ĐỀ ÁN THIẾT KẾ: “HỘP SỐ XE MÁY”

ĐỀ ÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
Mở đầu
Việt nam là một nước đang phát triển theo con đường xã hội chủ
nghĩa, với mục tiêu phát triển sự nghiệp công nghiệp hóa- hiện đại
hóa đất nước.Hiện nay đất nước ngày càng phát triển, đời sống của
nhân dân dần được cải thiện. Mỗi gia đình đều có thể sở hữu ít nhất
một chiếc xe máy để phục vụ cho việc đi lại dễ dàng hơn.
Xe máy là phương tiện giao thông chủ yếu ở nước ta cả về số lượng
cũng như khối lượng vận chuyển hàng hóa trên toàn quốc, đặc biệt
tại các khu đô thị và các khu vực kinh tế phát triển, trong đó mô tô và
xe máy chiếm vị trí quan trọng nhất. Năm 2005, mô tô, xe máy đáp
ứng 62,7% nhu cầu đi lại tại Hà Nội và 77,9% tại TPHCM, trong khi
đó đóng góp của xe khách và taxi chỉ là 3,5% tại Hà Nội và tại
TPHCM là 5,9%; của xe buýt là 8,4% tại Hà Nội và 5,9% tại
TPHCM. Theo một thống kê của Bộ Giao thông Vận tải, tính đến
tháng 8/2011, lượng xe máy đăng ký lưu hành đã đạt mức 33,4 triệu
chiếc.
Hiện nay có nhiều hãng sản xuất xe máy nổi tiếng như
Honda,Yamaha, Suzuki…đang có mặt tại Việt Nam.Vậy nên xe máy
có hình dáng,kích thước,mẫu mã,giá cả vô cùng phong phú.
Chúng ta đã biết Việt Nam có địa hình rất phức tạp và chất lượng
của các con đường chưa cao. Khi xe đi vào đoạn đường ghồ ghề ta
cần phải điều chỉnh tốc độ cho hợp lý sao cho hiệu quả sự dụng là
cao nhất. Do đó, thiết kế hệ thống dẫn động nói chung và hệ thống
hộp số xe máy nói riêng là một vấn đề cần quan tâm.
Do vậy đề tài ĐỀ ÁN THIẾT KẾ: “HỘP SỐ XE MÁY” là rất cần
thiết và có tính thực tiễn cao.
1. Hệ thống truyền động xe máy
1.1.Khái niệm và phân loại:
Hệ thống truyền động của xe máy làm nhiệm vụ truyền chuyển

động(công suất) từ động cơ tới bánh xe chủ động,thay đổi mô-men
cho phù hợp với các điều kiện về tải trọng và các chế độ đi của xe.
• Phân loại:
Xe máy dùng nhiều kiểu truyền động,và có nhiều cách phân loại
hệ thống truyền động.
 Hệ thống truyền động có điều khiển
 Hệ thống truyền động có điều khiển li hợp và số
 Hệ thống truyền động có điều khiển li hợp tự động và số
 Hệ thống truyền động tự động:
 Hệ thống truyền động tự động có số(li hợp tự động và số tự
động)
 Hệ thống truyền động tự động không có số(li hợp tự động và
chuyển số không bậc),còn gọi là hệ số truyền động tự động vô
cấp.
1.2.hệ thống truyền động được khảo sát:
Đề tài được khảo sát là hệ thống truyền động của xe wave ,sử dụng
hệ thống truyền động có điều khiển.Số và li hợp được điều
khiển.Đây là hệ thống truyền động mà li hợp điều khiển bằng tay.
1.2.1 Khảo sát thiết bị :
1.2.1.1 Tháo rời thiết bị:
Dụng cụ tháo:
 Dụng cụ chuyên dùng den tháo co. whoa của li hợp,búa gỗ ,giữ
hãm bánh răng(tháo li hợp).giữ vạn năng,cần nối,
 Dụng cụ den đóng ổ bi vào lốc máy:dầu nối ,dẫn hướng.
 Cơle dẹt các cỡ,cơlê tròng,cơlê ống,kìm chết,kìm nguội,kìm mỏ
nhọn,tua vít,đục,mỏlet
Dụng cụ đo: thước lá,thước kẹp.
1.2.1.2 Trình tự tháo:
 Tháo li hợp
 Tháo trục khuỷu,hộp số,cần khởi động

