đặc điểm, thông số kỹ thuật, xe toyota hilux 2 5e

Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp khác thì ôtô luôn là ngành công nghiệp
chiếm vai trò quan trọng trong nền công nghiệp thế giới. Có một bài báo đã viết: muốn biết nước
nào có ngành công nghiệp phát triển chỉ cần xem nước đó có ngành CN ôtô hay không,vì khi có
ngành CN ôtô nó sẽ kéo hàng loạt các ngành công nghiệp khác, đó gọi là ngành công nghiệp phụ
trợ. Thật vậy, khi ngành công nghiệp phụ trợ phát triển sẽ tạo ra rất nhiều việc làm và hạ giá thành
sản phẩm. Trong nhưng năm gần đây, ảnh hưởng lớn của khủng hoảng kinh tế toàn cầu làm cho
ngành công nghiệp ôtô thế giới và các ngành công nghiệp phụ trợ gặp rất nhiều khó khăn. Tuy
nhiên các hảng ôtô đã biết cách sát nhập lại hoặc bán bớt công ty con để cải tổ công ty vượt qua
cơn khủng hoảng kinh tế và không ngừng đưa ra các mẩu xe mới cùng với những nghiên cứu mới
nhất áp dụng cho chiếc xe để đáp ứng nhu cầu cho người tiêu dung. Điều này cho thấy ôtô vẫn là
ngành công nghiệp đang rất phát triển trên thế giới.
Tại Việt Nam thì ngành công nghiệp ôtô luôn là mục tiêu hàng đầu của nhà nước ta, ngành
công nghiệp mũi nhọn của đất nước, nhà nước luôn tạo điều kiện tốt nhất cho những hãng xe trong
nước để cố gắn một ngày nào đó không xa nữa sẽ có một chiếc xe made in Việt Nam, do người Việt
Nam thiết kế, chế tạo và lắp ráp với đầy đủ những an toàn kỹ thuật theo những tiêu chuẩn quốc tế.
Các nhà hoạch định chính sách vẫn mong mỏi có một cái xe làm ở Việt Nam với tỷ lệ nội địa hoá
cao và ép các nhà sản xuất xe làm việc này. Tuy nhiên chỉ yêu cầu các nhà sản xuất xe không là
chưa đủ vì họ chỉ nắm 30-35% giá tri xe.
Muốn tăng tỷ lệ nội địa hoá thì phải mời thảm đỏ cho các nhà sản xuất phụ trợ vào,nhưng để làm
được điều đó là không dể. Quan trọng việc mời thảm đỏ là tạo điều kiện cho họ đầu tư. Tuy nước
ta chưa thể sản xuất một chiếc xe mang nhản hiệu Việt Nam bây giờ, song số lượng xe tiêu thụ, số
các nhà máy lắp ráp, các dự án đầu tư vào ngành công nghiệp ôtô vẫn chiếm một số lượng lớn.
Theo dự định thì đến năm 2018 thì thuế nhập khẩu ôtô nguyên chiếc sẽ giảm xuống còn 0%, điều
này tạo điều kiện cho người tiêu dung trên cả nước có thể sở hữu một chiếc ôtô thay vì hiện nay
người dân nếu muốn mua xe nhập khẩu phải chịu nộp thuế gấp 3 lần giá tri của chiếc xe đó. Chính
vì việc xe ôtô ngày càng cải tiến với những công nghệ mới trên xe và số lượng ngày càng nhiều

như hiện nay thì đòi hỏi cần một đội ngủ kĩ sư, công nhân lành nghề để đáp ứng được nhu cầu của
xã hội. vì thế việc đào tạo ra các kĩ sư, công nhân am hiểu và thành thạo về ôtô là điều cần thiết
trong giai đoạn hiện nay.
Trong quá trình thực hiện tiểu luận, được sự chỉ dạy tận tình của thầy TRẦN ANH SƠN
và những ý kiến rất có ích của các bạn trong lớp, em đã hoàn thành tiểu luận. Nhưng do kiến thức
còn hạn chế nên không tranh khỏi những sai xót mong thầy có thể góp ý để em hoàn thiện kiến
thức hơn. Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 1


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

ĐẶC ĐIỂM, THÔNG SỐ KỸ THUẬT, XE TOYOTA HILUX 2.5E
LOẠI XE
TOYOTA HILUX 2.5E
4x2

ĐẶC ĐIỂM
Động cơ
Động cơ

Turbo Diesel 2.5L TDCi, trục cam kép 16 van có làm mát khí nạp

Dung tích xy lanh (cc)

