
- Thực hiện chuyển động lùi cho ôtô;
- Có thể ngắt dòng truyền lực trong thời gian dài khi động cơ vẫn làm việc.
1.2 Yêu cầu đối với hộp số xe tải hạng nặng.
Hộp số cần đảm bảo các yêu cầu sau:
Đảm bảo chất lợng kéo và vận tốc cao:
Thiết kế hộp số đảm bảo xe có đặc tính kéo tối u theo các chỉ tiêu sau:
+ Phân chia tỷ số truyền hợp lý sao cho vận tốc trung bình lớn nhất
+ Dãn cách giữa các số phù hợp với xác xuất lực cản gặp phải.
Điều khiển nhẹ nhàng
+Hoàn chỉnh hệ thống dẫn động điều khiển .
- Sử dụng trợ lực: lò xo, thuỷ lực.
- Sử dụng khớp gài bằng ma sát.

3
+Đảm bảo khoảng trùng điệp khoảng 2 Km/giờ.
Làm việc tin cậy
+Đảm bảo độ bền, bền mòn của chi tiết.
+Giảm tải động cho các chi tiết.
+Sử dụng kết cấu định vị, khoá hãm.
+Đảm bảo chế độ nhiệt và bôi trơn tốt.
Các yêu cầu chung: tính tiêu chuẩn hoá, rẻ tiền, dễ bảo dỡng, sửa
chữa.
1.3 Ưu nhợc điểm và nguyên lý làm việc của một số phơng án kết cấu của
hộp số. Chọn phơng án kết cấu.
Hộp số ba trục dọc so với hộp số loại có trục cố định và hộp số hai trục có
những u, nhợc điểm nh sau:
* Ưu điểm
- Khi cùng kích thớc ngoài, thì hộp số ba trục dọc cho ta tỷ số truyền lớn
hơn vì tỷ số truyền này bằng tích tỷ số truyền của hai cặp bánh răng thực
hiện việc truyền mômen. Đặc điểm này rất quan trọng, vì hiện nay động cơ
cao tốc đợc sử dụng nhiều trên ôtô. Nếu cần đảm bảo một giá trị tỷ số truyền
nh nhau thì loại hộp số ba trục dọc có kích thớc bé, trọng lợng nhỏ hơn làm
giảm trọng lợng toàn bộ của ôtô.
- Hộp số có số truyền thẳng với số truyền với số truyền bằng 1 khi gài trực
tiếp trục thứ cấp vào trục sơ cấp. Hiệu suất truyền lực cao nhất (coi băng1) vì
truuyền lực không qua cặp bánh răng chịu tải nào . Trong khi đó thời gian sử
dụng số truyền thẳng chiếm tỷ lệ cao (50%ữ80%) thời gian làm việc cảu ôtô
nên nâng cao đợc tính kinh tế.
* Nhợc điểm
- Trừ số truyền thẳng, các số truyền tiến khác, mô men đều đợc truyền qua
hai cặp bánh răng( số lùi qua 3 cặp bánh răng) nên hiệu suất truyền giảm.
- Kích thớc ổ phía trớc (theo chiều chuyển động của xe ) của trục thứ cấp hộp
số bị hạn chế và ổ này đặt vào hốc sau trục sơ cấp. Vì vậy khi làm việc ổ th-

