Ứng dụng phần mềm matlab và simulink trong tính toán và thiết kế hộp số cơ khí trên ô tô

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN






















Hưng yên, ngày… tháng….năm 2010
Giáo viên hướng dẫn
-1-

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1: Cấu tạo của hộp số………………………………………………………… 7
Hình 2.2: Sơ đồ hộp số 4 cấp……………………………………………………. 8

Hình 2.3: Sơ đồ hộp số 4 cấp………………………………………………… ……. 9
Hình 2.4: Sơ đồ hộp số 5 cấp……………………………………………………. 9
Hình 2.5: Sơ đồ hộp số 4 cấp……………………………………………… 10
Hình 2.6: Sơ đồ hộp số 5 cấp…………………………………………………… 10
Hình 2.7: Sơ đồ hộp số 4 cấp……………………………………………… 11
Hình 2.8: Sơ đồ hộp số 5 cấp……………………………………………… 11
Hình 2.9: Kết cấu bộ đồng tốc loại Ia ( Bộ phận nối kiểu liền )…………… … ….12
Hình 2.10: Bộ phận đồng tốc loại Ib ( bộ phận nối kiểu rời )……………… … 13
Hình 2.11: Kết cấu bộ đồng tốc loại IIa( kiểu bi định vị )………………… … 14
Hình 2.12: Kết cấu bộ đồng tốc loại IIb ( kiểu thanh trượt định vị) ………. ………14
Hình 2.13: Kết cấu bộng đồng tốc loại IIc ( Kiểu ống trụ đẩy định vị )……. … … 15
Hình 2.14: Bộ đồng tốc loại IId ( Kiểu định vị lò xo định vị hướng trục )… 15
Hình 2.15: Đồ thị để chọn môđun pháp tuyến của hộp số ô tô………………… ….18
Hình 2.16: Sơ đồ lực tác dụng lên trục hộp số………………………………………. 30
Hình 2.17: Sơ đồ lực tác dụng lên ổ bi hướng kính 34
Bảng II.1: Môđun pháp tuyến các bánh răng hộp ô tô theo môđun động cơ 17
Bảng II-2: Xác định khoảng cách trục……………………………………… ………. 22
Bảng II -3: Bánh răng trụ răng thẳng không dịch chỉnh…………………… … … 23
Bảng II- 4 : Bánh răng trụ răng thẳng dịch chỉnh chiều cao…………… … . …… 24
Bảng II -5 : Bánh răng trụ răng thẳng dịch chỉnh góc……………………… ……….25
Bảng II-6 : Bánh răng trụ răng nghiêng không dịch chỉnh……………………… … 26
Bảng II -7: Mômen truyền đến các trục hộp số………………………………… ….27
Bảng II -8: Lực tác dụng lên bánh răng………………………………………… … 28
Bảng II-9 :Tốc độ góc động cơ
eo
ω
[rad/s] khi bắt đầu sang số…………… … ….37
Lưu đồ 3.1 : Lưu đồ thuật giải chương trình lớn…………………………… … …. 44
Lưu đồ 3.2: Xác định chế độ tải trọng và khoảng cách trục và số lượng răng của các
bánh răng trên các trục……………………………………………… ……… …… 45

Lưu đồ 3.3: Xác định thông số hình học cơ bản của răng ………………… … 45
Lưu đồ 3.4 : Toán tính bền hộp số……………………………………………… 46
Lưu đồ 3.5 : Toán tính toán vòng đồng tốc………………………………………… 46

-2-

BẢNG CÁC KÍ HIỆU SỬ DỤNG TRONG CHƯƠNG TRÌNH
STT Kí hiệu Tên gọi Đơn Vị
1 Memax Mômen xoắn cực đại của động cơ N.m
2 Mt Mômen tính toán ở chi tiết cần tính N.m
3 ximax Hệ số cản chuyển động
4 G Trọng lượng toàn bộ của ô tô kg
5 ntl Hiệu suất truyền lực
6 rota Hệ số quay vòng của động cơ
7 phimax Hệ số bám lớn nhất
8 Gphi Trọng lượng bám của bánh xe chủ động
9 rbx Bán kính làm việc trung bình của bánh xe
chủ động
m
10 i 0 Tỉ số truyền lực chính
11 If Tỷ số truyền của hộp số phụ
12 icc Tỷ số truyền lực cuối cùng
13 a Hệ số kính nghiệm
14 m Môđun của bánh răng trụ răng thẳng
15 mn Môđun của bánh răng nghiêng
16 beta Góc nghiêng răng
17 A Khoảng các giữa các trục mm
18 A
a
Khoảng cách trục cặp bánh răng ăn khớp mm

19 A1 Khoảng cách trục cặp bánh răng số 1 mm
20 A2 Khoảng cách trục cặp bánh răng số 2 mm
21 A3 Khoảng cách trục cặp bánh răng số 3 mm
22 Lamda0 Hệ số dịch chỉnh
23 goxi0 Hệ số dịch chỉnh tương đối
24 goxit Hệ số dịch chỉnh tổng cộng
25 goxi1,
goxi1phay
Hệ số dịch chỉnh của bánh răng 1
26 goxi2,
goxi2phay
Hệ số dịch chỉnh của bánh răng 2
27 ihn Tỷ số truyền của các cấp số
-3-

28 Zgn Số răng của các bánh răng trên trục trung
gian
29 Zgnphay Số răng của các bánh răng trên trục thứ cấp
30 tn Bước pháp tuyến mm
31 betak Góc nghiêng răng bánh răng ăn khớp Độ
32 ms Môđun mặt đầu mm
33 ts Bước mặt đầu mm
34 d Đường kính vòng chia mm
35 Dd Đường kính vòng đỉnh răng mm
36 Dc Đường kính vòng chân răng mm
37 h Chiều cao răng mm
38 B Bề rộng răng mm
39 Anpha0 Góc ăn khớp Độ
40 t 0 Bước cơ sở mm
41 t Bước răng mm

42 Mphimaxsc Mômen từ bánh xe truyền đến trục sơ cấp Nm
43 Mphimaxtg Mômen từ bánh xe truyền đến trục trung
gian
Nm
44 MphimaxTC Mômen từ bánh xe truyền đến trục thứ cấp Nm
45 Ms Mômen từ động cơ truyền đến trục sơ cấp
46 Mtg Mômen từ động cơ truyền đến trục trung
gian
Nm
47 Mtc Mômen từ động cơ truyền đến trục thứ cấp Nm
48 Pa Lực vòng tác dụng lên bánh răng N
49 Ra Lực hướng kính tác dụng lên bánh răng N
50 Qa Lực chiều trục tác dụng lên bánh răng N
51 y Hệ số dạng răng
52 kd Hệ số tải trọng bên ngoài
53 Kms Hệ số tính đến ma sát
54 kc Hế số tính đến độ cứng vững và phương
pháp lắp bánh răng lên trục
55 ktp Hệ số tính đến tải trọng động phụ do sai số
lắp các bước răng khi gia công
56 kgc Hệ số tính đến ứng suất tập trung
57 Kbeta Hệ số tính đến độ trùng khớp hướng chiều
trục đối với sức bền của răng
58 Uza Độ bền uốn của bánh răng chủ động ăn
khớp
Mn/m
2
-4-