1.2.2.3 Các bước tháo hộp số:
• Tháo bu lông vỏ các te (hình 1.2.3.1)
Dụng cụ tháo:T8
Hình 1.2.3.1
• Tháo các vít và nắp lọc dầu(hình 1.2.32)
Tháo Ron đệm và chốt gô.
Hình 21.2.3
• Tháo cần li hợp, phanh li hợp,đĩa cam nâng li hợp.(hình 1.2.3.3)
Hình 1.2.3.3
• Tháo cần li hợp .phanh li hợp,bộ cần li hợp,tháo các vít và lắp lọc dầu li
tâm.(hình 1.2.3.4)
Hình 1.2.3.4
• Tháo ốc khóa,(trước khi tháo cần bẻ các vấu của đệm khóa lên). (hình
1.2.3.5)
Dụng cụ:giữ vô lăng vạn năng.
Mở ốc khóa ,cần nối
Hình 1.2.3.5
• Tháo đệm khóa,đệm khóa B,bộ đối trọng li hợp và đĩa dẫn động
chính(hình 1.2.3.6)
Hình 1.2.3.6
• Tháo ổ bi nâng li hợp điều khiển(hình 1.2.3.7)
Hình 1.2.3.7
• Giữ bánh răng bị dẫn và bánh răng dẫn,mở ốc khóa li hợp(hình 1.2.3.8)
Dụng cụ:giữ bánh răng,mở ốc khóa
Hình 1.2.3.8
• Tháo li hợp chính,li hợp điều khiển,và đĩa chắn dầu(hình 1.2.3.9)
Hình 1.2.3.9
• Tháo trục khuỷu,hộp số. cần khởi động
• Tháo lốc máy (hình 1.2.3.10)
Tháo hết các bu lông,

Hình 1.2.3.10
• Tháo hai lốc máy trai và phải ra (hình 1.2.3.11)
Hình 1.2.3.11
• Tháo ron đêm,và các chốt gô ra (hình 1.2.3.12)
• Tháo cốt máy rời khỏi lốc máy(hình 1.2.3.13)
Hình 1.2.3.13
• Tháo các vít giữ hai mcte
• Tháo li hợp
• Dùng búa gỗ đóng vao 1 đầu của trục khuỷu để trục khuỷu và vỏ rời nhau
ra
• Tháo trục khởi động ,lấy trục khuỷu ra khỏi cacte
• Nhấc cả cụm số và bộ điều khiển ra ngoài
1.3. Cấu tạo của hệ thống truyền động
 Thiết bị khảo sát gồm:Trục khuỷu thanh truyền,bộ li hợp,hộp
số.ngoài hệ thống ruyền động còn có các chi tiết nhằm truyền chuyển động
đến bánh sau,cơ cấu khởi động
 Nguyên lý làm việc:
Trục khuỷu nhận chuyển động từ động cơ,thông qua thanh
truyền ,biến chuyển động tịnh tiến của pittông thành chuyển động
quay của trục khuỷu,và đươc truyền tới li hợp thông qua cặp bánh
răng ăn khớp ngoài.từ li hợp chuyển đông quay này sẽ được truyền
vào hộp số,tại hộp số sử dụng hệ thống bánh răng ăn khác nhau,biến
đổi mô men xoắn của động cơ ,den phù hợp với các điều kiện vận
hành(tăng tốc,leo dốc,chở nặng…),den điều khiển việc chuyển số
cần có cần điều khiển,để chuyển vị trí ăn khớp của các cặp bánh
răng.Từ hộp số có bộ truyền ,truyền chuyển động đến bánh sau(bộ
truyền xích)
Sơ Đồ Nguyên Lý :
1. Piston
2. Thanh truyền

3. Trục khuỷu
4. Bánh răng Z = 17
5. Ly hợp
6. Bánh răng Z = 69
7. Bánh răng Z = 24
8. Bánh răng Z = 23
9. Bánh răng Z = 26
10.Bánh răng Z = 29
6
12 13 14
1
2
4
11
10
9
8
7
5
3
11.Bánh răng Z = 34
12.Bánh răng Z = 12
13.Bánh răng Z = 17
14.Bánh răng Z = 21
 1.4. Kết cấu hộp số :
1.4.1. Nhóm trục khủy :
Hình 14. Cấu tạo của nhóm trục khuỷu
Cấu tạo :
1. Trục khuỷu
2. Ổ bi

3. Chốt khuỷu
4. Bánh răng Z =17
5. Bánh đà
6. Lắp bánh đà
1
2 3 4
5
6
1.4.2. Nhóm điều khiển số
Hình 15. cấu tạo của nhóm điều khiển số
Cấu tạo :
1. Cần đạp số
2. Heo gạt
3. Càng cua
4. Con sao
5. Lưỡi gạt số
6. Cần gạt số
1.4.3. Nhóm trục sơ cấp và thứ cấp
1
2 3
4
5
6
1 53
4
2
Hình 16. cấu tạo nhóm trục sơ cấp và thứ cấp
1. Bánh răng liền trục Z=12
2. Bánh răng Z = 17
3. Bánh răng Z = 21

