Tính toán kiểm nghiệm hộp số xe ford everest

Mở ĐầU
Ngành ôtô giữ một ví trí quan trọng trong hoạt động
và phát triển của xà hội. Ôtô đợc sử dụng phổ biến để
phục vụ trong các lĩnh vực khác nhau cđa nỊn kinh tÕ
qc d©n. NhiỊu tiÕn bé khoa học kỹ thuật và công nghệ
mới đà đợc áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo
ôtô. Các tiến bộ khoa học đà đợc áp dụng nhằm mục đích
làm giảm cờng độ lao động cho ngời lái, đảm bảo an
toàn cho xe, ngời, hàng hoá và tăng chất lợng kéo-vận tốc
cũng nh tăng tính kinh tế nhiên liệu của xe.
Nền kinh tế nớc ta đang trên đà phát triển, hiện nay
nhiều loại xe hiện đại đà và đang đợc sản xuất và lắp ráp
tại Việt Nam, với các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện
khí hậu, địa hình Việt Nam.
Trong quá trình học tập em đà đợc giao Đồ án tính toán
kiểm nghiệm hộp số xe ford everest. Với điều kiện thời
gian có hạn, các nội dung trong đồ án chỉ là bớc tìm hiểu
các thông số kỹ thuật và kết cấu của hộp số là cơ sở ®Ĩ
xem xÐt thùc tÕ khai th¸c sư dơng hép sè. Nội dung chính
của bài tập bao gồm:
Mở đầu
Chơng 1: Giới thiệu chung về xe ford everest
Chơng 2: Đặc điểm kết cấu hộp số ford everest
Chơng 3: Tính toán kiểm bền cho các chi tiết và bộ phận
cơ bản của hộp sô
Trong thời gian làm đồ án em đợc sự hớng dẫn rất
nhiệt tình của các thầy trong Khoa Động lực đặc biệt là
thầy Nguyễn Huy Sơn. Trong quá trình thực hiện làm đồ
án chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót, em rất mong đợc

4

sự đóng góp và chỉ bảo của các thầy giáo để em hoàn
thiện đợc đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn thầy
Nguyễn Huy Sơn đà tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ
án này !

Chơng 1
GiíI THIƯU CHUNG VỊ XE ford everest
1.1 Giíi thiƯu chung về xe FORD EVEREST
FORD EVEREST là loi ôtô a dng 7 chỗ cho gia đình. Ford
Everest là sản phẩm chiến lược của Ford tại thị trường châu Á, sản xuất
theo nghiên cứu nhu cầu khách hàng trong khu vực châu - Thỏi Bỡnh
Dng. Khi thiết kế nó đợc chú ý nhiều đến việc đảm bảo
chất lợng động lực học tốt, tính ổn định chuyển động
tốt, điều khiển nh nhàng, đảm bảo độ tin cậy cao và
thuận tiện cho việc chm sảo dỡng. Với giá thành phù hợp với
thu nhập ca ngời dân Việt Nam nên xe FORD EVEREST đợc
nhiều gia đình sử dụng để đi lại và du lịch.

5


Hình 1.1: Hình dáng bên ngoài xe Ford Everest
FORD EVEREST có 3 loại: 2.5L, 4x2 (truyền động cầu sau, động cơ
diezel); 2.6L, 4x2 (truyền động cầu sau, động cơ xăng); 2.5L, 4x4 (hai cầu
chủ động, động cơ diezel).
Điều nổi bật về công nghệ của FORD EVEREST 4x2 và 4x4 động
cơ diezel là được trang bị động cơ Turbo diezel 2.5, 4 xi-lanh, trục cam đơn

có hệ thống làm mát khí nạp intercooler. Còn Ford Everest 4x2 động cơ
xăng là trang bị động cơ xăng 2.6 lít, trục cam đơn với hệ thống phun xăng
điện tử EFI. .
FORD EVEREST được trang bị động cơ khoẻ mang lại sự hài lòng
cao nhất khi vận hành trong các điều kiện đường sá và địa hình, nhưng lại
rất tiết kiệm nhiên liệu. Xe FORD EVEREST 4x4 trung bình tiêu hao
khoảng 8 lít diezel/100km. Trang bị 5 số tay, ly hợp được thiết kế với đĩa
ma sát đơn, điều khiển bằng thuỷ lực, lò xo đĩa mang đến hiệu quả động cơ
cao nhất và đảm bảo vận hành êm ái ở mọi tốc độ.

