tinh toan hop so oto khach

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
********

ĐỒ ÁN
Tên đề tài :
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ
I. Số liệu cho trước :
- Loại xe ơtơ : Ơtơ khách
- Trọng lượng tồn xe Ga = 11420(Kg) ,
- Công suất cực đại Nmax = 180 (mã lực) ,

= 3200 (vịng/ phút)

-

= 1800 (vịng/phút)

Mơ men cực đại Memax = 47,5 (KGm),

- Ký hiệu bánh xe : 11,00 - 20
- Vận tốc cực đại

(Km/h)

Hệ số cản lăn của mặt đường f = 0,017
- Độ dốc lớn nhất của mặt đường :  = 130

II.Nội dung cần hoàn thành :
- Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực.
- Tính tốn lựa chọn bánh răng hộp số
- Tính tốn trục
- Tính tốn ổ lăn của hộp số.
III.Bản vẽ :
- 01 bản vẽ A0: Mặt cắt dọc hộp số.
- 01 bản vẽ A3: Chi tiết trục thứ cấp hộp số .
Ngày giao đề : …./…../ 2020
Ngày hoàn thành: …../…../ 2020
-

Duyệt bộ môn

GVHD:

Giáo viên hướng dẫn

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Giáo viên hướng dẫn :
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

...
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
...........................................................................................................................
Kết quả đánh giá :
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
...........................................................................................................................
Giáo viên chấm
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
GVHD:

SVTH:

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

LỜI NĨI ĐẦU
Trong thời đại đất nước đang trên con đường CNH – HĐH,từng bước
phát triển đất.Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới ngày
càng một phát triển cao.Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã có
chủ trương phát triển một số ngành công nghiệp mũi nhọn,trong đó có ngành
cơ khí Động Lực.Để thực hiện được chủ trương đó địi hỏi đất nước cần phải
có một đội ngũ cán bộ.cơng nhân kỹ thuật có trình độ và tay nghề cao.
Hiểu rõ điều đó trường ĐHSPKT Vinh khơng ngừng phát triển và nâng
cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ,cơng nhân có tay nghề và trình độ cao
mà cịn đào tạo với số lượng đơng đảo đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho
đất nước.
Khi đang còn là một sinh viên trong trường chúng em được phân cơng
thực hiện đề tài “ Tính tốn thiết kế hộp số “. Đây là một điều kiện rất tốt cho
chúng em có cơ hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em đã được học tại trường,
bước đầu đi sát vào thực tế sản xuất,làm quen với cơng việc tính tốn thiết kế
ơtơ.
Trong qua trình tính tốn chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn,sự
giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn và các thầy cô giáo trong khoa cơ
khí động lực.Tuy vậy nhưng khơng thể tránh khỏi những hạn chế,thiếu sót
trong q trình tính tốn.
Để hồn thành tốt,khắc phục được hạn chế và thiếu sót đó chúng em
rất mong được sự đóng góp ý kiến,sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và các bạn
để sau này ra trường bắt tay vào cơng việc, tong q trình cơng tác chúng em
hồn thành cơng việc một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cam ơn !

Vinh,ngày 9 tháng 04năm
2014
Sinh viên thực
hiện
GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

I. TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ :
1. Nhiệm vụ
-Hộp số dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mômen xoắn ở các
bánh xe chủ động của ôtô, đồng thời thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với
sức cản bên ngoài.
-Thay đổi chiều chuyển động của ôtô(tiến và lùi).
-Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoảng thời gian tuỳ ý mà
không cần tắt máy và mở li hợp.
-Dẫn động lực học ra ngồi cho các bộ phận cơng tác của xe chuyên dùng
2.Yêu cầu của hộp số
-Có đủ tỉ số truyền một cách hợp lý để nâng cao tính kinh tế , và tính động
lực học của ơtơ.
-Hiệu suất truyền lực cao, khi làm việc không gây tiếng ồn, thay đổi số nhẹ
nhàng không sinh lực va đập ở các bánh răng.
-Kết cấu gọn gàng, chắc chắn, dễ điều khiển bảo dưỡng và sửa chữa, giá
thành hạ.
3.Phân loại hộp số