ờng xuyên chịu quá tải. Để không quá tải, có thể làm kích thớc bánh răng th-
ờng tiếp chế tạo liền trục sơ cấp lớn và nh vậy tăng đợc kích thớc ổ. Nhng
nếu bánh răng thờng tiếp lớn thì thì tỷ số truyền của cặp bánh răng thờng này
nhỏ. Do vậy kích thớc bánh răng thờng tiếp trên trục sơ cấp không tăng đợc.
Thông thờng ổ trớc của trục thứ cấp thờng dùng ổ đũa (thanh lăn trụ). Do ổ
đũa không chịu lực chiều trục nên ngời ta đã chú ý chọn chiều nghiêng răng
của các bánh răng để lực chiều trục triệt tiêu không tác dụng lên ổ.
Phơng án kết cấu đối với hộp số xe tải hạng nặng thờng là hộp số 3 trục doc
1.3.1 Hộp số ba trục dọc 3 cấp
* Nguyên lý làm việc
Việc truyền mômen xoắn qua hộp số cơ khí có ba cấp đợc thực hiện theo
nguyên tắc làm việc của truyền động bánh răng ăn khớp ngoài. ở các số
truyền tiến, truyền động đều qua hai cặp bánh răng ăn khớp nên trục sơ cấp
và thứ cấp có cùng chiều quay. ở số lùi phải qua 3 cặp bánh răng ăn khớp
nên trục thứ cấp và trục sơ cấp quay ngợc chiều nhau. ở số truyền thẳng (số
4
truyền III) do gài trựctiếp trục sơ cấp vào trục thứ cấp nên chúng quay thành
một khối và các cặp bánh răng không phải chịu tải.
Nhờ cơ cấu điều khiển (cần gài số) tác động lên các càng gài làm di trợt
đồng tốc hoặc bánh răng ăn khớp với nhau để đợc tỷ số truyền tơng ứng với
từng tay số.
Hộp số cơ khí ba trục dọc thờng dùng ở các xe du lịch có dữ trữ công suất
lớn và vừa. Vì xe du lich yêu cầu điều khiển phải đơn giản, thời gian tăng tốc
ngắn. Nếu tăng số cấp của hộp số thì công suất động cơ đợc sử dụng tốt hơn
nhng thời gian chuyển số tăng lên, làm phức tạp điều khiển xe mà xe du lịch
thờng có công suất riênglớn nên đa số thời gian làm việc ở số truyền thẳng.
1.3.2 Hộp số bốn cấp
* Nguyên lý làm việc tơng tự nh hộp số cơ khí 3 trục dọc với 3 cấp
Loại hộp số bốn cấp thờng dùng ở ôtô du lich có dữ trữ công suất nhỏ; ôtô
vận tải hạng nhẹ và hạng vừa nhằm sử dụng tốt công suất của công suất động

cơ. Hộp số này lắp trên các xe quân sự và xe bọc thép bành hơi nh:
GAZ-66, GAZ-53, UAZ-469, BRĐM, BTR-60PB
1.3.3 Hộp số cơ khí ba trục dọc có 5 cấp
* Sơ đồ động học
1.Ttrục sơ cấp của bộ chia
2.Vỏ bộ chia
3.Đồng tốc gài số của bộ chia
4.Càng gai số của bộ chia
5.Trục thứ cấp của bộ chia
5
6.Nắp hộp số
7.Đồng tốc của số truyền VI-V
8.Càng gài của số truyền VI-V
9.Đồng tốc của số truyền II-III
10.Càng gài của số truyền II-III
11,12.khớp gài và càng gài của số truyền I và số lùi
13.Vỏ hộp số
14.Trục thứ cấp của hộp số
15.Trục trung gian của hốp số
16.Trục số lùi
17.Trục trung gian của bộ chia

* Nguyên lý làm việc
Điểm cấu tạo và nguyen lý làm việc của hộp số 5 cấp tơng tự nh hộp số 3,4
cấp nhng có một số diểm khác là:
- Để thực hiện việc chuyển số,sử dụng hai đồng tốc: Đồng tốc 4 để gài số
truyền IV,V; đồng tốc 11 để gài số truyền II,III. Số truyền V là số truyền
thẳng.
- Cặp bánh răng Z5,Z5; Z4; Z3; Z3; Z2; Z2 đều là cặp bánh răng trụ răng
nghiêng thờng xuyên ăn khớp . Gài số truyền I và số lùi nhờ bánh răng trụ