6


1.2 Đặc tính kỹ thuật cua xe ford everest
TT
01

02

03

04

Ký
Giá trị
Thông số kỹ thuật
hiệ
(Đặc điểm)
u
Thông số kích thớc

Đơn
vị

Chiều dài toàn bộ
La
4752
mm
Chiều rộng toàn bộ
B
1807
mm
Chiều cao toàn bộ
H
1866
mm
Chiều dài cơ sở
L
2860
mm
Tâm vệt bánh xe :
mm
+ Trớc
B1
1475
mm
+ Sau
B2
1470
mm

Khoảng sáng gầm xe ti
214
mm
thiu
+ Trớc
214
mm
+ Sau
214
mm
Thông số về trọng lợng
Tải trọng
Gt
691
N
Trọng lợng xe không tải :
Ga
N
1921
Trọng lợng toàn bộ :
G
2632
N
Thông số về tính năng thông
qua
Bán kính quay vòng nhỏ
m
6.2
nhất
Rmin

T
Độ
Góc vợt trớc
35
S
Độ
Góc vợt sau
27
Góc vợt dốc lớn nhất
30
Độ
Góc nghiêng ngang cho x
Độ
20
phép
Chiều sâu lội nớc
H
0,5
m
Vmax
144
Km/h
Vận tốc lín nhÊt của xe
Ge
l/100
Møc tiªu hao nhiªn liƯu
7
Km
Thêi gian tăng tc t 014
s

100km
Thông số về động cơ

7


Động cơ Turbo
Diesel 2.5L trục
cam đơn có làm
mát khí nạp, 4 kỳ,
4 xi lanh, thng
hàng

Động cơ đốt trong

Dung tích công tác
Đờng kính xy lanh D
Hành trình pít tông S
Tỷ số nén
Công suất Nemax
Số vòng quay neN

05

06

07

08

2.49
9
D
S

Lít

mm
mm
Ml
nN
V/ph
KG
Mô men Memax
266
m
Số vòng quay neM
nM
2000
V/ph
Th«ng sè vỊ hƯ thèng trun lùc
Đĩa ma sát đơn,
điều khiển bằng
Ly hỵp
thủy lực với lị xo
đĩa
Hép sè
5 số tay
Tû số truyền i
ih1

3,55
ih2
2,09
ih3
0,71
ih4
1,00
iL
5,77
Thông số về hệ thống lái
Cơ cấu lái
Ecubi
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
-

8

93
92
4,6

109
3500


Hệ thống treo trước

Hệ thống treo độc
lập bằng thanh
xoắn kép và ống
giảm chấn
Loại nhíp với ống
giảm chấn
4+1
-

Hệ thống treo sau
Sè lợng bánh xe
C lp

265/70R15

Bỏnh xe

Vnh hp kim
nhụm ỳc

Thông số về dung tích nhiên liệu và thông số
kiểm tra điều chỉnh
Thùng nhiờn liu
Nớc làm mát động cơ

Bôi trơn động cơ (AC-8)
Bầu lọc không khí (AC8)
Cơ cấu lái( TAP-15V)
Hộp số ( TAP-15V )
Dẫn động phanh(GGX22)
Số vòng quay
Khe hở xu páp:
+ xu páp nạp
+ xu páp xả
Khe hở giữa 2 cực nến
điện
Khe hở tiÕp ®iĨm chia

