kết cấu và tính toán ô tô

Đồ án mơn học Kết cấu và tính tốn ơ tơ

MỤC LỤC
Trang
2.3. SÅ ÂÄƯ ÂÄÜNG CA HÄÜP SÄÚ.......................................................................6
2.CHN LOẢI HÄÜP SÄÚ V SÄÚ TAY SÄÚ.....................................................2
3. XẠC ÂËNH T SÄÚ TRUƯN CẠC TAY SÄÚ TRUNG GIAN.......................8
4. XẠC ÂËNH CẠC KÊCH THỈÅÏC CHÊNH CA HÄÜP SÄÚ.............................8
4.1. CẠC KÊCH THỈÅÏC CÅ BN CA TRỦC....................................................8
4.2.5 Tênh ỉïng sút tiãúp xục......................................................................................17
4.2.6. Tênh sỉïc bãưn ca trủc......................................................................................19
5. TÊNH TOẠN THIÃÚT KÃÚ CẠC CHI TIÃÚT V CẠC CỦM CA HÄÜP
SÄÚ...............................................................................................................................21
5.1. TÊNH ÂỈÅÌNG KÊNH TRỦC V KIÃØM TRA ÂÄÜ CỈÏNG VỈỴNG.......21
5.1.2. Tênh trủc theo cỉïng vỉỵng..................................................................................21
5.2. TÊNH TOẠN ÂÄƯNG TÄÚC................................................................................25
5.2.2. Så âäư tênh âäưng täúc............................................................................................26
5.2.3. Trçnh tỉû tênh toạn âäưng täúc.............................................................................26
LÅÌI NỌI ÂÁƯU..............................................................................................................1
TI LIÃÛU THAM KHO..........................................................................................32
LỜI NĨI ĐẦU
Ơ tơ máy kéo là phượng tiện sản xuất và kinh doanh trong sinh hoạt, khơng thể thiếu
được trong đời sống hiện nay. Cùng với sự tiến bộ chung của khoa học. Ngành ơ tơ
cũng có những bước phát triển mới với những thành quả quan trọng. Những biến đổi
mà đòi hỏi phải có những nhận thức mới sâu rộng, những vấn đề đó có liên quan
đến cơng nghệ ơ tơ.
Tuy vậy muốn tiếp thu những kiến thức mới này thì phải nắm vững những kiến
thức cơ bản nhất. Những kiến thức này sẽ làm nền tản cho bước phát triẻn tiếp theo.
Vì vậy đồ án kết cấu và tính tốn ơ tơ là một bước cũng cố và phát triển những
hiểu biết cơ bản có từ những mơn học có liên quan.
Lần đầu tiên làm quen với việc tính tốn thiết kế nên có rất nhièu khó khăn phức

tạp. Với những nhận thức còn hạn chế về nhiều mặt nên q trình làm đồ án em còn
vướng phải những thiếu sót, rất mong sự quan tâm giúp đỡ của các thầy trong bộ mơn.
Để hồn thành đồ án này em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của
thầy LÊ VĂN TỤY các thầy trong bộ mơn và các bạn trong lớp.
Sinh viên : Hồng Ngọc Bình 1 Lớp: 98 C4A
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
Sinh viên thực hiện
Đinh Tuấn Vũ
1. CÔNG DỤNG , YÊU CẦU , PHÂN LOẠI
1.1. CÔNG DỤNG :
1.2. YÊU CẦU
- Có tỷ số truyền và số lượng tay số thích hợp , đảm bảo được chất lượng dộng lực
và có tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ô tô máy kéo.
- Làm việc êm dịu ,chuyển số nhẹ nhàng thuận tiện , không va đạp.
- Có vị trí trung gian để có thể cắt lâu dài động cơ khỏiû hệ thống truyền lực.
- Kết cấu đơn giản , làm việc tin cậy , bền vững.
- Hiệu suất cao ,kích thước khối lượng nhỏ , giá thành rẻ.
1.3. PHÂN LOẠI
- Theo phương pháp điều khiển chia ra các loại : điều khiển bằng tay, điều khiển tự
động và bán tự động .
- Theo số cấp phân ra các loại:3,4,5 và nhiều cấp.
- Theo sơ đồ động ,phân ra: Hộp số với các trục cố định và hộp số hành tinh.
- Theo số lượng phần tử điều khiển càn thiết để gài một số truyền ,phân ra:
một,hai,hay ba phần tử điều khiển .Số lượng phần tử điều khiển lớ hơn một
thường dùng trong hộp số nhiều cấp.
- Theo số lượng dòng lực , phân ra : một ,hai, hay ba dòng.Tăng số lượng dòng lực
làm phức tạp kết cấu . Tuy vậy cho phép giảm tải trọng tác dụng lên các báng
răng,trục va ổ trục cũng nhue kích thước của chúng.
2.CHỌN LOẠI HỘP SỐ VÀ SỐ TAY SỐ
Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 2 Lớp: 98 C4A

Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
2.1.CHỌN LOẠI HỘP SỐ:
Trên ô tô hiện nay, sử dụng chủ yếu các loại hộp số có trục cố định, điều khiển
bằng tay. Loại hộp số này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, hiệu xuất cao (0,96  0,98),
kích thước và trọng lượng nhỏ.
Trong các loại hộp số trên, hộp số ba trục cố định, có trục sơ cấp và trục thứ cấp
đồng tâm được sử dụng phổ biến nhất vì có ưu điểm là: có khả năng tạo số truyền thẳng
bằng cách nối tiếp các trục sơ cấp và thứ cấp. Khi làm việc ở số truyền thẳng, các bánh
răng, ổ trục và trục trung gian hầu như được giảm tải hoàn toàn nên giảm được mài mòn,
tiếng ồn và mất mát công suất.
Ở các số truyền khác, mô men truyền qua hai bánh răng, do đó có thể tạo được tỷ số
truyền lớn với kích thước khá nhỏ gọn. Nhờ đó giảm được trọng lượng toàn bộ của ô tô.
Tuy nhiên loại hộp số này có nhược điểm là:
- Hiệu suất giảm ở các tay số trung gian
- Ổ bi gối đỡ trước trục thứ cấp, do bố trí trong lỗ ở phần bánh răng công xôn của
trục sơ cấp, nên làm việc căng thẳng vì kích thước bị hạn chế bởi điều kiện kết cấu.

Hình 2.1. Sơ đồ động hộp số ba trục
Ngoài hộp số có ba trục cố định, có trục sơ cấp và thứ cấp đồng tâm còn có hộp
số có hai trục cố định, loại hộp số này có ưu điểm là:
- Kết cấu đơn giản, làm việc êm dịu và có hiệu suất cao ở các tay số trung gian.
- Dễ bố trí và đơn giản được kết cấu, hệ thống truyền lực khi xe đặt động cơ gần
cầu chủ động.
Tuy vậy loại hộp số có hai trục cố định có nhược điểm là:
- Do không có số truyền thẳng, vì thế các bánh răng ổ trục không được giảm tải ở
số truyền cao, làm tăng mài mòn các chi tiết, đồng thời gây tiếng ồn.
- Giá trị tỷ số truyền tay số thấp bị hạn chế, muốn khắc phục phải giảm tỷ số
truyền của tay số cao nhất và tăng tỷ số truyền lực chính i
o
. Với đặc điểm trên cho nên

hộp số hai trục thường được sử dụng trên các ô tô du lịch và thể thao có động cơ bố trí
cạnh cầu chủ động hoặc trên máy kéo có hộp số bố trí chung trong cùng một vỏ với
truyền lực chính.
Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 3 Lớp: 98 C4A
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
Hình 2.1. Sơ đồ động hộp số hai trục
Ô tô để thiết kế là loại ô tô vận tải dùng để vận chuyển hàng hoá, làm việc ở điều
kiện thường xuyên thay đổi tải, có tỷ số truyền lớn nên ta chọn hộp số ba trục cố định,
có trục sơ cấp và thứ cấp đồng tâm vì: hộp số này có ưu điểm nổi bậc là trục sơ cấp và
thứ cấp đồng tâm cho nên có thể làm số truyền thẳng, trong trường hợp này hiệu suất
bằng một. Đây là điều quan trọng đối với ô tô vận tải vì thời gian ô tô vận tải làm việc ở
số truyền thẳng chiếm tỉ lệ cao. Mặc khác khi ô tô chạy trên đoạn đường bằng phẳng có
thể gài số truyền thẳng, do đó thời gian sử dụng tay số trung gian sẽ it đi. Vì vậy tuổi thọ
ô tô được kéo dài.
2.2. XÁC ĐỊNH TỶ SỐ TRUYỀN , SỐ CẤP
2.2.1. Xác dịnh tỷ số truyền
Tỷ số truyền được xác định theo [ 6 ]
-Khả năng thắng sức cản lớn nhất trong điều kiện cho trước
i
h1

≥

tmaî
bx
iMe
rG
η
ψ
..