răng thẳng Z1 di trợt dọc trục thứ cấp 7.
- Khối bánh răng số lùi thờng xuyên quay khi hộp số làm việc nhờ bánh răng
số lùi ZL lắp cố định trên trục trung gian và ăn khớp với bánh răng ZL.
* Dựa vào phân tích u nhợc điểm kết cấu, u nhợc điểm của từng loại hộp số
trên và yêu cầu đối với hộp số ta chọn phơng án thiết kế hộp số cho xe tải
hạng nặng là hộp số cơ khí 3 trục dọc có 5 cấp và phần tính toán thiết kế đ-
ợc trình bầy ở chơng sau.
6
Chơng II: tính toán thiết kế hộp số xe tải hạng nặng
(Do thời gian làm đồ án môn học ngắn nên em chỉ tính toán thiết kế 1 số chi
tiết của hộp số)
Để đáp ứng cho việc tính toán thiết kế trục trung gian truớc tiên ta cần xác
định tỷ số truyền và các thông số cơ bản của hộp số
2.1 Xác định tỷ số truyền của hộp số.
Tỷ số truyền ở số I đợc xác định theo công thức sau:
I
hs1
=
tle
bx
iM
rG




0max
max
Trong đó :

max
- là hệ số cản chuyển động lớn nhất
G- Trọng lợng toàn bộ của ôtô, tính theo N.
R
bx
- bán kính lăn của bánh xe có tính đến sự biến dạng của lốp, tính theo m
M
emax
- mô men quay cực đại của động cơ, tính theo N.m
i
0
- tỷ số của truyền lực chính đợc tính theo công thức
i
0
=
65,2
bx
r
ở đó: - Hệ số vòng quay của động cơ, đối với ôtô vận tải =4050
Đối với hộp số 5 cấp với số V là số truyền thẳng thì các số còn lại trong hộp
số đ\ợc tính theo công thức
i
h5
=1; i
h4
=
4
1h
i
; i

h3
=
4
1
2
h
i
; i
h2
=
4
1
3
h
i
;
2.2.Xác định các thông số cơ bản của hộp số.
2.2.1 Xác định tỷ số truyền của hộp số
a) Khoảng động học và khoảng lực học của ôtô
- Khoảng động học của ôtô
d
k
=
min
max
t
t
V
V
Trong đó: V

tmax
là vận tốc lớn nhất của ôtô (Km/h)
V
tmin
là vận tốc nhỏ nhất của ôtô(Km/h)
- Khoảng động lực học của ôtô
d
1
=
0
1
. .
G
G





(1)
Trong đó:


là hiệu suất của ôtô có kể đến tổn thất trong thiết bị động lực

=0,8
0,85 ở đây chọn

= 0,82
0

- Hệ số quy dẫn từ 0,040,06. Đối với xe tảI hạng nặng chọn
0

=0,058
7
Do đó
0

x

= 0,058x0,82=0,03444
G- Trọng lợng toàn bộ cảu ôtô (Kg) G=15305
G

- Trọng lợng bám của ôtô(Kg) G

=15305
- Hệ số bám, =0,70,8. Đối với xe tải hạng nặng chọn =0,72
Thay các đại lợng đó vào công thức (1) ta đợc d
1
=15,14

d
1
=d
k
=15,14.
V
tmin

=
1
max
d
V
t
=5,3(Km/h)
2.2.2 Xác định tỷ số truyền lớn nhất của và nhỏ nhất của hệ thống truyền lực.
Theo số liệu đầu bài ta có tỷ số truyền của truyền lực chính i
0
=7,22
2.2.3 Xác định tỷ số truyền của các tay số trong hộp số
Xác định tỷ số truyền của các tay số sao cho vận tốc trung bình của xe cao
nhất.Do thời gian làm đồ án môn học ngắn nên em tham khảo tỷ số truyền
của xe KAMAZ 5320
Tay số I : i
hs1
=7,82
Tay số II: i
hs2
=4,03
Tay số III: i
hs3
=2,5
Tay số IV: i
hs4
= 1,53
Tay số V: i
hs5
=1