3.1 .Phân loại theo phương pháp thay đổi tỉ số truyền
* Loại hộp số có cấp
Ngày nay trên ơtơ dùng nhiều nhất là hộp số có cấp (loại này thay đổi tỉ
số truyền bằng cách thay đổi sự ăn khớp giữa các cặp bánh răng), vì cấu
tạo đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất truyền lực cao, giá thành rẻ.
Trong loại hộp số có cấp người ta chia:

GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

* Theo tính chất trục truyền
-Loại có trục tâm cố định việc thay đổi số bằng các con trượt thường có
loại hai trục tâm dọc hoặc ngang, loại ba trục tâm dọc.
-Loại có trục tâm di động(hộp số hành tinh).
* Theo cấp số ta có:hộp số 3 cấp, 4 cấp, 5 cấp …
Nếu hộp số càng nhiều cấp tốc độ càng cho phép sử dụng hợp lý công
suất của động cơ, trong điều kiện lực cản khác nhau do đó tăng được tính
kinh tế của ơtơ nhưng thời gian thay đổi số dài, kết cấu phức tạp.
* Loại hộp số vơ cấp
Hộp số vơ cấp có ưu điểm là:có thể thay đổi tỉ số truyền liên tục trong
một giới hạn nào đó, thay đổi tự động, liên tục phụ thuộcvào sức cản
chuyển động của ơtơ, nó rút ngắn được quãng đường tăng tốc, tăng lớn
nhất tốc độ trung bình của ơtơ.
-Hộp số vơ cấp kiểu cơ học(ít sử dụng).

-Hộp số vơ cấp kiểu va đập(ít dùng).
-Hộp số vơ cấp kiểu ma sát(bánh ma sát hình cơn).
-Hộp số vô cấp dùng điện(dùng động cơ đốt trong kéo máy phát điện, cung
cấp điện cho động cơ điện đặt ở bánh xe chủ động( hoặc có nguồn điện từ
ắc quy). Ta thay đổi dịng điện kích thích của động cơ điện sẽ thay đổi tốc
độ và mômen xoắn của động cơ điện và của bánh xe chủ động.
-Hộp số vô cấp thuỷ lực: truyền mômen xoắn nhờ năng lượng dịng chất
lỏng có thể là thuỷ động hoặc thuỷ tĩnh. Hộp số vơ cấp thuỷ lực có kết cấu
phức tạp giá thành cao, hiệu suất truyền lực thấp, thay đổi mômen xoắn
trong giới hạn hẹp. Thông thường người ta kết hợp với hộp số có cấp có
trục tâm di động(kiểu hành tinh) với biến mômen thuỷ lực.
3.2 .Phân loại theo cơ cấu điều khiển
-Loại điều khiển cưỡng bức(thường ở hộp số có cấp) .
GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

-Loại điều khiển bán tự động (thường ở hộp số kết hợp) .
- Loại điều khiển tự động (thường ở hộp số vô cấp) .
4. Phân tích chọn phương án kết cấu hộp số:
Bước quan trọng khi thiết kế hộp số phải phân tích đặc điểm kết cấu của
hộp số ôtô và chọn phương án hợp lý. Việc phân tích này phải dựa trên các
yêu cầu đảm bảo hộp số làm việc tốt chức năng:
-Thay đổi mômen xoắn truyền từ động cơ đến bánh xe chủ động.
-Cho phép ôtô chạy lùi.

-Tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi dừng xe mà động cơ vẫn làm việc
Hộp số thiết kế phải đáp ứng được các yêu cầu:
1-Có tỷ số truyền hợp lý, đảm bảo chất lượng kéo cần thiết.
2-Không gây va đập đầu răng khi gài số, các bánh răng ăn khớp có tuổi thọ
cao
3-Hiệu suất truyền lực cao
4-Kết cấu đơn giản, gọn, dễ chế tạo, điều khiển nhẹ nhàng, có độ bền và độ
tin cậy cao
Nhằm nâng cao tuổi thọ cho các bánh răng ăn khớp, trong hộp số cơ khí có
cấp thường bố trí bộ đồng tốc. Nhiệm vụ của bộ đồng tốc là cân bằng tốc độ
góc của các chi tiết chủ động và bị động trước khi chúng ăn khớp với nhau.
Trên ôtô ngày nay đều sử dụng khá rộng rãi hộp số 2 trục và 3 trục.Hộp số 3
trục thường bố trí trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm.
Đối với các hãng ôtô đời mới và hiện đại thường dùng loại hộp số 5 và 6 số
[1]. Vậy ta chọn hộp số loại 5 số, với hộp số 6 số kết cấu sẽ phức tạp khó chế
tạo.

GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

II. Tính tốn và thiết kế hộp số.
1.Xác định các thống số cơ bản của hộp số:
a.Tỷ số truyền số thấp nhất –số cao nhất của hộp số:
Gía trị tỷ số truyền số thấp nhất ih1 được xác định theo

điều kiện kéo sau:
(1.1)
Theo số liệu đã cho ở đề tài ta có:
Trọng tải định mức của xe là:
Ga = 11420 (kg) = 11420 . 9,81 = 112030 ,2(N)


max

= 0,3 – 0,4 : hệ số cản chuyển động lớn nhất của đường

Chon  max = 0.33
Chọn lốp :
Đối với loại xe khách trọng lượng đặt lên các bánh xe là G = 11420
kg,ở ôtô khách tải trọng phân bố ra cầu trước là G1= 30% G = 3426 kg và cầu

GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

sau là G2 = 70%G = 7994 kg.Như vậy trọng lượng đặt vào cầu sau lớn hơn so
với cầu trước nên lốp sau sẽ chịu tải lớn hơn lốp trước nên ta chọn theo lốp
sau cho toàn bộ lốp
Dựa vào trọng lượng phân bố trên các lốp ta chọn được loại lốp có các
thơng số như sau:

-

Ký hiệu lốp :
Lốp rỗng

B – d là 11 - 20

Các thông số :
+ Bề rộng của lốp : B = 11 (inch).
+ Đường kính của vành bánh xe : d = 20(inch)
Lốp có bán kính thiết kế :

Memax:moment quay cực đại của động cơ(xe tham khảo)
Memax=47,5(kg.m)=47,5.9,81=465,98(N.m).
t

: hiệu suất của hệ thống truyền lực.
Xe thiết kế là xe khách  t = 0.8 0,85.chọn  t = 0,85

i0 : tỷ số truyền của truyền lực chính.
Gía trị tỷ số truyền lực io cùng với tỷ số truyền cao nhất của hộp số ihn được
xác định theo tốc độ chuyển động lớn nhất của xe vamax (m/s) ứng với tốc độ
góc lớn nhất của động cơ

(rad/s) như sau:

Trong đó :
ihn : giá trị tỷ số truyền cao nhất của hộp số (thường chọn ihn =1).
(rad/s) : tốc độ góc lớn nhất của động cơ,được xác định theo loại
động cơ và chủng loại xe thiết kế.Với động cơ xăng ,xe khách

1,25)
GVHD:

.
SVTH:

= (1,0 –


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ở đây ta chọn
Với :

LỚP

= 1,21

tốc độ góc ứng với cơng suất cực đại của động cơ, ta có
=

=

=334,9 (rad/s)

Vmax : tốc độ tịnh tiến lớn nhất của xe.
Vmax = 95 (km/h) = 26,38 (m/s).
Vậy ;

Thay số vào (1-1) ta được :

Tỷ số truyền thấp ih1 được kiểm tra bằng cơng thức sau:
(1-3)
Trong đó :

: hệ số bám giữa lốp với mặt đường , = 0,7 – 0,8

Chọn = 0,8
: trọng lượng bám của xe (N)
=

.