..
0
max
Trong đó : Theo đề bài cho trước

max
ψ
= 0,3 : hệ số cản lớn nhất của đường
G = 155000(N) :Trọng lượng toàn bộ xe

bx
r
= 0,5 (m) : bán kính bánh xe
max
Me
= 617 (Nm) :Mômen cực đại

0
i
= 6 : Tỉ số truyền lực chính
Theo [6] : ta có
t
η
= 0,75
÷
0,85 chọn
t
η
=0,8
Vậy : i

h1

≥

8,0.6.617
5,0.155000.3,0
= 7,8
- Khả năng tạo được lực cản lớn nhất theo điều kiện bám
i
h1

≤
t
bx
iMe
rG
η
ϕ
ϕ
..
...
0max
Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 4 Lớp: 98 C4A
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
Trong đó : Theo đề cho

ϕ
G
= (70.155000)/100=108500(N) :Trọng lượng bám của xe

bx
r
= 0,5(m) :bán kính bánh xe

max
Me
= 617(Nm) : Mômen cực đại

0
i
= 6 : Tỉ số truyền lự chính
Theo [6]:ta có
t
η
= 0,75
÷
0,85 chọn
t
η
=0,8

ϕ
=0,7
÷
0,8 chọn
ϕ
=0,75
Vậy : i
h1

≤
8,0.6.617
5,0.75,0.108500
= 13,7
-Khả năng chuyển động với tốc dộ ổn định tối thiểu để có thể cơ động trong điều
kiện địa hình chật hẹp
i
h1

≥
pn
bxe
iiV
rn
..
..377,0
0min
min


Trong đó :
minn
V
:tốc độ chuyển động ổn định nhỏ nhất

54
min
÷≤
n
V

(km/h) chon
minn
V
=5 (km/h)

mine
n
: vòng quay ổn dịnh tối thiểu của động cơ
Đốivới động cơ điêzel
mine
n
=350
÷
700(v/ph) chọn
mine
n
=500(v/ph)
Vậy: i
h1

≥
1.6.5
5,0.500.377,0
=3,14
Theo 3 điều kiện trên :
7,138,7
1
≤≤
h
i

Ta chọn
5,8
1
=
h
i
2.2.2. Số cấp của hộp số.
Hộp số của ô tô thuyết kế là loại ô tô tải,vì vậy để nâng cao tính chất động lực học của ô
tô, nâng cao hiệu suất của hệ thống truyền lực nên chọn được tỷ số truyền ở tay số cao
nhất của hộp số là số truyền thẳng nghĩa là i
hn
= 1.
Số cấp của hộp số (n) được xác định phụ thuôc vào:
- Chủng loại và công dụng của ô tô
- Vào giá trị khoảng tỷ số truyền Ki
K
i
= i
h1
/i
hn
(2.1)
Trong đó: i
h1
là tỷ số truyền tay số một của hộp số.
i
hn
là tỷ số truyền tay số cao nhất của hộp số.
Nói chung, tăng số cấp hộp số sẽ tăng được mức độ sử dụng công suất động cơ,
tăng tính kinh tế nhiên liệu, tốc độ trung bình và bởi vậy, tăng năng suất và giảm giá

