ĐỒ án THIẾT kế hộp số CHO ôtô CHỞ KHÁCH LOẠI NHỎ

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành công nghiệp ôtô hiện nay ngày càng đóng vai trò quan trọng
trong sự phát triển của một đất nước. Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ
nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách, phát triển kinh tế xã hội
đất nước và nó còn là sản phẩm kết tinh của nhiều ngành công nghiệp
khác nhau thể hiện trình độ khoa học kĩ thuật của đất nước đó. Từ lúc ra
đời cho đến nay ôtô đã được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như giao
thông vận tải, quốc phòng an ninh, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch...
Sự phát triển của nền kinh tế dẫn đến yêu cầu và mục đích sử dụng
ôtô cũng thay đổi, chiếc xe hiện nay không chỉ đơn thuần là một phương
tiện chuyên chở mà nó phải đáp ứng các yêu cầu như tính năng an toàn,
độ êm dịu thoải mái, tính tiện nghi, kinh tế và thân thiện với môi trường.
Do vậy đã có rất nhiều các tiến bộ khoa học kĩ thuật được áp dụng vào
công nghệ chế tạo ôtô nhằm nâng cao độ tin cậy, sự tiện nghi, giảm ô
nhiễm môi trường...
Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất
nước, ngành công nghiệp ôtô Việt Nam mới ra đời còn non trẻ mới dừng
lại ở qui mô lắp ráp, sửa chữa và chế tạo một số chi tiết nhỏ nhưng tương
lai hứa hẹn có nhiều khởi sắc. Hiện nay các loại xe được khai thác sử
dụng trong nước chủ yếu là nhập khẩu nước ngoài và lắp ráp trong nước,
các loại xe này có các thông số kĩ thuật phù hợp với điều kiện địa hình
và khí hậu Việt Nam. Do đặc thù khí hậu nước ta là nhiệt đới gió mùa
ẩm, địa hình nhiều đồi núi, độ ẩm cao nên nhìn chung là điều kiện khai
thác tương đối khắc nghiệt. Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá kiểm
nghiệm các hệ thống, các cụm trên xe là việc cần thiết để đảm bảo khai
thác sử dụng xe có hiệu quả cao góp phần nâng cao tuổi thọ xe.

1


Để góp phần thực hiện công việc trên và cũng là đúc rút lại những

kiến thức sau năm năm học tập tại mái trường 'Học Viện Kĩ Thuật Quân
Sự' tôi đã được giao đồ án môn học với đề tài: "Thiết kế hộp số cho xe
ôtô chở khách loại nhỏ".
Nội dung chính của đồ án bao gồm:
• Lời nói đầu
• Đặt vấn đề
• Phân tích chọn phương án thiết kế
• Tính toán thiết kế
• Kết luận
Với sự hướng dẫn của thầy Trần Minh Sơn cùng các thầy giáo của
bộ môn Ôtô , Khoa Động Lực HVKTQS tôi đã thực hiện đồ án này.
Trong quá trình làm đồ án, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không khỏi
có những chỗ còn thiếu xót, tôi rất mong được sự đóng góp chỉ bảo của
thầy hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ môn để đồ án môn học này
hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện
Lưu Văn Dũng

2


CHƯƠNG I
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Khái quát chung về đề tài thiết kế.
Động cơ đốt trong dùng trong ôtô có hệ số thích ứng rất thấp, đối với
động cơ xăng hệ số này bằng 1,1-1,2 và đối với động cơ điezen bằng
1,05 - 1,15 do đó mô men xoắn của động cơ không thể đáp ứng yêu cầu
mômen cần thiết để thắng sức cản chuyển động thay đổi khá nhiều khi
ôtô làm việc, muốn giải quyết vấn đề này trên ôtô cần phải đặt hộp số.
1.1.1 Công dụng và yêu cầu .

+Công dụng
Hộp số dùng để thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực trong
quá trình chuyển động của ôtô nhằm thay đổi lực kéo ở các bánh xe chủ
động và thay đổi vận tốc chuyển động của ôtô trong khoảng rộng tuỳ ý
theo sức cản bên ngoài.
Thực hiện chuyển động lùi của ôtô:
Tách động cơ đang làm việc ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoảng
thời gian tuỳ ý (Khi nạp bình điện, cho động cơ chạy không tải để tăng
nhiệt độ nước làm mát trước khi khởi hành, để bôi trơn động cơ tốt hơn,
để quay trục thử công suất, để bơm lốp hoặc khí nén cho việc bảo
dưỡng…)
Sự cần thiết phải thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực là do
sức cản chuyển động xe phụ thuộc vào điều kiện đường xá và vận tốc xe
thay đổi trong khoảng rất rộng ( 25-30 lần ), mà mô men xoắn của động
cơ chỉ thay đổi trong giới hạn 15÷25% khi bướm ga mở hoàn toàn. Mô
men xoắn của động cơ có thể thay đổi trong khoảng rộng hơn bằng cách
tăng giảm lượng nhiên liệu, khi động cơ sẽ làm việc ở chế độ không đủ