Với : Gcd : trọng lượng phân bố lên các cầu chủ động (N)
Cầu trước : Gcd = 30%.Ga= 112030,2.0,3 = 33609 (N)
Cầu sau

: Gcd = 70%.Ga= 112030,2.0,7 = 78421 (N)

mcd : hệ phân bố lại tải trọng lên các cầu chủ động.
mcd = 1,20 – 1,35 . chọn mcd = 1,30

GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

= Gcd.mcd = 78421.1,30 = 101947(N)
Thay số vào (1-3) ta được :

Với ih1= 6,24 thỏa mã điều kiện
b.Số cấp hộp số của ô tô:
Số cấp hộp số ơ tơ được xác định theo cơng thức:
(2-1)
Trong đó : n – số cấp hộp số
giá trị tỷ số truyền thấp nhất của hộp số.
= 6,24
- giá trị tỷ số truyền của số cao nhất
=1
q- công bội của dãy tỷ số truyền, khi tính tốn có thể chọn cơng
bội trung bình q theo khoảng kinh nghiệm. Đối với hộp số thường, xe tải
trung bình, sử dụng động cơ xăng : q= 1,5 – 1,8 .chọn q = 1,5
thay số vào (2-1) ta được :
=

= 4,52

Chọn số nguyên n=5
c.Tỷ số truyền trung gian của hộp số ô tô :
Đối với xe tải thường làm việc với số truyền trung gian và thấp nên số
truyền trung gian được xác lập theo cấp số nhân như sau:

GVHD:

i h2 =

=

= 3,47

i h3 =

=

= 1,84

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

i h3 = 1 (đây là cấp số truyền thẳng)
Để tăng tính động lực học và giảm tiêu hao nhiên liệu cho xe khi
chuyển động không tải hoặc có tải trên đường chất lượng tốt ta chọn số truyền
tăng cho hộp số.
Gía trị số truyền tăng được chọn trong khoẳng : 0,65 – 0,85
Chọn ih5 = 0,8
d.Tỷ số truyền số lùi : (i1)
Tỷ số truyền số lùi trong hộp số thường được chọn trong khoảng
i1 = (1,1…………….1,3)ih1
trong đó : ih1 – tỷ số truyền tay số 1
Đối với xe này ta chọn tỷ số truyền số lùi như sau:
i1=1,1.6,24 = 6,86
Chú ý : Khi chọn tỷ số truyền số lùi ta phải kiểm tra lại điều kiện bám số
truyền cao nhất của hộp số nên làm số truyền thẳng hay số truyền tăng là tùy

thuộc vào thời gian sử dụng.Nên chọn số truyền làm việc nhiều nhất làm số
truyền thẳng để giảm tiêu hao khi truyền lực và tăng tuổi thọ của hộp số.
e.Xác định kích thước cơ bản của hộp số:
e1.Khoảng cách trục:
Khoảng cách trục là một trong những thong số quan trọng quyết định
kích thước cacste hộp số nói chung và kích thước bên trong hộp số nói riêng (
như bánh răng, đồng tốc ,ổ bi ,….)
Khoảng cách trục A, của hộp số ô tô được xác định sơ bộ theo công
thức kinh nghiệm sau:
A=ka.

(mm)

(4-1)

Trong đó : ka –hệ số kinh nghiệm có giá trị nằm trong khoảng sau:
Đối với xe vận tải hộp số thường : ka = 8,6 – 9,6
Chọn ka = 9,0
Memax – moomen quay cực đại của động cơ.
Memax = 4,75 (kg.m) = 47,5.9,81 = 465,98(N.m)

GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

ih1 – tỷ số truyền thấp nhất của hộp số.
ih1 = 6,24
Thay số vào (4-1) ta được:
A=ka.

= A=9,0.