2494

Công suất cực đại(PS/vòng/phút)

100,6/3600

Mô men xoắm cực đại Nm/vòng/phút)

200/3400

Hệ thống truyền động

Một cầu chủ động/4x2

Hộp số

05 số tay

Ly hợp

Đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thủy lực với lò xo đĩa

Kích thước, trọng lượng
Dài x Rộng x Cao (mm)

5260 x 1760 x 1735

Khoảng sáng gầm xe tối thiểu (mm)

181

Chiều dài cơ sở (mm)

3085

Bán kính vòng quay tối thiểu (mm)

5,9

Trọng lượng toàn bộ (kg)
Trọng lượng không tải (kg)

2560
1635-1690

Cỡ lốp

215/65R16

Bánh xe

Vành hợp kim nhôm đúc

Vận tốc lớn nhất (km/h):

Vmax = 150 (km/h)

η = 0,93

Hiệu suất :
Hệ số cản lăn:

f = 0,2
φ = 0,8

Hệ số bám:

PHẦN A: TÍNH TOÁN LY HỢP

Trang 2


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

1.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LY HỢP:
1.1 Xác định các thông số cơ bản của ly hợp
a) Xác định bán kính vòng ngoài của đĩa ma sát.
- Việc xác định bán kính ngoài phải dựa theo 3 điều kiện sau:
+ Đảm bảo cho ly hợp truyền hết mô men động cơ
+ Đảm bảo tuổi thọ cần thiết
+ Phải lắp ghép được với vành bánh đà
- Để đảm bảo được ly hợp truyền hết mô men của động cơ thì ly hợp phải sinh ra được một ma sát
luôn luôn lớn hơn hoặc bằng mô men quay cực đại của động cơ trong suốt quá trình sử dụng.Để
đảm bảo điều kiện này,mô men ma sát Mms của ly hợp được xác định theo công thức:
Mms = β.Memax (N.m)
β – Hệ số dự trữ của ly hợp
Với xe du lịch β = 1,3 ÷ 1,75 chọn β = 1,65
- Mô men ma sát sinh ra trong ly hợp được cũng có thể xác định theo công thức:
Mms= μ.P.Rtb.p (N.m)
Trong đó:

μ – Hệ số ma sát
p – Số lượng đôi bề mặt ma sát vì có 1 đĩa ma sát nên p = 2
P – Lực ép cần thiết lên các đĩa ma sát(N)
Rtb – Bán kính ma sát trung bình (m)
- Áp suất trên bề mặt được xác định theo công thức:

q=

P
P
=
≤ [ q ] (N/m2)
2
S π R 2 − R 21

(

)

Trong đó:
P : Áp suất trên bề măt ma sát (kN/m2)
[ q ] Áp suất cho phép trên bề măt ma sát (kN/m2)
S : Diện tích bề mặt tấm ma sát (m2)
Trang 3


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

Đối với bề mặt ma sát là thép với phêrađô thì
μ = 0,25 ÷ 0,35 chọn μ = 0,28

[ q ] = 100 ÷ 150( KN / m2 )
- Mômen ma sát của ly hợp
Mms = 1,65.200 = 330 (N.m)
- Đường kính ngoài của đĩa ma sát :
D2 = 2.R2 = 3,16.

M e max
C

C : Hệ số kinh nghiệm
Đối với xe du lịch C = 4,7

⇒ D2 = 3,16.

200
= 20.61 (cm)
4, 7

Bán kính vòng ngoài đĩa ma sát :
R2 = (cm)
b) Xác định bán kính vòng trong của đĩa ma sát.
-Bán kính vòng trong của đĩa ma sát được xác định theo công thức:
R1 = (0,53 ÷ 0,75)R2
Chọn R1 = 0,53. R2 = 0,53.10,305= 5,4616 (cm)
c) Bán kính trung bình của đĩa ma sát.
Rtb = (cm)
d) Lực ép cần thiết lên các đĩa để truyền mômen

P=

Ml
330
=
= 5797, 77 (N)
µ .Rtb . p 0,35.8,1312.2.10 −2

e) Chiều rộng đĩa ma sát.
Chiều rộng đĩa ma sát được tính theo công thức :
b = R2 – R1 = 10,305 – 5,4616 = 4,8434(cm)
f) Diện tích bề mặt đĩa ma sát S.
Diện tích bề mặt đĩa ma sát được tính theo công thức :

(

)

