Thiết kế hộp số cơ khí xe Bus BS090

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình phát triển nền kinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội,
việc vận chuyển hàng hoá, hành khách có vai trò to lớn. Với việc vận chuyển
bằng ô tô có khả năng đáp ứng tốt hơn về nhiều mặt so với các phương tiện vận
chuyển khác do đặc tính đơn giản, an toàn,cơ động. Trong các loại hình vận
chuyển thì vận chuyển bằng ô tô là loại hình thích hợp nhất khi vận chuyển trên
các loại đường ngắn và trung bình.
Ngày nay do nhu cầu vận chuyển hàng hoá, hành khách tăng nhanh, mật độ
vận chuyển lớn. Đồng thời cùng với sự mở rộng và phát triển đô thị ngày càng
tăng nhanh thì vận chuyển bằng ô tô lại càng có ưu thế. ở các nước công nghiệp
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, sửa chữa và
bảo dưỡng. Những năm 1985 trở về trước các 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. Tại
những liên doanh này ô tô được lắp ráp trên các dây chuyền công nghệ hiện đại.
Để hoàn thành được bản đồ án: “ Thiết kế hộp số cơ khí dựa trên cơ sở xe
Daewoo BS090” này ngoài sự nỗ lực của bản thân không thể không kể đến sự chỉ
bảo tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn và nhà trường. Đặc biệt là sự hướng
dẫn của thầy giáo Th.s NGUYỄN ĐỨC TRUNG.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Th.s NGUYỄN ĐỨC
TRUNG đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành thiết kế đề tài này. Xin cảm ơn các
thầy cô, các cán bộ công nhân viên trong bộ môn Cơ Khí Ô tô đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và thiết kế đề tài. Em xin kính chúc
các thầy luôn mạnh khoẻ và có nhiều cống hiến hơn nữa trong sự nghiệp phát
triển của ngành ô tô nói riêng và ngành giao thông vận tải nói chung của Việt
Nam.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hữu Chung
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu.
1.1.1. Công dụng của hộp số.
Hộp số chính có công dụng:
+ Tạo nên sự thay đổi giá trị mô men và số vòng quay của động cơ (thông qua
tỉ số truyền của hộp số) để phù hợp với các chế độ cản chuyển động trên đường.
+ Thay đổi chiều chuyển động của ô tô: chuyển động lùi.
+ Cho phép ngắt dòng truyền lực từ động cơ trong thời gian dài khi động cơ
vẫn làm việc.
+ Trích công suất cho các bộ phận khác.
1.1.2. Yêu cầu của hộp số.
- Để đảm bảo công dụng nêu trên, ngoài yêu cầu chung về sức bền và kết cấu
gọn. Hộp số phải có đủ tỷ số truyền cần thiết nhằm đảm bảo tốt tính chất động lực
và tính kinh tế.
- Khi gài số không sinh ra các lực va đập lên các răng nói riêng và hệ thống
truyền lực nói chung. Muốn vậy, hộp số ô tô phải có các bộ đồng tốc để gài số
hoặc ống để gài số.
- Hộp số phải có vị trí trung gian để có thể ngắt truyền động của động cơ khỏi
hệ thống truyền lực trong thời gian lâu dài. Phải có cơ cấu chống gài hai số cùng
lúc để đảm bảo an toàn cho hộp số không bị gẫy vỡ răng.
- Hộp số phải có số lùi để cho phép chuyển động lùi, đồng thời phải có cơ cấu
an toàn chống gài số lùi một cách ngẫu nhiên.
- Nhỏ gọn, điều khiển nhẹ nhàng, làm việc êm và hiệu suất cao.
1.1.3. Phân loại hộp số.
Với yêu cầu nêu trên, tùy theo tính chất truyền mô men cũng như sơ đồ động

học, hiện nay hộp số cơ khí ô tô máy kéo có thể phân loại như sau:
*) Dựa và tính chất truyền mô men có thể phân hộp số ô tô làm 2 kiểu: kiểu
hộp số vô cấp và hộp số có cấp:
- Kiểu hộp số vô cấp có mô men truyền lực qua hộp số biến đổi liên tục và do
đó tỷ số truyền động học cũng thay đổi liên tục. Hộp số vô cấp trên ô tô chủ yếu
là kiểu truyền động bằng thủy lực (biến mô).
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Kiểu hộp số có cấp gồm một số cấp hữu hạn (thường từ 3 đến 20 cấp). Ứng
với mỗi cấp giá trị mô men được truyền đến trục thứ cấp là khác nhau.
*) Dựa trên số trục chứa các cặp bánh răng truyền số có thể chia hộp số ô tô
thành 2 loại:
- Loại hộp số có 2 trục: gồm có trục sơ cấp gắn bánh răng chủ động của số
truyền, trục thứ cấp chứa bánh răng bị động.
- Loại hộp số có 3 trục: gồm có trục sơ cấp gắn bánh răng chủ động của số
truyền, trục trung gian chứa báng răng trung gian và trục thứ cấp chứa bánh răng
bị động. Điều đặc biệt đáng chú ý của hộp số 3 trục trên ô tô là: trục sơ cấp và
trục thứ cấp bố trí đồng tâm
*) Dựa theo số cấp của hộp số có thể phân chia hộp số ô tô thành 2 loại:
- Hộp số thường: có số cấp nhỏ hơn hoặc bằng 6.
- Hộp số nhiều cấp: có số cấp lớn hơn 6, thường là 8-20 cấp.
1.2. Một số loại hộp số sử dụng trên ô tô.
1.2.1. Theo số trục truyền của hộp số.
- Hộp số ba trục:
Kết cấu hộp số đồng trục thường có ít nhất 3 trục truyền động: trục sơ cấp và
trục thứ cấp lắp đồng tâm với nhau, ngoài ra còn có trục trung gian. Trục trung
gian có thể có một, hai hoặc 3 trục bố trí quanh trục sơ cấp và trục thứ cấp nhằm
làm tăng độ vững cho trục thứ cấp, duy trì sự ăn khớp tốt cho các cặp bánh răng
trên trục.

Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.2.Hộp số 3 trục 3 cấp trên xe OPELOLYMPIA

Hình1.3.Hộp số 3 trục 4 cấp trên xe TURNER T4 200
 Ưu điểm: Cho phép tạo ra số truyền thẳng (không qua cặp bánh răng truyền
động nào) nên hiệu suất cao nhất (có thể coi bằng 1 nếu như bỏ qua các tổn thất
khác). Điều này có ý nghĩa rất lớn đối với hộp số ô tô vì phần lớn thời gian làm
việc của hộp số là truyền thẳng (chiểm tỷ lệ từ 50 – 80%), cho phép nâng cao hiệu
suất truyền của hộp số và do đó giảm tiêu hao nhiêu liệu và tuổi thọ cho hộp số.
Vì vậy hộp số kiểu này được sử dụng phổ biến trên hầu hết các loại ô tô (từ xe du
lịch cho đến xe khách và xe tải).
 Nhược điểm: Trục ra thứ cấp phải bố trí gối lên trục sơ cấp thông qua ổ bi
đặt bên trong phần rỗng của đầu ra trục sơ cấp. Do bị khống chế bởi điều kiện kết
cấu (kích thước ngoài đầu trục có bánh răng chủ động truyền mô men xuống cho
trục trung gian) nên ổ bi này có thể không được chọn theo tiêu chuẩn tính toán ổ
bi mà phải tính toán thiết kế riêng. Điều này có thể làm cho ổ bi này dễ bị tình
trạng quá tải.
- Hộp số 2 trục:
Loại hộp số hai trục là kiểu hộp số thông dụng của truyền động hộp số cơ khí
nói chung, gồm một trục sơ cấp gắn các bánh răng chủ động, và một trục thứ cấp
gắn các bánh răng bị động của các cấp số truyền tương ứng.
*) Ưu điểm:
- Phù hợp với hệ thống truyền lực có cầu chủ động bố trí cùng phía với động
cơ( cụ động cơ, ly hợp, số hộp bố trí ngay trên cụm cầu chủ động).
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Do chiều truyền động là ngược nhau: truyền động được dẫn ra của trục thứ

cấp có chiều ngược với chiều chuyển động dẫn vào đối với trục sơ cấp. Điều đó
thuận lợi cho việc thiết kế truyền lực chính của cầu chủ động với kiểu bánh răng
trụ (thay vì báng răng côn).
- Với kết cấu này, không cần sử dụng truyền động cacdang để nối truyền động
từ hộp số này đến cầu chủ động như các sơ đồ bố trí khác.
- Hộp số 2 trục được sử dụng phổ biến đối với hệ thống truyền lực của máy
kéo hoặc các loại xe chuyên dụng khác.
*)Nhược điểm:
Nhược điểm cơ bản của hộp số 2 trục là kích thước theo chiều ngang lớn hơn
hộp số 3 trục đồng tâm khi có cùng tỷ số truyền (ở hộp số 3 trục đồng tâm, mỗi tỷ
số truyền phải qua ít nhất 2 cặp bánh răng nên kích thước gọn hơn nhưng hiệu
suất thấp hơn, trừ số truyền thẳng). Kích thước hộp số lớn sẽ kéo theo trọng
lượng lớn, nhất là khi xe có tỷ số truyền lớn.

Hình 1.4: Sơ đồ hộp số 2 trục,4 cấp xe Audi.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.5.Sơ đồ hộp số 2 trục ,4 cấp trên xe SKODA của Tiệp Khắc
1.2.2. Theo tỉ số truyền của hộp số:
- Hộp số thường (số cấp từ 3 đến 6):
Số cấp của hộp số ảnh hưởng lớn đến tính năng động lực cũng như tính kinh
tế nhiên liệu của xe. Số cấp tăng lên thì tính năng động lực cũng như tính kinh tế
nhiêu liệu đều tăng, công suất sử dụng để lấy đà và tăng tốc cũng nhanh hơn.
+ Hộp số 3 cấp: thường sử dụng cho những xe du lịch có thẻ tích công tác lớn
và vừa (
3
2000
ct
V cm

≥
). Do ô tô du lịch thường thiết kế với đường đặc tính động
lực tốt, tính năng tăng tốc cao nên phần lớn thời gian làm việc là ở số truyền
thẳng, còn các số truyền trung gian khác rất ít sử dụng.
+ Hộp số 4 cấp: thường sử dụng cho các ô tô du lịch có thể tích công tác nhỏ
(
3
2000
ct
V cm
<
) nhằm sử dụng hợp lý công suất của động cơ và nâng cao tính
kinh tế nhiên liệu của xe.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.6: Sơ đồ hộp số 4 cấp.
+ Hộp số 5 cấp: cũng được thiết kế cho xe du lịch để sử dụng tốt nhất công
suất của động cơ, nâng cao tính kinh tế nhiên liệu cho xe và để nâng cao tuổi thọ
cho động cơ.
+ Với ô tô vận tải, thường được thiết kế với tiêu chí tiêu hao nhiên liệu thấp,
do đó tính động lực không cao, hơn nữa phạm vi thay đổi trọng lượng toàn bộ của
xe nằm trong dải rộng nên hộp số thường phải được thiết kế với số cấp nhiều hơn,
phổ biến dùng hộp số từ 5 đến 6 cấp.