= 113,76 (mm)

Chon sơ bộ : A= 114 (mm)
e2.Kích thước theo chiều trục cacste hộp số:
Kích thước theo chiều trục cacste hộp số 1(mm) nói chung có thể xác
định bằng tổng chiều dài (theo chiều trục) của các chi tiết lắp trên trục trung
gian hộp số ( hoặc trên trục thứ cấp đối với hộp số 2 trục ).Bao gồm : Chiều
rộng của các bánh răng b(mm),chiều rộng của các bộ đồng tốc (hoặc ống gài)
H(mm), chiều rộng của các ổ đỡ trục B(mm). Đối với ô tô máy kéo ,cac thơng
số này thường được xác định theo kích thước khoảng cách trục A như sau :
Chiều rộng bánh răng :
b
chọn b

(0,19 – 0,23 ).A đối với hộp số thường.

0,20.A = 0,20.114 = 228 (mm)

Chiều rộng ổ đỡ :
B (0,20 – 0,25).A đối với ô tô vận tải.
Chọn B

0,22.A = 0,22 .114 = 25,08(mm)

Chiều rộng đồng tốc (hoặc ống gài) có gái trị nằm trong khoảng :
H

(0,4 – 0,55)

đối với ô tô vận tải

Chọn H 0,45.A= 0,45.114 = 5,13 (mm)
f.Tính tốn số răng của các bánh răng hộp số :
f1.Mơ đun và góc nghiêng số răng của các bánh răng hộp số :
Để đảm bảo các bánh răng hộp số ô tô làm việc êm dịu ,xu hướng chọn
mk có giá trị nhỏ,ngược lại góc nghiêng của răng k thường có giá trị lớn như
sau :
+ Mơ đun :
GVHD:

Xe vận tải : m = 3,50 – 5,0
SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

Chọn m = 4,0 (mm)
+Góc nghiêng : Xe vận tải :  = 180 - 260
Chọn = 260
f2. Số răng của bánh răng hộp số :
Hộp số là hộp số ba trục,các số truyền đều phải qua hai cặp bánh răng

,trong đó có một cặp bánh răng được dùng chung cho tất cả các số truyền (trừ
số truyền thẳng) gọi là cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp.Nghĩa là nó ln ln
làm việc với bất kỳ gài số truyền nào( trừ số truyền thẳng ).Vì vậy khi phân
chia tỷ số truyền cho cặp bánh răng này,cần phải có giá trị đủ nhỏ để vừa bảo
đảm tuổi thọ cho cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp vừa để cho số răng chủ
động cho cặp bánh răng gài số ở số truyền thấp không được nhỏ quá.
Theo kinh nghiệm, số răng chủ động của cặp bánh răng gài số ở số
truyền thấp của xe tải là : Z1 = 16 – 18
Xe thiết kế có ih1 = 6,24 nên chọn Za= 17
Khi đã chọn được số răng chủ động Za của cặp bánh răng gài số ,thì ta dễ
dàng tính được tỷ số truyền igi của cặp bánh răng gài đối với hộp số ba trục
kiểu đồng trục như sau :
zi =
nên igi =

2 A cos 
mi (1  i gi )

(5-2)

Trong đó : A – khoảng cách trục . A= 114 (mm)
igi – tỷ số truyền của cặp bánh răng gài số một
 - góc nghiêng của cặp bánh răng gài số một (rad)
Chọn  = 260
m – mô đun pháp tuyến của cặp bánh răng gài số một
Chọn m = 4,0 (mm)
Suy ra tỷ số truyền của cặp bánh răng truyền động chung(luôn luôn ăn khớp).

GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ia =

LỚP

2 A cos 
 1 2,15
mi (1  i gi )

a

Trong đó : i – tỷ số truyền của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp
hl

i - tỷ số truyền của các tay số
gi

i – tỷ số truyền của cặp bánh răng gài số
Từ đó, suy ra tỷ số truyền của cặp bánh răng gài số ở các số truyền khác
igi =

Với I = 2 – n

Trong đó : ia – tỷ số truyền của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp
igi- tỷ số truyền của cặp bánh răng gài số k (trừ số truyền thẳng)
ihi- tỷ số truyền số thứ I (trừ số truyền thẳng)
Khi đã tính được ia và igi thì số răng của bánh răng chủ động tương ứng

Za và Zi (k=2-5 , trừ số truyền thẳng ) được xác định theo công thức :
zi =

2 A cos 
mi (1  i gi )

(5-3)

gi

Trong đó : i – tỷ số truyền của cặp bánh răng gài số i,(i=a,2-n)
i- góc nghiêng của cặp bánh răng gài số thứ a,i(rad)
Mi – moodun pháp tuyến của cặp bánh răng gài số thứ a .i
Số răng bị động của các cặp bánh răng ăn khớp tương ứng được
xác định theo tỷ số truyền gài số của chính nó và được xác định theo cơng
thức sau:

z’i = zi . igi ( 5-4)
Áp dụng cơng thức ta có thể tính và lập bảng sau :
GVHD:

SVTH:


KHOA C KH NG LC

LP

Các tay số

ih1

ih2

ih3

ih4

ih5

il

Tỷ số

6,24

3,47

1,84

1

0.8

6,86

2,90

1,62

0,86

0,47

0,37

3,71

13,12

19,55

27,54

34,85

13

19

27

33

38,05

31,67

23

17,0

37

31

23

17

truyền(ihi)
Tỷ số
truyền của
cặp bánh
(igi)
Số răng
tính toán

37,4
0

21,45

(Zi)
Số răng làm

37

21

tròn (Zi)
Số răng
tính toán (

13,8
3

27,13

Z i' )
Số răng làm

13

27

'
i

tròn ( Z )

Tớnh chớnh xỏc li khong cách trục do làm trịn số răng theo cơng
thức sau:
a 

m( Z l  Z l 1 )
13  37
4 * (
) 111,26(mm)
2. cos 

2 * cos 26 0

Chọn A= 114 (mm)
Tính chính xác góc nghiêng răng của các bánh răng để đảm bảo khoảng cách
trục của chúng đều bằng 120(mm) theo công thức sau:
GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

cos  i =

Ta có : cos  i =

=

nên 1 = 25050’

cos  a =

=

nên a = 25050’

cos  2 =

=

nên 2 = 25050’

cos  3 =

=

nên 3 = 25050’

cos  4 =

=

nên 4 = 25050’

cos  5 =

=

Tỷ số truyền ig

ig1=2,90

Số răng chủ

13

nên 5 = 25050’
ia

ig2=1,6

ig3=0,8

ig4=0,4

ig50,3

=2,15
17

2

6

7

7

19

27

33

37

31

23

17

13

4,0

4,0

động
Số răng bị động

37

33

Mơ đun (mm)

4,0

4,0

Góc nghiêng 

1 =

a =

2 =

3 =

4 =

5 =

25050’

25050’

25050’

25050’

25050’

Tỷ số truyền

25050’
2,15

6,24

1,84

1

0,8

6,86

4,0

4,0

hộp số
+ Số bánh răng của bánh răng tay số lùi:
Từ sơ đồ thiết kế ta nhận xét tỷ số truyền của bánh răng số lùi được xác định
như sau:

GVHD:

i l = i a.

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Với il = 6,86 ; ia = 2,15 ;