Tay số lùi: i
hsl
=7,38
2.2.4 Xác định khoảng cách giữa các trục trong hộp số
A=k
3
maxe
M
[mm]
Với:
A- Khoảng cách giữa các trục[mm]
M
emax
- Mô men xoắn lớn nhất cảu động cơ M
emax
=650 [Nm]
K- Hệ số kinh nghiệm. Đối với ôtô tải chọn K=18,7 do đó
A=162 [mm]
2.2.5 Xác định các thông số cơ bản của bánh răng
a) Mô đun pháp tuyến của bánh răng
Chọn mô đun của cặp bánh răng nghiêng : m
n
= 3 [mm]
Chọn mô đun của cặp bánh răng thẳng: m
n
= 2 [mm]
b) Xác định số răng của bánh răng trong hộp số
Số răng Z5 của bánh răng chủ động cặp bánh răng luôn ăn khớp đợc chọn
theo điều kiện không bị cắt chân răng; chọn Z5=15
- Tỷ số truyền của các cặp bánh răng luôn ăn khớp

i
5
=
1
.
cos.2
5
4

Zm
A
n

Trong đó: i
5
- tỷ số truyền của cặp bánh răng luôn ăn khớp
- Góc nghiêng của tất cả các răng. Chọn =20
0
i
5
=
8,41
15.3
20cos.2
=
A
Số răng Z5 của bánh răng bị động cặp bánh răng luôn ăn khớp đợc xác định:
Z5=Z5xi
5
=15x4,872

Ta tính chính xác lại tỷ số truyền i và khoảng cách giữa các trục trong hộp số
8
A=
20cos.2
)8,41(15.3
cos.2
)1(5.
cos.2
)5'5(
5
5
5
+
=
+
=
+

iZmZZm
nn
=139 [mm]
Tỷ số truyền của các cặp bánh răng đợc gài ở số truyền
i
1
=
1
5
7,82
1,55
4,8

h
i
i
= =
i
2
=
2
5
4,03
0,85
4,8
h
i
i
= =
i
3
=
3
5
2,5
0,477
4,8
h
i
i
= =
i
4

=
4
5
1,53
0,31
4,8
h
i
i
= =
i
5
=
21,0
8,4
0,1
5
5
==
i
i
h
Ta xác định các số răng của các bánh răng trên trục trung gian với giả thiết
các bánh răng đều có cùng mô đun và góc nghiêng của răng nh đã chọn.
Z1=
34
)55,11.(3
20cos.2
)1(
cos.2

1
1
=
+
=
+
A
im
A
n

Z2=
47
)85,01.(3
20cos 2
)1(
cos.2
2
2
=
+
=
+
A
im
A
n

Z3=
59

)477,01.(3
20cos.2
)1(
cos.2
3
3
=
+
=
+
A
im
A
n

Z4=
67
)31,01.(3
20cos.2
)1(
cos.2
4
4
=
+
=
+
A
im
A

n

Z5=
72
)21,01.(3
20cos.2
)1(
cos.2
5
5
=
+
=
+
A
im
A
n

Với Z1, Z2, Z3, Z4, Z5: Số răng của các bánh răng chủ động tơng ứng với
các số truyền 1,2,3,4,5 đặt trên trục trung gian của hộp số.
tg
1
=
0
1
5
1
75,917,020
72

34
.
'
'
===

tgtg
Z
Z
tg
2
=
0
2
5
2
37,1324,020
72
47
.
'
'
===

tgtg
Z
Z
tg
3
=

0
3
5
3
6,163,020
72
59
.
'
'
===

tgtg
Z
Z
tg
4
=
0
4
5
4
7,18339,020
72
67
.
'
'
===

tgtg
Z
Z
9
tg
5
=
0
1
5
5
75,917,020
72
34
.
'
'
===

tgtg
Z
Z
Ta tính chính xác lại số răng của các bánh răng trên trục trung gian
Z1=
1
1
2. cos 2. cos9,76
36
(1 ) 3(1 1,55)
n