9

71
3
4,7
0,34

LÝt
LÝt
LÝt

0,3
4,5
0,7

LÝt
LÝt

6000

V/ph
mm
mm
mm

0,15-0,2
0,12-0,2
0,6-0,8
0,2-0,3

LÝt

LÝt

mm
mm


điện
Hành trình tự do bàn
đạp ly hợp
Hành trình tự do bàn
đạp chân phanh

100-110

mm

5-8

mm

1.3 Kết cấu các cụm và hệ thống chính của xe ford
everest
1.3.1 Động cơ
Ford Everest 4x4 l ng cơ diezel được trang bị động cơ Turbo diezel 2.5,
4 xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler.Dung tích
thùng nhiên liêu lớn với 71 lít cho phép các chuyến đi dài mà không phải
đổ nhiều lần.Ford Everest động cơ khoẻ mang lại sự hài lòng cao nhất khi
vận hành trong các điều kiện đường sá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm
nhiên liệu, trung bình tiêu hao khoảng 8 lít diezel/100km.
Hệ thống động cơ kiểu cam đơn SOHC đã được thay thế bằng kiểu
trục cam kép DOHC. Công nghệ phun nhiên liệu đơn đường tăng áp TCDi
(Turbo Direct Common - Rail Injection) và tăng áp turbin VGT có làm mát
khí nạp chưa được trang bị cho các phiên bản trước đó nay đã được Ford
Việt Nam tích hợp trên phiên bản mới.
Ford Everest mới cịn được trang bị động cơ diesel mới sử dụng
công nghệ phun nhiên liệu đơn đường common-rail.Ford Everest có hai
phiên bản động cơ: 3,0 lít và 2,5 lít cùng thuộc loại dẫn động 4 bánh. Với
bản 3.0 TDCi, động cơ có cơng suất cực đại 156 mã lực tại vịng tua 3.200
vịng/phút, mơ-men xoắn cực đại 380 Nm tại 1.800 vịng/phút. Bản 2.5 có
cơng suất 143 mã lực, mơ-men xoắn cực đại 330 Nm. Không chỉ mạnh mẽ
hơn so với các mẫu cùng phân khúc, Ford Everest tự tin với phiên bản 2.5

10

có mức tiêu hao nhiên liệu thấp hơn 22% so với phiên bản cũ và đáp ứng
tiêu chuẩn Euro 2.
HÖ thống làm mát: co h thng lm mỏt khớ np intercooler. Hệ
thống làm mát bằng phơng pháp làm mát bằng nớc theo phơng pháp tuần hoàn cỡng bức.
Hệ thống bôi trơn hỗn hợp cỡng bức: bôi trơn cỡng
bức kết hợp bơm và vung té, có dung lợng 4,7 lít.
1.3.2 Hệ thống truyền lực
Kiểu cơ khí có cấp gồm: Ly hợp, hộp số, truyền lực
chính, vi sai và các đăng.
Ly hợp: Đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thủy lực với lò xo đĩa.
Hép sè: Hệ thống truyền động với hộp số AT 5 cấp. Ngoài ra,
hộp số tự động 5 cấp của Everest mới được tích hợp module kiểm sốt
thơng minh TCM (Transmission Control Module). TCM có thể tự phát hiện
và nhảy số một cách nhanh chóng theo vịng tua động cơ và điều kiện lái.
Hơn nữa, TCM sẽ giữ hệ thống truyền động ln ln ở trạng thái ít tổn
hao năng lượng nhất khiến xe hoạt động hiệu quả, giảm mức nhiên liệu trên
đường trường cũng như trong thành phố.
Truyền lực chính và vi sai: Vì đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số
đặt ngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai
cũng được bố trí ln trong cụm hộp số. Xe Ford Everest sử dụng truyền
lực chính một cấp bánh răng trụ răng nghiêng vi sai thường.
Các đăng: Xe sử dụng các đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa và Tripot
để truyền lực cho bánh xe chủ động ở cầu trước (cầu dẫn hướng).
1.3.3 HƯ thèng l¸i

11


Hệ thống lái xe ford everest bao gồm cơ cấu lái bánh
răng-thanh răng, dẫn động lái và trợ lực lái. Cơ cấu lái loại bố

trí trên thanh lái ngang. Dẫn động lái gồm có: vành tay lái,
vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang,
cam n và c¸c khíp nèi.
Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng xuất hiện và rất nhanh được sử dụng
phổ biến trên các xe ô tô du lịch và xe tải nhỏ, xe SUV. Nó là một cơ cấu cơ
khí khá đơn giản. Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một thanh
răng được gắn trên một ống kim loại. Một thanh nối (tie rod) nối với hai
đầu mút của thanh răng.

