nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số xe tải nhẹ thiết kế chế tạo tại việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
**********

Lê Văn Anh

NGHIÊN CỨU MÀI MÒN CÁC BÁNH RĂNG HỘP SỐ
XE TẢI NHẸ THIẾT KẾ CHẾ TẠO TẠI VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
**********

NGHIÊN CỨU MÀI MÒN CÁC BÁNH RĂNG HỘP SỐ
XE TẢI NHẸ THIẾT KẾ CHẾ TẠO TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô máy kéo
Mã số : 62.52.35.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS DƯ QUỐC THỊNH
2. TS. NGUYỄN THANH QUANG

HÀ NỘI - 2012

1

MỞ ĐẦU
Trong quá trình phát triển nền kinh tế đất nước và phục vụ đời sống xã hội,
việc vận chuyển hàng hoá, hành khách có vai trò hết sức to lớn, vận chuyển bằng
ô tô có khả năng đáp ứng tốt hơn về nhiều mặt so với các phương tiện vận chuyển
khác do tính cơ động cao. Ô tô có thể đến được nhiều vùng, nhiều khu vực, địa
điểm mà các phương tiện vận chuyển khác khó có thể thực hiện được, bằng ô tô
có thể đưa đón khách đến tận nhà, giao hàng tận nơi tập kết, đưa hàng đến tận
chân công trình… với chi phí phù hợp nhu cầu của người sử dụng. Ngày nay, do
đô thị được mở rộng, phát triển mạnh, nhu cầu vận chuyển hành khách, hàng hoá
tăng, mật độ vận chuyển lớn. Do vậy, vận chuyển bằng ô tô lại càng có ưu thế lớn.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đã không
ngừng phát triển và đã khẳng định được vị thế của mình trong nền kinh tế đất
nước. Để thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô phát triển, đáp ứng nhu cầu sử dụng,
Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt chiến lược phát triển ngành công nghiệp ô tô
đến năm 2010 và tầm nhìn đến năm 2020 theo hướng tăng tỉ lệ nội địa hoá các sản
phẩm ô tô lắp ráp, chế tạo trong nước.
Thực hiện mục tiêu nội địa hoá của Chính phủ đề ra, một số cơ sở trong
nước đã và đang tiến hành nghiên cứu, thiết kế chế tạo các chi tiết, cụm tổng thành
ô tô. Việc kiểm nghiệm, đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các sản phẩm
mới chế tạo là một trong những vấn đề đang được nhiều nhà khoa học quan tâm.
Tại Việt Nam tới thời điểm này chưa có nhà máy, hay cơ sản xuất nào chế
tạo hoàn chỉnh cụm hộp số ô tô tải. Để sản xuất được hoàn chỉnh hộp số, sau chế
tạo cần phải được đánh giá với nhiều chỉ tiêu kỹ thuật khác nhau như: hiệu suất,
mức độ hao mòn các chi tiết bên trong của hộp số theo thời gian, độ bền lâu của
hộp số, độ rung ồn v.v.. Đề tài:“Nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số xe tải
nhẹ thiết kế chế tạo tại Việt Nam” góp phần giải quyết các yêu cầu trên đây của
thực tiễn.

2
Mục đích nghiên cứu:
- Xác định lượng mòn theo khối lượng của các bánh răng hộp số dùng cho
xe tải nhẹ, làm cơ sở cho việc xác định độ bền lâu và chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa
hộp số ô tô chế tạo trong nước.
- Xác định hệ số mòn k thực nghiệm để lựa chọn thông số đầu vào và hoàn
thiện mô hình lý thuyết khi tính toán lượng mòn theo khối lượng của các bánh
răng hộp số ô tô xe tải nhẹ thiết kế chế tạo tại Việt Nam.
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu:
Luận án tập trung nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số xe tải ba tấn
chế tạo tại Việt Nam, sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà
nước, mã số KC.05.32.
Phạm vi nghiên cứu là xác định lượng mòn theo khối lượng của các bánh
răng hộp số ô tô theo thời gian, tốc độ và phụ tải.
Phương pháp nghiên cứu:
- Ứng dụng mô hình tính toán lượng mòn theo khối lượng của J.F. Archard
để thiết lập biểu thức xác định lượng mòn của các cặp bánh răng ăn khớp.
- Xác định hệ số mòn k thực nghiệm khi tiến hành thử hộp số trên băng thử
để lựa chọn thông số đầu vào và hoàn thiện mô hình lý thuyết tính toán lượng mòn
bánh răng hộp số ô tô chế tạo trong nước.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
- Việc nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số là một vấn đề mới, phức
tạp và có nhiều hướng nghiên cứu khác nhau. Luận án nghiên cứu ứng dụng mô
hình J.F. Archard để thiết lập biểu thức xác định lượng mòn của các bánh răng
theo thời gian, tốc độ và phụ tải khi thay đổi các tay số của hộp số trên cơ sở xây
dựng và giải các phương trình xác định quãng đường ma sát và lực pháp tuyến
trên sườn răng.
- Các kết quả nghiên cứu của luận án có thể được sử dụng để đánh giá độ
bền lâu của các cặp bánh răng ăn khớp hộp số ô tô chế tạo tại Việt Nam.

3
Bố cục luận án:
♣ Mở đầu
♣ Chương 1: Tổng quan
♣ Chương 2: Cơ sở khoa học nghiên cứu mài mòn bánh răng hộp số ô tô
♣ Chương 3: Tính toán lượng mòn các bánh răng trong hộp số ôtô
♣ Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm
♣ Kết luận và kiến nghị
Luận án được hoàn thành tại Bộ môn ô tô và xe chuyên dụng, trường Đại
học Bách khoa Hà nội. Phòng thí nghiệm hộp số ô tô do nhóm nghiên cứu sinh
xây dựng tại trường Cao đẳng Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long. Sự hợp tác tạo điều
kiện về thiết bị xử lý mẫu dầu thí nghiệm của Viện Hoá học Công nghiệp Việt
Nam. Trung tâm Phát triển Công nghệ ô tô Việt Nam, nhà máy Ô tô MeKong Cổ
Loa hỗ trợ, tạo điều kiện sử dụng hộp số ô tô sản xuất tại Việt Nam, sản phẩm của
đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nước, mã số KC.05.32 trong quá
trình nghiên cứu.