A A
m i

= =
+ +
Z2=
2
2
2. cos 2. cos13,37
49
(1 ) 3(1 0,85)
n
A A
m i

= =
+ +
Z3=
3
3
2. cos
2. cos16,6
60
(1 ) 3(1 0,477)
n
A
A
m i

= =

+ +
Z4=
4
4
2. cos 2. cos18, 7
67
(1 ) 3(1 0,31)
n
A A
m i

= =
+ +
Z5=
5
5
2. cos
2. cos9, 75
72
(1 ) 3(1 1,55)
n
A
A
m i

= =
+ +
- Số răng của bánh răng ăn khớp với chúng(Số răng của bánh răng bị động t-
ơng ứng với số truyền 1,2,3,4,5 đặt trên trục thứ cấp của hộp số).
Z1=i

1
xZ1=1,55x36=56
Z2=i
2
xZ2=0,85x49=42
Z3=i
3
xZ3=0,477x60=29
Z4=i
4
xZ4=0,31x67=21
Z5=i
5
xZ5=0,21x72=16
- Ta tính chính xác lại tỷ số truyền i
1
,i
2
,i
3
,i
4
,i
5
i
1
=
643,0
56
36

1
1'
==
Z
Z
i
2
=
17,1
42
49
2
2'
==
Z
Z
i
3
=
07,2
29
60
3
3'
==
Z
Z
i
4
=

19,3
21
67
4
4'
==
Z
Z
i
5
=
5,4
16
72
5
5'
==
Z
Z
- Xác định tỷ số truyền trong hộp số i
hs1
, i
hs2
i
hs3
i
hs4
i
hs5
.

i
hs1
=
7
1'.5
1.5'
=
ZZ
ZZ
i
hs2
86,3
2'.5
2.5'
=
ZZ
ZZ
i
hs3
175,2
3'.5
3.5'
=
ZZ
ZZ
i
hs4
41,1
4'.5
4.5'

=
ZZ
ZZ
i
hs5
1
5'.5
5.5'
=
ZZ
ZZ
10
2.3 Tính toán thiết kế trục
2.3.1 Các thông số ban đầu
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 12XH3A thấm các bon có []=60 Mpa
* Xác định kích thớc sơ bộ của trục
Với trục sơ cấp : d
1
=10,6
3
maxe
M
=78,75 [mm]
Với trục trung gian: d
2
=0,45.A=0,45.139=62,55 [mm]
Với kích thớc trục trun gian la 62,55mm ta tra bảng 7-13 sách thiết kế chi
tiết máy. ta đợc then có kích thớc b=10, h=17, t=13,5, t
1
= 3,6

b=10, h=16, t=12,5, t
1
= 3,6
Chiều dài trục trung gian : l
tg
=
368
17,0
2
=
d
[mm]. Trong đó d
2
=(0,160,18)l
tg
ta chọn d
2
=0,17l
tg
Với trục thứ cấp : d
3
=0,45.A=62,66 [mm]
Chiều dài trục thứ cấp: l
tc
=
5,347
18,0
3
=
d

[mm]. Trong đó d
3
=(0,180,21)l
tc
ta
chọn d
3
=0,18l
tc
*Khoảng cách giữa các ổ đỡ và bánh răng trên trục :
Khoảng cách giữa 2 ổ đỡ trục sơ cấp : l
sc
=169 mm
Khoảng cách giữa 2 ổ đỡ trục trung gian : l
tg
=363 mm
Khoảng cách giữa 2 ổ đỡ trục thứ cấp : l
tc
=352 mm
* Khoảng cách giữa các gối đỡ
Chọn khoảng cách từ vị trí lắp bánh răng các số trên trục thứ cấp đến ổ đỡ
phía sau trục thứ cấp:
- Số I: l
Itc
=61mm
- Số II: l
Iitc
=129 mm
- Số III: l
IIItc