(

2
2
S = π R2 − R1 = 3,14 ( 0,10305 ) − ( 0, 054616 )
2

2

) = 0, 0239 m

2

g) Áp suất trên bề mặt

q=

P 5, 79777
=
= 242,584( KN / m 2 )
S
0, 0239

q ≤ [q] = 100 ÷ 250 (thoả điều kiện)

2.TÍNH CÔNG TRƯỢT, CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN VÀ NHIỆT ĐỘ LY HỢP:

Trang 4


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

2.1.TÍNH CÔNG TRƯỢT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐÓNG LY HỢP :

ωe

M [N.m]
ω [rad/s]
ωe (t)

β.Memax

M

Ma ωa

ωe Me
Mms

(
ms

ωa

t)

Je Ja

(t)

ωe =ωa
Ma

ωa
t1

t2

t [s]

H.3.1. Mô hình động cơ - truyền lực và đồ thị tốc độ góc
Khi đóng ly hợp có hiện tượng trượt ở thời gian đầu cho đến khi nào đĩa chủ động và đĩa bị
động quay như một hệ thống động học liền. Khi các đĩa bị trượt sẽ sinh ra công ma sát làm nung
nóng các chi tiết của ly hợp lên quá nhiệt độ làm việc bình thường, làm hao mòn các tấm ma sát và
nguy hiểm nhất là các lò xo ép bị ram ở nhiệt độ như vậy, mất khả năng ép. Vì thế việc xác định
công ma sát trong thời gian đóng ly hợp là một điều cần thiết.
Trong quá trình gài số ôtô tuỳ theo sự đổi số từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp mà quá
trình gài có thể tiến hành khác nhau.
Khi đổi từ số thấp lên số cao, tốc độ góc của trục khuỷu động cơ trong khi đóng ly hợp cao
hơn tốc độ góc của trục sơ cấp hộp số, vì vậy mômen quay của động cơ M e không nên lớn để tránh
tăng công trượt.
Khi đổi từ số cao xuống số thấp tốc độ góc của trục khuỷu động cơ có thể thấp hơn tốc độ
góc trục sơ cấp trong trường hợp này khi đóng ly hợp cần phải có mômen M e nào đó của động cơ
để làm đồng đều các tốc độ góc nói trên.
Nhưng ở hai trường hợp nói trên tuỳ theo kỹ thuật của người lái tốc độ góc của trục khuỷu
và trục sơ cấp của hộp số có thể đồng đều, nghĩa là ωe ≅ ihωa động cơ đó công trượt sẽ giảm đến tối
thiểu.
Khi ôtô bắt đầu chuyển động, sự đồng đều nói trên không thể thực hiện được, vì ωe> 0 và
ωa = 0 trong trường hợp này công trượt sẽ cực đại. Ta sẽ tính công trượt trong trường hợp này.
Diễn biến quá trình đóng ly hợp hợp gồm 2 giai đoạn :

Trang 5


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

Giai đoạn đầu với thời gian t1: lúc này mômen quay của ly hợp hợp tăng từ giá trị

0 đến giá trị Ma , thời điểm này ôtô bắt đầu khởi động tại chỗ.
Giai đoạn tiếp theo với thời gian t 2: là giai đoạn mômen quay của ly hợp M l bắt
đầu tăng lên đến khi không còn sự trượt xảy ra (tức là lúc ωe = ωa ).
2.1.1.Tính mômen quán tính của bánh đà và của các chi tiết của ôtô quy dẫn về trục ly hợp
Ja:
Từ công thức quan hệ vận tốc tịnh tiến ôtô và vận tốc góc của bánh xe như sau:

 ωa 
 rbx [m/s]
 i h1i 0 

v = ωbx.rbx= 
Trong đó:

ω bx- Vận tốc góc của bánh xe, [rad/s].
v - Vận tốc chuyển động tịnh tiến của xe, [m/s].