4

Chương 1
TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan ngành công nghiệp ô tô Việt Nam và
chương trình nội địa hoá
Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam được hình thành và phát triển từ những
năm 1990 với một số liên doanh có vốn đầu tư nước ngoài, năm 2000 Chính phủ
cho phép các doanh nghiệp đầu tư trong nước được thành lập doanh nghiệp sản

xuất, lắp ráp dòng xe bus, xe thông dụng để phục vụ ngành kinh tế nước nhà.
Trong thời gian qua, cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước, ngành công
nghiệp sản xuất lắp ráp ô tô Việt Nam đã bổ sung tốt cho nhu cầu vận chuyển
hàng hoá và con người đi lại giữa các vùng trong cả nước.
Các Quyết định 175/2002/QĐ-TTg CP và 177/2004/QĐ-TTg CP đã đặt
nền móng cho sự phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam. Hơn 40 doanh
nghiệp đầu tư sản xuất lắp ráp ô tô trên toàn quốc đến nay đã đạt được những
thành tựu đáng kể, hàng năm sản xuất, lắp ráp trên 100.000 xe các loại, tiết kiệm
hàng tỉ USD nhập khẩu. Ngành công nghiệp ô tô ngày càng được khẳng định vị trí
quan trọng trong nền kinh tế nước nhà, được thể hiện rõ nét thông qua một số lĩnh
vực như: Giao thông đường bộ, công nghiệp sản xuất và tiêu thụ ô tô hàng năm.
Vai trò của ngành công nghiệp ô tô luôn được khẳng định do đóng vai trò
then chốt trong ngành vận tải đường bộ, tỷ trọng vận tải giữa các loại đường:
Đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, đường hàng không, được thể hiện thông qua
bảng 1.1 và 1.2.
Qua các bảng 1.1 và 1.2 cho thấy, vai trò giao thông vận tải đường bộ là rất
to lớn so với vận tải đường sắt, đường sông, đường biển và đường hàng không,
hàng năm vận chuyển hàng triệu tấn hàng hoá và nhiều triệu lượt hành khách.
Theo dự báo, trong nhiều năm nữa ở Việt Nam cũng chưa có loại phương tiện giao
thông đường bộ nào thay thế được vai trò vận tải bằng ô tô.


5
Bảng 1.1 Khối lượng hành khách vận chuyển phân theo ngành vận tải

Năm

Tổng số

Đường sắt

Đường bộ

Đường
sông

Đường
hàng
không

Triệu lượt người
2001

821,8

10,6

677,3

130,0

3,9

2002

878,5

10,8

727,7

135,6

4,4

2003

1076,0

11,6

931,3

128,6

4,5

2004

1202,9

12,9

1041,9

142,6

5,5

2005

1349,6

12,8

1173,4

156,9

6,5

2006

1493,8

11,6

1331,6

143,2

7,4

2007

1638,0

11,6

1473,0

144,5

8,9

2008

1793,5

11,3

1629,0

143,0

10,2

2009

1934,3

11,1

1761,0

151,3

10,9

Sơ bộ 2010

2194,3

11,6

2011,1

157,5

14,1

Nguồn: Niên giám thống kê năm 2010
Bảng 1.2 Khối lượng hàng hoá vận chuyển phân theo ngành vận tải
Tổng số

Đường sắt

Đường bộ

Đường
sông

Đường
biển

Nghìn tấn
2001

252146,0

6456,7

164013,7

64793,5

16815,3

2002

292869,2

7051,9

192322,0

74931,5

18491,8

2003

347232,7

8385,0

225296,7

86012,7

27448,6

2004

403002,2

8873,6

264761,6

97936,8

31332,0

2005

460146,3

8786,6

298051,3

111145,9

42051,5

2006

513575,1

9153,2

338623,3

122984,4

42693,4

2007

596800,9

9050,0

403361,8

135282,8

48976,7

2008

653235,3

8481,1

455898,4

133027,9

55696,5

2009

715522,4

8247,5

513629,9

137714,5

55790,9

Sơ bộ 2010

802232,9

7980,2

585024,8

144324,8

64717,4

Nguồn: Niên giám thống kê năm 2010


6

Số lượng ô tô được sản xuất, lắp ráp và tiêu thụ hàng năm ở Việt Nam
được thể hiện trong bảng 1.3.
Bảng1.3 Số liệu tổng hợp ô tô trong toàn quốc qua các năm
2006

2007

2008

2009

2010

4/2011

Tổng số ô tô
đang lưu
hành

655753

786678

946601

1137933

1274084

1318856

Tổng số ô tô
sản xuất lắp
ráp mới

53867

104401

152509

136284

127454

44646

Tổng số ô tô
nhập khẩu

12619

29605

54758

79859

57359

20975

Nguồn: Cục Đăng kiểm Việt Nam
Quyết định số 186/2002/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ ký ngày
26/12/2002 về phê duyệt Chiến lược phát triển ngành Cơ khí Việt Nam đến năm
2010, tầm nhìn tới 2020 đã chỉ rõ mục tiêu, định hướng cho cơ khí ô tô Việt Nam.
Với mục tiêu: Phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam trên cơ sở tiếp thu và
ứng dụng công nghệ tiên tiến của thế giới, kết hợp với khai thác, từng bước nâng
cao công nghệ và thiết bị hiện có, đáp ứng phần lớn nhu cầu thị trường ô tô trong
nước, hướng tới xuất khẩu ô tô và phụ tùng.
Qua những số liệu đã nghiên cứu cho thấy, giai đoạn 2000-2010 ngành
công nghiệp ô tô Việt Nam đã không ngừng phát triển và khẳng định được vị thế
của mình trong nền kinh tế nước nhà. Vấn đề nội địa hoá được xác định rõ ràng
đối với các sản phẩm cơ khí ô tô, chủ yếu được tập trung vào các loại xe thông
dụng, trong đó sản phẩm đứng đầu là hộp số. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế
tạo hộp số ô tô tải nhẹ tại Việt Nam là vấn đề có ý nghĩa thiết thực trong giai đoạn
hiện nay.

1.2 Tổng quan hộp số ô tô tải chế tạo tại Việt Nam
1.2.1 Một số vấn đề chế tạo hộp số ô tô tại Việt Nam
Năm 2006 trong chương trình khoa học công nghệ cấp nhà nước đã nghiên


