Chuong 3 hộp số

Chương3: HỘP SỐ
A-HỘP SỐ CHÍNH

1


3.1-Công dụng, phân loại, yêu cầu
3.1.1-Công dụng
- Thay đổi Mx truyền từ đ/cơ đến b/xe chủ động trong phạm vi rộng.
- Cắt động cơ ra khỏi HTTL trong thời gian dài;
- Cho xe chạy lùi.
3.1.2-Yêu cầu
Yêu cầu chung:
– Làm việc có độ tin cậy cao;
– Đơn giản trong bảo dưỡng;
– Kích thước và kết cấu nhỏ gọn;
– Giá thành hạ.
Với chức năng là hộp số ô tô:
*

2


• Đảm bảo chất lượng động lực học và chỉ tiêu kinh tế cao (pp?):
+ Xác định đúng khoảng tỷ số truyền;
+ Xác định số lượng các số truyền;
+ Chọn tỷ số truyền ở các tay số.
• Cần có  tl cao (đặc biệt ở các số truyền thường xuyên sử dụng).
Sơ đồ động học là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh
hưởng đến của HS vì sơ đồ đ/học phụ thuộc vào:
 tl ăn khớp khi truyền lực,

- Số cặp b/răng
- Số vòng quay khi truyền Mx,
- Hiệu quả của hệ thống bôi trơn,
- Độ chính xác chế tạo b/răng, các chi tiết vỏ HS, ổ đỡ…
Trong thực tế mong muốn hiệu suất cao ở các số truyền thường xuyên
sử dụng ( => chọn i=1)
Tuy vậy, đôi khi vẫn dùng ih<1 có hiệu suất thấp hơn?
*

3


• Điều khiển thuận tiện, nhẹ nhàng (pp?):
- Chọn kiểu dẫn động thích hợp;
- Chọn p/án bố trí HS có đ/khiển từ xa hoặc đ/khiển trực tiếp;
- Chọn số lượng tay số thích hợp cho các bộ truyền.
• Làm việc không gây ồn, không xẩy ra hiện tượng va đập răng:
- Dùng b/răng nghiêng thường xuyên ăn khớp;
- Chọn dạng răng;
- Chọn kiểu HS. t/dụ: loại 2 trục tốt hơn 3 trục;
- Dùng đồng tốc thay cho bánh răng di trượt,
Vì sao?
- Không gây va đập, không ồn và không phụ thuộc trình độ lái xe;
- Tăng độ bền lâu, tránh va đập răng, quá trình sang số nhẹ nhàng).
• Có thể trich công suất động cơ.
*


3.1.3 -Phân loại hộp số
+ Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền:

- Hộp số vô cấp;
- Hộp số có cấp (thường gặp trên ô tô);
- Hộp số hỗn hợp (phối hợp cả 2 kiều trên).
+ Với hộp số có cấp:
• Căn cứ vào số lượng tỷ số truyền (không kể số lùi):
– Hộp số có 2,3 số truyền;
– Hộp số có 4,5 hoặc 10,12 số truyền.
• Căn cứ vào số lượng và cách bố trí trục:
– Hộp số có 2 trục;
– Hộp số có 3 trục dọc;
– Hộp số có các trục nằm ngang.

*

5


• Theo phương pháp điều khiển:
- Hộp số tự động điều khiển;
- Hộp số bán tự động điều khiển;
- Hộp số điều khiển cưỡng bức.
- Hộp số điều khiển trực tiếp và điều khiển gián tiếp.
Trên các ô tô hiện nay:hộp số kiều cơ khí có cấp, điều khiển trực tiếp.
Trên một số xe du lịch có sử dụng loại hộp số hỗn hợp (thuỷ -cơ,..) điều
khiển trực tiếp.
*

6

3.2- Hộp số cơ khí có cấp.
3.2.1- Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Cấu tạo
Hộp giảm tốc
1- trục chủ động;
2- đồng tốc;
3,4- nạng gài;
5- trục bị động;
6- truc trung gian;
Z3,Z’3- cặp b/r thường tiếp;
Zo- bánh răng số lùi.
Cả 3 trục cùng đồng phẳng.
Cơ cấu gài số: định vị, khoá số


3.2.2- Nguyên lý làm việc:
'

•

•

Tỷ số truyền

Mx và



ih1 

Z Z
Z Z
3

1
'

3

1
'

th

trên trục thứ cấp:

M

2

 M e .i h1  M e . Z 3  Z 1

Z Z
3



th



i

'

1

trk

h1

8


Thí dụ

9


Hộp số cơ khí 2 trục

Đặc điểm:

10


3.2.2-Cơ cấu hành tinh:

•

Một số bánh răng có trục di động
quanh tâm đường trục của cơ
cấu;
• Các bánh răng hành tinh 5 (8, 9)
• Giá hành tinh 4;
• Bánh răng ngoại luân 6 (7).
Ng.Lý làm việc:
• Nếu một trục là chủ động, trục
kia là bị động, trục thứ ba cố
định và tiếp nhận phản lực => có
tỷ số truyền xác định.
• Nếu nối giữa hai trục bất kỳ: cơ
cấu bị khóa. Tất cả các trục quay
thành một khối.
Ưu:
• Có tỷ số truyền lớn khi số răng
của các bánh răng không lớn;
• Có khối lượng và kích thước
nhỏ.
• Tuy nhiên, giá thành cao.
11


• Mômen xoắn trên các trục:

M :M :M
1



2

3

 1 :  : 1   ) 

– t.s.t của cơ cấu hành tinh khi giá vs đứng yên, mang dấu âm.