3


tải và do đó tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng lên . Để giảm mức tiêu hao nhiên
liệu thì nên cho động cơ làm việc ở chế độ gần chế độ đủ tải, còn lực
kéo cần thiết cho sự chuyển động có được bằng cách thay đổi tỷ số
truyền của hệ thống truyền lực. Việc sử dụng hộp số trong hệ thống
truyền lực cho phép kết hợp sự làm việc của động cơ ở các chế độ kinh
tế với khả năng của xe vượt được các cản chuyển động lớn và sự thay
đổi vận tốc trong khoảng rộng.
+Yêu cầu
Bảo đảm cho xe có chất lượng kéo trong những điều kiện sử dụng

cho trước.
Điều khiển thuận tiện và nhẹ nhàng.
Làm việc êm và không ồn
Có hiệu suất truyền lực cao.
Phải có các tỷ số truyền đảm bảo tính năng động lực.
Không sinh ra các lực va đập trên các hệ thống truyền lực.
Phải có tay số trung gian để ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực
lâu dài
Thay đổi tốc độ và thực hiện chuyển lùi của ô tô.
Kết cấu đơn giản, điều khiển dễ dàng, bảo quản và sửa chữa thuận
tiện.
1.1.2. Kết cấu của hộp số
Hộp số xe Matiz là hộp số cơ khí, 5 tiến và 1 số lùi, gồm có 3 bộ
đồng tốc ở số 1-2 và số 3-4 và số 5,loại có khoá hãm truyền lực cuối
cùng có bộ vi sai . bánh răng số lùi được lắp liền trên trục sơ cấp ,dẫn
động trực tiếp bằng cáp

4


Hộp số được lắp với vỏ ngoài ly hợp. Trục chủ động của hộp số là
trục bị động của ly hợp như vậy động cơ, ly hợp, hộp số hợp thành một
cụm tổng thành.

Hình 1.1: Hộp số
1. trục sơ cấp;2. trục thứ cấp; 3. đồng tôc số 1 và 2;
4. đồng tốc số 5;5. đồng tốc số 3 và4 ;6.bánh răng số1;7. bánh răng số
2;
8 .bánh răng số 3 ;9. bánh răng số 4 ; . bánh răng số 5.
1.1.3.Phân tích đánh giá một số chi tiết chủ yếu của hộp số

+Trục sơ cấp hộp số :

5


Có rãnh then hoa then để lắp với đĩa bị động của ly hợp để nhận
mômen từ trục khuỷu động cơ, được đúc liền với bánh răng nghiêng chủ
động. Trên trục có khoan lỗ dọc để dẫn dầu bôi trơn các ổ đỡ trục thứ
cấp hộp số. Trên bánh răng có vành răng để gài số. có lắp bộ đồng tốc
bánh răng số 5 và đồng tốc giữa bánh răng số 3 và 4

Hình1.2 cụm chi tiết của hộp số
1-v òng ch ặn ;2- v ành răng đồng tốc gài số bên phảI bánh r ăng số 5
3- ống răng gài số 5; 4- lò xo vòng; 5- khoá hãm; 6-moayơ then hoa
bánh răng số 5 ; 7- vành răng đồng tốc gài số bên trái bánh răng số 5;8
- bánh răng số 5;9 - bạc lót trục vào bánh răng số 5; 10- miếng đệm;11vòng bỉ trục vào( bên trái); 12- bánh răng số 4;13- vành răng đồng tốc

6


gài số bên trái bánh răng số 4; 15- ống răng gài số giữa số 3 v à 4; 19vàng răng đồng tốc gài số bên phải bánh răng số 3; 20- bánh răng
số3;22- trục vào của hộp số; 23- vòng bi trục vào (bên ph ảI); 24- vòng
chắn dầu trục vào;25- bulông nối trục bánh răng số lùi ;26- trục bánh
răng số lùi;27- bánh răng số lùi;
28- đai ốc trục ra;29- bánh răng bị động số 5; 30-miếng chèn bằng
đệm; 31-vòng bỉ truc ra(b ên tr ái);36- vành răng đồng tốc gài số bên
trái bánh răng số 2;39- ống răng gài số 1;43- vành răng đồng tốc gài số
bên phải bánh răng s ố 1;44-bánh răng số 1; 46- trục ra của hộp số ;47
-vòng bi trục ra (bên ph ảI).
+Trục thứ cấp :