LỚP

= 37

Để tiện cho quá trình chế tạo ta chọn : z1 = zL= 13
Như vậy : zL1 = 16, zL2 = 15
+ Bề rộng bánh răng:
Để giảm chiều dài của hộp số ta phải giảm chiều rộng làm việc của bánh
răng.Khi đó cần tăng khoảng cách trục để giảm lực tác dụng lên các bánh răng

nhưng điều đó làm tăng khối lượng của hộp số.Việc giảm chiều rộng răng
cũng làm mất ưu điểm của bánh răng nghiêng là ăn khớp êm dịu do hệ số
trùng khớp giảm xuống.Có thể bù sự giảm hệ số trùng khớp bằng cách tăng
góc nghiêng của bánh răng nhưng khi đó làm tăng lực dọc trục,tăng lực tác
dụng lên ổ bị.Nếu chọn bề rộng làm việc của răng quá lớn cung không hợp lý
vì khi đó chiều dài hộp số tăng lên và để đảm bảo khối lượng của hộp số
không thay đổi thì ta phải giảm khoảng cách trục.Điều này dẫn đến giảm độ
cứng vững của các trục và giảm đường kính ngồi ổ bi,trong khi tải trọng tác
dụng lên các trục và ổ bi tăng lên.Vì lý do trên nên ta chọn khoảng rộng bánh
răng theo công thức sau là hợp lý trong điều kiện của các ổ bi và các vật liệu
chế tạo cũng nhưu trình độ cơng nghệ hiện nay:
= 0,22.A = 0,22 .114 = 25,08 (mm)
+TÝnh kho¶ng cách trục giữa trục đảo chiều và trục chính:

a

m( Z l  Z l 1 )
13  15
4 * (
) 62,22(mm)
2. cos
2 * 0.90

Để tiện cho chế tạo ta chọn :

a 62(mm)

+ Tính khoảng cách trục giữa trục đảo chiều và trụng gian:
,

a

m( Z l 2 Z1, )
13  37

4 * (
) 111,11(mm)
2. cos 
2 * 0,90

§Ĩ tiƯn cho chÕ t¹o ta chän :

GVHD:

SVTH:

a' 110 (mm)


KHOA C KH NG LC

LP

2.Xác định lại chính xác tỷ số truyền và khoảng cách
trục hộp số
Tỷ số truyền của hộp số khi đà chọn số răng của các
bánh răng:

Z a' * Z i'
ihi ia * ii

Z a * Zi
áp dụng công thức trên ta có bảng số liệu sau:
Cỏc tay s

ih1

ih2

ih3

ih4

zi

13

19

27

zi

37

31

il

6,24

1.84

+

33

ih5
37

i1
15

23

17

13

13

1

0,8

6,86

2,15

Tính chính xác khoảng cách giữa các trục theo số

răng của các cặp bánh răng đà chọn đợc.
Đối với cặp bánh răng nghiêng chọn theo công thức:
a 

m( Z i  Z i' )
2. cos 

¸p dơng công thức ta có bảng số liệu sau:
Các tay số

ih1

ih2

ih3

ih4

Số răng tính toán

13

19

27

33

ih5
37

a-a
17

đà làm tròn Zi
Số răng tính toán
đà làm trßn

Z

13
37

31

23

17

33

111,2

111,

111,

111,

111,

111,

6

26

26

26

26

26

,
i

a

Chọn khoảng cáh trục chính xác là :

=110(mm)

Sai lệch khoảng cách trục giữa các bánh răng được giải quyết bằng cách dịch
chỉnh góc bánh răng.
GVHD:

SVTH:

KHOA C KH NG LC

LP

3. Dịch chỉnh góc bánh răng.
Sau khi tính toán lại khoảng cách trục có sự sai lệch để
giải quyết sự sai lệch đó ta có hai giải pháp: Thay đổi góc
nghiêng của các bánh răng hoặc dịch chỉnh các bánh răng ăn
khớp với nhau.
- Thay đổi góc nghiêng của các bánh răng:
Thông thờng biện pháp này ngời ta ít dùng vì nó sẽ gây khó
khăn cho công nghệ chế tạo máy và sửa chữa các bánh răng
trong hộp số.
- Dịch chỉnh các bánh răng ăn khớp với nhau:
Biện pháp này đợc dùng nhiều vì chúng ta có thể dễ dàng
dịch chuyển nhờ thay đổi khoảng cách giữa giao thanh răng
và bánh răng cần chế tạo trong quá trình chế tạo.
Tính dịch chuyển góc bánh rang theo các bớc sau:
+