7
cứu, thiết kế và chế tạo hoàn thiện hộp số cơ khí sử dụng cho xe tải nhẹ, có tải
trọng 3 tấn. Kết quả nghiên cứu này đã làm cơ sở cho việc chế tạo nội địa hoá các
chi tiết ô tô theo Chiến lược nội địa hoá của Chính phủ. Một số vấn đề cơ bản của
chương trình nghiên cứu như sau:
* Mục tiêu: Thiết kế, lập quy trình công nghệ chế tạo hộp số ô tô tải ba tấn,
đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng, đạt các chỉ tiêu kỹ thuật tương đương với chỉ tiêu

của một số nước trong khu vực.
* Thực hiện: Từng bước chế tạo linh kiện phấn đấu đạt 40% tỷ lệ nội địa
hoá hộp số, trong đó có các bánh răng và vỏ hộp số đã được nghiên cứu chế tạo
trong nước. Công nghệ chế tạo hộp số được triển khai gồm 12 quy trình, trong đó
có thử động lực học hộp số và thử bền. Tiêu chuẩn chất lượng hộp số được xác
nhận từ nhà sản xuất, cơ quan Đăng kiểm Việt Nam công nhận về xuất xứ sản
phẩm lắp ráp trong nước đủ điều kiện và tiêu chuẩn lắp lên xe.
* Vấn đề về công nghệ: Hoàn thiện thiết kế có khả năng áp dụng
CAD/CAM trong gia công trên máy CNC; Công nghệ tạo phôi bánh răng, trục;
Công nghệ đúc vỏ mỏng; Công nghệ gia công trên máy CNC và nhiệt luyện; Công
nghệ lắp ráp trên dây chuyền chuyên dụng có thể lắp ráp theo loạt lớn; Công nghệ
kiểm tra các chỉ tiêu hộp số.
* Các bước công nghệ chế tạo chi tiết:
1. Quy trình công nghệ chế tạo: Trên cơ sở thiết kế, quy trình công nghệ
của hộp số xe tải nhẹ được chính xác hoá, hoàn thiện nhờ sử dụng những phần
mềm hiện đại, với những thông số xác thực để sản xuất và chế tạo trên các máy
chuyên dùng, tính toán tối ưu hoàn thiện thiết kế.
2. Về vật liệu: Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về độ bền, nhiệt luyện, điều
kiện gia công và phù hợp với khả năng cung cấp của thị trường trong nước, giá
thành hợp lý.
3. Tạo phôi: Hoàn thiện rèn phôi bánh răng và đúc vỏ hộp số.
4. Kiểm tra phôi: Trước khi đưa đi cắt răng tạo hình trên máy CNC các
phôi được kiểm tra về mác thép, thành phần vật liệu, chất lượng phôi.


8
5. Gia công bánh răng: Ứng dụng công nghệ CAD/CAM để chế tạo gia
công các bánh răng.
6. Cà răng: Để đạt được cấp chính xác yêu cầu nhằm giảm độ ồn, tăng hiệu
suất của bộ truyền, sử dụng bước công nghệ cà răng sau khi gia công cắt răng,

trước khi nhiệt luyện.
7. Nhiệt luyện: Sử dụng hệ thống thiết bị nhiệt luyện điều khiển tự động,
ứng dụng phương pháp chống biến dạng với công nghệ mới.
8. Sửa kiểm tra bánh răng và cặp bánh răng: Việc sửa kiểm tra các bánh
răng sau nhiệt luyện được thực hiện đối với từng bánh răng và cặp răng trên các
dụng cụ chuyên dùng.
9. Thử tĩnh: Thực hiện trên máy thử tĩnh chuyên dùng, kiểm tra những cặp
bánh răng đạt tiêu chuẩn sẽ được đưa vào lắp ráp và thực hiện các công đoạn tiếp
theo.
10. Lắp ráp hộp số: Công nghệ lắp ráp hộp số sẽ được thực hiện trên băng
chuyền đồng bộ, chuyên dùng.
11. Thử nghiệm động: Đây là các thông số đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật của
hộp số, quy trình công nghệ thử nghiệm được xây dựng để xác định các thông số
hiệu suất, ồn rung.
12. Thử nghiệm bền: Đây là các thông số đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật và kinh
tế trong chế tạo hộp số. Thử nghiệm bền phá huỷ trên từng chi tiết và kiểm tra
theo tỷ lệ, đánh giá theo phương pháp thống kê đối với loạt sản phẩm. Thử nghiệm
bền lâu được thực hiện trên thiết bị riêng có sự ảnh hưởng của chế độ tải, được sử
dụng lý thuyết ma sát học, bôi trơn và lý thuyết về chẩn đoán để nghiên cứu. Tại
các dây chuyền chế tạo hộp số của những nhà máy lớn ở nước ngoài, bước công
nghệ thử nghiệm bền lâu là một bước công nghệ quan trọng của quy trình sản
xuất, đối với mỗi loạt sản phẩm hộp số sẽ được lấy xác suất theo tỷ lệ của loạt quy
định, không tháo ra mà được đặt lên bệ thử cho chạy theo chỉ số độ bền lâu tính
toán và xác định bằng thực nghiệm độ mòn, đưa ra kết quả chẩn đoán đánh giá
chất lượng của sản phẩm trong quá trình sản xuất.


9
Hộp số xe tải nhẹ sản xuất tại Việt Nam được đề tài nghiên cứu khoa học
cấp Nhà nước KC.05.32 thực hiện: Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ

cơ khí chế tạo máy. Nghiên cứu sinh đã thực hiện chuyên đề: “Nghiên cứu mài
mòn của các bánh răng để đánh giá chỉ tiêu chất lượng của hộp số”.
1.2.2 Tổng quan hộp số xe tải nhẹ chế tạo tại Việt Nam
Hộp số ô tô tải nhẹ, tải trọng 3 tấn được thiết kế chế tạo tại Việt Nam, có 5
số tiến và một số lùi, phía trước có lắp hộp cấp số liền với hộp số, hộp cấp số gồm
hai cấp: Cấp nhanh và cấp chậm.
Tỉ số truyền hộp số ở các tay số như sau:
Cấp chậm: i1=11.4; i2= 6.72; i3= 3.82; i4 = 2.40; i5 = 1.56; iL = 11.94.
Cấp nhanh: i1= 7.31; i2= 4.31; i3= 2.45; i4= 1.58; i5= 1.00; iL= 7.66.
Trong hộp số sử dụng 9 cặp bánh răng nghiêng, dạng răng thân khai, luôn
luôn ăn khớp khi hộp số hoạt động, 7 ổ bi cầu được lắp ở các đầu trục để đỡ các
trục và các ổ bi kim được lắp trong các bánh răng quay lồng không trên trục, hộp
số chính có sử dụng hai bộ đồng tốc, một ống gài tốc độ và hộp cấp số có một ống
gài chuyển số cấp nhanh chậm.
Kết cấu bên trong hộp số xe tải 3 tấn chế tạo tại Việt Nam, hình 1.1.