=219 mm
- Số IV: l
Ivtc
=251 mm
Chọn khoảng cách từ vị trí lắp bánh răng các số trên trục trung gian đến ổ
phía sau trục trung gian:
- Số I: l
Itg
=61 mm
- Số II: l
Iitg
=133 mm
- Số III: l
IIItg
= 218 mm
- Số IV: l
Ivtg
=259 mm
- Cặp bánh răng thờng tiếp cách ổ đỡ cuối trục sơ cấp :
l
t
=348 mm
- Cặp bánh răng thờng tiếp cách ổ đỡ cuối cùng của trục sơ cấp
l
t
=20 mm
2.3.2 Tính toán kích thớc của hộp số :
2.3.3Trục trung gian
Mô men xoắn của trục khi ở số truyền I:
- Mô menh xoắn của trục :

M
tg1
=M
emax
.i
a
=650.4,8=3120 [Nm]
- Các lực từ bánh răng số 1 tác động lên trục:
* Lực vòng :
F
t1
=23,43.10
3
N
* Lực hớng kính :
11
F
r1
=F
t
.tg
w
=8,53.10
3
N
* Lực chiều trục
F
a
=0
- Các lực từ cặp bánh răng thờng tiếp tác dụng lên trục:

+ Lực vòng: F
t2
=
3
10.43,23=
t
t
r
M
N
+ Lực hớng kính : F
r2
=F
tw
.tg
w
=8,52.10
3
N
+ Lực dọc trục : F
a
=F
t
.tg=4,026.10
3
N
* Tính phản lực tại các gối đỡ:
Viết các phơng trình cân bằng mô men tại các gối đỡ ta có:
Phản lực theo phơng Y:
R

BY
=20,66. 10
3
N
R
AY
=26,19.10
3
N
Phản lực theo phơng X:
R
AX
=9,53.10
3
N
R
BX
=7,52.10
3
N
Mô men uốn và mô men xoắn tại tiết diện lắp bánh răng số 1 theo phơng
X,Y
M
uX
=1,21.10
5
Nmm
M
uY
=0,46.10

5
Nmm
Mô men uốn tổng cộng: M
1
=
5
22
10.3,1=+
uYuX
MM
Nmm
đờng kính trục ở bánh răng số 1:d
1

[ ]
3
1
.1,0

M

d
1
= 54 mm
Mô men uốn, xoắn tại tiết diện lắp bánh răng thờng tiếp theo phơng X,Y
M
uX
=3,75.10
5
Nmm

M
uY
=1,51.10
5
Nmm
Xác định ứng suất tổng hợp tại tiết diện nguy hiểm:
=
][1,0/
3222

<++ dMMM
uZuY
uX
12
Để đảm bảo cho quá trình sử dụng của hộp số phần kiểm nghiệm về
các chi tiết của hộp số sẽ đợc trình bầy ở chơng sau.
Chơng 3: Kiểm nghiệm hộp số
13
Để đảm bảo cho việc thiết kế trục trung gian của hộp số đợc làm việc
ta cần kiểm nghiệm lai một số tính chất của trục trung gian.
3.1 Kiểm nghiệm về bánh răng
3.2 Kiểm nghiệm về trục
-Kiểm nghiệm trục về sức bền mỏi
Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết
diện nguy hiểm thoả mãn điều kiện sau:
S
j
=
][
.