Hình 1.7: Sơ đồ hộp số 5 cấp trên xe tải Zil130.
- Hộp số nhiều cấp (số cấp từ 8 đến 20):
Đối với ô tô tải lớn và rất lớn hoạt động trong điều kiện nặng nhọc (trong
nhiều loại đường khác nhau) hoặc đối với liên hớp máy kéo cỡ lớn thì số cấp của
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48

7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
hộp số có thể lên đến từ 8 đến 20 cấp. Với hộp số như vậy thì phải có thêm cơ cấu
điều khiển phụ, khi đó kết cấu hộp số được chia thành 2 phần: phần chính và hộp
số phụ, trong đó số cấp của hộp số chính thường là 4 đến 5 cấp, còn số cấp của
hộp số phụ từ 2 đến 4 cấp.
- Hộp số vô cấp:
Hộp số vô cấp được đùng để tạo thành HTTL vô cấp, trong đó hộp số có tỉ số
truyền biến đổi liên tục, trong khoảng tỉ số truyền R định sẵn,từ thấp đến cao và
ngược lại. Trên ô tô bộ truyền vô cấp thường gặp, biến đổi mô men thủy lực, bộ
truyền đai đặc biệt Nếu mô men động cơ làm việc ở giá trị nhất định,sự biến đổi
mô men sau hộp số vô cấp là đường liên tục, do vậy các bộ truyền này còn gọi là
bộ truyền liên tục trong khoảng tỉ số truyền R cho trước.
1.2.3. Theo phương pháp dẫn động hộp số:
- Điều khiển bằng tay
- Điều khiển tự động
- 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.
1.3. Giới thiệu xe Daewoo BS090.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.8.Hình ảnh xe bus Daewoo BS090
- Xe bao gồm 25 ghế ngồi và 35 ghế đứng nên có thể vận chuyển hành khách
với số lượng lớn trên một chuyến đi.
- Hộp số sàn 5 cấp ( 5 số tiến và 1 số lùi) trên xe BS090 được sử dụng rộng
rãi hiện nay với các ưu điểm là hiệu suất truyền động cao,có nhiều cấp truyền
động để phù hợp với các địa hình và tốc độ di chuyển.

1.4. Các thông số kĩ thuật của xe Daewoo BS090.
Xuất xứ Hàn Quốc
Loại phương tiện Ô tô khách thành phố
Trọng lượng bản thân 8540 kg
Phân bố cầu trước 2310 kg
Phân bố cầu sau 6230 kg
Sức chứa (chỗ đứng + ghế) 60 người
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trọng lượng toàn bộ 12440 kg
Kích thước xe(dài x rộng x cao) 8900 x 2490 x 3110 mm
Chiều dài cơ sở 4200 mm
Vết bánh xe trước/sau 2050/1853 mm
Công thức bánh xe 4x2
Loại nhiên liệu Diesel
Nhãn hiệu động cơ Daewoo D1146
Loại động cơ 4 kỳ,6 xi lanh thẳng hàng
Thể tích 8071 cm
3
Dung tích bình nhiên liệu 200( lít)
Dung tích bình dầu bôi trơn 15,5 (lít)
Công suất lớn nhất/tốc độ quay 130 kw/ 2500 v/ph
Mô men xoắn lớn nhất 577 N.m
Lốp trước/sau 9.00 – 20/ 9.00 - 20
CHƯƠNG II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Lựa chọn phương án thiết kế.
- Qua phân tích ta lựa chọn hộp số 3 trục 5 cấp số (5 số tiến, 1 số lùi ), có số
5 là số truyền thẳng và không có số truyền tăng. Dẫn động điều khiển hộp số cơ
khí.

2.2. Phân tích kết cấu và nguyên lý làm việc.
2.2.1. Nguyên lý làm việc của hộp số.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
9
10
6
7
5
4
3
2
1
8
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Ø41k6
Ø41
H7
k6