59 Uza1 Độ bền uốn của bánh răng bị động ăn khớp Mn/m

2
60 Uz1 Độ bền uốn của bánh răng chủ động số 1 Mn/m
2
61 Uz11 Độ bền uốn của bánh răng bị động số 1 Mn/m
2
62 Uz2 Độ bền uốn của bánh răng chủ động số 2 Mn/m
2
63 Uz22 Độ bền uốn của bánh răng bị động số 2 Mn/m
2
64 Uz3 Độ bền uốn của bánh răng chủ động số 3 Mn/m
2
65 Uz33 Độ bền uốn của bánh răng bị động số 3 Mn/m
2
66 E Môđun đàn hồi
67 r 1, r 2 Bán kính vòng lăn của bánh răng chủ động
và bị động
m
68 beta Góc nghiêng của răng Độ
69 Utxza Ứng suất tiếp xúc bánh răng ăn khớp Mn/m
2
70 Utxz1 Ứng suất tiếp xúc bánh răng số 1 Mn/m
2
71 Utxz2 Ứng suất tiếp xúc bánh răng số 2 Mn/m
2
72 Utxz3 Ứng suất tiếp xúc bánh răng số 3 Mn/m
2
73 dsc Đường kính trục sơ cấp mm
74 dtc Đường kính trục thứ cấp mm
75 dtg Đường kính trục trung gian mm
76 Rny Lực hướng kính theo phương y tại điểm n N

77 Pnx Lực vòng tác dụng theo phương x tại điểm
n
N
78 Muytg Mômen uốn theo phương y của trục trung
gian
Nmm
79 Muxtg Mô men uốn theo phương x của trục trung
gian
Nmm
80 Mxtg Mô men xoắn của trục trung gian Nmm
81 Mtd Mô men tương đương Nmm
82 Ucp Điều kiện uốn cho phép Nmm
83 W Mô men cản uốn
84 W0 Mô men cản xoắn
85 Utg Ứng suất uốn của trục trung gian Nmm
86 Txtg Ứng suất tiếp xúc của trục trung gian Nmm
87 Utdtg Ứng suất tương đương trục trung gian Nmm
88
Muytc
Mômen uốn theo phương y của trục thứ cấp Nmm
89
Muxtc
Mômen uốn theo phương x của trục thứ cấp Nmm
-5-

90 Mxtc Mômen xoắn của trục thứ cấp Nmm
91 Utc Ứng suất uốn của trục thứ cấp Nmm
92 Txtc Ứng suất tiếp xúc của trục thứ cấp Nmm
93 Utdtc Ứng suất tương đương trục thứ cấp Nmm
94

Muysc
Mômen uốn theo phương y của trục sơ cấp Nmm
95
Muxsc
Mô men uốn theo phương x của trục sơ cấp Nmm
96 Mxsc Mô men xoắn của trục sơ cấp Nmm
97 Usc Ứng suất uốn của trục sơ cấp Nmm
98 Txsc Ứng suất tiếp xúc của trục sơ cấp Nmm
99 Utdsc Ứng suất tương đương trục sơ cấp Nmm
100 Q Tải trọng tương đương
101 n Số vòng quay của trục trung gian
102 h Thời gian làm việc
103 Vtb Vận tốc trung bình
104 Kv Vòng trong của ổ quay
105 Kt Tải trọng tĩnh
106 kn Nhiệt độ làm việc dưới 100
0
c
107 C Hệ số khả năng làm việc
108 Sn Lực dọc trục tại điểm n daN
109 At Tổng lực chiều trục daN
110 Qn Tải trọng tương đương tạo trục n daN
111 ro Khối lượng riêng của vật liệu làm bánh răng Kg/m
3
111 jc Mômen quán tính khối lượng bánh răng chủ
động ăn khớp
Kg.mm
2
112 jcphay Mômen quán tính khối lượng bánh răng bị
động ăn khớp

Kg.mm
2
113 Jc1 Mômen quán tính khối lượng bánh răng chủ
động số 1
Kg.mm
2
114 Jc1phay Mômen quán tính khối lượng bánh răng bị
động số 1
Kg.mm
2
115 Jc2 Mômen quán tính khối lượng bánh răng chủ
động số 2
Kg.mm
2
116 Jc2phay Mômen quán tính khối lượng bánh răng bị
động số 2
Kg.mm
2
117 Jc3 Mômen quán tính khối lượng bánh răng chủ
động số 3
Kg.mm
2
118 Jc3phay Mômen quán tính khối lượng bánh răng bị Kg.mm
2
-6-

động số 3
119 jqd Mômen quán tính khối lượng của các bánh
răng chủ động ( bánh răng ăn khớp) được
quy dẫn về trục ly hợp

Kg.mm
2
120 jqdphay Mômen quán tính khối lượng của các bánh
răng bị động (bánh răng ăn khớp) được quy
dẫn về trục ly hợp
Kg.mm
2
121 Jqd1 Mômen quán tính khối lượng của các bánh
răng chủ động ( bánh răng số 1) được quy
dẫn về trục ly hợp
Kg.mm
2
122 Jqd1phay Mô men quán tính khối lượng của các bánh
răng bị động (bánh răng số 1) được quy dẫn
về trục ly hợp
Kg.mm
2
123 Jqd2 Mômen quán tính khối lượng của các bánh
răng chủ động ( bánh răng số 2) được quy
dẫn về trục ly hợp
Kg.mm
2
124 Jqd2phay Mômen quán tính khối lượng của các bánh
răng bị động (bánh răng số 2)được quy dẫn
về trục ly hợp
Kg.mm
2
125 Jqd3 Mômen quán tính khối lượng của các bánh
răng chủ động ( bánh răng số 3) được quy
dẫn về trục ly hợp