Được gia công có tiết diện thay đổi dùng để truyền mômen ra ngoài
đến các bộ phận tiếp theo của hệ thống truyền lực, trên trục thứ cấp bắt
đầu trục được lắp đặt bộ đồng tốc giữa số 1 và số 2, bánh răng bị động số
1 đi từ số 1, bánh răng chủ động và bị động số 3 đi số III, bộ đồng tốc
thứ 2 đi Số III, bánh răng số 2, bộ đồng tốc thứ nhất đi số II, bánh răng
số 5 đi số V, đồng tốc thứ 3.
Bánh răng chủ động số 3,4,5 quay trơn trên trục sơ cấp, bánh răng
số1 và số lùi có thể dịch chuyển theo phần gờ của trục sơ cấp. Sự dịch
chuyển của các bánh răng còn lại được hạn chế bởi các vòng đệm và các
ống lót.
Tất cả các bánh răng số tiến, số Lùi, đều được đặt cố định và tương
ứng với các bánh răng của trục chủ động và bị động luôn ăn khớp với
nhau. Các bánh răng này có định dạng hình xoắn mục đích để làm giảm
tiếng ồn khi làm việc được bôi trơn bằng dầu nhờn từ đáy các te. ổ bi và

7


cỏc bỏnh rng b ng c bụi trn bng du do ỏp sut du to ra, bm
du kiu bm, bỏnh rng v cú lp van an ton.
Du bụi trn i theo ng trc thnh hp s v trong np y trc
ch ng, du nhn s ra n rónh xuyờn tõm ca trc ch ng, t cỏc
rónh ny du nhn n bi trc gi b ng v n trc b ng v
tip tc n cỏc l xuyờn tõm, n cỏc bi ca bỏnh rng s V, III v II.
lm sch du nhn khi mt kim loi phn ỏy cú thớờt b thu
cn du v nam chõm.
Hp s xe Matiz c thit k theo s trờn, trong hp s cú vnh
rng tng ng ca tt c cỏc s, tr s lựi u c nm vi trớ c
nh. Dựng cỏc b ng tc quỏn tớnh cú khoỏ hóm,cỏc ng tc ny
m bo cho vic vo s khụng cú ting kờu v va p ca cỏc bỏnh

rng. Nh vy, bn ca cỏc chi tit c tng lờn.
+Cơ cấu chống gài nhầm số lùi
Khi xe đang chuyển động tiến dù ở bất kỳ tay số nào nếu lúc đó thao
tác chuyển số nhầm vào vị trí số lùi thì sẽ gây cỡng bức, va đập trong các
bánh răng của hộp số thậm chí có thể gây gẫy vỡ bánh răng và các chi
tiết khác của hộp số. Vì vậy việc bảo hiểm đối với thao tác khi gài số lùi
là hết sức cần thiết.
+ B ng tc.
Khi mun gi s theo hng ny hay s truyn kia phi dch chuyn
khp ca b ng tc theo hng bỏnh rng gi s, lỳc ny thõn dch
chuyn lin khi vi con trt, trt theo rónh then cỏc trc bi dn cho
n khi tip xỳc vi mt con ca vnh ng thau v bỏnh rng gi s.
Ma sỏt gia mt cụn vnh ng thau ca thõn b ng tc vi bỏnh
rng lm cho thõn quay i mt gúc nh, do ú cỏc vu li ca con trut
8


lọt vào chỗ lõm ở bên sườn thân, ngăn không cho con trượt tiếp tục dịch
chuyển theo chiều trục.
Khi tốc độ quay của bánh răng gài các số và thân bộ đồng tốc bằng
nhau ( nhờ có ma sát giữa các mặt côn ), con trượt rời khỏi bi định vị cấu
lồi và di chuyển về phía bánh răng cho đến lúc bánh răng của bộ đồng
tốc vào ăn khớp với vành răng tương ứng.
Ta thấy rằng kết cấu đồng tốc lắp trên xe Matiz đơn giản, độ tin cậy
cao, dễ chăm sóc bảo dưỡng. Đồng tốc này được lắp then với trục thứ
cấp hộp số.

•
•
• Hình 1.3 cơ cấu đồng tốc

• Vòng đồng tốc được đặt giữa moay ơ ly hợp và phần côn của từng
bánh răng có đồng tốc và nó bị ép vào một trong các mặt côn này.