thành vận chuyển.Tuy vậy tăng số cấp sẽ làm phức tạp kết cấu và quá trình điều khiển,
tăng kích thước, và giá thành hộp số. Đối với ô tô tải số cấp hộp số có thể từ n = 6  22
ừng với K
i
= 5  25. Ki càng lớn số cấp càng tăng. Sau đây là bảng số liệu thống kê của
ô tô tải theo giá trị khoảng truyền K
i
.
Bảng 2.1 Bảng giá trị tay số của ô tô tải theo khoảng tỷ số truyền K
i
Khoảngsố 5,78,5 5,78,5 5,78,5 5,78,5 5,78,5 5,78,5
Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 5 Lớp: 98 C4A
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
truyền Ki
Số cấp n 5 6 8 10 16 20
Tuy nhiên hiện nay có su hướng tăng số cấp và khoảng tỷ số truyền khi tăng khối
lượng ô tô, đặc biệt là đối với đoàn xe kéo moóc, để bù lại cho sự giảm công suất riêng
của chúng.Tăng số cấp và khoảng tỷ số truyền của hộp số các ô tô tải trọng lớn, cho
phép sử dụng hiệu quả hơn công suất động cơ khi ô tô làm việc với các mức tải và điều
kiện đường xá khác nhau. Đối vớicác ô tô này, trong vùng các số hay sử dụng nhất,
khoảng cách giữa tỷ số truyền giữa các tay số kề nhau.
q
i,i+1
= i
hi
/i
h(i+1)
cần phải nằm trong giới hạn 1,31,4. Khoảng này lớn sẽ làm tăng suất tiêu
hao nhiên liệu và giảm chất lượng động lực học của ô tô và khó chuyển tay số. Khoảng
cách nhỏ quá lại làm cho người lái khó khăn trong vấn đề lựa chọn tay số thích hợp. Ở

các tay số ít sử dụng hơn, khoảng cách giữa các số có thể tăng lên. Tuy vậy không nên
quá 1,61,7 để bảo đảm khả năng chuyển số.
Kết hợp hai điều kiện trên và giả thuyết dãy tỷ số truyền bố trí theo cấp số nhân,
có thể xác định sơ bộ:
)lg(
)lg(
1,
+
iti
i
q
K
 n- 1 
)lg(
)lg(
1,
+
ici
i
q
K
(2.2)
Ở đây q
ti,i+1
khoảng cách tỷ số truyền hai số liên tiếp ở vùng số thấp
q
ti,i+1
= 1,61.7 chọn q
ti,i+1
= 1,7

q
ci,i+1
khoảng cách tỷ số truyền hai số liên tiếp ở vùng số cao q
ci,i+1
= 1,31,4 chọn
q
ci,i+1
= 1,4 ; n: số cấp
Tỷ số truyền thấp nhất i
1
= 8,5
Tỷ số truyền ở tay số cao nhất i
hn
= 1
K
i
= i
1
/i
hn
= 8,5/ 1 =8.5

thay vào công thức 2.2 ta có:
)7,1lg(
)5,8lg(
 n- 1 
)4,1lg(
)5,8lg(
23,0
929,0

 n- 1 
15,0
929,0
⇒ 5,04 n  7,2
Vậy ta chọn hộp số có 5 cấp (n=5)
Do ô tô chạy có khi cần phải quay đầu vì vậy ta chọn thêm một tay số lùi để thuân
lợi cho việc điều khiển ô tô.
2.3. SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA HỘP SỐ
Sơ đồ động của các hộp số ba trục có trục thứ cấp như nhau, khác nhau chủ yếu ở
số lượng các cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp và cách bố trí số lùi.
Ở hầu hết các tay số đều sử dụng cặp bánh răng nghiêng thường xuyên ăn khớp.
Để gài số, có thể dùng ống gài hoặc đồng tốc. Riêng đối với các bánh răng số một và số
lùi có thể dùng các phương án sau: Bánh răng số một và số lùi luôn ăn khớp thường sử
dụng trong trường hợp thời gian làm việc ở số một và số lùi khá lớn.
Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 6 Lớp: 98 C4A
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
Ưu điểm: mặt dầu các vành răng không bị ăn mòn, hành trình của nạng chuyển số
nhỏ. Nhược điểm: cần đặt tự do trên trục thứ cấp một bánh răng số lùi kích thước khá
lớn, do đó làm tăng số lượng các bánh răng và mô men quán tính các chi tiết quay, bởi
vậy tăng tải trọng tác dụng lên các đồng tốc.
Ngoài ra còn có cách bố trí bánh răng số lùi không luôn luôn ăn khớp, cả bánh
răng số lùi và số một không luôn luôn ăn khớp. Tuy nhiên vẫn còn có hai phương án
không cần có bánh răng số lùi đặt riêng trên trục thứ cấp. Để gài số lùi và số một dùng
bánh răng di trượt. Bánh răng trung gian(đặt trên trục số lùi) có thể làm một hay hai
vành răng. Phương án một vành răng có kết cấu đơn giản hơn, tuy vậy điều kiện làm
việc của bánh răng không có lợi, chụi ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đối xứng.
Phương án hai điều kiện ứng suất thuận lợi hơn: thay đổi theo chu trình mạch động, cho
phép thực hiện số lùi với tỷ số truyền lớn hơn.
Chọn phương án bố trí số lùi là cả bánh răng số một và số lùi đều không luôn
luôn ăn khớp. Vì có đặc điểm gài số lùi rất dễ dàng, chỉ cần dịch chuyển bánh răng số I