Kg.mm
2
126 Jqd3phay Mô men quán tính khối lượng của các bánh
răng bị động (bánh răng số 3) được quy dẫn
về trục ly hợp
Kg.mm
2
127 l1 Chiều dài trục ly hợp mm
128 Rtr1 Bánh kính trục ly hợp mm
129 b1h Chiều rộng trung bình đĩa bị động mm
130 R1h Bán kính ngoài đĩa ly hợp mm
131 Jtr1 Mômen quán tính khối lượng của trục sơ
cấp hộp số
Kg.mm
2
132 J1h Mômen quán tính khối lượng của đĩa bị
động ly hợp
Kg.mm
2
133 Jtr2 Mômen quán tính khối lượng của trục trung
gian hộp số
Kg.mm
2
134 jzk Mômen khối lượng của bánh răng thứ k gắn
trên trục trung gian
Kg.mm
2
135 J1 Mô men quán tính J1 Kg.mm
2
136 Gj Mômen quán tính quy về trục trung gian Kg.mm

2
137 Jz3 Mômen quán tính quy về trục thứ cấp Kg.mm
2
138 Jtong Mômen quán tính khối lượng tổng cộng quy
dẫn về trục ly hợp
139 Omegan Vận tốc góc của động cơ ứng với công suất
cực đại
Rad/s
-7-

140 omegatc Vận tốc góc khi chuyển từ số thấp lên số
cao
Rad/s
141 omegact Vận tốc góc khi chuyển từ số cao về số thấp Rad/s
142 tstc12 Thời gian chuyển số từ số thấp (1) lên số
cao (2)
s
143 tstc23 Thời gian chuyển số từ số thấp (2) lên số
cao(3)
s
144 tstc21 Thời gian chuyển từ số cao (2) về số thấp(1) s
143 Tstc43 Thời gian chuyển từ số cao (4) về số thấp(3) s
144 Mms(12) Mômen ma sát khi chuyển từ số 1 lên số 2 Nm
145 Mms(32) Mômen ma sát khi chuyển từ số 3 về số 2 Nm
146 Mms(23) Mômen ma sát khi chuyển từ số 2 lên số 3 Nm
147 Mms(21) Mômen ma sát khi chuyển từ số 2 về số 1 Nm
148 Pdk Lực danh nghĩa tác dụng lên cần điều khiển N
149 idk Tỷ số truyền đòn điều khiển
150 ndk Hiệu suất cơ cấu điều khiển
150 nguy Hệ số ma sát giữa số đôi bề mặt

151 Rms(23) Bán kính ma sát của bộ đồng tốc khi chuyển
từ số 2 lên số 3
m
152 Rms(12) Bán kính ma sát của bộ đồng tốc khi chuyển
từ số 1 lên số 2
m
153 Rms(32) Bán kính ma sát của bộ đồng tốc khi chuyển
từ số 3 về số 2
m
154 Rms(21) Bán kính ma sát của bộ đồng tốc khi chuyển
từ số 2 về số 1
m
155 bms Chiều rộng bề mặt vành ma sát mm
156 Tan(beta) Góc nghiêng bề mặt ma sát độ
157 g Gia tốc trọng trường m/s
2
158 gama Hệ số cản tổng cộng của đường
159 xichma Hệ số xét đến khối lượng quay
160 Epchilon(c) Gia tốc góc của trục thứ cấp do xe giảm tốc
độ khi sang số
Rad/s
161 tc(23) Thời gian thực tế chuyển từ số 2 lên số 3 s
162 tc(12) Thời gian chuyển từ số 1 lên số 2 s
163 tc(32) Thời gian chuyển từ số 3 về số 2 s
164 tc(43) Thời gian chuyển từ số 4 về số 3 s
165 Lms(12) Công trượt của đôi bề mặt ma sát khi
chuyển từ số 1 lên số 2
J
-8-

166 Lms(23) Công trượt của đôi bề mặt ma sát khi
chuyển từ số 2 lên số 3
J
167 Lms(32) Công trượt của đôi bề mặt ma sát khi
chuyển từ số 3 vế số 2
J
168 Lms(43) Công trượt của đôi bề mặt ma sát khi
chuyển từ số 4 vế số 3
J
169 Lr(12) Công trượt riêng của đôi bề mặt côn ma sát
của vòng đòng tốc khi chuyển từ số 1 lên số
2
KJ/m
2
170 Lr(34) Công trượt riêng của đôi bề mặt côn ma sát
của vòng đồng tốc khi chuyển từ số 3 về số
4
KJ/m
2
171 Lr(32) Công trượt riêng của đôi bề mặt côn ma sát
của vòng đồng tốc khi chuyển từ số 3 về số
2
KJ/m
2
172 Lr(43) Công trượt riêng của đôi bề mặt côn ma sát
của vòng đồng tốc khi chuyển từ số 4 về số
3
KJ/m
2
LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình phát triển nền kinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội, việc
vận chuyển hàng hóa hành khách có vai trò to lớn. Trong các loại hình vận chuyển thì
-9-

vận chuyển bằng ô tô là loại hình thích hợp nhất khi vận chuyển trên các loại đường
ngắn và trung bình bởi việc vận chuyển bằng ô tô có khả năng đáp ứng tốt hơn về
nhiều mặt so với các loại phương tiện vận chuyển khác do đặc tính đơn giản, an toàn,
cơ động. Ô tô có thể đến được nhiều vùng, nhiều khu vực địa điểm mà các phương tiện
khác khó có thể thực hiện được. Nó có thể đưa đón khách tận nhà, giao hàng tận nơi,
đưa hàng tới tận công trình…vv, mà giá cước phù hợp với nhu cầu của nhân dân.
Ngày nay, do nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách tăng nhanh, mật độ vận
chuyển lớn. Đồng thời cùng với sự mở rộng và phát triển đô thị ngày càng tăng thì
vận chuyển bằng ô tô lại càng có ưu thế. Ở các nước đang phát triển, công nghiệp ô tô
là ngành kinh tế mũi nhọn. Trong khi đó, ở nước ta ngành công nghiệp ô tô mới chỉ
dừng lại ở mức khai thác sử dụng và sửa chữa bảo dưỡng. Những năm 1985 trở về
trước các loại ô tô hoạt động ở Việt Nam đều là ô tô nhập ngoại với nhiều chủng loại
do nhiều công ty ở các nước sản xuất. Ở nước ta hiện nay đã có 14 công ty liên doanh
đã và đang hoạt động như TOYOTA, MERCEDES – BENZ VMC, DEAWOO,
MITSUBISHI, NISSAN, FORD… Ngoài ra còn kể đến một số hãng trong nước như
Trường Hải, Mê Kông, Vinasuki, Cửu Long… Với việc nhiều nhà máy ô tô tiên tiến
mọc lên, Ngày nay ô tô càng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong đời sống thực tế
vì những tiện ích mà nó mang lại. Một trong những bộ phận không thể thiếu của ô tô
và ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình điều khiển ô tô, đó là hộp số. Có hai loại hộp số
chính là hộp số cơ khí và hộp số tự động. Hộp số tự động được sử dụng nhiều hơn
nhưng đối với nước ta do điều kiện kinh tế, giao thông nên hộp số cơ khi vẫn còn khá
phố biến. Vì vậy tìm ra các giải pháp tác động để cải tiến các bộ phận làm cho phương
tiện ôtô phù hợp với điều kiện giao thông ở Việt Nam là một yêu cầu mang tính cấp
bách.
Với mong muốn, góp phần nâng cao chất lượng nghiên cứu, giảng dạy ở các
trường Đại học, trung tâm nghiên cứu chuyên ngành, đề tài “ Ứng dụng phần mềm