Ø45
H7
k6
Ø58
H7
k6
Ø59
H7
k6
Ø58
Ø43k6
Ø45k6
Ø44
H7
k6
Ø48
H7
k6
Ø52
H7
k6
Ø56
H7
k6
Ø52
H7
k6
Ø51k6
Ø37
H7

k6
25
24
23
22
26
Hình 2.1: Sơ đồ động hộp số xe bus Daewoo BS090.
1. Trục sơ cấp 2. Vòng phớt chắn dầu 3. Ổ bi đũa
4. Bánh răng luôn ăn khớp 5. Bộ đồng tốc số 4và 5 6. Bánh răng số 4
7. Trục gài số 8. Cần gài số 9. Bánh răng số 3
10. Bộ đồng tốc số 2và 3 11. Bánh răng số 2 12. Bánh răng số 1
13. Ống trượt gài số 1 và số lùi 14. Bánh răng gài số lùi 15. Ổ bi đỡ chặn
16. Trục số lùi 17. Khối bánh răng số lùi 18.Bánh răng số 1(tg)
19. Bánh răng số 2(tg) 20. Bánh răng số 3(tg) 21.Bánh răng số 4(tg)
22. Trục trung gian 23. Then bằng 24. Bánh răng ăn khớp(tg)
25. Bu lông bắt năp đầu trục 26. Vít xả dầu.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Z'2
Z'3
Z'4
Z'a
Z'1
ZL1
Z'L
ZL3
Z1
Z2
Z3

Z4
Za
ZL2
L
1
2345
I
II
III
Hình 2.2:Sơ đồ hóa hộp số 3 trục 5 cấp trên cơ sở xe Daewoo BS090
Trên đây là hộp số xe Daewoo BS090 với sự lựa chọn là hộp số có 3 trục, trục
sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm, trục trung gian nằm song song với trục sơ cấp và
thứ cấp, có 4 cặp bánh răng thường xuyên ăn khớp.
*)Nguyên lý hoạt động của hộp số như sau:
+ Số 1: Đẩy tay số, của ống gạt số 1 và số L đi về phía trái làm cho các răng
trong của đồng tốc ăn khớp với vành răng trên bánh răng số 1 trên trục thứ cấp và
cố định bánh răng này trên trục.
Đường truyền M : TSC -> Z
a
-> Z
a
’ -> TTG -> Z
1
’ -> Z
1
-> BĐT(1,L) -> TTC.
Tỉ số truyền i
h1
= (-1)
2

. (Z
a
’/Z
a
).(Z
1
/Z
1
’).
+ Số 2: Bộ đồng tốc của số 2 và số 3 lùi về phải , các răng trong của đồng tốc
ăn khớp với vành răng trên bánh răng số 2 trên trục thứ cấp và cố định bánh răng
này trên trục.
Đường truyền M: TSC -> Z
a
-> Z
a
’ -> TTG -> Z
2
’ -> Z
2
-> BĐT(2,3) -> TTC.
Tỉ số truyền i
h2
= (-1)
2
. (Z
a
’/Z
a
).(Z

2
/Z
2
).
+ Số 3: Bộ đồng tốc gài số 3 và số 2 tiến về trái làm cho các răng trong của
đồng tốc ăn khớp với vành răng trên bánh răng số 3, bánh răng số 3 trên trục thứ
cấp được cố định với trục.
Đường truyền M: TSC -> Z
a
-> Z
a
’ -> TTG -> Z
3
’ -> Z
3
-> BĐT(2,3) -> TTC.
Tỉ số truyền i
h3
= (-1)
2
. (Z
a
’/Z
a
).(Z
3
/Z
3
’).
+ Số 4: Bộ đồng tốc gài số 4 và số 5 lùi về phía phải, làm cho làm cho bánh

răng của bộ đồng tốc ăn khớp với bánh răng trên trục thứ cấp.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đường truyền M: TSC -> Z
a
-> Z
a
’ -> TTG -> Z
4
’ -> Z
4
-> BĐT(4,5) -> TTC.
Tỉ số truyền i
h4
= (-1)
2
. (Z
a
’/Z
a
).(Z
4
/Z
4
’).
+ Số 5: Bộ đồng tốc gài số 5 lùi về phía trái, bánh răng trên bộ đồng tốc được
gài thằng từ bánh răng trên trục sơ cấp sang bánh răng trên trục thứ cấp.
Đường truyền M: TSC -> Z
a

-> BĐT(4,5) -> TTC.
Tỉ số truyền i
h5
= 1
+ Số lùi: Bánh răng trên trục phụ số lùi được đẩy vào ăn khớp với cặp bánh
răng số lùi.
Đường truyền M: TSC -> Z
a
-> Z
a
’ -> TTG -> Z
L
’ -> Z
L1
-> Z
L2
-> Z
L3
->
BĐT(1,L) -> TTC.
Tỉ số truyền i
hl
=(-1)
3
.( Z
a
’/Z
a
).(Z
L1

/Z
L
’).( Z
L3
/Z
L2
).
Với Z
L1
= Z
L2
2.2.2. Kết cấu các phần tử chủ yếu của hộp số.
2.2.2.1. Trục hộp số xe Daewoo BS090.
- Bao gồm có 3 trục: Trục sơ cấp, trục trung gian và trục thứ cấp.
+ ) Trục sơ cấp:
Hình 2.3.Trục sơ cấp hộp số xe Daewoo BS090
Nhiệm vụ của trục sơ cấp là nhận mô men xoắn từ động cơ và truyền mô men
xoắn đó tới các bánh răng trên trục trung gian. Ở tay số 5 thì các bánh răng trên
trục sơ cấp được ăn khớp trực tiếp vào bộ đồng tốc trên trục thứ cấp để thực hiện
tay số truyền thẳng i
h5
= 1.
Bánh răng trên trục sơ cấp thì được chế tạo liền trục để tạo độ bền cao cũng
như tăng tuổi thọ của trục.
+ )Trục trung gian:
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.4.Trục trung gian hộp số.
Trục trung gian có nhiệm vụ giữ cho các bánh răng trung gian luôn ăn khớp