9


Rãnh hẹp trên phần côn bên trong của vòng đồng tốc để đảm bảo vào
ly hợp chính xác vành đồng tốc còn có 3 rãnh để khớp với các khoá đồng
tốc
+ Định vị và khóa hãm
Ở vị trí đã xác định và tránh gài 2 số một lúctránh sinh gãy vỡ bánh
răng hoặc tự nhảy số (nhả số). Định vị được dùng cho từng trục trượt
Định vị trong hộp số xe Matiz kiểu bi và lò xo, kết cấu đơn giản ít
hỏng hóc.
Khóa an toàn số lùi ( cảm giác số lùi )để tránh gài số, một cách ngẫu
nhiên, nhằm đảm bảo an toàn cho người, xe và hàng hóa trên xe, khóa an
toàn số lùi.
Dẫn động cơ khí kiểu gián tiếp bằng cáp;có kết cấu đơn giản không
có trợ lực

10


Hình 1.4 cụm các chi tiết dẫn động hộp số
1. cần gạt số ;2. giá đỡ ; 3, 4. cáp dẫn động ;5 .
6. cần sang số ;7.nắp cần gạt số
1.1.4. Nguyên lý hoạt động của hộp số
Gài số 1;Cắt ly hợp gạt khớp gài 3 sang phải cho ăn khớp với vành
răng đầu của bánh răng chủ động số 1.lúc này trục thứ cấp quay cùng
bánh răng số 1

Gài số 2;Cắt ly hợp gạt khớp gài 3 sang trái cho ăn khớp với vành
răng đầu moayơ của bánh răng chủ động số 2 .lúc này trục thứ cập quay
cùng bánh răng số 2
Gài số 3;Cắt ly hợp, gạt khớp gài 3 về vị trí trung gian sau đó gạt
khớp gài 5 sang phải an khớp vớI bánh răng đầu của bánh răng số 3 lúc
này trục thứ cấp quay cùng bánh răng số 3
Gài số 4; Cắt ly hợp gạt khớp gài 5 sang trái ăn khớp với vành răng ở
đầu trục sơ cấp lúc này truyền động từ trục sơ cấp được truyền thẳng trực
tiếp sang trục thứ cấp trục thứ cấp có cùng tốc độ và mômen vớI trục sơ
cấp
Gài số 5;Cắt ly hợp gạt khớp gài 5 về vị trí trung gian sau đó gạt khớp
gài 4 sang trái ăn khớp với vành răng đầu moayơ của bánh răng số 5 lúc
này bánh răng số chủ động số 5 ăn khớp với bánh răng bị động số 5 làm
cho trục thứ cấp quay.
Gài số lùi; Ở chế độ này tất cả các khớp gài số tiến phải nằm ở vị trí
trung gian ,gạt bánh răng gài số lùi vào vị trí ăn khớp với bánh răng trên
trục thứ cấp . Lúc này lực truyền từ trục sơ cấp đến trục thứ cấp nhờ sự

11


n khp ca bỏnh rng lin trc vi bỏnh rng s lựi lờn lm trc th cp
quay theo chiu ngc li vi cỏc trng hp s tin.
Cỏc cp s truyn ca hp s c sp xp vi khong cỏch thay i
tc v mụmen thớch hp m bo tớnh nng kộo ca xe tt .
1.2. Xỏc nh c tớnh xe.
TT
01

02

03

Ký
hiệu
Thông số kích thớc

Thông số kỹ thuật

Đơn
vị

La
Chiều dài toàn bộ
3495
Chiều rộng toàn bộ
B
1495
Chiều cao toàn bộ
H
1485
Chiều dài cơ sở
L
2340
Tâm vết bánh xe :
+ Trớc
B1
155
+ Sau
B2

65r13
Khoảng sáng gầm xe :
140
+ Trớc
140
+ Sau
140
Thông số về trọng lợng

mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm

Trọng lợng xe không tải :

Kg

Ga

806
Trọng lợng toàn bộ :
G
1210

Thông số về tính năng thông qua
Bán kính quay vòng nhỏ nhất
Góc vợt trớc
Góc vợt sau
Góc vợt dốc lớn nhất
Góc nghiêng ngang cho phép
Chiều sâu lội nớc
Vận tốc lớn nhất ca xe
Mức tiêu hao nhiên liệu

04

Giá trị
(Đặc điểm)