Matlab và simulink trong tính toán và thiết kế hộp số cơ khí trên ô tô ” được thực
hiện với mục tiêu:
- Nghiên cứu tổng quan về hộp số cơ khí.
- Đưa ra các bước, cơ sở tính toán hộp số.
- Đưa ra được các lưu đồ thuật giải.
- Mô phỏng được các bước trong quá trình tính toán thiết kế hộp số bằng phần
mềm Matlap Simulink.
- Đánh giá kết quả quá trình tính toán thiết kế cho chiếc xe cụ thể.
Ngoài lời nói đầu, kết luận và kiến nghị đề tài được bố cục thành 5 chương gồm:
Chương I : Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
Chương II : Cơ sở lý thuyết và tính toán thiết kế hộp số cơ khí.
Chương III : Giới thiệu về phần mềm Matlab – Simulink và lưu đồ thuật giải.
Chương IV : Ứng dụng phần mềm trên một chiếc xe cụ thể.
-10-

Chương V : Kết luận - kiến nghị.
Nội dung của đề tài có thể hình thành các tài liệu giảng dạy và là cơ sơ lý thuyết
cho việc nghiên cứu, tính toán các bộ phận khác trên ôtô.
Dưới sự chỉ đạo, hướng dẫn của các thầy giáo trong bộ môn ôtô và trực tiếp là
thầy Đồng Minh Tuấn và sự hỗ trợ của các bạn đồng nghiệp đề tài đã hoàn thành mục
tiêu, nội dung đề ra. Kết quả nghiên cứu của đề tài là sản phẩm của khoa cơ khí động
lực trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên.
Tuy nhiên trước quá trình ứng dụng khoa học kỹ thuật hiện đại trên ôtô không
ngừng hoàn thiện và do điều kiện còn hạn chế về thời gian và kinh phí, chắc chắn đề
tài còn nhiều thiếu khuyết – Tác giả thành thật mong muốn các Thầy và các bạn đồng
nghiệp thông cảm và đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hưng yên, ngày 20 tháng 08 năm 2010
Sinh viên: Nguyễn Đình Khởi
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.Giới thiệu chung về các loại hộp số cơ khí đang được sử dụng hiện nay.
-11-

Trong ngành sản xuất và chế tạo ô tô trên thế giới, thì xe du lịch và xe tải chiếm một
tỉ lệ rất lớn. Hiện nay trên thế giới phần lớn các xe du lịch đã được trang bị hộp số tự
động, nhưng nói chung ở nước ta các xe du lịch và xe tải vẫn đang dùng hộp số cơ khí,
bởi một phần vì điều kiện kinh tế còn chưa phát triển, đường xá, hệ thống giao thông
chất lượng chưa cao, do vậy các phương tiện sử dụng hộp số cơ khí có ưu điểm hơn
cả.
Trên các bộ phận tổng thành của ô tô thì hộp số là một bộ phận rất quan trọng và
không thể thiếu trong hệ thống truyền lực. Hiện nay, ô tô sử dụng nhiều loại hộp số
khác nhau, mỗi loại có những tính năng riêng, có hai loại cơ bản là hộp số có cấp và
vô cấp, đây là hai loại hộp số thường dùng phổ biến trên các xe du lịch và xe tải. Hộp
số cơ khí có cấp có ưu điểm là kết cấu đơn giản giá thành rẻ, đảm bảo được các yêu
cầu về tỷ số truyền, đáp ứng được yêu cầu sử dụng ô tô. Đối với ô tô du lịch và ô tô tải
người ta thường sử dụng hộp số 4 cấp, 5 cấp số và hộp số nhiều cấp số.
Một số đặc điểm chung của hộp số cơ khí có cấp như: tỷ số truyền của hộp số có ảnh
hưởng rất lớn tới khả năng làm việc của động cơ, do đó ảnh hưởng đến tính năng hoạt
động của xe. Tùy theo tải trọng của xe cũng như khả năng vượt dốc của xe mà số
lượng số truyền ít hay nhiều.
1.2.Tổng quan các thành tựu đạt được trong lĩnh vực nghiên cứu hộp số cơ
khí:
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về hộp số cơ khí trên thế giới:
Hộp số cơ khí ra đời từ rất lâu tiếp sau đó là sự ra đời của hộp số tự động và hộp số
bán tự động nhưng mỗi loại hộp số vẫn có những ưu nhược điểm khác nhau. Do vậy
hiện tại thì các hãng xe trên thế giới vẫn không ngừng nghiên cứu cải tiến và sản xuất
hộp số cơ khí vì có nhiều vùng, miền trên thế giới do đặc điểm về kinh tế, địa hình,
thời tiết mà ô tô sử dụng hộp số cơ khí chiếm ưu thế lớn. Trên thế giới đã có rất nhiều
đề tài nghiên cứu về lĩnh vực hộp số ví dụ như:
Đề tài: Automatic optimization procedure of acomplete gearbox for weight,

efficiency, costs and dimensional restrictions của tác giả Dr Ing. Ulrich Kissling,
Director, Dipl Ing. Raine Kivelä, Chief Engineer,KISSsoft AG, Hombrechtikon,
Switzerland. Đề Tài : Experimental study of noise in automotive của tác giả Younes
Kadmiri, Engineer/Ph.D, Research Engineer, Emmanuel Rigaud, Associate Professor,
Joel Perret Liaudet, Associate Professor, Ecole Centrale de Lyon, Ecully, France; Đề
tài: Simulation of the angle-depending backlash and the synchronous run of planetary
của tác giả Dipl Ing. Stefan Thielemann, Dipl Ing.Markus Lutz, R&D Servogears,
Dipl Ing.Roland Denefleh, Head of R&D Standardgears, SEW-Eurodrive GmbH &
Co KG, Bruchsal, Germany; Đề tài : Micropitting of big gearboxes: Influence of
flank-modification and surface-roughness của các tác giả Dipl Ing. Khashayar Nazifi,
Verification and Validation Engineer, Technology R&D, Drive Train R&D, Vestas
Nacelles Deutschland GmbH, Dortmund, Germany, Dr Ing. Günter Lützig, Group
Leader Construction, Division Plastic and Rubber , Machines, PIV Drive GmbH, Bad
Homburg, Germany, Prof. Dr Ing. Wolfgang Predki, Head of the Chair of Mechanical
Components and Power Transmission, Ruhr University of Bochum, Germany; Đề tài:
Global deformation of gearboxes used in wind turbines and its influence on the
planetary stages tooth engagement của các tác giả Dipl Ing. (FH) Arno Klein-Hitpaß,
Head of Research and Development, Dr. Ralf-Martin Dinter, Winergy AG, Voerde,
-12-