Hình 2.3. Sơ đồ bố trí số lùi trên ô tô thiết kế
Bánh răng các tay số thấp(như số một và số lùi) chụi lực lớn thời gian làm việc ít
hơn, nên bố trí sát gối đỡ sau. Bánh răng tay số cao thời gian làm việc nhiều,bố trí ở
khoảng giữa trục, là vùng có góc xoay nhỏ nhất, nhờ đó điều kiện ăn khớp của các bánh
răng tốt hơn nên giảm được tiếng ồn và mài mòn.
Hầu hết các tay số đều dùng bánh răng nghiêng và đồng tốc. Các tay số một và số
lùi có thể có răng thẳng gài băng phương pháp duy trượt. Mặt khác ở các tay số 2,3,4,5
khi sang số vì có tốc độ lớn nên mặt dù đã cắt bộ ly hợp song do quán tính nên các bánh
răng còn quay với tốc độ khác nhau, nếu gài vào sẽ sinh ra lực va đập. Để khắc phục
hiện tượng trên và đơn giản hóa thao tác cho người lái nên trên hộp số có bố trí hai bộ
đồng tốc để gài số ở số hai và số ba, số bốn và số năm. Để khi hai bánh răng chưa đồng
tốc thì cơ cấu này không cho chúng gài vào nhau bằng cách tạo ra một lực cản chống lại
lực của tay người lái tác dụng lên cần số. Dùng mô men ma sát giữa các bề mặt côn tiếp
xúc để khắc phục mô men quán tính, các bánh răng dần dần đồng đều tốc độ và lực cản
nêu trên dần dần bị triệt tiêu, lúc đó lực của tay người lái đủ thắng định vị lò xo bi, gạt
các bánh răng ăn khớp với nhau một cách êm dịu.
Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 7 Lớp: 98 C4A
z
1
z
2
z
3
z
4
z
1
z
5
z

2
z
3
z
5
z
4
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
Hình 2.3. Sơ đồ động của hộp số thiết kế
2.4. XÁC ĐỊNH TỶ SỐ TRUYỀN CÁC TAY SỐ TRUNG GIAN
Chọn hệ thống tỷ số truyền của các số trung gian trong hộp số theo cấp số nhân.
- Cấp số nhân hiện nay được sử dụng rộng rải để chọn hệ thống tỷ số truyền của ô
tô cần thiết kế.
- Dựa trên cơ sở dụng công suất trung bình của động cơ khi làm việc ở chế độ
toàn tải không thay đổi trong quá trình gia tốc của ô tô.
- Ô tô thông thường hay sử dụng ở số cao của hộp số, nhưng ở khu vực này thì số
lượng tỷ số truyền ít so với số lượng tỷ số truyền có được ở số thấp, đây là một nhược
điểm khi chọn hệ thống tỷ số truyền cho các số trung gian theo cấp số nhân.
- Đối với hộp số có cấp thì lượng số truyền bị hạn chế, do đó sẽ hạn chế khả năng
tăng vận tốc trung bình của ô tô và hệ số sử dụng tải trọng của động cơ.
Theo quy luật cấp số nhân, tỷ số truyền của tay số trung gian bất kỳ có thể xác định
theo công thức [2]:
i
hi
=
)1/()(
1
−−
nin
h

i
trong đó: i: số thứ tự tay số; n: số cấp hộp số với n = 5
Theo số liệu tính toán ở trên :
5,8
1
=
h
i

tỷ số truyền tay số hai là: i
h2
i
h2
=
)15/()25(
1
−−
h
i
=
4/3
5,8
=4,97
tỷ số truyền tay số ba là: i
h3
i
h3
=
)15/()35(
1