Hình 1.1 Kết cấu bên trong hộp số xe tải 3 tấn
chế tạo tại Việt Nam


10
Quá trình tính toán thiết kế, chế tạo các chi tiết của hộp số xe tải 3 tấn trong
nước theo mẫu hộp số xe ô tô Zil-5301 của hãng AMO Zil Cộng hoà Liên Bang
Nga, với các yêu cầu kỹ thuật cụ thể về vật liệu chế tạo, điều kiện nhiệt luyện và
giới hạn mòn cho phép trong sử dụng. Vì vật liệu chế tạo các bánh răng của Nga là
thép hợp kim 25XΓT, nhiệt luyện thấm Ni tơ với chiều sâu 0.5 – 0.8 mm, bề mặt
sườn răng có độ cứng 61 – 66 HRC, độ cứng phần lõi 37 – 46 HRC. Chi tiết trục
được chế tạo bằng thép 25XΓM, thấm Ni tơ với chiều sâu 0.8 – 1.1 mm, bề mặt
sườn răng có độ cứng 58 – 61 HRC, độ cứng phần lõi 35 – 45 HRC. Các điều kiện
kỹ thuật này hiện tại ở Việt Nam chưa thể đáp ứng được: (1) Về tính kinh tế thì

loại vật liệu trên không phổ biến trên thị trường mà phải dùng mác SCr420H của
Nhật Bản (tương đương với mác thép 18XΓT) có chỉ tiêu độ bền thấp hơn; (2)
Theo điều kiện công nghệ thực tế thì các thiết bị trong nước không thể nhiệt luyện
đạt các yêu cầu của chính hãng được. Vì vậy, ta cần phải tính toán xác định thời
gian làm việc của các bánh răng, sao cho phù hợp với điều kiện cung cấp vật liệu
và điều kiện sử dụng hộp số.
Thành phần vật liệu chế tạo các cụm, chi tiết: bánh răng, ống gài số, càng
gạt, trục, ổ bi của hộp số xe tải 3 tấn chế tạo trong nước, bảng 1.4.
Bảng1.4 Thành phần vật liệu chế tạo các chi tiết của hộp số trong nước
TT

Tên chi
tiết

Vật
liệu

Fe %

Cu %

Cr %

Mn
%

Si %

S%

C%

Ni %

1

Bánh răng

18XΓT

97.25

0.158

1.152

0.856

0.199

0.013

0.204

0.055

2

Trục sơ
cấp

18XΓT

97.25

0.158

1.152

0.856

0.199

0.013

0.204

0.055

3

Trục
trung gian

18XΓT

97.25

0.158

1.152

0.856

0.199

0.013

0.204

0.055

4

Trục thứ
cấp

18XΓT

97.25

0.158

1.152

0.856

0.199

0.013

0.204

0.055

5

Ống gài
số

45

97.09

0.076

1.203

0.905

0.186

0.032

0.154

0.056

6

Moay ơ
ống gài số

45

97.09

0.076

1.203

0.905

0.186

0.032

0.154

0.056

7

Càng gạt
số

18XΓT

97.25

0.158

1.152

0.856

0.199

0.013

0.204

0.055

8

Trục trượt

45

97.09

0.076

1.203

0.905

0.186

0.032

0.154

0.056


11
gài số
9

Vỏ hộp số

GX 1532

94.02

---

---

1,3

1,2

0,15

3,2

---

10

Đĩa đồng
tốc

45

97.09

0.076

1.203

0.905

0.186

0.032

0.154

0.056

11

Chốt đồng
18XΓT
tốc

97.25

0.158

1.152

0.856

0.199

0.013

0.204

0.055

12

Vành
đồng tốc

Hợp
kim
đồng

68% Cu, 30.8%Zn và 1.2% Pb

13

Ống gài

đồng tốc

18XΓT

97.25

14

Các ổ bi

IIIX15

97.32 --96.52

0.158

1.152

0.856

0.199

0.013

0.204

0.055

1.451.60

0.250.45

0.150.35

--- 0.025

0.981.10

---

Hộp số Zil-5301 của hãng AMO Zil do Nga chế tạo đã sử dụng vật liệu chế
tạo các cụm chi tiết: bánh răng, ống gài số, càng gạt, trục, đồng tốc, ổ bi, vỏ hộp
số, bảng 1.5.
Bảng1.5 Vật liệu chế tạo các chi tiết hộp số Zil-5301 của Nga [55]
TT

Tên chi tiết

Vật liệu

1

Bánh răng

25XΓM và 25XΓT

2

Trục sơ cấp

25XΓM

3

Trục trung gian

25XΓM

4

Trục thứ cấp

25XΓM

5

Ống gài số

25XΓT

6

Moay ơ ống gài số

25XΓT

7

Càng gạt số

25XΓT

8

Trục trượt gài số

25XΓT

9

Vỏ hộp số

CЧ 18-36

10

Đĩa đồng tốc

25XΓT

11

Chốt đồng tốc

25XΓT

12

Vành đồng tốc

Các vành đồng tốc được làm bằng đồng thau

13

Ống gài đồng tốc

25XΓT

14

Các ổ bi

IIIX15


12
Đối với các bánh răng hộp số chế tạo trong nước, quá trình tính toán sức
bền truyền động bánh răng trụ thân khai của hộp khi thiết kế chế tạo theo tiêu
chuẩn Việt Nam, TCVN 4364 – 36. Việc đánh giá chỉ tiêu thời gian làm việc ổn
định (tuổi thọ) của các chi tiết trong hộp số, ta có thể xác định thông qua thực tế
sử dụng hoặc bằng thực nghiệm.
Hộp số chế tạo trong nước sử dụng dầu bôi trơn của hệ thống truyền lực xe
ô tô, loại dầu SAE với nhãn hiệu Gear oil SAE90, lượng dầu bôi trơn đầy đủ theo
mức quy định để hộp số khi làm việc là 7 lít.

1.3 Đặc trưng hư hỏng các chi tiết của hộp số xe tải nhẹ
Đối với hộp số ô tô tải nhẹ, đặc trưng hư hỏng các chi tiết được xác định
thông qua quá trình làm việc của các cơ cấu và bộ phận:
Nạng gài số: Nạng gài số rất mỏng phải chịu lực đẩy khi gài số, do vậy dễ
bị mòn và cong vênh khi ra vào số.

Cơ cấu định vị, khóa hãm: Sau thời gian dài sử dụng, các cơ cấu định vị
khóa hãm bị mòn, lò xo tỳ giảm tính đàn hồi, làm sai lệch vị trí lắp ráp có thể dẫn
tới hiện tượng tự nhảy số.
Bộ đồng tốc: Chi tiết quan trọng và hay hư hỏng trong đồng tốc là vành ma
sát, các chốt khóa và bề mặt khóa. Vành ma sát có nhiệm vụ truyền năng lượng
quán tính của ô tô qua phần bị gài sang phần gài hay ngược lại, năng lượng truyền
lớn lại hay làm việc, do vậy dễ bị mòn. Các chốt khóa và bề mặt khóa tạo nên cơ
cấu tự động khóa và mở khóa, luôn phải làm việc trong điều kiện tải trọng lớn và
có khả năng di trượt, do vậy hay bị mòn hỏng.
Trục của hộp số: Đối với các trục của hộp số hư hỏng thường gặp là mòn
cổ trục chỗ lắp ống lót, làm tăng khe hở lắp ghép, phát sinh tiếng va đập khi hoạt
động. Trong hộp số ô tô các bánh răng thông thường được ghép trên trục qua mối
ghép then, then hoa. Các mối ghép then hoa trong quá trình sử dụng, khe hở này
cũng lớn dần lên do mòn theo thời gian nhưng với tốc độ rất chậm.