Germany; Đề tài : Hansen 13 MW/17MW single stage technology gearbox for next
generation high speed design for wind turbine application của các tác giả Dipl Ing.
Dirk-Olaf Leimann, Manager Technology Development, Senior Technologist, Hansen
Transmissions, Kontich, Belgium; Đề tài :Test rig simulation and validation for
reliable gearboxes của các tác giả Dr Ing. Frank-D. Krull, Head of R&D Department,
Research and Development (EAT-F&E), Eickhoff Antriebstechnik GmbH, Bochum,
Germany
Qua mỗi đề tài trên, mỗi đề tài đã có những mục tiêu, nội dung phương pháp
nghiên cứu khác nhau và đạt được kết quả nhất định trong đó nổi trội nhất là công
trình nghiên cứu với đề tài : Experimental study of noise in automotive Gearboxes của

tác giả Younes Kadmiri, Engineer/Ph.D, Research Engineer, Emmanuel Rigaud,
Associate Professor, Joel Perret Liaudet, Associate Professor, Ecole Centrale de Lyon,
Ecully, France. Trong đó tác giả đã phân tích được các yếu tố tạo ra tiếng ồn trong hộp
số, tiến hành phân tích tìm ra nguyên nhân, công trình đã đạt được:
- Phân tích được các yêu tố tác động gây ra tiếng ồn trong hộp số.
- Phân tích đưa ra nguyên nhân cụ thể.
- Tiến hành tính toán cải thiện các bộ phận của hộp số để giảm tiếng ồn.
Hạn chế đề tài:
- Mới dừng lại ở nghiên cứu lý thuyết, phân tích nguyên nhân đưa ra các biện
pháp cải thiện tiếng ồn mà chưa tiến hành kiểm nghiệm trên thực tế.
Ngoài ra còn có công trình nghiên cứu với đề tài: Automatic optimization
procedure of acomplete gearbox for weight, efficiency, costs and dimensional
restrictions của tác giả Dr Ing. Ulrich Kissling, Director, Dipl Ing. Raine Kivelä,
Chief Engineer,KISSsoft AG, Hombrechtikon, Switzerland. Trong đó các tác giả đã
phân tích được độ bền, tính năng của các cụm thành hộp số dựa trên đó tiến hành tính
toán để tối ưu hóa trọng lượng hộp số trên ôtô thực tế. Nhưng công trình vẫn còn một
số hạn chế:
- Dựa trên các giả thiết đơn giản.
- Vẫn chưa xét tới các yếu tổ ảnh hưởng tới hộp số trong quá trình tính toán.
- Đề tài mới dừng lại ở nghiên cứu lý thuyết và thử nghiệm mô hình, chưa có ứng
dụng thực tế.
Hiện nay trên thế giới hộp số cơ khí vẫn đóng một vai trò quan trọng đặc biệt là tại
các nước đang phát triển vẫn còn nhiều hãng sử dụng loại hộp số này như :
DEAWOO, MITSUBISHI, NISSAN, FORD… vvv.
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về hộp số cơ khí ở Việt Nam:
Những kết quả nghiên cứu về hộp số cơ khí trên ô tô ở Việt Nam còn nhiều hạn
chế, chưa có công trình chuyên sâu nghiên cứu tính toán tổng thể về hộp số. Một số đề
tài ở Việt Nam hoặc ở nước ngoài mà tác giả là người Việt Nam chủ yếu đi sâu vào
nghiên cứu một phần trong hộp số cơ khí như :
- Đề tài: “Thiết kế hộp số truyền động cơ khí hai trục, bốn số tiến và một số lùi

cho xe du lịch 4 chỗ ngồi ” – Trường Đại Học Nha Trang ; Đề tài: Thiết kế hộp số 2
-13-

trục 4 số tiến và 1 lùi trên xe SKODA 100 MB ( cộng hòa Czech ) – Đại Học Công
Nghiệp T.P Hồ Chí Minh.
Qua phân tích các đề tài nêu trên cho thấy các tác giả đã đạt được những thành
công nhất định, đưa ra được cơ sở tính toán hộp số, tiến hành kiểm nghiệm bền nhưng
chưa có phần mềm để kiểm nghiệm do vậy mất rất nhiều thời gian để tính toán.
Với hiểu biết chưa nhiều ở nước ta Đề tài: “ Ứng dụng phần mềm Matlab và
simulink trong tính toán và thiết kế hộp số cơ khí trên ô tô ”. Với mong muốn tham
gia một phần về mảng hộp số cơ khí giúp cải thiện tính năng động lực học của ôtô đặc
biệt là cơ sở giúp các kỹ sư tính toán thiết kế hộp số trong các nhà máy ôtô tại Việt
Nam. Ngoài ra đề tài còn là tài liệu tham khảo phục vụ cho sinh viên, giảng viên ở các
trường Đại học nói chung và Trườg Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên nói riêng.
1.3. Nhiệm vụ, nội dung của đề tài:
1.3.1. Nhiệm vụ của đề tài.
- Nghiên cứu tổng quan về hộp số cơ khí.
- Đưa ra được các bước tính toán hộp số cơ khí.
- Đưa ra được các lưu đồ thuật giải.
- Mô phỏng được các bước tính toán thiết kế hộp số cơ khí bằng ứng dụng phần
mềm Matlap & Simulink.
- Đánh giá kết quả quá trình thiết kế cho một chiếc xe cụ thể.
1.3.2. Nội dung của đề tài .
Từ nhiệm vụ trên, đề tài được thực hiện với các nội dung sau :
- Một là: phân tích và đưa ra các cơ sở tính toán hộp số cơ khí trong đó chọn các
phương pháp là tối ưu nhất cho quá trình tính toán thiết kế hộp số.
- Hai là: đưa ra được các lưu đồ thuật giải, xác định các thông số cơ bản.
- Ba là: xây dựng mô phỏng quá trình thiết kế tính toán hộp số cơ khí bằng phần
mềm Matlap & Simulink.
- Bốn là: Ứng dụng phần mền cho chiếc xe cụ thể.