=

z z
6

1

= -(1,4  5)

3-2,a

 = z z . z z  = -(1  8)
8

1

7

9

 =1
M1 M 2 M 3  0

3-2,b

3-2,c

• Mối liên hệ vận tốc góc giữa các trục theo quy luật:

   .  1   .
1

2

3

0

12


Thí dụ

13


Thảo luận trên lớp

Bộ truyền thủy-cơ:

• Sơ đồ động học;
• Nguyên lý làm việc;
• Cho ví dụ
• Hệ thống điều khiển.
Bộ truyền kiểu ma sát.
• Các kiểu bộ truyền ma sát
• Nguyên lý làm việc;
• Phạm vi ứng dụng.
Nhiệm vụ về nhà: Đọc phần kết cấu hộp số (mục 3.5)

14


3.2.3- Hộp số phụ

• Hộp số phụ (bộ chia và hộp
giảm tốc) được lắp với hộp số
chính, thường có 2 cấp tỷ số
truyền, sử dụng trên các ô tô
vận tải cỡ lớn, xe đầu kéo.
• Đặc điểm kết cấu
• Số lượng các số truyền:
+ Ở bộ chia (a)
+ Ở hộp giảm tốc (b).

15


3.2- Phân tích đặc điểm kết cấu HS
3.2.1 Hộp số cơ khí có cấp

Trên ô tô thường sử dụng hộp số cơ khí, loại có cấp tỷ số truyền
(thường là 3, 4 hoặc 5 số tiến, hoặc 8,10,12);
có 2 hoặc 3 trục).
Ưu điểm hộp số cơ khí có cấp:
- Hiệu suất cao,
- Khối lượng, kích thước nhỏ,
- Làm việc tin cậy,
- Bảo dưỡng đơn giản,
- Giá thành chế tạo hạ.
*

16


a) Hộp số cơ khí 3 trục cố định.
Ưu điểm:
- Đơn giản về kết cấu (so với HS hành tinh)
- Có số truyền thẳng => tl cao;
- Với cùng kích thước “a”: loại 3 trục có ih lớn hơn ở loại 2 trục;
- Với cùng itl, thì “ a” nhỏ hơn.
+ Kết cấu nhỏ gọn;
+ Tăng khoảng sáng gầm xe.
t.e.: HS cơ khí 3 trục cố định dễ đạt itl lớn trong khi “a” nhỏ nhờ bố trí 2
cặp b/răng liên tiếp ăn khớp với nhau.
Nhược:
- tl thấp ở các số truyền trung gian;
- Có tới 2 cặp b/răng nghiêng ăn khớp =>
- Tăng tải trọng lên ổ trục.
=> phải có giải pháp K/cấu khắc phục.
*

17


Ví dụ: Hộp số cơ khí 3 trục cố định loại 5 số.

18


Sơ đồ động học hộp số cơ khí 3 cấp tỷ số truyền .
1-trục chủ động;
2-đồng tốc;
3,4-nạng gài;
5-trục bị động;
6-truc trung
gian;
Z3,Z3-cặp bánh
răng thường
tiếp;
Zo-bánh răng số
lùi.
Cả 3 trục cùng
nằm trong 1
mặt phẳng.

19


Nhược điểm cơ bản của kêt cấu truyền thống (3 trục cùng trong 1 m/f):
- Trục bị động có một đầu gối lên bánh răng trục chủ động =>

- Kích thước hướng kính bị hạn chế, => ảnh hưởng đến việc bố trí ổ
và độ bền của ổ, của trục, độ cứng vững của trục khi chịu tải.
(b/răng số 1 và số lùi được bố trí ở gần ổ đỡ để chống gây võng và xoay trục).
Xu hướng hiện nay, tìm các giải pháp để:
- Tăng tl
- Tăng tuổi thọ của HS,
- Điều khiển nhẹ nhàng (đặc biệt với các xe vận tải có quá nhiều số
truyền).?
*

20


b) Hộp số cơ khí có 2 trục cố định
Đặc điểm:
- Đầu ra trục thứ
cấp đều làm liền
với truyền lực
chính;
- Các cặp bánh
răng cả 4 số tiến
đều là b/r thường
tiếp răng trụ răng
nghiêng;
- Bánh răng di
trượt để gài số lùi
=>ưu, nhược điểm:

21

Ưu điểm:
- tl cao ở các số truyền trung gian; 1.dây cáp chọn trục trượt
- đơn giản kết cấu;
- có thể sử dụng TL chính b/răng trụ bố trí trên cùng một vỏ với HS,
điều đó rất có lợi khi bố trí cầu trước chủ động (loại 4x2).
Xu hướng dùng cầu trước chủ động ngày càng được áp dụng do:
+ có điều kiện cải thiện độ cứng vững trục, giảm uốn trục;
+ có thể bố trí đồng tốc ở cả trục bị động và trục chủ động =>
giảm được kích thước chiều dài HS.
Nhược:
- itl bị giới hạn bởi “a”=> số 1 không có tỷ số truyền lớn (ih1= 3 – 4
trong khi ở HS 3 trục ih1 =7-8 );
- không thể có số truyền thẳng =>
+ tl thấp,
+ độ bền b/răng, ổ bị giảm.
Loại 2 trục thường bố trí ở xe du lịch có cầu trước chủ động, Ne nhỏ,
không cần tỷ số truyền lớn.
22


Hộp số 2 trục
có cầu trước
chủ động
(động cơ đặt
ngang xe)

23

*) Hộp số cơ khí 2 trục bị động (loại có cấp)

• Mục đích:
- Để tăng số lượng số truyền,
- Để giảm kích thước theo chiều trục.
24


Hộp số cơ khí 2 trục bị động

25