13
Ổ lăn: Trong quá trình sử dụng thường xảy ra hao mòn làm gia tăng khe hở
trong ổ. Khe hở hướng tâm của ổ lăn cho phép (0,006÷0,02)mm tùy theo đường
kính trục. Khe hở chiều trục cho phép (0,07÷0,12)mm đối với ổ đỡ,
(0,012÷0,03)mm đối với các ổ lăn côn và (0,04÷0,1)mm đối với ổ chặn.
Bộ truyền bánh răng: Các bộ truyền bánh răng làm việc trong điều kiện tải
trọng tương đối lớn, không ổn định, sau một thời gian làm việc do hao mòn bề mặt
sườn răng, khe hở bên lớn lên tiếng ồn tăng và xuất hiện các tiếng gõ. Ngoài ra,
mặt đầu răng bị sứt, mẻ, sườn răng bị tróc rỗ do lực va đập hoặc chế độ tải quá
lớn. Khe hở bên cho phép của các bề mặt răng ăn khớp nằm trong giới hạn (0,1÷
0,4)mm tùy thuộc vào mô đun răng từ (2÷8)mm và độ dịch chuyển đường tâm
trục nhỏ hơn 0,03 mô đun bánh răng.
Vỏ hộp số: Có một số dạng hỏng như: mòn lỗ lắp ổ bi do gia công chế tạo
lỗ chưa đúng tiêu chuẩn; bị rạn nứt, thủng trên vỏ hộp số do quá tải hoặc do bị va

đập.

a)

b)

c)

Hình 1.2 Dạng hư hỏng của bánh răng hộp số ô tô
a- Sứt mẻ răng; b- Mòn sườn răng; c- Vết rỗ trên sườn răng.
Nguyên nhân chủ yếu gây nên các dạng hư hỏng chi tiết trong hộp số ô tô
tải nhẹ, được chia ra làm 3 nhóm chính:
• Hư hỏng do hao mòn: mòn đều, mòn không đều sinh ra ô van và độ côn,
các vết xước nhỏ và các vết xây xát. Dạng hư hỏng này có liên quan với ma sát.
• Hư hỏng do tác động cơ học: nứt, thủng, xước thành rãnh, tróc, gẫy. Biến
dạng lớn do tác động cơ học gây nên cong, vênh, xoắn.
• Hư hỏng do tác động hoá nhiệt: ăn mòn, bị rỗ, bị biến dạng do nhiệt.


14
Một số dạng hỏng chi tiết hộp số ô tô và nguyên nhân, bảng 1.6.
Bảng 1.6 Dạng hỏng của các chi tiết hộp số ô tô
Dạng hỏng

Nguyên nhân

Trục lắp càng gạt số bị cong

Tác động cơ học

Trục lắp càng gạt số bị mòn lỏng

Hao mòn

Cơ cấu định vị số bị mòn kẹt

Hao mòn

Cơ cấu khoá hãm bị mòn kẹt

Hao mòn

Càng gạt số bị mòn

Hao mòn

Càng gạt số bị cong, gãy

Tác động cơ học

Càng gạt số bị mòn lỏng

Hao mòn

Bộ đồng tốc bị kẹt trên trục

Hao mòn

Khoá bộ đồng tốc mòn hỏng

Hao mòn

Mòn vẹt bề mặt ma sát của đồng tốc

Hao mòn

Răng của bánh răng bị sứt mẻ, hình 1.2a

Tác động cơ học

Bề mặt sườn răng bị mòn, hình 1.2b

Hao mòn

Bề mặt sườn răng bị tróc rỗ, hình 1.2c

Do hoá nhiệt

Bánh răng bị gẫy răng

Tác động cơ học

Bánh răng bị rơ lỏng trên trục

Hao mòn

Bánh răng di trượt bị kẹt trên trục

Hao mòn

Mòn lệch một số bánh răng truyền lực

Hao mòn

Mòn lỏng các vòng bi

Hao mòn

Mòn lỏng các bạc lót

Hao mòn

Trục lắp các bánh răng bị mòn

Hao mòn

Trục lắp các bánh răng bị cong

Tác động cơ học

Mòn lỏng, lệch then hoa bộ đồng tốc

Hao mòn

Phớt chắn dầu bị mòn, lỏng

Hao mòn

Vít xả dầu mòn hỏng ren

Hao mòn

Vỏ hộp số bị nứt, thủng

Tác động cơ học

Mòn lỗ lắp ổ bi trên vỏ hộp số

Hao mòn


15
Thống kê nguyên nhân của các dạng hỏng ở bảng 1.6 cho thấy, có ba
nguyên nhân chính dẫn đến dạng hỏng các chi tiết của hộp số. Trong đó, các
nguyên nhân do tác động cơ học và nhiệt dẫn đến chi tiết của hộp số bị cong, kẹt,
rạn, nứt, gẫy chiếm 26,92%, nguyên nhân do hao mòn các chi tiết trong hộp số
dẫn đến hỏng hộp số chiếm tỷ lệ cao 73,08%. Như vậy, hộp số ô tô tải nhẹ hư
hỏng chủ yếu là do các chi tiết bên trong hộp số bị hao mòn gây nên.
Đối với hộp số xe tải nhẹ được nghiên cứu thì chỉ có các bánh răng và vỏ
hộp số được thiết kế chế tạo trong nước. Khi nghiên cứu về dạng hỏng của bánh
răng trong hộp số xe tải nhẹ nói chung cho thấy: mòn bề mặt răng của các bánh
răng được coi là một trong bốn dạng hư hỏng chủ yếu ở các bánh răng hộp số, ba
dạng còn lại là hỏng vì mỏi do uốn, hỏng vì mỏi do tiếp xúc và hỏng vì sự cào
xước bề mặt tiếp xúc. Tác động của độ mòn làm ảnh hưởng đến tuổi thọ làm việc
của bánh răng, ngoài tổn thất vật liệu trực tiếp làm giảm độ bền còn ảnh hưởng
đến chức năng truyền lực, đồng thời làm thay đổi đáng kể về các đặc điểm rung
động và tiếng ồn. Mòn bề mặt răng cũng có thể ảnh hưởng vết tiếp xúc khi ăn
khớp, có thể thay đổi sự phân bố các ứng suất và tải trọng, làm tăng nhanh sự xuất
hiện các dạng hư hỏng khác.
Mòn răng là dạng hỏng chủ yếu của hộp số trong điều kiện bôi trơn có lẫn