4. Bánh răng Z = 24
5. Trục sơ cấp
6. trục thứ cấp
7. Bánh răng Z = 34
8. Bánh răng Z = 29
9. Bánh răng Z = 26
10. Bánh răng Z = 23
7
8
9 10
6
1.4.3.1. Nhóm ly hợp
Hình 17. Cấu tạo bộ ly hợp
1. Đệm giảm giật cao su
2. Bánh răng Z = 67
3. Lốc ly hợp
4. K
5. Đĩa ma sát 1
6. Đĩa ma sát 2
7. H
8. Lò xo
9. Lắp ly hợp
1
2 3 4
5 6
7 8 9
1.5. Chức năng
Hộp số làm nhiệm vụ truyền chuyển động(công suất) từ động cơ tới
bánh xe chủ động, thay đổi mô-men cho phù hợp với các điều kiện
về tải trọng và các chế độ đi của xe.

1.6. Ứng xử
2. CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH CẤU TẠO CHỨC NĂNG CỦA MỘT
SỐ CHI TIẾT CHÍNH
2.1.Nhóm trục khuỷu :
Hình 18. Cấu tạo trục khuỷu
 Cấu tạo :
 Chức năng :
Trên động cơ xe máy thì trục khuỷu thường được gọi là trục máy hoặc
cốt máy,trục khuỷu dạng một cụm liền được dùng phổ biến.Trục khuỷu
được lắp vào lốc máy tựa trên các ổ đỡ chính. Tịnh tiến của piitong ,thông
qua thanh truyền thành chuyển động quay của trục khuỷu và truyền sang
cho li hợp.
 Yêu cầu cơ bản khi thiết kế
Hình dáng
Vật liệu :
Kích thước :
Yêu cầu lắp ráp với chi tiết khác
2.4. Nhóm trục :
Hình 19. Cấu tạo trục sơ cấp
Hình 20. Cấu tạo trục thứ cấp
Chc nng : trc l chi tit mỏy dựng cỏc chi tit
mỏy quay, truyn mụmen xon hoc lm c 2 nhim v
trờn
Cu to :Trc thng c ch to dng tr trn bao
gm nhiu on cú ng kớnh khỏc nhau ( trc bc),kt
cu n gin thỡ cú cỏc phn nh sau :
o Ngừng trc : phn tip xỳc vi trc ( trt hoc ln)
ng kớch ngừng trc thng c tiờu chun húa theo ng
kớnh trong ca ln : 12, 15, 17, 20, 25, 30, 40, 45,
o Thõn trc : phn trc lp cỏc chi tit mỏy quay nh bỏnh

rng,bỏnh ai,a xớch,khp nivỡ cú lp ghộp vi cỏc chi
tit mỏy quan trng nờn thõn trc cn phi ch to vi chớnh
xỏc cao.
ng kớnh thõn trc cn ly tiờu chun theo dóy s sau :
10 ; 10.5; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20;
21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36;38; 40; 42; 45; 50; 52;
55; 60; 63; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110;120; 125;
130; 140; 150; 160.
o Cỏc b mt chuyn tip :l phần trục nằm giữa hai bậc trục.
Chúng có thể l đoạn rãnh thoát đá mi , l mặt lợn với bán
kính r không đổi hoặc thay đổi hoặc có thể l rãnh giảm tải.
ng kớnh cỏc b mt chuyn tip khụng cn ly theo tiờu
chun.
o Phn c nh cỏc chi tit mỏy lp trờn trc :
Cố định theo phng dọc trục: dùng vai trục, gờ trục, mặt
côn, vòng chặn, đai ốc hoặc lắp bằng độ dôi v.v Cố định
theo phơng tiếp tuyến có thể dùng then, then hoa hoặc lắp
bằng độ dôi.
2.5. Nhúm bỏnh rng :

Hình 21. Cấu tạo bánh răng
 Chức năng :
 Cấu tạo :
Gồm 3 phần chính là răng,thân và phần lắp với trục
 Răng : là bộ phận trực tiếp xúc và ăn khớp với bánh răng khác
hoặc tiếp xúc với thanh răng.Răng gồm 3 phần là đỉnh
răng,thân răng và chân răng
 Thân : thường là phần giữa của bánh răng.
 Phần lắp với trục :
3. Chương 3 : PHÂN TÍCH LỰC TÁC DỤNG VÀ KIỂM TRA BỀN

CHO TRỤC KHUỶU
T'
Z'
Pr1
C1
C2
T
Z
Z''
T''
F
t
M
z
Pr1
Pr2
Pr2
F
r
b
l'
l'
b
c
R
A A
c'
c'
3.4. Các lực tác dụng lên trục khuỷu là :


,T Z
r r
là lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu.