−−
h
i
=
4/2
5,8
= 2,92
tỷ số truyền tay số tư là: i
h4
i
h4
=
)15/()45(
1
−−
h
i
=
4/1
5,8
=1,7
tỷ số truyền tay số hai là: i
hl
i
hl
= (1,2  1,3). i
h1
= 1,2.8,5 = 10,2
3. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA HỘP SỐ
3.1. CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TRỤC

Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 8 Lớp: 98 C4A
z
a
z
a
’
5 4
z
L
z
4
’
3
2
1
z
1
’
z
L
’
z
4
L
z
1
z
3
’
z

3
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
3.1.1. Khoảng cách giữa các trục của hộp số:
Đối với ô tô loại trục cố định, khoảng cách giữa các trục của hộp số (A) có thể
xác định sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau [2]:
A = K
a
. (M
ra
)
1/3
(mm) (4.1)
Ở đây: K
a
: hệ số kinh nghiệm; Đối với ô tô tải K
a
= 8,6  9,6
Vì hộp số thiết kế là hộp số của ô tô đặt trên động cơ Diezel nên chọn K
a
= 9,2
M
ra
= M
emax
. i
h1
(Nm) mômen trên trục ra(thứ cấp) của hộp số.
Trong đó: M
emax
mômen cực đại của động cơ, i

h1
tỷ số truyền của tay số một
⇒ A= 9,2.(617.8,5)
1/3
= 9,2.17,37 = 159,84 (mm). Chọn A = 160 (mm)
3.1.2.Kích thước chiều trục của hộp số:
Kích thước chiều trục của hộp số được xác định dựa vào kích thước chiều rộng
của các chi tiết lắp trên trục như: bánh răng,ổ trục.
Các kích thước này có thể xác định sơ bộ theo khoảng cách trục A như dưới đây:
- Chiều rộng các vành răng
b ≈ (0,19 0,23).A = 0,21.160 = 33,6 (mm)
b = 29,4(mm) dùng cho các bánh răng chụi tải lớn
- Chiều rộng các ổ bi
B ≈ (0,2 0,25).A = 0,2.160 = 32 (mm)
- Chiều rộng của các ống gài và đồng tốc:
H ≈ (0,40,55).A = 0,5.160 = 80(mm)
Kích thước chiều trục L
h
của cacte hộp số
L
h
=(2,73,0).A = 2,8.160 = 448 (mm)
3.1.3. Đường kính trục của hộp số:
Đường kính trục của hộp số được chọn chủ yếu theo điều kiện cứng vững, dựa
vào kinh nghiệm sau[2]:
- Đường kính trục sơ cấp (phần then hoa): d
1
d
1
= K

d
. (M
emax
)
1/3
(mm)
ở đây: K
d
= (4,04,6) :hệû số kinh nghiệm
M
emax
:mômen cực đại của động cơ theo đề bài cho(Nm);chọn K
d
= 4,2
⇒ d
1
= 4,2.(617)
1/3
= 32,76 (mm)
-Đường kính các trục trung gian (d
2
) và thứ cấp (d
3
):
ở phần giữa (đối với trục bậc)
d
2,3
≈ 0,45.A = 0,45. 160 = 72 (mm)
3.1.4. Kích thước và loại ổ trục:
Trong hộp số ba trục, thường thường sử dụng ổ bi cầu và bi trụ hường kính một

dãy, loại nhẹ và loại trung bình. Các kích thước d: đường kính ngỗng trục, D đường kính
ngoài, B chiều rộng của ổ. Theo số liệu thống kê, các kích thước d, D và B của ổ có giá
trị như sau [2]
Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 9 Lớp: 98 C4A
d
B
D
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô

Hình 4.1 : sơ đồ kích thước ổ bi
Ôø phía sau của:
- Trục sơ cấp:
d = 0,45.A = 0,45.160 = 82 (mm)
D = 0,9.A = 0,9 .160 = 140 (mm)
B = 0,2.A = 0,22.160 = 32 (mm)
- Trục thứ cấp:
d = 0,4.A = 0,4.160 = 64 (mm)
D = 0,9.A = 0,9 .160 = 144 (mm)
B = 0,2.A = 0,22.160 = 32 (mm)
- Trục trung gian:
d = 0,3.A = 0,3.160 = 48 (mm)
D = 0,72.A = 0,72 .160 = 115,2(mm)
B = 0,2.A = 0,2.160 = 32 (mm)
Ôø phía trước của:
- Trục trung gian:
d = 0,3.A = 0,3.160 = 48 (mm)
D = 0,61.A = 0,61 .160 = 97,6(mm)
B = 0,2.A = 0,2.160 = 32 (mm)
-Trục thứ cấp
d = 0,23.A = 0,23.160 = 36,8 (mm)