Rmin
T
S

x
H
Vmax
Ge

Thời gian tng tc t 0-100km
Thông số về động cơ

Kg
M

8
31
25
30
20
0,5
144
7
14

Độ
Độ
Độ
Độ
M
Km/h
l/100
Km
S

12


Động cơ đốt trong
Dung tích công tác
Đờng kính xy lanh D
Hành trình pít tông S
Tỷ số nén

05

06

07

08

D
S

3L-SOHC, Xăng, 4
kỳ, 3 xi lanh, thng hàng
Lít
70
mm
40
mm
4,6
-

Số vòng quay neN
nN
2500
Mô men Memax
68,8
Số vòng quay neM
nM
6000
Thông số về hệ thống truyền lực
Ma sát khô, 1 đĩa,lò

xo ép bố trí trung
Ly hợp
tâm, dẫn động cơ
khí, cáp
Cơ khí, 6 cấp,
Hộp số
đồng tốc ở tất cả
các số
Tỷ số truyền his
ih1
3,55
ih2
2,09
ih3
1,71
ih4
1,00
iL
5,77
Thông số về hệ thống lái
Bánh răng trụ
Cơ cấu lái
xoắn, thanh răng
Tỷ số truyền
i
Dẫn động lái
Cơ khí
Thông số về hệ thống phanh
Phanh trớc
Phanh đĩa

Phanh sau
Phanh guốc
Thông số về phần vận hành
Hệ thống treo
c lp
Số lợng bánh xe
4+1
Thông số về dung tích nhiên liệu và thông số kiểm tra điều

V/ph
Nm
V/ph

-

-

chỉnh

13


Thùng xăng
Nớc làm mát động cơ
Bôi trơn động cơ (AC-8)
Bầu lọc không khí (AC-8)
Cơ cấu lái( TAP-15V)
Hộp số ( TAP-15V )
Dẫn động phanh(GGX-22)
Số vòng quay

Khe hở xu páp:
+ xu páp nạp
+ xu páp xả
Khe hở giữa 2 cực nến điện
Khe hở tiếp điểm chia điện
Hành trình tự do bàn đạp ly hợp
Hành trình tự do bàn đạp chân
phanh

35
7
4,7
0,34
0,3
4,5
0,7
6000
0,15-0,2
0,12-0,2
0,6-0,8
0,2-0,3
15-20
5-8

Lít
Lít
Lít
Lít
Lít
Lít

Lít
V/ph
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm

14


CHƯƠNG II
PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 Mục đích yêu cầu thiết kế.
2.1.1. Mục đích.
Hộp số dùng để thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực trong
quá trình chuyển động của ôtô nhằm thay đổi lực kéo ở các bánh xe chủ
động và thay đổi vận tốc chuyển động của ôtô trong khoảng rộng tuỳ ý
theo sức cản bên ngoài.
Thực hiện chuyển động lùi của ôtô:
Tách động cơ đang làm việc ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoảng
thời gian tuỳ ý (Khi nạp bình điện, cho động cơ chạy không tải để tăng
nhiệt độ nước làm mát trước khi khởi hành, để bôi trơn động cơ tốt hơn,
để quay trục thử công suất, để bơm lốp hoặc khí nén cho việc bảo
dưỡng…)
Sự cần thiết phải thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực là do
sức cản chuyển động xe phụ thuộc vào điều kiện đường xá và vận tốc xe
thay đổi trong khoảng rất rộng ( 25-30 lần ), mà mô men xoắn của động

cơ chỉ thay đổi trong giới hạn 15÷25% khi bướm ga mở hoàn toàn. Mô
men xoắn của động cơ có thể thay đổi trong khoảng rộng hơn bằng cách
tăng giảm lượng nhiên liệu, khi động cơ sẽ làm việc ở chế độ không đủ

15


ti v do ú tiờu hao nhiờn liu s tng lờn . gim mc tiờu hao nhiờn
liu thỡ nờn cho ng c lm vic ch gn ch ti, cũn lc
kộo cn thit cho s chuyn ng cú c bng cỏch thay i t s
truyn ca h thng truyn lc. Vic s dng hp s trong h thng
truyn lc cho phộp kt hp s lm vic ca ng c cỏc ch kinh
t vi kh nng ca xe vt c cỏc cn chuyn ng ln v s thay
i vn tc trong khong rng.
Thit k hp s giỳp sinh viờn hiu rừ hn v kt cu chi tit v
hp s,cng nh ton b h thng truyn lc giỳp chỳng ta cú cỏi nhỡn
tng quỏt v h thng truyn lc ụtụ.
2.1.2. Yờu cu thit k hp s.
Bo m cho xe cú cht lng kộo trong nhng iu kin s dng
cho trc.
iu khin thun tin v nh nhng.
Lm vic ờm v khụng n
Cú hiu sut truyn lc cao.
Phi cú cỏc t s truyn m bo tớnh nng ng lc.
Khụng sinh ra cỏc lc va p trờn cỏc h thng truyn lc.
Phi cú tay s trung gian ngt ng c ra khi h thng truyn lc
lõu di
Thay i tc v thc hin chuyn lựi ca ụ tụ.
Kt cu n gin, iu khin d dng, bo qun v sa cha thun tin
2.2.Cỏc phng ỏn thit k.