với bánh răng trên trục sơ cấp và trục thứ cấp. Các bánh răng của trục trung gian
được chế tạo chế tạo rời, lắp với trục bằng then bằng. Trục trung gian luôn quay
ngược chiều với trục sơ cấp của hộp số.
Trên trục trung gian còn có bánh răng ăn khớp với bánh răng của trục số lùi để
thực hiện vào số lùi và sau đó trục số lùi sẽ truyền mô men xoắn sang trục thứ cấp.
+) Trục thứ cấp:
Hình 2.5.Trục thứ cấp hộp số .
Trục thứ cấp có nhiệm vụ đỡ các bánh răng trên trục thứ cấp và các bộ đồng
tốc, các bánh răng quay tự do xung quanh trục thứ cấp mà chỉ có bộ đồng tốc bị
khóa vào trục thứ cấp, khi gài số thì mô men xoắn sẽ được truyền từ bánh răng
của trục trục gian sang bánh răng của trục thứ cấp và truyền sang bộ đồng tốc sau
đó mới truyền sang trục thứ cấp.
2.2.2.2. Bánh răng.
Việc sử dụng các loại bánh răng để đáp ứng về nhu cấu tốc độ và momen
xoắn. Trong hộp số xe Daewoo người ta sử dụng hai loại bánh răng: Bánh răng
trụ răng thẳng và bánh răng trụ răng nghiêng. Bánh răng thẳng dùng trong bánh
răng gài số lùi. Các bánh răng còn lại đều dùng bánh răng trụ răng nghiêng.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.6.bánh răng gài số 3 trục thứ cấp hộp số
Bánh răng của hộp số được làm từ thép chất lượng cao, chúng được tôi cẩn
thận để tạo độ nhẵn, bề mặt các răng cứng, nhưng bên trong rất dẻo. Chúng được
gia công nhiệt bề mặt. Các răng, các vùng nguy hiểm được gia công trên máy
chính xác.
2.2.2.3. Bộ đồng tốc hộp số
Hình 2.7. Cấu tạo của bộ đồng tốc quán tính có khóa hãm
Trên ống trượt có rãnh lắp càng gài số và ống trượt di chuyển theo chiều dọc
để gài số. Moayơ có ba rãnh rộng lắp ba miếng khoá, trên các miếng khoá có gờ
được lò xo đẩy ra tiếp xúc với ống trượt, giữ ống trượt ở vị trí trung gian.

Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hai vòng đồng tốc (vòng ma sát) làm bằng thau, bên trong vòng đồng tốc có
mặt côn tiếp xúc với mặt côn trên bánh răng, bên ngoài có răng ăn khớp với răng
trong của ống trượt, trên vòng đồng tốc có ba rãnh, ăn khớp với ba miếng khoá.
2.2.2.4. Cơ cấu định vị thanh trượt và khóa số:
Hình 2.8.Cấu tạo cơ cấu định vị thanh trượt gài số.
Cơ cấu này giúp cho thanh trượt ở một vi trí nhất định khi ở vị trí trung gian
hoặc gài bất kỳ một số nào đó. Trên thanh trượt có rãnh ứng với các số thường và
một rãnh số không, trên vỏ hộp số có lỗ, lắp lò xo và viên bi khoá.
Khi ta muốn gài bất cứ số nào trên thanh trượt như từ rãnh B sang rãnh C ta
tác dụng vào tay số, làm thanh trượt di chuyển sang phải, lò xo bị nén, viên bi đi
lên và trượt trên thanh trượt, dưới tác dụng của lò xo đẩy viên bi lọt xuống rãnh
C. Nếu không có cơ cấu này hoặc cơ cấu này bị hư hỏng như: viên bi bị mòn hoặc
lò xo bị gãy, sẽ gây ra hiện tượng tự trả về vị trí trung gian.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG III.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘP SỐ
3.1. Lựa chọn vật liệu.
*) Vật liệu chế tạo bánh răng hộp số:
Do điều kiện làm việc nặng nhọc, truyền lực lớn, tốc độ vòng quay lớn mà
yêu cầu hộp số kích thước bé không quá lớn do vậy kích thước bánh răng yêu
cầu nhỏ lại phải đảm bảo yêu cầu truyền momen lớn, làm việc không gây tiếng
ồn.
Chọn vật liệu chế tạo bánh răng theo [ 1]
Loại thép: 35
Nhiệt luyện: thấm cácbon
Độ cứng : 46…53 HRC

[
σ
b
] = 650 MPa
[
σ
ch
] = 400 MPa
*) Vật liệu chế tạo trục hộp số:
Thép 45 tôi có
σ
b
≥

850 MPa; ứng suất cho phép của loại thép này nằm trong
khoảng từ 50
÷
60 MPa .

[ ]
u
τ
=
[ ]
U
σ
= 67 MPa

[ ]
th

σ
=100 MPa
3.2. Tính toán và kiểm tra bền bánh răng.
3.2.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: A
sb
Vì hộp số ta thiết kế có trục cố định nên khoảng cách sơ bộ giữa các trục A
được tính theo công thức:
A
sb
= a.
3
emax
M
[mm]
Trong đó ta có:
Mô men cực đại của động cơ M
emax
= 577 (N.m).
a: Hệ số kinh nghiệm, với xe bus sử dụng động cơ diesel ta chọn a = 18
Thay số ta tính được: A
sb
=18.
3
577
= 149,8 (mm).
3.2.2. Xác định mô đun bánh răng: m
Để chọn mô đun của bánh răng cần chú ý các điểm sau đây:
- Để giảm tiếng ồn khi hộp số làm việc, nên chọn mô đun với xu hướng giảm
và tăng chiều rộng (b)của bánh răng.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48