các hạt mòn (hạt kim loại bị mòn, hạt bụi lẫn trong dầu bôi trơn). Mòn làm cho
dạng răng bị thay đổi, tải trọng tăng lên, tiết diện của răng giảm xuống và cuối
cùng răng bị gẫy. Hiện nay chưa có phương pháp tính bánh răng về mòn, vì cường
độ mòn phụ thuộc vào nhiều nhân tố ngẫu nhiên rất khó xác định [8].
Tóm lại: Qua nghiên cứu các dạng hư hỏng hộp số và đặc trưng hư hỏng do
hao mòn các chi tiết trong hộp số ô tô theo thời gian, cho thấy: Hộp số bị hư hỏng
nguyên nhân chủ yếu là các chi tiết bên trong hộp số bị mài mòn do ma sát gây
nên. Khi sự mài mòn xảy ra nhiều thì tiếng ồn hộp số tăng lên, rung động nhiều
hơn, việc ra vào số kém chính xác, hiệu suất truyền lực bị giảm. Vì vậy, ta có thể
nghiên cứu mài mòn các chi tiết bánh răng trong hộp số ô tô (là các chi tiết chế
tạo trong nước) để đánh giá chất lượng của hộp số trong quá trình sử dụng.


16

1.4 Những công trình nghiên cứu về mài mòn
1.4.1 Trên thế giới
Nghiên cứu về sự tương tác giữa các bề mặt tiếp xúc có sự chuyển động
tương đối với nhau, đó là vấn đề vừa lý thuyết, vừa rất thực tiễn của cơ học bề mặt
tiếp xúc, nhiều nhà khoa học trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu và phát triển
rộng rãi trên nhiều phương diện khác nhau. Ứng dụng những thành tựu khoa học
đó có thể nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của máy móc trong quá trình sử dụng.
J. F. Archard, W. Hirst [28] nghiên cứu mài mòn cặp chi tiết ma sát theo lý
thuyết cơ phân tử, kết quả nghiên cứu cho rằng: Quá trình chủ yếu của mòn là sự
phá huỷ do mỏi của các lớp bề mặt khi bị biến dạng lặp nhiều lần, đồng thời còn
xuất hiện sự dính tại bề mặt tiếp xúc khi cọ xát và di chuyển tương đối của các lớp
nhấp nhô của bề mặt. Thể tích mòn được xác định thông qua tải, độ cứng sau khi
tìm được hệ số mòn thực nghiệm của chi tiết ma sát.
A. Holfeld [21] nghiên cứu về mòn của các chi tiết có các bề mặt tiếp xúc
không bằng nhau đã đi đến kết luận rằng: Sự phân bố nhiệt giữa các chi tiết có vai

trò quyết định sự mòn, vật bị mòn nhanh hơn là vật quay nhanh hơn nên cần được
làm nguội nhiều hơn. Những giả thuyết nêu trên về sự phân bố mòn không đồng
đều giữa các chi tiết có bề mặt tiếp xúc khác nhau đều dựa trên các số liệu thí
nghiệm, nên không thể giải thích nguyên nhân của sự khác biệt về tốc độ mòn của
các chi tiết.
Công trình [42] Greenwood J. A, Minshall H, Tabor D nghiên cứu hình dạng,
tải và nhiệt độ tại bề mặt cổ trục ảnh hưởng đến tuổi thọ của bạc đỡ. Đã tiến hành
thử nghiệm trên bệ thử cho thấy độ không tròn của cổ biên bằng 0,012mm bắt đầu
xuất hiện sự tróc bạc lót cứ sau khoảng 25 giờ làm việc, khi giảm độ không tròn
xuống tới 0,006mm thì bạc lót bắt đầu xuất hiện tróc ít nhất là 200 giờ. Nếu tăng
mạnh áp lực, nhiệt độ tại chỗ tiếp xúc của cổ chính trục khuỷu sẽ làm giảm mạnh
tuổi thọ bạc lót, bạc đỡ. Nhóm Greenwood J. A, Minshall H, Tabor D còn nghiên
cứu mài mòn các chi tiết của trục truyền động máy kéo, bằng thực nghiệm đã
khẳng định: Khi tăng tải khoảng 10-20% tải sử dụng trung bình, sự rung động do


17
tăng tải cũng làm tăng đáng kể cường độ mòn. Bằng một loạt các quan sát đã xác
định sự tăng độ mòn trục, bạc của động cơ điêden làm việc với nhiên liệu có lưu
huỳnh khi lớp cách điện các dây dẫn thấp, nguyên nhân là điện trường của các
thiết bị điện bên ngoài làm tăng sự rỉ trục và bạc nằm trong vùng điện trường ấy
nên lúc đó tốc độ mòn tăng lên.
Trong công trình [50], J. A. William cho rằng mòn hạt mài của các chi tiết như
nhóm xi lanh, pittông gây ra chủ yếu do các hạt khoáng chất xâm nhập vào động
cơ bằng nhiều cách khác nhau. Các hạt bụi đi vào xi lanh cùng với không khí và
nhiên liệu, trước hết làm mòn phần trên của xi lanh, vòng găng khí và rãnh vòng
găng khí trên pittông. Một phần bụi dạng hạt đi vào xi lanh và sau đó đi vào dầu
bôi trơn trong các te, thực tế không gây mòn đối với bạc đỡ trục khuỷu, nhưng
dưới tác dụng của hạt bụi phân tán trong không khí đi vào các te động cơ gây
nhiễm bẩn dầu bôi trơn sẽ tạo nên điều kiện làm mòn bạc đỡ và cổ trục khuỷu của

động cơ.
Peter A. Engel [58] tiến hành nghiên cứu tiếp xúc trượt của vật liệu kim
loại với nhau, mức tải bình thường, vận tốc trượt trung bình, ở nhiệt độ 200c.
Nghiên cứu đã cho thấy lượng mòn của bề mặt tiếp xúc ma sát trên chi tiết tăng tỉ
lệ theo thời gian làm việc hoặc quãng đường trượt, hình 1.3.