1.4. Phạm vi và phương pháp nghiên cứu.
1.4.1. Phạm vi nghiên cứu.
Trong quá trình làm đồ án, do giới hạn về thời gian và kinh phí nên phạm vi nghiên
cứu của đề tài được giới hạn trong việc lập trình tính toán thiết kế hộp số cơ khí trên
các loại xe tải, xe du lịch.
1.4.2 Phương pháp nghiên cứu.
Đề tài được thực hiện theo phương pháp nghiên cứu lý thuyết về quá trình tính
toán thiết kế hộp số cơ khí kết hợp với phần mềm Matlap và Simulink để diễn tả quá
trình.
CHƯƠNG II :CỞ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN HỘP SỐ CƠ KHÍ
I. Tổng quát chung về hộp số cơ khí:
-14-

1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu hộp số cơ khí :
1.1.1. Công dụng
- Thay đổi chiều quay mômen của bánh xe chủ động để xe có thể chạy tiến hoặc
chạy lùi.
- Biến đổi mômen quay của động cơ để tăng hoặc giảm lực kéo ở bánh xe chủ
động.
- Truyền hay không truyền mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động để khi xe dừng
mà máy vẫn nổ.
1.1.2. Phân loại hộp số:
Phân loại theo tỷ số truyền:
- Hộp số vô cấp: tỷ số truyền tăng giảm liên tục trong một khoảng nhất định.
- Hộp số có cấp: tỷ số truyền tăng giảm theo từng cấp.
Phân loại theo phương pháp truyền lực:
- Hộp số cơ khí: truyền lực bằng các khâu cơ khí
- Hộp số điện từ: truyền lực bằng điện từ
- Hộp số thuỷ lực: truyền lực bằng thuỷ lực
Phân loại theo phương pháp điều khiển:

- Hộp số cơ khí.
- Hộp số thuỷ lực.
- Hộp số bán tự động.
Phân loại theo số trục:
- Loại hai trục: trục chủ động ( trục vào ), trục bị động ( trục ra ).
- Loại có ba trục: trục chủ động ( trục vào ), trục bị động ( trục ra ) và có thêm trục
trung gian.
1.1. 3. Yêu cầu của hộp số:
- Có tỷ số truyền phù hợp với điều kiện làm việc.
- Đảm bảo độ cứng vững và độ bền cơ học.
- Phải có hiệu suất làm việc cao.
- Làm việc không gây tiếng ồn.
- Kích thước nhỏ, điều khiển dễ dàng, bảo quả và dễ sữa chữa.
1.2. Cấu tạo chung của hộp số cơ khí:
4 2
1
-15-

3
5


Hình 2.1: Cấu tạo của hộp số.
1. Trục chủ động 2. Trục bị động 3. Trục trung gian
4. Bộ đồng tốc 5. Trục số lùi 6. Vỏ hộp số
Cấu tạo chung của hốp số cơ khí gồm : vỏ hộp số, trục sơ cấp của hộp số, trục trung
gian, trục bánh răng số lùi, các bánh răng và cơ cấu sang số.
Trục chủ động: của hộp số là trục bị động của ly hợp, đựơc đúc liền với bánh răng
chủ động, nó được gối trên hai ổ bi một đặt trong lòng bánh đà, một đặt trên vỏ hộp số
trên trục chủ động có lỗ đặt ổ bi cho trục bị động.

Trục bị động: của hôp số được đặt trên ổ bi gối trong bánh răng chủ động và ổ bi
cầu được đặt trên vách ngăn. Các bánh răng số được lắp lồng không trên trục nhờ các
ổ bi kim. Tâm của trục bị động thẳng hàng với tâm của trục chủ động.
Trục trung gian: Bao gồm các bánh răng có đường kính khác nhau, được chế tạo
thành một khối và được bắt chặt trên trục và khối bánh răng này được lắp trên các
vòng bi đũa hoặc đúc liền với trục trục trung gian được đặt trên hai ổ bi gối trên vỏ
hộp số.
Trục số lùi: Được lắp cố định trên vỏ hộp số, có bánh răng được lắp trên trục nhờ
bi kim.
1.3. Chọn sơ đồ để tính toán hộp số cơ khí:
Bước quan trọng khi thiết kế hộp số phải phân tích đặc điểm kết cấu của hộp số
ôtô và chọn phương án hợp lý. Việc phân tích này phải dựa trên các yêu cầu đảm bảo
hộp số làm việc tốt chức năng sau:
- Thay đổi mômen xoắn truyền từ động cơ đến bánh xe chủ động.
- Cho phép ôtô chạy lùi.
-16-
6

- Tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi dừng xe mà động cơ vẫn làm việc.
Hộp số thiết kế phải đáp ứng được các yêu cầu:
- Có tỷ số truyền hợp lý, đảm bảo chất lượng kéo cần thiết.
- Không gây va đập đầu răng khi gài số, các bánh răng ăn khớp có tuổi thọ cao.
- Hiệu suất truyền lực cao.
- Kết cấu đơn giản, gọn, dễ chế tạo, điều khiển nhẹ nhàng, có độ bền và độ tin cậy
cao.
Nhằm nâng cao tuổi thọ cho các bánh răng ăn khớp, trong hộp số cơ khí có cấp
thường bố trí bộ đồng tốc. Nhiệm vụ của bộ đồng tốc là cân bằng tốc độ góc của các
chi tiết chủ động và bị động trước khi chúng ăn khớp với nhau.
Trên ôtô ngày nay đều sử dụng khá rộng rãi hộp số 2 trục và 3 trục. Hộp số 3 trục
thường bố trí trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm.

Số lượng cấp số của hộp số nhiều hay ít phụ thuộc vào loại ô tô máy – máy kéo
và điều kiện làm việc của phương tiện mà mình phải thiết kế.
 yêu cầu thiết kế, kiểm nghiệm hộp số:
Thiết kế tính toán hộp số cơ khí gồm 3 phần cơ bản:
- Chọn sơ đồ động của hộp số khi biết số lượng số truyền và tỷ số truyền của từng
số.
- Xác định chế độ tải trọng khi tính toán các chi tiết của hộp số và xác định các kích
thức cơ bản của chúng, đồng thời phối hợp các kích thức liên quan với nhau để đảm
bảo hộp số hoạt động tốt.
- Tính toán sức bền của các chi tiết trong hộp số.
 Các sơ đồ thiết kế tính toán hộp số cơ khí trên ô tô:
a. Sơ đồ hình ( 2.2 ) là hộp số 2 trục, 4 cấp. Loại hộp số này thường dùng cho ô tô
loại nhỏ và trung bình, động cơ đặt sau dẫn động cầu trước hoặc cầu sau:
Hình 2.2 Sơ đồ hộp số 2 trục số 4 cấp.
c. Sơ đồ hình (2.3) là hộp số có 3 trục có trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm, 4 cấp
số. Loại này thường dùng trên ô tô con, số IV là số truyền thẳng. Số I và số lùi được
-17-