17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Nên chọn mô đun thống nhất giữa các bánh răng nhằm làm cho công nghệ
chế tạo và sửa chữa bánh răng được thuận tiện.
- Trong hộp số có cả bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng trụ răng nghiêng
thì chọn 2 mô đun của 2 loại răng khác nhau.
- Để giảm trọng lượng hộp số khi có cùng khoảng cách trục thì nên chọn mô
đun theo hướng tăng và giảm chiều rộng (b) của bánh răng.
- Đối với hộp số ô tô, mô đun pháp tuyến m
n
của bánh răng được cho theo đồ
thị (hình 3.1) phụ thuộc mô men quay cực đại trên trục thứ cấp của hộp số M
t
,
được xác định theo công thức :
M
t
= M
emax
.i
h1
= 0,577. 4,5 = 2,506.
-> dựa vào đồ thị xác định được m
n
= 3,94.
Trên đồ thị mô đun của bánh răng thẳng chọn gần với đường phía trên, đối
với bánh răng trụ răng nghiêng chọn mô đun gần với đường phía dưới.
Đối với ô tô hiện nay người ta thường sử dụng các giá trị mô đun tiêu chuẩn
sau đây:1,75 ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; 3,5 ; 3,75 ; 4,0 ; 4,25 ; 4,50 ; 5,0 ; 5,5 ; 6,0 ; 6,5 ;
7,0 ; 9,0 ; 10,0 ; 11,0 ; 12,0 (mm)

Hình 3.1:Đồ thị kinh nghiệm để chọn mô đun pháp tuyến của bánh răng hộp số
Dựa vào mô đun tiêu chuẩn và mô đun xác định theo đồ thị ta chọn m = 4.
3.2.3. Chọn sơ bộ góc nghiêng: β
Trong hộp số ta nên chọn góc nghiêng của các bánh răng trụ răng nghiêng là
như nhau nhằm làm dễ dàng cho công nghệ chế tạo và sửa chữa hộp số. Góc
nghiêng được chọn theo kinh nghiệm như sau:
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đối với ô tô con β = 30
0

÷
50
0
Đối với ô tô vận tải và ô tô bus β = 20
0
÷
30
0
=> chọn β = 30
0
.
Đối với các bánh răng trụ răng thẳng thì β = 0
0
3.2.4. Xác định số răng của các bánh răng.
a) Xác định số răng của các bánh răng luôn ăn khớp.
- Số lượng răng của bánh răng chủ động của cặp bánh răng luôn ăn khớp có
thể chọn theo điều kiện không cắt chân răng, nghĩa là Z
a

> 13.Ta chọn Z
a
= 21
(răng).
- Số lượng răng của bánh răng bị động của cặp bánh răng luôn ăn khớp xác
định theo công thức:
Ta có : Z
a
’
=
m
Asb
β
cos 2
- Z
a
=
4.2
3.8,149.2
- 21 = 44,87
=> làm tròn Z
a
’
= 44.
Tỉ số truyền của cặp bánh răng luôn ăn khớp:
a
i
= Z
a
’

/ Z
a
=44/21 = 2,1.
b) Xác định số răng của bánh răng gài số tiến.
Xác định tỷ số truyền của các cặp bánh răng được gài ở các tay số truyền thứ i
khác nhau trong hộp số. Trong đó số 5 là số truyền thằng nên tỉ số truyền =1.
i
gi
= i
hi
/ i
a
.
i
hi
: Ta chọn là tỉ số truyền của xe cơ sở.
i
h1
i
h2
i
h3
i
h4
i
h5
i
hl
4,5 3,09 2,12 1,456 1 4,7
Thay số vào tính được tỉ số truyền của các cặp bánh răng theo bảng dưới :

i
g1
i
g2
i
g3
i
g4
2,15 1,47 1,01 0,697
- Xác định số răng của bánh răng dẫn động gài số ở trục trung gian khi giữ
khoảng cách trục không đổi.
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
)1(
cos 2
gi
Asb
gi
Z
im +
=
β
- Thay số vào ta được:
)15,21.(4
8,149.2
)
1
1(
.2

1
+
=
+
=
g
Asb
g
Z
im
= 23,78
)47,11.(2.4
3.8,149.2
)
2
1(
cos 2
2
+
=
+
=
g
Asb
g
Z
im
β
= 26,25
)01,11.(2.4

3.8,149.2
)
3
1(
cos 2
3
+
=
+
=
g
Asb
g
Z
im
β
= 32,11
)697,01.(2.4
3.8,149.2
)
4
1(
cos 2
4
+
=
+
=
g
Asb

g
Z
im
β
= 38,23
Làm tròn ta được bảng sau:
Z
g1
Z
g2
Z
g3
Z
g4
24 26 32 38
Số lượng răng của bánh răng bị động trên trục thứ cấp:
Z’
gi
=Z
gi
.i
gi
Z’
g1
= 51,13 Z’
g2
= 39,59 Z’
g3
= 32,43 Z’
g4