ωa - Vận tốc góc tại trục của ly hợp, [rad/s].
Ta suy ra công thức tính vận tốc góc tại trục ly hợp:

ωa =

v
( i h1i 0 ) [rad/s]
rbx

Động năng của khối lượng chuyển động quay :
2

WĐ= J a

ωa
[J]
2

Động năng chuyển động tịnh tiến của xe:
WT=

Ga v2
. [J]
g 2

Khi xe chuyển động thì : WT=WĐ
Hay:
2

ωa
Ga v2
[J]
Ja
=
.
2
g 2
Suy ra công thức tính mômen quán tính của bánh đà và các chi tiết của động cơ quy dẫn về
trục ly hợp:

G ( r .ωa )
G
r

J a = a . bx
= á . bx 2 [N.m.s2]
2
2
g ω a ( i hi o )
g ( i h1i 0 )
2

Trong đó :

Trang 6

2


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

Ja - Mômen quán tính của bánh đà và của các chi tiết động cơ qui dẫn về
trục ly hợp.
Ga - Trọng lượng toàn bộ của ôtô, Ga = 25600[kg].

i 0 - Tỉ số truyền lực chính, i0= 3,61
i h1- Tỉ số truyền tay số một, ih1 = 5,374

[5]
[5]

rbx - Bán kính lăn của bánh xe [m].

rbx = 319, 63(mm)
g - Gia tốc trọng trường, lấy g=9.81[m/s2].
Thay số ta có:
Ja = 2560

(319, 63.10−3 ) 2

( 5,374.3, 61)

2

= 0, 692[ N .m.s 2 ]

Vậy Ja=0,692 [N.m.s2].
2.1.2. Mômen cản chuyển động qui dẫn về trục ly hợp Ma:
Ma = [(Ga + Gm ) ψ+KFv2]

rbx
[N.m]
ih .i p .i0 .ηtl

Trong đó:
Ga- Trọng lượng toàn bộ của xe, [N].
K - Hệ số cản khí động, [N.s2/m4].
F - Diện tích cản chính diện của xe, F=[m 2].
ηtl - Hiệu suất truyền lực, ηtl = 0,93

ψ - Hệ số cản tổng cộng của đường. Ta xét khi xe bắt đầu chuyển động
trên đường nằm ngang ( v ≈ 0, α = 0), hệ số cản tổng cộng của mặt
đường chính bằng hệ số cản lăn.

Chọn: ψ = 0,02.
Thay số ta có:
Ma = ((25600+0)0,02+ 0,5)

0,31963
= 9,07[N.m]
5,374.3, 61.0,93

Vậy Ma= 9,57 [N.m].
2.1.3.Tính công trượt L:
Theo phân tích ở trên thi công trượt của ly hợp L được xác định theo hai thành phần:
L1- Công trượt ở giai đoạn đầu, trong khoảng thời gian là t 1. Công này sẽ tiêu tán
cho sự trượt và nung nóng ly hợp:

Trang 7


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

ωm − ωa
t1
2
L1 = Ma
[J]
L2- Công trượt ở giai đoạn thứ hai, trong khoảng thời gian là t 2. Công này dùng để
tăng tốc và thắng sức cản của xe.
L2 =

1
2
J a (ω m − ω a ) 2 + M a (ω m − ω a ) t 2 [J]
2
3

Vậy công trượt toàn bộ của ly hợp sẽ là:

 t1 2  1
+ t2  + J a (ω m − ωa )2 [J]
2 3  2

L = L1 + L2 = M a (ω m − ω a )

Thời gian t1, t2 được xác định theo công thức:
t1 =

Ma
[s]
k

t2 =

A
[s]
k

Trong đó:
k - Hệ số tỷ lệ, đặc trưng cho nhịp độ tăng ma sát của ly hợp khi đóng ly
hợp. Ta có k = (50 ÷ 150) [N.m/s], ta chọn k= 120[N.m/s].

A được xác định theo công thức sau: A = 2.J a (ωe − ωa )
Tốc độ góc của trục động cơ khi đóng ly hợp có thể thừa nhận không đổi và bằng tốc độ
góc ứng với mômen cực đại của trục động cơ. Rõ ràng ta thấy công trượt tăng khi hiệu số ( ωe - ωa)
tăng. Giá trị lớn nhất của hiệu số này xảy ra khi
ωe =

ωa = 0. Tốc độ góc của trục động cơ:

2.π .nM 2.3,14.3400
=
= 355,8 [rad/s]
60
60

Thời gian t1:

t1 =

9, 07
= 0, 079 [s].
120

Thời gian t2:

t2 =

2.0, 692.(355,8 − 0)
120

= 2, 025 [s].

Thay số ta có:

 0, 079 2
 1
L = 9, 07.(355,8 − 0) 
+ .2, 025 ÷+ .0, 692(355,8 − 0) 2 = 48532 [Nm]
3
 2
 2
Vậy công trượt toàn bộ là: L = 48532 [Nm]

Trang 8


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

2.2.TÍNH CÔNG TRƯỢT RIÊNG Lo:
Công trượt nói chung không cho ta xét đoán về điều kiện làm việc của ly hợp. Muốn xét
điều kiện làm việc nặng nhọc của ly hợp, ta cần phải tính công trượt riêng. Công trượt riêng là công
trượt trên 1 đơn vị diện tích bề mặt các tấm ma sát, đặc trưng cho sự hao mòn tấm ma sát.