Hình 1.3 Đồ thị mài mòn chi tiết ma sát theo thời gian
Quá trình mòn được chia thành 3 giai đoạn:
Giai đoạn I: Mòn sơ khai, chủ yếu làm mòn những nhấp nhô do quá trình
gia công để lại trên chi tiết, tốc độ mòn trong giai đoạn này rất nhanh.
Giai đoạn II: Mòn ổn định, đây là thời gian làm việc chính của chi tiết ma


18
sát, tốc độ mòn trong giai đoạn này giảm chậm lại, theo quy luật tuyến tính.
Giai đoạn III: Mòn phá huỷ, đây là thời gian làm thay đổi lớn tình trạng bề
mặt ma sát của chi tiết, tốc độ mòn rất lớn, theo quy luật phi tuyến.
Jens.A.K, Chaturvedi M.C [51] nghiên cứu về mòn các chi tiết ma sát cho

rằng: Tốc độ mòn trên bề mặt tiếp xúc của các chi tiết tăng tỷ lệ với tốc độ chuyển
động tương đối của hai bề mặt, sự gia tăng mòn này là do các bề mặt tiếp xúc đó
tăng nhiệt độ. Đồng thời cũng cho thấy quá trình mòn tỷ lệ với tải, tuy nhiên tỷ lệ
cũng có thể bị phá vỡ với các trường hợp cụ thể: tốc độ mòn giảm xuống khi các
hạt mài mòn bị vỡ nhỏ nếu những hạt mài mòn tròn, không có cạnh sắc, nhưng
nếu các hạt mài mòn mới không tròn hoặc có cạnh sắc thì tốc độ mòn có thể tăng.
William Kelly [40] đã tiến hành nghiên cứu thí nghiệm xe tải nhẹ mới xuất
xưởng chế tạo (còn trong giai đoạn chạy rà) và cho xe chạy trên đường với quãng
đường 240.000 km, sau mỗi quãng đường nhất định tác giả tháo chi tiết trong hệ
thống truyền lực để đo mòn, trong 24.000 km đầu có 4 lần đo, còn lại thời điểm đo
mòn được thực hiện với quãng đường chạy xe lớn hơn. Kết quả của thí nghiệm

chủ yếu để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của hệ thống truyền lực ngay ở giai đoạn
đầu sử dụng. Tác giả này cũng đã tiến hành nghiên cứu những hộp truyền động
(hộp số phụ) và cho rằng: Dù kết cấu, chức năng và chu kỳ làm việc của những
hộp truyền động thay đổi một cách đáng kể, nhưng quá trình mòn bình thường của
chúng diễn ra theo quy luật tương tự nhau.
Ray Dalley, Predict, Cleveland, Ohio [63], nhóm tác giả nghiên cứu về bôi
trơn, phân tích mòn, đã thí nghiệm nghiên cứu các hạt mài mòn trong dầu bôi trơn
động cơ đã qua sử dụng, bằng một số máy móc thiết bị công nghiệp hiện đại đã
phân tích thành phần hạt xuất hiện trong dầu bôi trơn, phân biệt các loại hạt mài
mòn từ các cặp chi tiết ma sát: trục, bạc, bánh răng, ổ bi trong động cơ.
Sử dụng Ferrograph xác định lượng và kích cỡ hạt mài trong dầu bôi trơn,
tác giả này đã phân chia ra hai nhóm hạt mài, loại lớn hơn 5 micromet (Direct
Large - DL) và loại nhỏ hơn 5 micromet (Direct Small - DS), tổng của lượng hạt
mài xác định bằng DL + DS.


19
Sử dụng kính hiển vi điện tử quang học Ferroscope xác định loại hạt mài
kim loại và phi kim loại;
Bằng các thiết bị này đã chụp được sự mài trượt trên bề mặt của bạc đỡ, sự
mòn có hiện tượng cháy trên bề mặt lắp ổ bi, sự mòn có hiện tượng dính trên bề
mặt ăn khớp của các răng.
Lượng dầu được lấy theo từng đợt và đưa đi phân tích bằng các thiết bị
trên, kết quả phân tích hạt mài chuyển đổi sang ppm/khối lượng dầu.
Kết quả số liệu xác định được, lập bảng thống kê theo thời gian 4 năm từ
tháng 12/1999 đến 10/2003. Phân tích thống kê xác định nguyên nhân, các pha
mòn, hình ảnh chi tiết mòn để chẩn đoán trạng thái mòn hỏng của động cơ.
Peter J. Blau [59] nghiên cứu quá trình làm việc của cặp bánh răng ăn
khớp, đã cho rằng: Bề mặt sườn răng thường liên quan đến cả hai dạng tiếp xúc
ma sát lăn và trượt, quá trình mòn răng của bánh răng có liên quan đến hình dạng,

kết cấu của răng, vật liệu chế tạo bánh răng, loại dầu và lượng dầu bôi trơn trong
quá trình răng hoạt động, lượng mòn tương đối của bánh răng do trượt tăng lên khi
số lượng răng tăng, nhưng chưa đưa ra phương pháp xác định lượng mòn của bánh
răng.
Ander Flordin [24] đã nghiên cứu mô phỏng sự mài mòn răng của bánh
răng theo đường tiếp xúc ăn khớp, trong điều kiện tải trọng trung bình, tính toán
quãng đường trượt bằng phương pháp khảo sát sự dịch chuyển tương đối của hệ
trục tọa độ gắn tại điểm tiếp xúc.
Khi xác định lượng mòn theo thể tích V(S) trên mỗi đơn vị trượt, đã sử dụng
công thức mòn thực nghiệm của Archard:
V(S ) =

Trong đó:

k.F
H

k – hệ số mòn của vật liệu
H – Độ cứng của vật liệu
F – tải trọng pháp tuyến.


20
Ander Flordin đã tiến hành thí nghiệm mòn bánh răng trên bệ thử với kiểu
dòng công suất kín, nguồn động lực là động cơ điện, cơ cấu gây tải cơ khí bằng
quả nặng treo trên tay đòn, tải trọng ở đây là đại lượng cố định, quá trình thay đổi
tải mất nhiều thời gian, mức độ gây tải với độ chính xác còn thấp. Hộp số cơ khí
đảo chiều trong bệ thử được lắp hai bánh răng thí nghiệm để xác định lượng mòn.
Kết quả thí nghiệm được đo đạc hình học tính chuyển sang lượng mòn theo thể
tích và so sánh với lý thuyết.

P.Bajpai, A.Kahraman, N.E.Anderson [56] nghiên cứu trên cơ sở mô hình
mòn của Archard, đã tiến hành mô phỏng mài mòn răng trên máy tính để xác định
chiều cao mòn h tại điểm bất kỳ của bề mặt ăn khớp, bằng phương pháp tích phân
phương trình:
dh
= F(p, u,...)
dS

Hàm F rất phức tạp, khảo sát đòi hỏi công phu đã có nhiều nghiên cứu về
hàm F, nhưng vì tính phức tạp của nó nên hầu hết đều tập trung vào việc đưa ra hệ
số mòn vật liệu k, được biểu diễn bởi phương trình:
dh
= k.p
ds

S – quãng đường trượt thay đổi khi bánh răng quay, S được mô phỏng trên
máy tính.
k – hệ số mòn vật liệu (được xác định bằng thực nghiệm);
p – Tải trọng trên bề mặt răng ăn khớp (áp suất) được xác định bằng
phương pháp phần tử hữu hạn trên bánh răng, p thay đổi khi bánh răng quay.
Trong quá trình xác định chiều cao mòn nhóm tác giả này đã sử dụng hệ số
mòn vật liệu k của một thí nghiệm mòn bánh răng trước đó. Cuối cùng thì chiều
cao mòn được xác định theo chiều cao mòn đơn vị và lấy tổng theo quãng đường
trượt từ điểm i đến j trên răng của bánh răng chủ động và răng của bánh bị động.
Tích lũy của các giá trị mòn đơn vị trên đường tiếp xúc, theo số chu kỳ quay của
bánh răng xác định được chiều cao mòn tổng cộng, tích phân trên diện tích ăn