Thit k hp s có thể dựa trên các tiêu chí sau đây.
a, Hộp số ba trục dọc so với hộp số loại có trục cố định và hộp số hai
trục có những u, nhợc điểm nh sau:
* Ưu điểm
- Khi cùng kích thớc ngoài, thì hộp số ba trục dọc cho ta tỷ số truyền lớn
hơn vì tỷ số truyền này bằng tích tỷ số truyền của hai cặp bánh răng thực
hiện việc truyền mômen. Đặc điểm này rất quan trọng, vì hiện nay động
cơ cao tốc đợc sử dụng nhiều trên ôtô. Nếu cần đảm bảo một giá trị tỷ số

16


truyền nh nhau thì loại hộp số ba trục dọc có kích thớc bé, trọng lợng nhỏ
hơn làm giảm trọng lợng toàn bộ của ôtô.
- Hộp số có số truyền thẳng với số truyền với số truyền bằng 1 khi gài
trực tiếp trục thứ cấp vào trục sơ cấp. Hiệu suất truyền lực cao nhất (coi
băng1) vì truuyền lực không qua cặp bánh răng chịu tải nào . Trong khi
đó thời gian sử dụng số truyền thẳng chiếm tỷ lệ cao (50%ữ80%) thời
gian làm việc cảu ôtô nên nâng cao đợc tính kinh tế.
* Nhợc điểm
- Trừ số truyền thẳng, các số truyền tiến khác, mô men đều đợc truyền
qua hai cặp bánh răng( số lùi qua 3 cặp bánh răng) nên hiệu suất truyền
giảm.
- Kích thớc ổ phía trớc (theo chiều chuyển động của xe ) của trục thứ cấp
hộp số bị hạn chế và ổ này đặt vào hốc sau trục sơ cấp. Vì vậy khi làm
việc ổ thờng xuyên chịu quá tải. Để không quá tải, có thể làm kích thớc
bánh răng thờng tiếp chế tạo liền trục sơ cấp lớn và nh vậy tăng đợc kích
thớc ổ. Nhng nếu bánh răng thờng tiếp lớn thì thì tỷ số truyền của cặp
bánh răng thờng này nhỏ. Do vậy kích thớc bánh răng thờng tiếp trên trục
sơ cấp không tăng đợc. Thông thờng ổ trớc của trục thứ cấp thờng dùng

ổ đũa (thanh lăn trụ). Do ổ đũa không chịu lực chiều trục nên ngời ta đã
chú ý chọn chiều nghiêng răng của các bánh răng để lực chiều trục triệt
tiêu không tác dụng lên ổ.
b, Hộp số ba trục dọc 3 cấp
* Nguyên lý làm việc
Việc truyền mômen xoắn qua hộp số cơ khí có ba cấp đợc thực hiện
theo nguyên tắc làm việc của truyền động bánh răng ăn khớp ngoài. ở các
số truyền tiến, truyền động đều qua hai cặp bánh răng ăn khớp nên trục
sơ cấp và thứ cấp có cùng chiều quay. ở số lùi phải qua 3 cặp bánh răng
ăn khớp nên trục thứ cấp và trục sơ cấp quay ngợc chiều nhau. ở số
truyền thẳng (số truyền III) do gài trựctiếp trục sơ cấp vào trục thứ cấp
nên chúng quay thành một khối và các cặp bánh răng không phải chịu
tải.
Nhờ cơ cấu điều khiển (cần gài số) tác động lên các càng gài làm di trợt đồng tốc hoặc bánh răng ăn khớp với nhau để đợc tỷ số truyền tơng
ứng với từng tay số.
Hộp số cơ khí ba trục dọc thờng dùng ở các xe du lịch có dữ trữ công
suất lớn và vừa. Vì xe du lich yêu cầu điều khiển phải đơn giản, thời gian
tăng tốc ngắn. Nếu tăng số cấp của hộp số thì công suất động cơ đợc sử
dụng tốt hơn nhng thời gian chuyển số tăng lên, làm phức tạp điều khiển
xe mà xe du lịch thờng có công suất riênglớn nên đa số thời gian làm
việc ở số truyền thẳng.
c, Hộp số bốn cấp
* Nguyên lý làm việc tơng tự nh hộp số cơ khí 3 trục dọc với 3 cấp