Lo =

L
[J / m2 ]
FmsZms

Trong đó:
Lo - Công trượt riêng, [J/m2].
L - Công trượt chung, [Nm]
Fms- Diện tích bề mặt ma sát, theo tính toán phần trước ta có
Zms- số lượng đôi bề mặt ma sát.
Vậy thay số vào ta có:

Lo =

48532
= 1015313,09[J/m2]=1015,3[kJ/m2]
0, 0239.2

Vậy Lo < [ Lo ] =1000-1200 [kJ/m2] Đối với xe du lịch
Thỏa điều kiện bền
2.3.TÍNH NHIỆT ĐỘ LY HỢP :
Sự hao mòn các tấm ma sát của ôtô máy kéo chịu ảnh hưởng lớn bởi sự nung nóng các chi
tiết. Vì các tấm ma sát có độ dẫn nhiệt rất kém cho nên ta có thể coi tất cả nhiệt phát sinh khi đóng
ly hợp sẽ truyền cho các chi tiết tiếp xúc trực tiếp với các tấm ma sát cụ thể là các đĩa ép. Thời gian
trượt thường không lớn cho nên sự thoát nhiệt ra môi trường trong thời gian ấy cũng không đáng
kể. Bởi thế các chi tiết tiếp thu nhiệt trong thời gian ly hợp bị trượt phải có khối lượng lớn để đảm
bảo tiếp thu được lượng nhiệt phát sinh khi ly hợp bị trượt mà nhiệt độ của chi tiết ấy sẽ không tăng
lên nhiều, để không làm ảnh hưởng nhiều đến sự làm việc của tấm ma sát (cụ thể không làm ảnh
hưởng đến hệ số ma sát µ và không gây nên sự cháy cục bộ các tấm ma sát).
Do bánh đà có kích thước lớn nên khả năng tải nhiệt tốt nên không cần tính mà ta chỉ tính
cho đĩa ép. Vì trên đĩa ép còn bố trí các lò xo ép, nếu nhiệt độ đĩa ép tăng lên quá mức cho phép thì
sẽ làm thay đổi độ cứng của lò xo ép.
Công trượt lớn nhất sinh ra khi xe khởi hành, cho nên ta tính toán ly hợp hợp theo điều
kiện của xe lúc khởi hành để đảm bảo sự làm việc ổn định của ly hợp.
Nhiệt độ tăng lên của đĩa ép khi tiếp xúc trực tiếp với tấm ma sát trong thời gian ly hợp bị

trượt được xác định theo công thức:
∆T=

θL o
[ C]
c.md
Trang 9


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

Trong đó:
∆T- Nhiệt độ tăng lên của đĩa ép, [0C].
ν - Hệ số xác định phần công trượt dùng để nung nóng đĩa ép.
θ = 0,5 đối với đĩa ép của ly hợp 1 đĩa.
c ≈ 500 (J/kg.độ) là nhiệt dung riêng của đĩa ép (thép)
mđ - Khối lượng của đĩa ép, [kg].
Theo công thức trên thì công trượt chung của ly hợp càng lớn thì nhiệt độ sinh ra trên đĩa
ép càng lớn. Do đó, ta cần kiểm tra chế độ nhiệt của đĩa ép khi công trượt lớn nhất (ứng với lúc xe
khởi động tại chỗ). Khi đó nhiệt độ tăng lên của đĩa ép T ≤ 10o K . Suy ra:

T=

θ .L 0,5.48532
=
= 9,80 K ≤ [T ]
md .c
500.1, 7

Khối lượng của đĩa ép được xác định theo công thức:
mđ = π(Rn2- Rt2)δđ.ρ =3,14.( 0,104052 - 0, 0536162 ).0,009.7600
=1,7 (kg)
Trong đó:
Rn- Bán kính vòng ngoài của đĩa ép, [m].
Rn=R2+0,001=0,10305+0,001=0,10405[m].
Rt- Bán kính vòng trong của đĩa ép, [m].
Rt=R1-0,001=0,054616-0,001=0,053616[m].
ρ = 7600 [Kg/m2] - Khối lượng riêng của thép chế tạo đĩa ép.
δđ Chiều dày của đĩa ép. δđ = 9 mm