= 26,65
Làm tròn ta được bảng:
Z’
g1
Z’
g2
Z’
g3
Z’
g4
51 40 32 27
Xác định lại tỉ số truyền của cặp bánh răng gài số:
i
gi
= Z’
gi
/ Z
gi
i
g1
i
g2
i
g3
i
g4
2,15 1,51 1,01 0,697
Xác định lại tỉ số truyền của hộp số theo công thức:
i
hi

= i
a
.i
gi
= (Z
a
’
/Z
a
).(Z
’
gi
/Z
gi
).
Thay số và tính ta được bảng:
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
i
h1
i
h2
i
h3
i
h4
4,44 3,21 2,09 1,485
3.2.5. Xác định chính xác khoảng cách giữa các trục: A
Sau khi đã xác định được số lượng răng của các bánh răng và làm tròn số

răng thì có thể xảy ra trường hợp là các khoảng cách các trục A không còn như
nhau nữa. Vì vậy ta phải xác định lại khoảng cách trục A của tất cả các bánh răng
ăn khớp với nhau trong hộp số.
a) Khoảng cách trục của bánh răng luôn ăn khớp và ở số truyền thứ i:
Cặp bánh răng luôn ăn khớp:
A
a
=
1,150
2
3
.2
)4421.(4
cos.2
)'.(
=
+
=
+
β
a
Z
a
Zm
[mm]
Cặp bánh răng thẳng gài số 1:
A
1
=
2

)
1
'
1
.( ZZm +
[mm]=> A
1
=
2
)
1
'
1
.(4 ZZ +
=
2
)5124.(4 +
= 150 (mm)
Cặp bánh răng nghiêng gài số 2, số 3, số 4:
A
i
=
β
cos.2
)'.(
i
Z
i
Zm +
[mm] A

2
=
2
3
.2
)4026.(4 +
=152,4 (mm)
A
3
=
2
3
.2
)3232.(4 +
= 147,8(mm) A
4
=
2
3
.2
)2738.(4 +
= 151,1(mm)
A
a
A
1
A
2
A
3

A
4
150,1 mm 150 mm 152,4 mm 147,8 mm 151,1 mm
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
b) Dịch chỉnh góc bánh răng:
Sau khi đã tính chính xác khoảng cách giữa các trục, có thể giữa chúng sẽ xảy
ra sự sai lệch về trị số. Ta chọn 1 khoảng cách trục trong số đã tính chính xác làm
chuẩn A
c
= A
a
=150,1 (mm) để xác lập sự ăn khớp chính xác của các cặp bánh
răng nhằm đảm bảo A
a
= A
1
= A
2
= A
3
= A
4
= A
c
Để giải quyết sự sai lệch về khoảng cách trục ta có thể giải quyết bằng biện
pháp dịch chỉnh góc bánh răng:
Tính toán dịch chỉnh góc bánh răng theo các bước sau đây:
*) Cặp bánh răng số 1:

- Xác định hệ số thay đổi khoảng cách trục λ
01
:

1
)
1
(
01
A
A
c
A −
=
λ
=
150
)1501,150( −
= 0,00067
=> tra bảng được ξ
0
= 0,00107 ; α
0
= 20
ο
- Hệ số dịch chỉnh tổng cộng ξ
t
:
ξ
t

= 0,5. ξ
0
. ( Z’
g1
+ Z
g1
) = 0,5.0,00107.(51+24) = 0,04
- Phân chia hệ số dịch chỉnh ξ
t
cho bánh răng Z’
g1
và Z
g1
:
ξ
t
= ξ
1
+ ξ
1
’
- Vì số răng của Z
g1
và Z
’
g1

đều lớn hơn 17 nên:
ξ
1

=ξ
1
’ = 0,02
+ Để đảm bảo truyền lực tốt, khi chọn ξ
1
và ξ
1
’ cần thoả mãn điều kiện không
cắt chân răng:
S
e1, 2
≥ (0,2 ÷ 0,3).m
Ta có công thức tính chiều dày răng ở đỉnh S
1
của bánh răng Z
g1
, và S
1
’ của
bánh răng Z
g1
’ như sau:

.4.02,0.2
2
4.14,3
0

1
.2

2
.
1
+=+=
αξ
π
tgm
m
S
tg
20
ο
= 6,34 ≥(0,2 ÷ 0,3).4

.4.02,0.2
2
4.14,3
0
.'.
1
.2
2
.
'
1
+=+=
αξ
π
tgm
m

S
tg
20
ο
= 6,34 ≥(0,2 ÷ 0,3).4
=> Vậy cặp bánh răng số 1 thỏa mãn điều kiện không cắt chân răng.
Z
g1
= 24 tra bảng => ξ
1
’’ = 1,39 > ξ
1
= 0,02
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Z
’
g1

= 51 tra bảng => ξ
1
’’ = 2,28 > ξ
1
’ = 0,02
=> Vậy cặp bánh răng số 1 thỏa mãn điều kiện không nhọn răng.
*) Cặp bánh răng số 2:
- Xác định hệ số thay đổi khoảng cách trục λ
02
:

2
)
2
(
02
A
A
c
A −
=
λ
=
4,152
)4,1521,150( −
= -0,0151
=> tra bảng được ξ
0
= - 0,01463 ; α
0
= 17
ο
- Hệ số dịch chỉnh tổng cộng ξ
t
:
ξ
t
= 0,5. ξ
0
. ( Z’
g2

+ Z
g2
) = -0,5.0,01463.(40+26) = -0,482
- Phân chia hệ số dịch chỉnh ξ
t
cho bánh răng Z’
g1
và Z
g1
:
ξ
t
= ξ
2
+ ξ
2
’
- Vì số răng của Z
g1
và Z
’
g1

đều lớn hơn 17 nên:
ξ
2
=ξ
2
’ = -0,241
+ Để đảm bảo truyền lực tốt, khi chọn ξ

2
và ξ
2
’ cần thoả mãn kiện không cắt
chân răng:
S
e1, 2
≥ (0,2 ÷ 0,3).m
Ta có công thức tính chiều dày răng ở đỉnh S
2
của bánh răng Z
g2
, và S
2
’ của
bánh răng Z
g2
’ như sau:

.4).0241,0.(2
2
4.14,3
0

2
.2
2
.
2
−+=+=

αξ
π
tgm
m
S
tg
17
ο
= 6,22≥ (0,2 ÷ 0,3).4

.4).0241,0.(2
2
4.14,3
0
.'.
2
.2
2
.
'
2
−+=+=
αξ
π
tgm
m
S
tg
17
ο

= 6,22≥ (0,2 ÷ 0,3).4
=> Vậy cặp bánh răng số 2 thỏa mãn điều kiện không cắt chân răng.
Z
g2
= 26 tra bảng => ξ
1
’’ = 1,47 > ξ
2
= - 0,0241
Z
’
g2

= 40 tra bảng => ξ
1
’’ = 1,96 > ξ
2
’ = - 0,0241
=> Vậy cặp bánh răng số 2 thỏa mãn điều kiện không nhọn răng.
*)Cặp bánh răng số 3:
- Xác định hệ số thay đổi khoảng cách trục λ
03
:
3
)
3
(
3
A
A

c
A
o
−
=
λ
=
8,147
)8,1471,150( −
= 0,0156
=> tra bảng được ξ
0
= 0,0168 ; α
0
= 22
ο
- Hệ số dịch chỉnh tổng cộng ξ
t
:
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ξ
t
= 0,5. ξ
0
. ( Z’
g3
+ Z
g3

) = 0,5.0,0168.(32+32) = 0,538
- Phân chia hệ số dịch chỉnh ξ
t
cho bánh răng Z’
g3
và Z
g3
:
ξ
t
= ξ
3
+ ξ
3
’
- Vì số răng của Z
g3
và Z
’
g3

đều lớn hơn 17 nên:
ξ
3
=ξ
3
’ = 0,269
+ Để đảm bảo truyền lực tốt, khi chọn ξ
3
và ξ

3
’ cần thoả mãn điều kiện không
cắt chân răng:
S
e1, 2
≥ (0,2 ÷ 0,3).m
Ta có công thức tính chiều dày răng ở đỉnh S
3
của bánh răng Z
g3
, và S
3
’ của
bánh răng Z
g3
’ như sau:
.4).269,0.(2
2
4.14,3
0

3
.2
2
.
3
+=+=
αξ
π
tgm

m
S
tg
22
ο
= 7,15 ≥ (0,2 ÷ 0,3).4

.4).269,0.(2
2
4.14,3
0
.'.
3
.2
2
.
'
3
+=+=
αξ
π
tgm
m
S
tg
22
ο
= 7,15 ≥ (0,2 ÷ 0,3).4
=> Vậy cặp bánh răng số 3 thỏa mãn điều kiện không cắt chân răng.
Z

g3
= 32 tra bảng => ξ
1
’’ = 1,7 > ξ
3
= 0,269
Z
’
g3

= 32 tra bảng => ξ
1
’’ = 1,7 > ξ
3
’ = 0,269
=> Vậy cặp bánh răng số 3 thỏa mãn điều kiện không nhọn răng.
*) Cặp bánh răng số 4:
- Xác định hệ số thay đổi khoảng cách trục λ
04
:

4
)
4
(
4
A
A
c
A

o
−
=
λ
=
1,151
)1,1511,150( −
= -0,0066
=> tra bảng được ξ
0
= -0,006 ; α
0
= 19
ο
- Hệ số dịch chỉnh tổng cộng ξ
t
:
ξ
t
= 0,5. ξ
0
. ( Z’
g4
+ Z
g4
) = 0,5.(-0,006).(27+38) = -0,195
- Phân chia hệ số dịch chỉnh ξ
t
cho bánh răng Z’
g4

và Z
g4
:
ξ
t
= ξ
4
+ ξ
4
’
- Vì số răng của Z
g4
và Z
’
g4

đều lớn hơn 17 nên:
ξ
4
=ξ
4
’ = -0,0975
+ Để đảm bảo truyền lực tốt, khi chọn ξ
4
và ξ
4
’ cần thoả mãn điều kiện không
cắt chân răng:
S
e1, 2

≥ (0,2 ÷ 0,3).m
Ta có công thức tính chiều dày răng ở đỉnh S
4
của bánh răng Z
g4
, và S
4
’ của
Nguyễn Hữu Chung Lớp:cơ khí ô tô B-k48
24