22
S
SS
SS
tjj
tjj

+


[s] Hệ số an toàn cho phép [s]=1,52,5
S

j
- Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp
S

j
=
mjtjdj
K



.
1
+

1

là giới hạn mỏi uốn
-1
=0,35
b
+(70ữ120)=0,35.900+100=415MPa

aj
là bien độ ứng suất pháp.
aj
=
2
minmax jj


jmax

là trị số trung bình của ứng suất pháp

mj
=
2
minmax jj

+
Đối với trục quay ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó ta có
mj
=0

aj
=

jmax

=M
j
/W
j
=38,32 N/mm
2
-Kiểm nghiệm trục về độ cứng
* Tính độ cứng uốn(Tính toán đối với số 1)
Điều kiện đảm bảo độ cứng f[f];
][


Trong đó [f]=0,1.m=0,1.3=0,3 mm
][

=0,005 rad
Độ võng của trục tính theo công thức sau:
f
A
=
lJE
baF
3

22
Trong đó: F- tổng lực tác dụng lên gối đỡ: F=
2
1

2
t
RR +
=7,19.10
3
N
a,b khoảng cách từ điểm tính độ võng đến hai gối đỡ
a=302 mm; b=61 mm
l khoảng cách hai gối đỡ l=363 mm
J mô men quán tính J=
64/.
4
d
=3,14.66
4
/64=8,76.10
5
mm
4
E mô đun đàn hồi: E= 2,2.10
5
MPa
Vậy trục đủ cứng vững
* Tính độ cứng xoắn
Trục đảm bảo độ cứng xoắn cần đảm bảo hai điều kiện sau:
=T.l/(G.J
0
)[ ]
[]=30 trên 1 mm chiều dài
G mô đun đàn hồi trợt G=8.10

4
N/mm
2
J
0
mô men quán tính độc cực: J
0
=.d
4
/32=8,76.10
5
N/mm
4
14
T- mômen xoắn của trục : T=19,68.10
5
Nmm
L -chièu dài đoạn trục đang tính l=363 mm
=0,0021 độ
Vậy trục thoả mãn điều kiện cứng xoắn
Kết luận
Kết cấu của hộp số xe ôtô phụ thuộc nhiều vào đặc điểm kỹ thuật của ôtô,
vào sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật trong vấn đề bảo vệ môi trờng và tính
kinh tế trong khai thác sử dụng ôtô. Sự hiểu biết sâu rộng về chúng không
những giúp ta khai thác tốt mà còn tạo định hớng nghiên cứu sâu hơn trong
thiết kế chế tạo. Đó thật sự là vấn đề cấp thiết đặt ra cho các cán bộ kỹ thuật
ngành ôtô.
Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện nhiệm vụ đợc giao, nhờ sự chỉ
đạo của thầy hớng dẫn và các bạn, với sự nỗ lực của bản thân, tôi đã thiết kế
đợc hộp số cho xe tải hạng nặng đáp ứng các yêu cầu đặt ra và đã thực hiện

đủ các nội dung
Kết quả tính toán cho thấy hộp số thiết kế ra phù hợp với yêu cầu đối với
xe tải hạng nặng. Do trong thời gian có hạn và khẳ năng của bản thân nên
trong quá trình tính toán không tránh đợc sai sót mong đợc sự đóng góp ý
kiến phê bình của các thầy giáo. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo
Nguyễn Văn Trà đã giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình làm đồ án.
Sinh viên

Nguyễn Kim Cơng
15
Tài liệu tham khảo
1.Vũ Đức Lập- Phạm Đình Vy,Cấu tạo ôtô quân sự tập 1. HVKTQS1995.
2.Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật cơ khí tập 1+2,NXBGD-1998.
3.Đỗ Quyết Thắng. Chi tiết máy tập 1+2, NXB ĐH và THCN-1989.
4.Bộ môn xe quân sự Khoa động lực, Lý thuyết ôtô quân sự-NXBQĐND-
2002.
5.Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập 1+2, NXB ĐH và THCN-1989.
6.Thiết kế tính toán ôtô máy kéo tập 1, NXBĐH và THCN.
7.Trịnh Chất, Lê Văn Uyển,Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập1+2
8.Kết cấu và tính toán ôtô-NXB giao thông vận tải -1984
16