Trang 10


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

PHẦN B: TÍNH TOÁN HỘP SỐ

Sơ đồ động học của hộp số
1.1 Chọn tỷ số truyền của hộp số
- Từ kí hiệu lốp : 215/65R16
Ta xác định được bán kính lăn của bánh xe
Ta có:
r0 = H +

d
.25.4(mm)

2

⇒ rbx = [0, 65.215 + (

16
.25, 4)].λ = 319, 63 (mm)=319,63.10-.3 (m)
2

λ = 0,93- 0,935 chon λ = 0,932
- Số vòng quay nemax
nemax = λ.nN
Do động cơ diesel λ = 1

Trang 11


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

=> nemax = 1.3600 = 3600 (vòng/phút)
- Tỷ số truyền của truyền lực chính.

i0 =

π .rbx .ne max
30.ihn .Vmax

Do xe có hộp số dọc có 1 số OD nên ihn =0,75 ÷ 0,85 chọn ihn = 0,8

⇒ i0 =

3,14.319, 63.10−3.3600
= 3, 61
30.0,8.41, 6

Vmax – Tốc độ lớn nhât của xe
Vmax = 150km/h = 41,6 (m/s)
Tỷ số truyền tay số 1.

ih1 ≥

G.Ψ max .rbx
M e max .i0 .η

Trong đó:
G – Trọng lượng toàn bộ của xe
Ψmax – Hệ số cản chuyển động lớn nhất
Rbx – Bán kính bán kính lăn của bánh xe.
Memax – Moomen cực đại của động cơ.
i0 – Tỷ số truyền chính.
Vmax – Tốc độ lớn nhât của xe
η – Hiệu suất của hệ thống truyền lực
Đối với xe du lịch ta chọn η = 0,93
-

Hệ số cản chuyển động lớn nhất Ψmax
Ψmax = 0,35 ÷ 0,50 (Đối với xe du lich và xe khách)

Chọn Ψmax = 0,39

⇒ ih1 ≥

25600.0,39.319, 63.10−3
= 4, 75 (1)
200.3, 61.0,93

Và

Trang 12


Tính toán ôtô

ih1 ≤

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

G.ϕ .rbx
M e max .i0 .η

Hệ số bám φ = 0.7 ÷ 0,8 chọn φ = 0,75

⇒ ih1 ≤

25600.0, 75.319, 63.10−3
= 9,14 (2)
200.3, 61.0,93

Từ (1) và (2) : Chọn ih1 = 5,5

Công bội :

q=

4

ih1
5,5
=4
= 1, 619
ihn
0,8

⇒
ih 3 =

i1
5,5
=
= 2, 098
2
q
(1, 619) 2

Do xe hộp số dọc ,có 1 số OD

⇒ ih4 = 1
Số OD : ihOD =

i1

= 0,8
q4

Số lùi : iR = (0,8-1,3) ih1 =0,8.5,5=4,4 > ih2
1.2 Tính toán các chi tiết của hộp số
1.2.1 Bánh răng của hộp số
1.2.1.1 Tính toán thiết kế tổng thể
a. Chọn khoảng cách giữa các trục
A = C. 3 M e max
C : Hệ số kinh nghiệm
C =( 20-21) xe có động cơ diezel → chọn C = 20,5
→ A = 20,5. 3 200 = 119,88 (mm).
b. Môđuyn pháp tuyến của bánh răng
mn = (0,032 ÷ 0,04)A

Trang 13


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

→ Chọn mn = (3,84 ÷ 4,8) = 4
 Đối với hộp số 3 trục
- Theo kinh nghiệm số răng chủ động của cặp bánh răng gài số ở số truyền thấp của ô tô du lịch Z a
=17 ÷ 15 .Với góc nghiêng (20≥β≥8)
Xe có ih1 = 5,5 → Chọn Za =15

ia =

2. A.cosβ1
−1
ma .Z a

Trong đó :
A – Khoảng trục
ia – Tỷ số truyền cặp bánh răng luôn ăn khớp
β – Góc nghiêng của bánh răng
Chọn β = 220
ma – Môduyn pháp tuyến (mm)