1 2
,
r r
P P
r r
: lực quán tính ly tâm má khuỷu và đối trọng.

1 2
,C C
r r
: lực quán tính ly tâm chốt khuỷu và thanh truyền.

', ''T T
r r
: phản lực tiếp tuyến trên các ổ đỡ bên trái và phải .

', ''Z Z
r r
: phản lực pháp tuyến trên các ổ đỡ bên trái và phải .

,
t r
F F
r r
: lực tiếp tuyến, lực hướng kính trên bánh răng.


z
M
: mô men xoắn do
t
F
r
quy về trục.
Các lực
1, 2 1 2
, , , ,
r r
T Z C C P P
r r
r r r r
đã biết khi ta xét ở mỗi góc quay khác nhau.
 Xác định
,
t r
F F
r r
:
2 .
t
BR
T R
F
d
=
0
w

.tan .tan 20
r t t
F F F
α
= =
.
z
M T R
=
 Tính T’,T’’,Z’,Z’’ :
1 1 2 2
1 1 2 1
2 2
' '' 0
. ' ''.2 ' (2. ' ) 0
' '' 2 2 0
.( ' ) ( ). ' ( ' ) ''.2 '
(2. ' ) ( ' ) ( ' ) . ' 0
t
t
r r r
r r
r r r
T T F T
T l T l F l c
Z Z P C C Z P F
P l a C C l P l a Z l
F l c P l a P l a Z l
+ + − =



− − + =


+ + + + − − − =


− + + + + +

− + − + − − − =

⇔

2 1 1 2
2 1 1 2
. ' .(2 ' )
''
2 '
. ' .(2 ' )
'
2 '
. ' (2 ' ) 2 '. 2 ' ( ). '
''
2 '
. ' . 2 '. 2 ' ( ). '
'
2 '
t
t
t

r r r
r r r
T l F l c
T
l
T l F l c
T T F
l
Z l F l c l P l P C C l
Z
l
Z l F c l P l P C C l
Z
l
− +

=


− +

= − −


+ + + − − +

=


− + − − +


=

( )I
 Có 4 trường hợp có thể gây nguy hiểm cho trục khuỷu
:
 Trường hợp khởi động, khi chịu tải
maxz
P
 Trường hợp chịu lực pháp tuyến lớn nhất
axm
Z
 Trường hợp chịu lực tiếp tuyến lớn nhất
axm
T
 Trường hợp chịu lực tổng lực tiếp tuyến lớn nhất
axm
T
∑
3.5. Trường hợp khởi động, khi chịu tải
maxz
P
:
 Sơ đồ :
Z'
Z
b
a
l'
l'

a
b
c
R
Z''
z'
z'.b
z'.b
z'.l'
( Mx )
( Nz )
A A
h
0
b
0
Mặt cắt A-A của má khuỷu
+ Trường hợp này trục khuỷu nằm ở điểm chết trên.
+ Bỏ qua lực quán tính, lực tác dụng lên trục khuỷu có giá trị lớn
nhất
maxz
P
Do đó, lực tác dụng lên trục khuỷu sẽ là :

0 max
.
0
z p
Z Z p F
T

= =
=
 Xác định phản lực liên kết :
Dựa vào hệ (I), ta có :
0
' ''
2
Z
Z Z
= =

 Tính sức bền chốt khuỷu :
Mô men uốn chốt khuỷu :
'. ' ( . )
u
M Z l N m=
Do đó, ứng suất chốt khuỷu sẽ là :
2
3
'. '
( / )
W 0,1.
u
u
u ch
M
Z l
N m
d
σ

= =
 Tính sức bền của má khuỷu :
Lực pháp tuyến Z’ gây ra ứng suất uốn và nén tại tiết diện A-A của
má khuỷu .
Ứng suất nén má khuỷu :
2
0
( / )
2. .
n
Z
N m
b h
σ
=

Ứng suất uốn má khuỷu :

2
2
0 0
ux
'.
( / )
.
W
6
u
u
M

Z b
N m
h b
σ
= =
Ứng suất tổng cộng :
2
( / )
u n
N m
σ σ σ
∑
= +
 Tính sức bền cổ trục khuỷu :
2
u
'. '.
( / )
W 0,1.
u
ct
Z b Z b
N m
d
σ
= =
3.6. Trường hợp chịu lực pháp tuyến lớn nhất
axm
Z
( khi làm việc )

 sơ đồ tính toán sức bền :
Z'
P
r1
C
1
C
2
Z
Z''
P
r1
P
r2
P
r2
b
l'
l'
b
c
R
A A
c'
c'