Hình 1.2:Mơ Hình Hệ Thống Lái
1.3.4 HƯ thèng phanh
HƯ thèng phanh xe lµ hƯ thèng phanh dÉn déng thủ
lùc, sử dụng cơ câú phanh đĩa ở cầu trớc, cơ cÊu phanh
tang trống ë cÇu sau. Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) kết hợp hệ

12


thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brake Force
Distribution )cùng thiết bị cảm biến trọng để đảm bảo tối ưu hóa trên mọi
địa hình.
1.3.5 HƯ thèng treo, lèp, khung
HƯ thèng treo trªn xe :
+Trước: Hệ thống treo độc lập bằng thanh xoắn kép và ống giảm
chấn.
+ Sau: Loại nhíp với ống giảm chấn
Lèp xe gåm 4 lèp vµ 1 lốp dự phòng. (Vnh (mõm) ỳc hp
kim),Cỡ lốp/ áp suất lốp( kg/cm3): 245/ 70R16.
Phần chịu lực là khung vỏ xe.
1.3.6

Hệ thống điện

Thiết bị đo đạc: đồng hồ đa tầng, ®ång hå ®o tèc
®é...
HƯ thèng ®Ìn: ®Ìn khu vc chÝnh bên trong, đèn si
nhan, đèn phanh, đèn khi xe đi thẳng, đèn sơng mù, đèn
pha tự động tắt mở...
Thiết bị điều hoà: máy lạnh, bộ lọc khí.
1.3.7 Thiết bị phụ
Thit kế nội thất xe làm nổi bật tính đa dụng và tăng tính tiện nghi.
Chỗ ngồi được bố trí hợp lý với ba dãy ghế, hàng ghế thứ ba thiết kế cho
hai người ngồi, có thể gập đơi và nằm gọn sau hàng ghế thứ hai hoặc dễ
dàng tháo bỏ khi cần chuyên chở hàng hoá.
Với một cánh cửa sau của khoang hành lý, có khả năng mở tối đa rất
tiện khi vận chuyển hàng hoá lên, xuống.

13


Ford Everest có bình xăng với dung tích lớn 71 lít, tiện cho chuyến đi
dài mà khơng phải đổ xăng nhiều lần. Dàn CD 1 đĩa cho xe 4x2 và dàn CD
6 đĩa cho xe 4x4, Ford Everest mang lại sự thư giãn qua âm nhạc trên
đường xa.
Hệ thống điều hoà cao cấp được trang bị cho xe ford everest có
khả năng làm mát nhanh các khu vực trong xe, phía trước, băng ghế giữa
và băng ghế sau. Hệ thống điều hịa với 2 cửa gió riêng, người ngồi ở băng
ghế thứ hai có thể điều chỉnh vận tốc quạt và hướng gió riêng cho mình sao
cho thoải mái nhất
Các trang thiết bị an tồn cao cấp gồm có: dây đai an tồn, hai túi khí

bảo vệ. Ghế lái được thiết kế với điểm gập phần hơng (H-point) bố trí cao,
tạo tầm quan sát tối đa cho người ngồi lái, nhất là ở hai phía trái, phải của
đầu xe.
Trang thiết bị của ford everest AT 2.5 gồm khoá cửa điều khiển từ
xa, gương kính điều khiển điện, đèn sương mù.
Kính trước được thiết kế hai lớp với một lớp nhựa mỏng ở giữa,
không bị vỡ vụn khi va chạm, giảm tối đa thương tích có thể gây ra cho
người ngồi trong xe. Các vùng biến dạng được thiết kế để hấp thụ lực va
chạm, tự biến dạng trong trường hợp có va chạm mạnh, giảm thiểu ảnh
hưởng lên khoang hành khách.
Thiết kế kết cấu thân xe siêu cứng, có thêm các thanh gia cường hai
bên nhằm giảm tối đa những tác động lên người ngồi trong xe. Hai bên
thành xe cũng được gia cường với các thanh siêu cứng bảo vệ khi có va
chạm từ hai phía.
ford everest có 6 màu: xanh đại dương và vàng ánh kim là hai
màu mới; bạc ánh trăng, đen kim loại, đỏ ánh dương và trắng kim cương