⇒ i =
a

(

2.120.cos 200
4.15

) − 1 = 2, 76

– Tỷ số truyền cặp bánh răng gài số 1

⇒ ig 1 =

ih1 5,5
=
= 1,993
ia 2, 76

- Tỷ số truyền cặp bánh răng gài số thứ 2

ig 2 =

ih 2 3,397
=
= 1, 235
ia
2, 76

- Tỷ số truyền cặp bánh răng gài số thứ 3

ig 3 =

ih 3 2, 098
=
= 0, 76
ia
2, 76

- Tỷ số truyền cặp bánh răng gài số thứ 4 (ih4 = 1, trực tiếp)

igOD =

ihOD
0,8
=
= 0, 29
ia
2, 76

igR = igR1.igR 2 = 1,594
Trang 14


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

- Số răng bị động của cặp bánh răng luôn ăn khớp:
Z′a = Za.ia = 15.2,76 =41(răng)
- Số răng của bánh răng chủ động Z1

(

)

0
2. A.cosβ a 2.120.cos 20
Z1 =
=
= 19 (răng)
4 ( 1 + 1,993)
ma ( 1 + ig1 )

- Số răng Z′a của bánh răng bị động ở cặp bánh răng luôn ăn khớp
Z′1 = Z1.ig1 = 19.1,1993=37(răng)
Tương tự:
- Số răng của bánh răng Z2

Z 2 = 25 (răng)
Z′2 = 30(răng)
- Số răng của bánh răng Z3

Z 3 = 32 (răng)
Z′3 = 24(răng)

Z OD = 44 (răng)
Z OD ' = 13 (răng)
''
Số R: igR = igR1.igR 2 = 1,594 Chọn Z R = 25 , Z R = 10

zr '' 25
igR1 =
=
= 2,5 suy ra igR 2 = 0, 6376
zr 10
Vậy Z′R = 16(răng)
Xác định lại tỉ số truyền các cặp bánh răng gài số

z '1 37
=
= 1,947
z1 19
z '2 30
=
= 1, 2
Số 2 : ig1 =
z2 25
z '3 24

=
= 0, 75
Số 3 : ig1 =
z3 32
Số 1 : ig1 =

Trang 15


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

Số lùi: igR = 1, 6
Số OD : igOD = 0,295
Xác định lại tỉ số truyền của hộp số:

ihi = ia .igi

Suy ra: ih1

= 2,76.1,947 = 5,374

ih 2 = 2, 76.1, 2 = 3,312
ih3 = 2, 76.0, 75 = 2, 07
ihOD = 0,814
ihR = 4, 416
Tính chính xác khoảng cách trục A.

Aa =

mn ( Z a + Z 'a )
= 119
2Cos 20

1.5 Trục của hộp số
1.5.1 Chọn sơ bộ kích thước của trục
- Đối với trục sơ cấp

d1 = 5,3 3 M e max = 5,3 3 200 = 30,99 (mm)
-

Đối với trục trung gian

-

Đối với xe du lịch ta chọn

d2 ≈ 0,45.A = 0,45.119 = 53,55 (mm)
Mà :

d2
d2
= 0,16 ÷ 0,18 → Chọn
= 0,18
l2
l2

Chiều dài trục trung gian

l2 =

d2
= 297,5 (mm)
0,18

- Đối với trục thứ cấp
d3 ≈ 0,45.A = 0,45.119 = 53,55 (mm)
Mà :

d3
d3
= 0,18 ÷ 0,21 → Chọn
= 0,21
l3
l3

Trang 16


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

Chiều dài trục thứ cấp

l3 =

d3
= 255 (mm)

0, 21

Khi khởi hành xe tại chỗ công trượt lớn hơn cả )vì lúc đó ω a = 0 nên hiệu số ω e - ωa là lớn nhất.
Động cơ càng cao tốc, công trượt càng lớn.
Trong tính toán có thể lấy tốc độ góc động cơ ω e bằng tốc độ góc ứng với momen cực đại (ω e = ωM)
và tính toán kiểm tra công trượt riêng ứng với chế độ khởi hành xe tại chỗ (ω a = 0 ).
PHẦN C: TÍNH TOÁN CÁC ĐĂNG

1.1 Kiểm tra số vòng quay nguy hiểm (nt)
Ta có số vòng quay cực đại nmax của trục các đăng ứng với tốc độ lớn nhất của xe:

nmax =

ne max
(vòng/phút)
ihn .i p

Ở đây :
nemax – số vòng quay cực đại của động cơ(v/p)
ihn – số truyền cao nhất của hộp số chính(≤1)
ip – Tỉ số truyền cao nhất của hộp số phụ
Mà nemax = λ.nN .
Động cơ phun xăng diện tử không có bộ chế hòa khí nên có λ = 1,1 ÷ 1,3 ta chọn
λ = 1,1

⇒ nemax = 1,1.3400 = 3740 (vòng/phút)

Trang 17

Tính toán ôtô

⇒ nmax =

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

3740
= 4202 (vòng/phút)
0,89

Số vòng quay nguy hiểm nt của trục
nt = (1,2 ÷ 2). / nmax (vòng phút)
Ta chọn nt = 1,2. nmax = 1,2.4202 = 5042,4 (vòng phút)
Trục các đăng đặt tự do trong các điểm tựa và trục rỗng nên:

D2 + d 2
l2

nt = 12.104.