17


Loại hộp số bốn cấp thờng dùng ở ôtô du lich có dữ trữ công suất nhỏ;
ôtô vận tải hạng nhẹ và hạng vừa nhằm sử dụng tốt công suất của công
suất động cơ. Hộp số này lắp trên các xe quân sự và xe bọc thép bành hơi

nh:
GAZ-66, GAZ-53, UAZ-469, BRĐM, BTR-60PB
d, Hộp số cơ khí ba trục dọc có 5 cấp
* Sơ đồ động học

* Nguyên lý làm việc
Điểm cấu tạo và nguyen lý làm việc của hộp số 5 cấp tơng tự nh hộp số
3,4 cấp nhng có một số diểm khác là:
- Để thực hiện việc chuyển số,sử dụng hai đồng tốc: Đồng tốc 4 để gài số
truyền IV,V; đồng tốc 11 để gài số truyền II,III. Số truyền V là số truyền
thẳng.
- Cặp bánh răng Z5,Z5; Z4; Z3; Z3; Z2; Z2 đều là cặp bánh răng trụ
răng nghiêng thờng xuyên ăn khớp . Gài số truyền I và số lùi nhờ bánh
răng trụ răng thẳng Z1 di trợt dọc trục thứ cấp 7.
- Khối bánh răng số lùi thờng xuyên quay khi hộp số làm việc nhờ bánh
răng số lùi ZL lắp cố định trên trục trung gian và ăn khớp với bánh răng
ZL.
* Kết luận:
Dựa vào phân tích u nhợc điểm kết cấu và u nhợc điểm của từng loại hộp
số trên ta chọn phơng án thiết kế hộp số cho xe matiz là hộp số cơ khí
2trục dọc có 4 cấp.

18


CHNG III
TNH TON THIT K HP S
3.1. Trỡnh t tớnh toỏn.
3.1.1Số liệu :
Loại

: ô tô Matiz

Loại hộp số : 02 trục
Bánh xe

: 6.15 13
Memax = 68,8 (Nm)
Ga = 1210(kG)
Nemax = 52 (Ml)

Số tay số : 05
Tỷ số truyền : i1=5,52

i4= 1,71

i2= 3.55

i5= 1,00

i3= 2,09

i0= 5,77

3.1.2 Xác định khoảng cách giữa hai trục
Khoảng cách trục A đợc xác định theo biểu thức :
A = c.3

M

e max

C= 14.5 ữ 16.0 Hệ số kinh nghiệm (đối với ô tô con)
Chọn C=16.0.
Memax -

Mô men cực đại của động cơ (Nm)
Memax = 6 8,8 Nm

19


Ta có : A = 16.0. 3 68,8 = 63

(mm)

3.1.3 Chọn mô đun bánh răng m
Đợc xác định theo công thức kinh nghiệm
m = (0.032 ữ 0.04).A
= (0.032 ữ 0.04).63
= (2.176 ữ 2.72)
Chọn m= 2.5 (mm)
3.1.4 Chọn sơ bộ góc nghiêng của tất cả các bánh răng
= 1 = 2 = 3 = 4 = 300 ữ 500 (Đối với ô tô con)
Chọn = 30 0 => Cos =0.866.
1. Xác định số răng các bánh.

Zi =

2 A. cos

m

n

i

(1 + i hi )

Zi = Zi.ihi
Trong đó :
mn : Mô đun pháp tuyến của răng.
i : Góc nghiêng của răng ở số thứ i
ihi : Tỷ số truyền ở số thứ i
Thay số ta lập đợc bảng sau :
1

2

3

4

5

Z

10

11

20

21

23

Z

37

36

27

23

22

Cặp

20


- Tính loại tỷ số truyền :
i=

Z
Z'

Ta có :
i1 = 3.7

i3 = 1,35

i4 = 1,12

i2 = 3.27

i5 = 0.958

2. Tính lại chính xác khoảng cách truc A.
Sử dụng công thức:

Ai =

m (Z + Z ' )
n

i

i

2Cos

Ta đều có : A1= A2= A3= A4= A = 63 (mm)
Do đó không cần tiến hành dịch chỉnh bánh răng.