3.2. CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA BÁNH RĂNG:
-Mô đuyn(m
n
)
Đối với ô tô vận tải khi chọn mô đuyn bánh răng cho hộp số cần ưu tiên về vấn đề giảm
khối lượng hộp số, nghĩa là tăng mô đuyn và giảm chiều rộng bánh răng.
Mô đuyn pháp tuyến của các bánh răng có thể tính theo công thức kinh nghiệm [2]:
m
n
= (0,032 0,040).A (4.2)
= 0,034.140 = 4,76
chọn m
n
= 5; m
i
= 4
Góc nghiêng của bánh răng (β)
Góc nghiêng β được chọn theo hai điều kiện:
Điều kiện 1: đảm bảo độ trùng khớp chiều trục (ε
β
) không nhỏ hơn một,để bánh
răng ăn khớp chiều trục được êm dịu, tức là:
ε
β
= b.tgβ/t
s
= b.sinβ/(m
n
.π) ≥ 1
Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 10 Lớp: 98 C4A

Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
Điều kiện hai: lực chiều trục tác dụng các bánh răng nghiêng của trục trung gian
phải tự cân bằng, để giảm lực tác dụng các ổ trục. Muốn vậy, hướng nghiêng của tác cả
các bánh răng trên trục phải giống nhau và thoả mãn điều kiện:
tgβ
i
/ tgβ
1
= r
i
/r
1
ở đây: β
i
và r
i
- góc nghiêng và bán kính vòng lăn của bánh răng tay số i trên trục
trung gian; β
1
và r
1
- góc nghiêng và bán kính vòng lăn của bánh răng luôn luôn ăn khớp
của bánh răng trục sơ cấp.
Thực tế, lực chiều trục không thể cân bằng hoàn toàn và trên ô tô người ta sử dụng các
bánh răng có góc nghiêng β khác nhau, để tại điều kiện thuận lợi cho công nghệ và sửa
chữa.
Theo số liệu thống kê, góc nghiêng các bánh răng hộp số ô tô hiện nay nằm trong
khoảng: β = 18
0
30

0

chọn β = 22
0
3.2.1.Số răng tổng của các cặp bánh răng:
Sau khi đã chọn chọn được khoảng cách trục A, môđuyn m
n
và góc nghiêng β, có
thể xác định sơ bộ số răng tổng cộng của các cặp bánh răng theo công thức [2]:
Z
Σ
= 2.A.cosβ/m
n
= (2.160.cos22
0
)/4 = 73,6 ≈ 74
Để giải quyết sai lệch xuất hiện khi làm tròn số răng, có thể dùng một trong các biện
pháp sau:
- Hiệu chỉnh lại góc nghiêng β, theo công thức:
β = arccos(0,5.m
n
. Z
Σ
/A) = arccos(0,5.4.74/160) = 22
0
33’
Trong trường hợp dùng bánh răng không dịch chỉnh hoặc bánh răng dịch chỉnh
đều ξ
t
= 0.Biện pháp này không làm mất tính thống nhất về giá trị góc nghiêng β của các

bánh răng hộp số bởi vậy làm phức tạp quá trình chế tạo và sửa chữa bánh răng,nên ít
được dùng, hơn nữa cũng không áp dụng được nếu cặp bánh răng có răng thẳng.
- Dịch chỉnh góc bánh răng và giữ nguyên β
Hệ số dịch chỉnh trong trường hợp này được xác định theo công thức[2]:
ξ
t
= Z
Σ
.(invα
sw
- invα
s
)/(2.tgα)
Ở đây: α
s
= arctg(tgα/cosβ) góc prôfin trong tiết diện mặt đầu
α
sw
= arccos(A. cosα
s
/A
w
) góc ăn khớp ở tiết diện mặt đầu
invα
s
= tgα - α hàm số thân khai
A
w
= 0,5. Z
Σ