⇔ nt .l 2 = 12.104. D 2 + d 2
⇒ D2 + d 2 =
⇔ D +d =
2

2

nt .l 2
12.104
5042. ( 1,5 )

12.104
⇔ D 2 + d 2 = 0, 0081

2

= 0.09

Mà d = D – 2.δ
Với δ bề dày trục rỗng δ = 1,85 ÷ 2,5 (mm) ta chọn δ = 2

⇒ d = D − 4 (mm) = D – 0,004 (m)
⇔ D 2 + ( D − 0, 004 )

2

⇔ D 2 + D 2 − 0, 008 D + 1, 6.10−5 − 0, 0081
⇔ 2 D 2 − 0, 008 D − 0, 0081 = 0
 D = 0, 09(m) = 9(cm)
⇔
 D = −0, 09(m)(loai )
Vậy đường kính trục các đăng D = 9 (cm)

→ d = D − 2σ = 9 − 0, 4 = 8, 6 ( cm )

1.2 Tính toán kiểm tra trục các đăng

Trang 18

Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

Hình trên là truyền động các đăng từ trục 1 sang trục 2 với góc α > 0.
- Mômen xoắn cực đại của trục 2 được tính theo công thức:

M
.i i
M1
= e max h1. p1
cosα
cosα

M 2max =
Trong đó:

Memax – Mômen xoắn động cực đại của cơ
ih1 – Tỷ số truyền ở tay số 1
ip1 – Tỷ số truyền của hộp số phụ, ip1 = 1
-Loại truyền momen xoắn từ hộp số đén các cầu chủ động có góc α từ 15 đến 20 0
α – Góc lệch giữ 2 trục, chọn α = 200

⇒ M 2max =

200.5,374.1
= 1143, 7 (N.m)
cos200

- Ứng suất xoắn cực đại của trục các đăng

τ=

Mà WX =

M 2max
WX

π .D 2 .δ
= 1,57.D 2 .δ
2

Trong đó:
D – Đường kính trục các đăng
δ – B ề dày trục rỗng δ = 1,85 ÷ 2,5 (mm) ta chọn δ = 2

Trang 19


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

3,14. ( 0, 09 ) .0, 002
2

⇒ WX =

2

= 2,54.10−5 (m)

Vậy ứng suất xoắn cực đại của trục các đăng

τ=

200.10−6.5,374
= 45, 03 (MN/m2)
−5
2,54.10 .cos 20

Nhận xét: ta thấy với [ τ ] = 100 ÷ 300 (MN/m2) nên trục các đăng làm việc đảm bảo an toàn.
- Giá trị góc xoắn θ của trục các đăng

θ=

180 M e max .ih1.i p1.l
.
π G.J X .cosα

Trong đó:
Memax – Mômen xoắn động cực đại của cơ
ih1 – Tỷ số truyền ở tay số 1
ip1 – Tỷ số truyền của hộp số phụ, ip1 = 1
α – Góc lệch giữ 2 trục, α = 200
l – Chiều dài trục các đăng, l = 1,5 (m)
Jx – Mômen quán tính của tiết diện khi xoắn.
G – Mô đuyn đán hồi khi xoắn
G = 80 GN/m2 = 8.105 kG/cm2
Mômen quán tính của tiết diện khi xoắn:

π .( D )
3,14. ( 0, 09 )
4
Jx =
=
= 3, 22.10−6 (m )
64
64
4

4

Vậy giá trị góc xoắn θ của trục các đăng là:

θ=

180
200.5,374.1.1,5
.
= 3 (độ)
3,14 80.109.3, 22.10−6.cos200

Nhận xét: ta thấy θ ≤ [ θ ] với [ θ ] = 30 ÷ 90 nên trục các đăng làm việc đảm bảo an toàn.

Trang 20


Tính toán ôtô

GVHD: ThS TRẦN ANH SƠN

Trang 21