14


Chơng 2
Phân tích KếT CấU HộP Số xe foreverest
2. 1.Khái quát chung về hộp số
2.1.1 Công dụng của hộp số
- Hép sè dïng ®Ĩ thay ®ỉi tû sè trun cđa 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 ®éng lïi cđa «t«:

15


- 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 nớc làm mát trớc
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 dỡng)
- 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 đờng 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 15ữ 25% khi bớm ga mở hoàn toàn.
Mô men xoắn của động cơ có thể thay đổi trong khoảng
rộng hơn bằng cách tăng giảm lợng nhiên liệu, khi động cơ
sẽ làm việc ở chế độ không đủ 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 đợc bằng cách
thay ®ỉi tû sè trun cđa hƯ thèng trun lùc. ViƯc sư
dơng hép sè trong hƯ thèng trun lùc cho phÐp kết hợp
sự làm việc của động cơ ở các chế độ kinh tế với khả
năng của xe vợt đợc các cản chuyển động lớn và sự thay
đổi vận tốc trong khoảng rộng.

2.1.2 Phân loại
- Hộp số vô cấp
- Hộp số cã cÊp

16


- Hộp số kết hợp vô cấp với có cấp.
Hộp số vô cấp đảm bảo có đựơc mọi giá trị của tỷ
số truyền trong một khoảng nào đó. Bằng cách thay đổi
vô cấp mô men xoắn truyền đến các bánh xe chủ động
mà đảm bảo khả năng làm việc của động cơ ở chế độ
kinh tế nhất trong một khoảng vËn tèc réng, cho phÐp tËn
dơng c«ng st lín cđa ®éng c¬ cho chun ®éng. Khi sư
dơng hép sè vo cấp lự kéo tại các bánh xe chủ động thay
đổi liên tục từ từ, không cần phải cắt dòng công suất dẫn
đến các bánh xe khi chuyển số nên nó nâng cao dợc chất
lợng động lực học và tăng đợc tính năng thông qua của
ôtô. Tuy nhiên hộp số vô cấp có nhợc điểm là kết cấu phức
tạp, hiệu suất truyền động thấp.
Hộp số có cấp đảm bảo thay đổi liên tục giá trị số
truyền và mô men xoắn đến các bánh xe chủ động. nhờ
cơ cấu điều khiển mà ngời lái tác động làm thay đổi tỷ
số truyền và mô men xoắn cho phù hợp với lực cản bên
ngoài. Hộp số có cấp là bộ biến mô men xoắn và nó đợc
sử dụng rộng rÃi nhất trên các ôtô quân sự vì kết cấu đơn
giản , rễ chế tạo, giá thành hạ.
2.1.3 Yêu cầu đối với hộp số
- Bảo đảm cho xe có chất lợng kéo và chất lợng kinh
tế tối u trong những điều kiện sử dụng cho trớc.
- Điều khiển thuận tiện và nhẹ nhàng.
- Làm việc êm và không ồn
- Có hiệu suất truyền lực cao.

17


- 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 kiện dễ dàng, bảo quản và
sửa chữa thuận tiện.
2. 2.Phân tích kết cấu hộp số xe FOREVEREST
2.2.1 Đặc điểm kết cấu