21
khớp tính được chiều cao mòn trên diện tích tiếp xúc của hai răng. Quá trình mô

phỏng, nhóm tác giả đã cho rằng: Trên sườn răng của bánh răng chủ động cũng
như bị động có ba khu vực mòn khác nhau, đó là những điểm tại vị trí phía gần
đỉnh răng và chân răng có chiều cao mòn tương đối giống nhau, nhưng lớn hơn
những điểm tại vị trí khu vực giữa sườn răng, kết quả này diễn ra tương tự trên
suốt toàn bộ chiều dài của sườn răng.
Trong nghiên cứu này các tác giả không tiến hành thí nghiệm và đưa ra lập
luận là thí nghiệm đòi hỏi rất công phu, chi phí lớn và mất rất nhiều thời gian,
nhưng tác giả cũng đưa ra phương pháp thí nghiệm tương tự của Ander Flordin
[24] với bệ thử dòng công suất kín, một cặp bánh răng ăn khớp.
Tóm lại: Trong các nghiên cứu về mài mòn bánh răng ở trên, thì hạn chế
nghiên cứu dừng ở việc nghiên cứu độ cao mòn tại điểm tiếp xúc và thể tích mòn
theo đơn vị trượt trên răng của bánh răng, các nghiên cứu chưa đề cập phương
pháp xác định lượng mòn theo khối lượng.
Để xác định thể tích mài mòn răng trong thí nghiệm phải mở hộp số để đo
đạc trực tiếp trên bánh răng, chưa đề cập đến việc nghiên cứu xác định hệ số k
thực nghiệm.
1.4.2 Tại Việt Nam
Những công trình nghiên cứu trong lĩnh vực ma sát hao mòn các chi tiết
của các nhà khoa học Việt Nam được bắt đầu từ những năm 60 thế kỷ trước, tập
trung nghiên cứu ảnh hưởng của hao mòn đến các chỉ tiêu làm việc của thiết bị
máy móc, ứng dụng lý thuyết tribology để tính toán thiết kế máy. GS.TSKH
Nguyễn Anh Tuấn, trường Đại học Bách khoa Hà Nội là nhà khoa học đi tiên
phong trong lĩnh vực này.
Đề tài luận án của Ngô Nhật Thái nghiên cứu về vấn đề mòn vòng găng
động cơ điêzel cỡ nhỏ đã đánh giá tổng thể các biện pháp công nghệ, tổng hợp lại
các biện pháp đã có trước đó và đặt ra phương hướng trong thiết kế chế tạo và sử
dụng, với mục đích điều khiển quá trình tiếp xúc của chi tiết chống hao mòn, nâng
cao tuổi thọ vòng găng của động cơ.

22
Đề tài luận án của Hồ Xuân Năng nghiên cứu các phương pháp đánh giá
mòn của cặp chi tiết vòng găng - ống lót xi lanh động cơ điêzel, bổ sung những gì
chưa hoàn thiện của các tác giả trước đó, đồng thời đi sâu khảo sát tính năng liên
quan đến mòn của vòng găng sơ mi động cơ thông qua vật liệu.
Đề tài luận án của Tào Văn Chiêu (tại Liên xô cũ) nghiên cứu khả năng
ứng dụng kỹ thuật ma sát bôi trơn mài mòn trong quá trình chẩn đoán trạng thái
kỹ thuật, đã tập trung nghiên cứu vấn đề mòn các chi tiết của động cơ đốt trong
trên cơ sở phân tích hạt mòn trong dầu bôi trơn của động cơ.
Đề tài luận án của Trần Xuân Khái, Học viện Kỹ thuật quân sự Hà Nội,
năm 2003 nghiên cứu đánh giá tuổi thọ một số dạng chi tiết và hệ thống trên xe
máy công binh chịu tải ngẫu nhiên, thông qua vấn đề khảo sát tổn thương mỏi của
các chi tiết trên xe để đánh giá tuổi thọ, đồng thời đã xây dựng mô hình hoá tính
độ bền mỏi chi tiết trong trường hợp chịu tải trọng ngẫu nhiên.
Năm 2008 đề tài luận án của Nguyễn Tuấn Minh, trường Đại học Bách
khoa Hà Nội “Chẩn đoán mài mòn động cơ đốt trong trên cơ sở phân tích dầu bôi
trơn có chứa hạt mài mòn kim loại”, đã nghiên cứu hình dạng, kích thước các hạt
mòn có trong dầu bôi trơn động cơ để chẩn đoán trạng thái kỹ thuật động cơ trong
quá trình làm việc.
Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước của Công ty dầu nhờn APP
nghiên cứu về dầu bôi trơn, đã tiến hành thí nghiệm xác định các hạt mòn kim loại
trong động cơ xe máy để đánh giá kiểm nghiệm chất lượng phụ gia trong dầu bôi
trơn động cơ.
Năm 2007 đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước KC.05.32 nghiên cứu
thiết kế chế tạo hộp số ô tô thông dụng, đã đánh giá chỉ tiêu hiệu suất của hộp số.
Việc đánh giá về chỉ tiêu độ bền lâu của hộp số thông qua mòn các chi tiết trong
hộp số còn là vấn đề nghiên cứu mở rộng của đề tài này.
Trên đây là một số công trình nghiên cứu tiêu biểu trong và ngoài nước, tập
trung nghiên cứu về hao mòn các cơ cấu, bộ phận chuyển động trong máy móc,
thiết bị cơ khí do ma sát gây nên nói chung và lĩnh vực ô tô máy kéo nói riêng.

23
Nội dung nghiên cứu được sử dụng các lý thuyết về độ bền, độ tin cậy và các quan
điểm về kinh tế, kỹ thuật đã mang lại hiệu quả thiết thực cho xã hội. Tuy nhiên,
đến nay việc nghiên cứu mài mòn các chi tiết trong hộp số ô tô vẫn còn một số
hạn chế đang được quan tâm. Ở Việt Nam, do trước đây chưa có thiết kế chế tạo
hộp số ô tô, nên việc nghiên cứu mài mòn chưa có điều kiện thực hiện. Vì vậy, tác
giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số xe tải nhẹ thiết kế
chế tạo tại Việt Nam”. Phương pháp nghiên cứu của luận án được trình bày theo
sơ đồ trên hình 1.4

Hình 1.4 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu mài mòn bánh răng hộp số ô tô