gài bằng khớp răng, số II, III IV được gài bằng bộ đồng tốc. Các bánh răng trên trục
trung gian được chế tạo liền thành một khối quay lồng không trên trục trung gian.
Hình 2.3. Sơ đồ hộp số 4 cấp
d. Sơ đồ hình (2.4) là hộp số có 3 trục có trục sơ cấp thứ cấp đồng tâm 4 cấp số. Loại
này thường dùng trên ô tô con. Số IV là số truyền thẳng. Số II, III, IV, V được gài
bằng bộ đồng tốc. Các bánh răng trên trục trung gian được chế tạo rời và lắp chặp trên
trục trung gian.
Hình 2.4. Sơ đồ hộp số 5 cấp
e. Sơ đồ hình (2.5) là hộp số 3 trục, có trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm, 4 cấp số.
Loại này thường dùng trên ô tô con và trên ô tô vận tải trung bình. Số IV là số truyền
thẳng. Số I, II được gài bằng khớp răng. Số III, IV được gài bằng bộ đồng tốc. Các
bánh răng trên trục trung gian được chế tạo rời và lắp chặt trên trục trung gian.

-18-

Hình 2.5. Sơ đồ hộp số 4 cấp.
g. Sơ đồ hình ( 2.6) là hộp số có 3 trục, trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm, 5 cấp.
Loại này thường dùng trên ô tô vận tải và có 2 phương án:
+ Số truyền cuối cùng là số truyền tăng (
hIV
i
< 1)
+ Số truyền cuối cùng là số truyền thẳng (
hIV
i
=1)
Hộp số 5 cấp thường khác nhau ở số cặp bánh răng luôn ăn khớp, số lượng đồng tốc
và khớp nối.
Hình 2.6. Sơ đồ hộp số 5 cấp.
h. Sơ đồ hình (2.7) là hộp số nhiều cấp, gồm có hộp số chính có 4 số tiến và 1 số lùi
và hộp số phụ đặt trước hộp số chính. Hộp số phụ có 2 cấp 1 số truyền thằng cà 1 số
thấp.
-19-

Hình: 2.7. Sơ đồ hộp số 4 cấp.
i. Sơ đồ hình (2.8) là hộp số nhiều cấp, gồm có hộp số chính có 5 số tiến và 1 số lùi và
hộp số phụ đặt sau hộp số chính. Hộp số phụ có 2 cấp, 1 số truyền thẳng và 1 số truyền
thấp.
Hình: 2.8. Sơ đồ hộp số 5 cấp
Đối với đồ án này em chọn hai sơ đồ để tính toán là:
+ Với hộp số 3 trục 4 cấp số : chọn hình ( 2.3 ) là hộp số có 3 trục có trục sơ cấp
và trục thứ cấp đồng tâm, 4 cấp. Loại này thường dùng trên ô tô con, số IV là số truyền
thẳng. Số I và số lùi được gài bằng khớp răng, số II, III, IV được gài bằng bộ đồng tốc.

Các bánh răng trên trục trung gian được chế tạo liền thành một khối quay lồng không
trên trục trung gian.
+ Với hộp số 3 trục 5 cấp số : chọn hình ( 2.6 ) là hộp số có 3 trục, trục sơ cấp và
trục thứ cấp đồng tâm, 5 cấp. Loại này thường dùng trên ô tô vận tải và có 2 phương
án:
- Số truyền cuối cùng là số truyền tăng (
hIV
i
< 1)
- Số truyền cuối cùng là số truyền thẳng (
hIV
i
=1)
Hộp số 5 cấp thường khác nhau ở số cặp bánh răng luôn ăn khớp, số lượng đồng tốc
và khớp nối.
-20-

Ưu điểm:
+ Kết cấu đơn giản nên việc tính toán thiết kế đơn giản.
+ Được sử dụng nhiều trên các xe sử dụng hộp số hiện nay.
+ Sử dụng được nhiều các bố trí để thiết kế.
+ Qúa trình bảo dưỡng và sữa chữa dễ dàng.
1.4. Bộ đồng tốc:
1.4.1. Bộ đồng tốc loại I ( loại chốt hãm ) .
Tùy theo kết cấu cụ thể mà bộ đồng tốc hộp số ôtô có nhiều kiểu khác nhau, tuy
vậy chúng đều có cấu tạo chung sau:
- bộ phận nối (1) : có cấu tạo tương tự ống gài nối then hoa với trục ( tức là có thể di
trượt về phía phải hoặc phái trái để nối với bánh răng số (4) khi đã đồng đều tốc độ.
- chốt hãm (2) : có nhiệm vụ tạo ra phản lực tác dụng ngược lên bộ phận nối (1) để
chống gài số khi chưa đồng đều tốc độ giữa bộ phận nối (1) và bánh răng số (4).

- vành ma sát đồng tốc (3): Có nhiệm vụ tạo ra mômen ma sát giữa vành ma sát (3)
với bề mặt ma sát trên bánh răng số (4) nhằm làm đồng đều tốc độ giữa chúng khi gài
số.
- Bộ định vị : Gồm có bi định vị (5) và chốt (6) có nhiệm vụ giữ cho các vành ma sát
luôn ở vị trí trung gian khi chưa gài số, đồng thời cho phép đưa vành ma sát (3) vào
tiếp xúc trước với vành ma sát trên bánh răng (4) khi gài số.
Bộ đồng tốc kiểu 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.
Hình 2.9: Kết cấu bộ đồng tốc loại Ia ( Bộ phận nối kiểu liền )
Các nhà máy MAZ và KRAZ (của Liên Xô cũ ) sử dụng đồng tốc Ib với bộ phận nối
kiểu rời ( gồm các chi tiết 1a và 1b ). Cũng như các nguyên tắc cấu tạo và nguyên lý
làm việc tương tự. Chỉ khác là hai vành ma sát (3) của đồng tốc được làm liền khối, do
vậy bộ phận nối được tách rời và liên kết với nhau thông qua chốt hãm (2). Nhược
-21-