Hình 2.1 Cấu tạo thực tế của hốp số ba trục
Trục sơ cấp của hộp số đồng thời là trục ly hợp đợc chế
tạo liền với bánh răng luôn ăn khớp gọi là bánh răng chủ
động chính (số 4). Trục thứ cấp đợc đặt đồng trục với trục
sơ cấp. Một đầu của trục thứ cấp đợc tựa trên ổ bi nằm ở
vỏ hộp số, đầu còn lại gối vào ổ bi kim trong phần rỗng
của bánh răng chủ động chính. Trục trung gian đợc gối trên
hai ổ đỡ nằm trong vỏ hộp số, đặt song song và cách trục
sơ cấp và thứ cấp một khoảng nào đó. Để thực hiện việc
gài số, trong hộp số cũng có các ống gài đồng tốc. Vì hộp
số có 5 số tiến nên trong hộp số phải sử dụng 3 ống gài
đồng tốc. Ngoài ra hộp số còn có bánh răng số lùi có thể di
trợt trên trục số lùi để thực hiện gài số lùi khi lùi xe.
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của hộp số 3 trôc :

18


Nguyên lý hoạt động của hộp số khi gài các số truyền khác
nhau đợc thể hiện ở các hình vẽ sau:

Hình 2.2 Dòng truyền mômen khi gài số 1

Hình 2.3 Dòng truyền mômen khi gài số 2

19


Hình 2.4 Dòng truyền mômen khi gài
số 3
Hình 2.6 Dòng truyền mômen khi gài số 5

Hình 2.7 Dòng truyền mômen khi gài số lùi

2.2.3 CơHình
cấu đồng
tốc truyền
2.5 Dòng
mômen khi gài số 4

Để gài số ngời ta có thể sử dụng ống gài, bánh răng di tr-

ợt hoặc đồng

20

Bánh răng gài sè lïi


tốc. Trong các cơ cấu trên thì cơ cấu đồng tốc cho
phép gài số êm dịu tránh va đập nên nó đợc sử dụng
nhiều trong các hộp số của ôtô, đặc biệt trong các ôtô
hiện đại.
Cơ cấu đồng tốc có nguyên lý làm việc giống nhau nhng kết cấu có thể khác nhau nên nó cũng đợc chia thành
các loại đồng tốc khác nhau. Nh ở trên xe Matiz thì bộ
đồng tốc là loại vành răng khoá.
Cấu tạo chi tiết của bộ đồng tốc đợc chỉ ra trên hình

Hình 2.8. Cấu tạo chi tiết của bộ đồng tốc
2.2.3 Cơ cấu đồng tốc
Khi tay số ở vị trí trung gian, mỗi bánh răng số đợc ắn
khớp tơng ứng với bánh răng bị động và quay tự do quanh
trục. Moayơ đồng tốc lắp với vành trợt bằng các then hoa

21


và phía trong lắp với trục cũng bằng then hoa. Vành đồng
tốc ở trạng thái tự do trong chế độ này.
Nguyên lý làm việc của đồng tốc có thể chia thành ba giai
đoạn nh sau:
- Giai đoạn 1 (bắt đầu của sự đồng tốc): giai đoạn này
đợc thể hiện qua hình 10

Hình 2.9. Bắt đầu đồng tốc
Khi cần gài số di chuyển, càng gạt ăn khớp với rÃnh trên
ống trợt ®Èy èng trỵt theo híng ®ỵc chØ ra bëi mịi tên A
trên hình vẽ. Vì vành trợt và khoá hÃm đợc ăn khớp qua vấu
lồi ở giữa của khoá hÃm nên khi ống trợt di chuyển đẩy
khoá hÃm cùng chuyển động theo. Khoá hÃm tì vào vành
đồng tốc ép vào phần côn của bánh răng để bắt đầu
đồng tốc. Do sự khác nhau về tốc độ giữa ống trợt và
bánh răng và do ma sát giữa vành đồng tốc và phần côn
của bánh răng nên vành đồng tốc chuyển động theo chiều
quay của bánh răng (chiều mũi tên trên hình vẽ). Độ dịch
chuyển này bằng với sự chênh lệch về độ rộng khe và độ
rộng của khoá hÃm. Do vậy các then bên trong ống trợt và
các vấu hÃm trên vành đồng tốc cha đúng vị trí ăn khớp với
nhau

22


- Giai đoạn 2 (quá trình đồng tốc): giai đoạn này đợc
thể hiện qua hình 11
Khi cần số tiếp tục di chuyển, lực tác dụng lên ống trợt vợt
qua lực của lò xo khoá hÃm và ống trợt vợt qua phần vấu lồi
của khoá hÃm tuy nhiên lúc này do cha đồng tốc nên các
then của ống trợt và vấu hÃm trên vành đồng tốc đang tì
vào nhau.

