Bài giảng Tính toán thiết kế ô tô: Chương 3 - Hộp số thường

CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU (tự đọc).
II. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN HỘP SỐ CÓ CẤP CỦA Ô TÔ.
 Trên cơ sở của điều kiện sử dụng và điều kiện kỹ thuật cho trước, cùng
với điều kiện chế tạo, chúng ta chọn sơ đồ động học và dự kiến số cấp
của hộp số.
 Tính toán lực kéo của ôtô, xác đònh tỉ số truyền chung của cả hệ thống
truyền lực khi gài các số khác nhau.
 Phân chia phù hợp tỉ sồ truyền của hệ thống truyền lực theo từng cụm
(hộp số, hộp số phụ, truyền lực chính, truyền lực cuối cùng).
 Tính toán xác đònh tỉ số truyền của hộp số.
 Xác đònh kích thước của các chi tiết, bố trí các chi tiết của hộp số và
kiểm tra sự liên quan làm việc giữa các chi tiết với nhau.


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
III. SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MỘT SỐ LOẠI HỘP SỐ CỦA Ô TÔ.
1. Sơ đồ động học hộp số hai trục.


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
III. SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MỘT SỐ LOẠI HỘP SỐ CỦA Ô TÔ.
2. Sơ đồ động học hộp số ba trục.


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
IV. CHỌN TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ.
 Tỉ số truyền ở tay số 1.

Pk1max  G. max

Pk1max 

M e max .i0 .ih1 .i p . t

=>

rb

i h1 

G.rbx .ψ max
M emax  i o  i p  η tl

 Tỷ số truyền của truyền lực chính được xác đònh:

Trong đó:

rbx
io  θ
2,65

 - Hệ số vòng quay của động cơ
Đối với xe du lòch :  = 30  40
Đối với xe tải :  = 40  50

Nếu hộp số có 3 cấp với số III là số truyền thẳng thì:

ih 3  1; ih 2  ih1
Nếu hộp số có 4 cấp với số IV là số truyền thẳng thì:

ih 4  1; ih 3  ih1 ; ih 2  i
3

3

2
h1


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
IV. CHỌN TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ.
Nếu hộp số có 5 cấp với số V là số truyền thẳng thì:

ih 5  1; ih 4  ih1 ; ih 3  i ; ih 2  i
4

4

2
h1

4

3
h1

Nếu hộp số có 5 cấp với số V là số truyền tăng và số IV là số truyền thẳng thì:

1
3 2

3
ih 5 
; ih 4  1; ih 3  ih1 ; ih 2  ih1
3 i
h1
Chúng ta có thể xác đònh tỉ số truyền theo cấp số nhân hay theo cấp số điều
hòa tùy nhà chế tạo
Nên chọn số truyền làm việc nhiều nhất để làm số truyền thẳng để giảm tiêu
hao khi truyền lực và tăng tuổi thọ của hộp số.


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
V. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CỦA HỘP SỐ.
1. Bánh răng của hộp số.

 Khi thiết kế sơ bộ hộp số và bánh răng hộp số người ta chọn trước khoảng
cách giữa các trục và môđuyn bánh răng.
 Dựa vào các thông số đó sẽ xác đònh số răng của các bánh răng để đảm bảo
tỷ số truyền cần thiết của hộp số.
a) Chọn khoảng cách giữa các trục.
Khoảng cách A giữa các trục được chọn theo công thức kinh nghiệm sau:

A  C 3 M e max

(mm)

C - Hệ số kinh nghiệm:

Đối với xe du lòch: C = 1316
Đối với xe tải: C =1719

Đối với xe dùng động cơ diezel: C =2021

b) Chọn môđuyn pháp tuyến của bánh răng.
 Có thể chọn theo công thức kinh nghiệm sau: m = (0.0320.040).A


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
V. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CỦA HỘP SỐ.
1. Bánh răng của hộp số.

 Hoặc có thể sử dụng đồ thò kinh nghiệm như ở hình

M - Mômen xoắn được tính:

M = Memax.ih1.0,96

m[mm]

m - Môđuyn pháp tuyến.
a
b

M [kN.m]

a/ Dùng cho bánh răng có răng thẳng
b/ Dùng cho bánh răng có răng xiên


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
V. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CỦA HỘP SỐ.

c) Xác đònh số răng của các bánh răng:
Đối với hộp số hai trục:
Khoảng cách A được tính như sau:

mi(zi  zi )
m1(z1  z1 ) m2(z 2  z2 )
A

 .... 
2 cos β1
2 cos β2
2 cos βi
Z1

=>

Z2

Zi

2Acosβ i
zi 
m i (1  i hi )

A

zi  zi .ihi
Z' 1

Z' 2

Z' i

Sơ đồ tính toán số răng của bánh răng hộp số 2 trục


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
V. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CỦA HỘP SỐ.
c) Xác đònh số răng của các bánh răng:

Đối với hộp số ba trục:

ma(z a  z a ) ma .z a( 1  ia )
A

2 cos βa
2 cos βa

Khoảng cách A được tính như sau:

2 A. cos βa
ia 
1
ma .z a

=>

=>

2Acosβ a

za 
ma (1  i a )

Tỷ số truyền của các cặp bánh răng được gài igi sẽ là
=>

ihi
i gi 
ia

=> z  2 A cos βi
i

Za

Z'1

Z'2

A

A

mi ( 1  i gi )

z  zi .igi
,
i

Z'i

Z'a

Z1

Z2

Zi

Sơ đồ tính toán số răng của bánh răng hộp số 3 trục


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
V. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CỦA HỘP SỐ.
d) Tính chiều rộng các bánh răng:

 Bề rộng b của răng đối với răng thẳng chọn như sau: b = (4,47)m.
 Bề rộng b của răng đối với răng xiên chọn như sau: b = (78,6)mn.
Trong đó:

m – môđuyn của bánh răng trụ răng thẳng.
mn – môđuyn pháp tuyến của bánh răng trụ răng xiên .


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
V. TÍNH TOÁN SỨC BỀN CỦA HỘP SỐ.
Bánh răng của hộp số ôtô tính toán theo uốn và tiếp xúc.

1.Tính toán kiểm tra theo ứng suất uốn:
Ứng suất uốn tại tiết diện nguy hiểm của răng được xác đònh theo công thức

Lewis:
P.k
u 
(MN/m2)
b.t n . y
Trong đó: P – Lực vòng tác dụng lên răng tại tâm ăn khớp (MN).
b–Bề rộng răng của bánh răng (m)
tn – Bước răng pháp tuyến (m)
y – Hệ số dạng răng
k – Hệ số bổ sung
t= .m
tn=.mn

P
Khai triển:  u  k đ .k ms .k c .k gc .k tp
b.m. . y.k 


CHƯƠNG 3: HỘP SỐ THƯỜNG.
V. TÍNH TOÁN SỨC BỀN CỦA HỘP SỐ.
Bánh răng của hộp số ôtô tính toán theo uốn và tiếp xúc.

1.Tính toán kiểm tra theo ứng suất uốn:
Lực vòng P tác dụng lên răng được xác đònh:

P

M
r