điểm của loại này là phải chế tạo hốc hãm (H) trên ống ma sát (3) trở nên khó khăn
hơn.
Hình 2.10: Bộ phận đồng tốc loại Ib ( bộ phận nối kiểu rời )
1.4.2. Bộ đồng tốc loại II ( răng hãm ):
Trên hộp số ô tô du lịch, vận tải và khách cỡ nhỏ kích thức của các bánh răng hộp
số nhỏ, không đủ không gian để thiết kế bộ đồng tốc loại I. Hơn thế nữa, tải trọng tác
dụng lên bề mặt hãm nói chung không lớn nên có thể sử dụng chính bề mặt nghiêng
của các bánh răng để làm bộ phận hãm. Đồng tốc này được gọi là Đồng tốc loại II.
Tùy theo kết cấu cụ thể, mà bộ đồng tốc loại II của hộp số ô tô có nhiều kiểu dáng
khác nhau nhưng đều có nguyên tắc cấu tạo sau:
+ Bộ phận nối (1) : Làm nhiệm vụ nối bánh răng quay trơn (4) với trục (5), bộ phận
nối có cấu tạo tương tự ống gài, di trượt dọc trục bằng khớp nối then hoa. Các bánh
răng của bộ nối (1) được vát nghiêng với 1 góc
β
đủ nhỏ để chống gài số khi bánh

răng gài (4) chưa đồng đều tốc độ với trục (5).
+ Bộ Phận Hãm (2) : Có nhiệm vụ chống lại việc gài số khi bánh răng (4) chưa đồng
đều tốc độ với trục (5). Bộ phận hãm có cấu tạo gồm vành răng hãm (2) gắn trên vành
côn ma sát (3). Các răng của vành răng hãm (2) đều được vát nghiêng với góc
β
cùng
với các răng trên bộ phận nối (1) nhằm chống lại việc gài số khi bánh răng (4) chưa
đồng đều tốc độ với trục (5).
+ Bộ phận ma sát: gồm các vành răng ma sát (3) có nhiệm vụ làm đồng đều tốc độ
giữa bánh răng số (4) với bộ đồng tốc tức là đồng đều tốc độ với trục (5) .
+ Bộ định vị : Có nhiệm vụ giữ cho các vành ma sát ở vị trí trung gian khi bộ đồng
tốc không làm việc. Đồng thời cho phép đưa vành ma sát (3) vào tiếp xúc với bề mặt
côn ma sát trên bánh răng số (4) khi bắt đầu tiến hành gài số.
Các loại bộ đồng tốc loại răng hãm:
-22-

Hình 2.11 : Kết cấu bộ đồng tốc loại IIa ( kiểu bi định vị ).
1- Bộ phận nối 2- Vành răng hãm 3- Vành ma sát
4- Bánh răng 5- Trục sơ cấp 6- Bi định vị
7- Thanh trượt

α
- Góc nghiêng của mặt côn ma sát r
ms
–Bán kính ma sát trung bình

β
- Góc nghiêng của bề mặt hãm
β
r

- Bán kính trung bình của mặt hãm

Hình 2.12: Kết cấu bộ đồng tốc loại IIb ( kiểu thanh trượt định vị ).
1- Bộ phận nối( ống nối ) 2- Vành răng hãm
3- Vành côn ma sát 4- Bánh răng số
5- Trục hộp số 6- Lò xo định vị thanh trượt
7- Thanh trượt định vị

α
- Góc côn của vành ma sát

β
- Góc nghiêng phản lực của các vành răng hãm
-23-

Hình 2.13: Kết cấu bộng đồng tốc loại IIc ( Kiểu ống trụ đẩy định vị ).
1- Bộ phận nối 2- Vành răng hãm 3- Vành ma sát
4- Bánh răng 5- Trục hộp số 6- Lò xo định vị
7a- Ống trụ định vị 7b- Chốt định vị

α
- Góc nghiêng của mặt côn ma sát r
ms
–Bán kính ma sát trung bình

β
- Góc nghiêng của bề mặt hãm
β
r
- Bán kính trung bình của mặt hãm

Hình 2.14: Bộ đồng tốc loại IId ( Kiểu định vị lò xo định vị hướng trục ).
1- Bộ phận nối 2- Vành răng hãm 3- Vành côn ma sát
4- Bánh răng sô 5- Lò xo định vị 6- Vòng chặn
r
ms
–Bán kính ma sát trung bình
β
- Góc nghiêng của bề mặt hãm

β
r
- Bán kính trung bình của mặt hãm
1.5. Cơ cấu điều kiển hộp số:
- Điều khiển trực tiếp: Loại này lắp cần chuyển số trực tiếp trên hộp số. Người ta
dùng loại này ở các xe FR cỡ nhỏ thao tác chuyển số nhanh và dễ xử lý.
- Điều khiển gián tiếp: Loại này liên kết cần chuyển số với hộp số bằng cáp hoặc các
thanh nối.
Với loại này thường dùng trên các xe FF, và có nhược điểm là gây ra ít rung động và
tiếng ồn và có thể dễ dàng thiết kế vị trí của cần chuyển số.
-24-

II. Cơ sở tính toán hộp số cơ khí:
2.1. Chọn tỷ số truyền:
Tỷ số truyền của hộp số ô tô xác định bằng tính toán lực kéo.
+ Tỷ số truyền ở tay số I xác định theo công thức :

tle
bx
h
iM

rG
i
η
ψ


0max
max
1
=
Trong đó :
max
ψ
: Là hệ số cản chuyển động .
G : Là trọng lượng toàn bộ của ô tô.
r
bx
: Là bán kính lăn của bánh xe có tính đến sự biến dạng của lốp.
M
emax
Mô men cực đại của động cơ.
i
0
: Là tỷ số truyền của truyền lực chính.
tl
η
: Là hiệu suất của truyền lực.
+ Tỷ số truyền của truyền lực chính.

65,2

.
0
bx
r
i
θ
=
Trong đó:
θ
hệ số vòng quay của động cơ.
Đối với ô tô du lịch
4030 −=
θ
Đối với ô tô vận tải
5040 −=
θ
+ Ở hộp số 3 cấp với số III là số truyền thẳng :
i
h3
= 1 ; i
h2
=
1h
i
+ Ở hộp số 4 cấp với số IV là số truyền thẳng :
i
h4
= 1 ;
3
13 hh

ii =
;
3
2
12 hh
ii
=
+ Ở hộp số 5 cấp với số V là số truyền thẳng :

1
5
=
h
i
;
4
14 hh
ii
=
;
4
2
13 hh
ii
=
;
4
3
12 hh
ii

=
2.2. Chế độ tải trọng khi thiết kế:
2.2.1. Tải trọng tính từ động cơ đến chi tiết đang tính của hộp số ( theo mô men
của động cơ) :
Áp dụng công thức : M
t
= M
e
.i (N.m)
Trong đó:
M
t
- Mômen tính toán ở chi tiết cần tính.
M
e
- Mômen của động cơ. M
e
= Memax.
i - Tỷ số truyền tính từ động cơ đến chi tiết cần tính toán.
-25-