Hình 2.10 Giai đoạn đồng tốc
Vì vậy lực tác dụng lên ống trợt sẽ ấn vành đồng tốc ép
vào phần côn của bánh răng mạnh hơn. Điều này làm cho

tốc độ của bánh răng số trở nên đồng tốc với tốc độ của
ống trợt.
- Giai đoạn 3 (hoàn toàn đồng tốc): giai đoạn này đợc thể
hiện trên hình 12.

23


Hình 2.11. Giai đoạn hoàn toàn đồng tốc
Khi tốc độ của ống trợt và bánh răng số đà bằng nhau,
vành đồng tốc bắt đầu quay tự do theo chiều quay. Kết
quả là then hoa phía trong ống trợt ăn khớp với vấu hÃm trên
vành đồng tốc để đi vào ăn khớp với then hoa trên bánh
răng số.
2.2.2 Ưu nhợc điểm của hộp số xe Foreverest.
- Ưu điểm : Nhỏ gọn dễ chế tạo và lắp đặt và bố chí trên
xe , dễ sửa chữa bảo dỡng gía thành chế tạo rẻ.
-Nhợc điểm : cho tỉ số truyền không cao chi thích hợp với
xe loại nhỏ, có tuổi thọ không cao.

Chơng 3
tính toán kiểm bền cho các chi tiết và bộ
phận cơ bản của hộp số
3.1 Mục đích nội dung tính toán kiểm nghiệm.
1 Mc ích xác nh thông s
Qua quá trình tính toán kiểm nghiệp giúp nắm vững đặc điểm
kết cấu, nguyên lý làm việc, nắm chắc đợc quy trình một bài toán
tính toán kiểm nghiệm hộp số

24

2 Ni dung
Sau khi đà chọn đợc phơng án kiểm nghiệm nhờ phân tích đặc
điểm kết cấu và u nhợc điểm các loại hộp số tiến hành tính toán nh
sau:
- Xác định các thông số cơ bản của hộp số:
+ KiĨm bỊn c¸c chi tiÕt hép sè
+ KiĨm bỊn b¸nh răng
+ Kiểm bền trục
+ Kiểm bền đồng tốc
3.2 Tớnh toỏn sc bn ca hp s
Bảng 3.1
Từ động cơ truyền đến
Tên gọi

Công thức[kN.m]

Ms=Me

Trục sơ cấp

Trục trung
gian
Trục thứ

Giá trị

M
M

tg

i
tc

0,096

0,18

= M e .i a

Theo bám từ bánh xe
Công thức[kN.m]
s

M



max

max

bx

0,234

bx

0,25

0 h1

tg

M

.G . r
ii

Giá trÞ

ϕ .G . r
ii
ϕ

max

max

0 g1

= M e .i hi

cÊp
Sè 1

1

M tc = M e .ih1

Sè 2

M tc = M e .ih 2

Sè 3

M

2

3
tc

= M e .i h 3

0,352

M

s

ϕ max

0,202
0,131

3.2.1 ChÕ độ tải trọng để tính toán hộp số

25

.G . r
i
ϕ

max

0

0,86
bx


1) Mômen truyền đến các trục hộp số
Bảng 3.1
Trong đó: .

i

.

φ

.

Gφ

0

max

: tØ sè trun TLC( Trun lùc chÝnh) : hƯ số bám lớn nhất -



: trọng lợng bám ô tô -

G

i

0

= 4,1

= 0,8

max

2) Lực tác dụng lên các cặp bánh răng
- Lực vòng :

P

=

- Lực hớng kính :

2M

Z .m

t

3

R

=

P.tg
cos

- Lực chiều trục : Q = P.tg
Bảng 3.2
Tên gọi
Cặp

Lực vòng P[N]
luôn

khớp
Cặp gài số 1
Cặp gài số 2
Cặp gài số 3

ăn 597,7
2375
1194
655

Lùc híng kÝnh R

Lùc chiỊu trơc

295

Q
345

998
676
275

1370
689
378

3.2.2 TÝnh søc bỊn b¸nh răng
1) Tính sức bền uốn:

k
k

d

ms

K K K K K
b. . m . y. K
d

u

ms

c

tp

gc

ntb

: Hệ số tải trọng động bên ngoài -

k

d

=1,5 ữ 2.