.m
n
/ cosβ khoảng cách trục ứng với số răng Z
Σ
sau khi đã làm tròn
α = 22
0
góc nghiêng của biên dạng góc
⇒: α
s
= arctg(tg22
0
/cos22
0
) = 23
0
invα
s
= tg23 - 21.π/180 = 0,382 - 0,366 = 0,016
α
sw
= arccos(160. cos23
0
/161) = 22
A
w
= 0,5.74.4/cos22
0
= 161(mm)
invα

s
= tg22
0
- 22.π/180 = 0,02
ξ
t
= 74.( 0,02- 0,016)/(2.tg22
0
) = 0,29
3.2.2. Xác định số răng của các bánh răng:
Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 11 Lớp: 98 C4A
Đồ án môn học Kết cấu và tính toán ô tô
Sau khi đã xác định được số răng của bánh răng Z
Σ
của các cặp bánh răng ăn
khớp, có thể xác định tiếp số răng của các bánh răng tương ứng, nhờ hệ phương trình sau
[2]:
Z
1
k
+ Z
2
k
= Z
Σ
(4.3) Z
1
k

= Z

Σ
/(i
gk
+1) (4.4)
Z
2
k
/ Z
1
k
= i
gk
Z
2
k
= Z
Σ
- Z
1
k

Ở đây: i
gk
tỷ số truyền cặp bánh răng được gài của tay số thứ k, i
gk
= i
hk
/ i
ak
(4.5)

i
hk
tỷ số truyền hộp sô ở tay số thứ k.
i
ak
tỷ số truyền của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp. Giá trị i
ak
hợp lý là xác định
theo i
h1
đảm bảo sao cho: bánh răng số một có kích thước để cho có thể chế tạo trục
trung gian đảm bảo độ cứng vững cần thiết, số bánh răng chủ động của cặp bánh răng
luôn luôn ăn khớp, đồng thời phải chọn số răng để không sảy ra hiện tượng cắt chân
răng, kích thước bánh răng đủ lớn để có thể bố trí gối đỡ trước của trục sơ cấp ở bên
trong, đường kính của bánh răng phải nhỏ hơn đường kính lỗ lắp ổ trục trên vỏ để đảm
bảo điều kiện lắp ghép hộp số, để giảm tải trọng, tỷ số truyền tay số một cần phân phối
cho cặp bánh răng được gài nhiều hơn, tức là: i
g1
> i
ak
. Kinh nghiệm cho thấy Z
1
= 1216
vì hộp số có mô đuyn bánh răng lớn, ở đây chọn Z
1
= 15. Như vậy:
i
g1
= (Z
Σ

- Z
1
)/ Z
1
= (74 - 15)/15 = 3,93
và i
a
= i
h1
/ i
g1
= 8,5/3,93 = 2,16
Theo công thức trên ta xác định được:
Z
a
= Z
Σ
/( i
a
+1) = 74/(2,16 + 1) = 23 răng
⇒ Z
a
’ = Z
Σ
- Z
a
= 74 - 23 = 51 răng
Tính chính xác tỷ số truyền của cặp bánh răng dẫn động trung gian:
i
a

= Z
a
’/Z
a
= 51/ 23 = 2,16
Theo công thức 4.5 có tỷ số truyền của cặp bánh răng dẫn động trung gian của từng tay
số tương ứng:
Tay số hai (i
g2
):
i
g2
= i
h2
/ i
a
= 4,98/2,16 = 2,3
Tay số ba (i
g3
):
i
g3
= i
h3
/ i
a
= 2,92/2,16 = 1,35
Tay số tư (i
g4
):

i
g4
= i
h4
/ i
a
= 1,7/2,16 = 0,79
- Tính số răng của cặp bánh răng tương ứng với từng tay số:
Ta đã có:
Cặp bánh răng dẫn động trục trung gian (Z
a
, Z
a
’)
Z
a
= 23; Z
a
’ = 51 răng
Cặp bánh răng dẫn động gài số một (Z
1
, Z
1
’)
Z
1
= 15; Z
1
’ = 59 răng
Từ công thức 4.4 ta có

Z
1
k

= Z
Σ
/(i
gk
+1)
Z
2
k
= Z
Σ
- Z
1
k

Sinh viên : Hoàng Ngọc Bình 12 Lớp: 98 C4A