21

3. Thông số của bánh răng
mn = 2.5 mm
= 300

tn = 7.85
= 200

ms = 2.88
Z1 = 20
Z1 = 37
Z2 = 11
Z2 = 36
Z3 = 20
Z3 = 27
Z4 = 24
Z4 = 23

d1 = 29

ts = 9.06

mm

Dc1= 22 mm

Dd1 = 34 mm

b = 30 mm

d1 = 106

mm

Dc1= 100 mm

Dd2 = 111 mm

b = 30 mm

d2 = 32 mm

Dc2= 25 mm

Dd2 = 27 mm

b = 30 mm

d2 = 104

mm

Dc2= 97 mm

Dd2 = 109 mm

b = 30 mm

d3 = 58

mm

Dc3= 51 mm

Dd3 = 63 mm

b = 30 mm

d3 = 78

mm

Dc3= 72 mm

Dd3 = 83 mm

b = 30 mm

d4 = 69

mm

Dc4= 63 mm

Dd4 = 74 mm

b = 30 mm

d4 = 66

mm

Dc4= 60 mm

Dd4 = 71 mm

b = 30 mm

3.1.5.Tính toán sức bền.
4. Chế độ tải trọng tính toán.
a. Mô men truyển từ động cơ :
Memax = 68,8 Nm.
b. Mô men theo điều kiện bám từ bánh xe truyền đến :

22


M ϕ max =

ϕ

max

. Gϕ . r bx

i .i
0

h1

Trong ®ã :
ϕmax : HÖ sè b¸m cùc ®¹i. Chän ϕmax = 0,8
Gϕ : Träng lîng b¸m.

Xe 4x4 => Gϕ = 1160 kG
B¸nh xe : 6.15 ÷ 13

r bx = 0.93(6.15 +

12
).25.4 = 299 (mm)
2

Ta cã :

M ϕ max =

0,8.1160.299
= 17,7 (kGm)
4,125.3,8

Ta thÊy : Mϕmax > Memax
Chän MT =M4t4 =73 (Nm)
5. Lùc t¸c dông lªn c¸c b¸nh r¨ng
- Lùc vßng :
P=

2. M T . cos β
Z . mn

- Lùc híng kÝnh :

P

r

= P.

tgα
tgβ

- Lùc däc trôc:

p

a

= P.tgβ

Ta t×m ®îc b¶ng sè liÖu sau:

23


P1= 505.7 kG

Pr1 = 318.8 kG

Pa1 = 252

kG

P2= 459.7 kG

Pr2 = 289.6 kG

Pa2 = 265.3 kG

P3= 252.8 kG

Pr3 = 159.3 kG

Pa3 = 146

P4= 210.7 kG

Pr4 = 132.7 kG

Pa4 = 121.8 kG

P5= 200,5 kG

Pt5 = 126,7 kG

Pa5 = 119,6 kG

kG

6. Tính bền bánh răng
a. Tính sức bền uốn.

Công thức :



u

= k d . k ms . k c . k TP . k gc .

P
b. . mntb . y. k

Điều kiện :

[ ] u
u

kG/cm2 đối với số I và số II

[ ]u =

3500
kG/cm2 đối với số III và số IV
1500

Trong đó :
b : Chiều rộng làm việc của bánh răng.
y : Hệ số dạng răng.
kd : Hệ số tải trọng động
kd =1.5 ữ 2.0

Chọn kd = 1.7

kms: Hệ số tính đến ma sát.
Bánh chủ động kms = 1.1
Bánh bị động kms = 0.9
kc : Hệ số tính đến độ cứng vững của trục và phơng pháp lắp
bánh răng trên trục. Chọn

kc = 1.

kTP: Hệ số tính đến tải trọng động phụ do sai số các bớc răng
khi gia công gây nên.

24


kTP số thấp =1.1

đối với số I và số II.

kTP số cao =1.3

đối với số III và số IV.

k : Hệ số tính đến ảnh hởng của độ trùng khớp hớng chiếu
trục đối với độ bền của răng. Chọn k = 1.5
Kgc : Hệ số tính đến ứng xuất tập trung ở các góc lợn của
răng
do các phơng pháp gia công gây nên.
Với các góc lợn đợc mài, kgc = 1.

Tra bảng ta có hệ số dạng răng của các bánh răng nh sau :
Bánh răng

Z

Ztđ

y

1

10

15

0.105

2

11

17

0.117

3

20

23

0.098

4

21

28

0.126

5

23

29

0,1245

1

37

57

0.154

2

36

55

0.152

3

27

42

0.148

4

23

35

0.144

5

21

30

0,124

Cặp bánh răng cài số 1

- Bánh 1:
b = 30 mm = 3 em
m = 2.5 mm = 0.25 cm
y = 0.105

25