: Hệ số tính đến ma sát
+ Đối với bánh răng chủ động :

26

k

ms

=1,1


+ Đối với bánh răng bị động :

k

c

k

ms

=0,9

: Hệ số tính đến độ cứng của trục và phơng pháp lắp bánh

răng trên trục

+ Đối với bánh răng côngxon ở trục sơ cấp :
+ Đối với bánh răng di trợt ở trục thứ cấp :

k

tp

c

c

=1,2

=1,1

: Hệ số tính đến tải trọng động phụ do sai số các buớc răng

k

khi gia công gây nên -

k

k

k

gc

=1,1 ữ 1,3

: Hệ số tính đến ứng suất tập trung ở các góc lợn của răng

do gia công gây nên -

k

tp

k

gc

=1,0

: Hệ số tính đến độ trùng khớp chiều trục với sức bền của

răng
[ tra theo đồ thị]



Từ đó ta tính đợc :



ua

= 315[ KG / cm 2 ]

u1

= 687[ KG / cm 2 ]

u2

= 612[ KG / cm 2 ]

u3

= 382[ KG / cm 2 ]

2) Tính sức bền tiếp xúc
Đối với cặp bánh răng chế tạo cùng một vật liệu, tính toán ứng suất
tiếp xúc (tơng ứng với chế độ tải trọng : Đối với « t« lÊy b»ng
theo c«ng thøc :

σ

tx

= 0,418 cos β

PE
1 1
( + )
b'.sin α . cos α r r '

β : Góc nghiêng của răng
P : Lực vòng [MN]
E : Môđun đàn hồi - Đối với thép : E = 2 ữ 2,2.10 6 [daN/cm 2 ]
b' : Chiều dài tiếp xúc của răng [m]

: Góc ăn khớp

27

At

)
2


Ta cã :
b
0,02
=
= 0,043 [m]
cos β 0,889

+ b' =

+ Sin20  = 0,34
+ Cos20  = 0,93

d

+

r

+

r' =

+

r

+

r'

+

r

+

=

1

2

d'
2

d

=

2

2

d'

=

2

=

2

d

r'

=

d'

3

+

r

=

d

a

+

r'

=

d'

a

140
= 70[mm] = 0,07[ m]
2

2

=

3

2

195
= 97,5[mm] = 0,0975[ m]
2

=

80
= 40[mm] = 0,04[m]
2

a

2

= 75[mm] = 0,075[m]

105
= 52,5[mm] = 0,0525[m]
2

2
2

2

=

3

a

150

=

2

=

3

200
= 100[mm] = 0,1[ m]
2

=

1

1

100
= 50[mm] = 0,05[ m]
2

=

1

=

220
= 110[mm] = 0,11[m]
2

Ta tính đợc các ứng suÊt tiÕp :

σ 1 = 0,418.0,889

2375.10 −6.2.10 5
1

1
(
+ ) = 272,3[ MN / m 2 ]
2.0,043.0,34.0,93 0,05 0,1

σ 1 = 0,418.0,889

1194 .10 −6.2.10 5
1
1
(
+
) = 185,3[ MN / m 2 ]
2.0,043.0,34.0,93 0,07 0,075

655.10 −6.2.10 5
1
1
σ 1 = 0,418.0,889 2.0,043.0,34.0,93 ( 0,0875 + 0,0525 ) = 144[MN / m 2 ]

σ 1 = 0,418.0,889

597,7.10 −6.2.10 5 1
1
(
+
) = 145,6[ MN / m 2 ]
2.0,043.0,34.0,93 0,04 0,11

Nh vậy các giá trị của

tx

đều ≤

[σ ]

28

tx

=1000 ÷ 2500[MN/m 2 ]