Xác định chế độ dịch chuyển các trục (hệ số thay

đổi khoảng cách
trục 0 ): 0
cos  k 

a  a
a

m( Z k  Z k' )
2.a

Căn cứ vào công thức và giá trị 0 ta tìm ra đợc giá trị
của 0 và



Cặp bánh răng

0
Số răng tính
toán đà làm

1 - 1,
-0,0115

13

2 -2,
-

3 -3,
-

4 - 4,
-

a-a
-

L - L1
-

0,011

0,01

0,011

0,011

0,003

5

15

5

5

5

19

27

33

37

Zl =

37

toán đà làm

GVHD:

0,010

37

13

tròn Zi
Số răng tính

L - L2

31

23

17

13

Zl1 =

15

SVTH:

34


KHOA C KH NG LC

tròn

LP

Z i,
250



-0,0115

0

250

250

250

250

250

250

-

-

-

-

-

0,011

0,01

0,011

0,011

0,003

5

15

5

5

5

0,010

Xác địmh hệ số dịch chun tỉng céng t :

 t 0,5. 0 .( Z tdi  Z tdi' )
Víi: Z td 
+

Z
cos 3 

TiÕn hành phân chia hệ số dịch chỉnh tổng

cộng cho hai bánh răng ăn khớp với nhau:
Dựa theo số bánh răng tơng đơng ta tính đợc:

t 1 2
Do số răng của các bánh răng hộp số lớn hơn 15 bởi vậy ta
thừa nhận công thức:

1 2

t
2

Tính các hệ số này theo tiết diện mặt đầu theo c«ng

thøc:

1s 1 . cos 

 2 s  2 . cos 
 ts  2 s  1s
Dùa vµo công thức trên ta có bảng công thức:
Cặp bánh

1 - 1,

2 -2,

3 -3,

4 - 4,

5- 5,

a-a

răng

Số răng

0,011
5

13

-

-

-

0,0115

0,0115

0,0115

19

27

33

tính toán

GVHD:

L - L2

L1
-

0

L-

-

-

-

0,011

0,011

0,00

5

5

35

37

17

Zl =
13

SVTH:

0,010
37

KHOA C KH NG LC

LP

đà làm
tròn Zi

13

Số răng
tính toán
đà làm

37

31

17

33

Zl1 =

13

15

Z i,

tròn

250



250

250

250

-

-

-

0,0115

0,0115

0,0115

-

0

0,011

5

Z tdi
Z

23

'
tdi

250
-

250
-

0,011 0,011
5

17,83

26,06

37,04

45,27

50,75

50,75

42,52

31,55

23,32

17,83

5

250

250

-

-

0,00

0,01

35

0

23,32

17,83

50,75

45,27

20,58

17,83

-

t

0,2875

1 2

-0,2875

-0,2875

0,287

-

-

0,287

5

0,2875

0,049

5

-

-

-

-

0,1437

0,143

-

0,002

0,143

7
-

0,1437

4
-

7
-

0,258

-

0,004

0,258

8

0,2588

4

8

-0,1437

ts

-0,2875

-

-0,1437

-0,1437

0,2588

-0,2588

-0,2588

-0,2588

Đối với bánh răng của cặp bánh răng số 4, có bánh răng chủ
động lớn hơn 30 nên ta không sử dụng dịch chỉnh ma thay
đổi góc nghiêng của bánh răng.
Tính lại góc nghiêng của bánh răng:
ar cos

M ( Z 1 Z 1' )
2.a

= 24037
3.1

Tổng hợp kết quả tính toán ta có bảng số liệu cho

các bánh răng:

GVHD:

SVTH:


KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LỚP

Chän :  o 15 0
B¶ng I:
Công thức

Cặp bánh răng:
Ký

i

Mô đun

ms

Bớc răng

t

Góc prôfin

0s

Bớc cơ sở
Khoảng cách

to

trục khi ts 0
Hệ số dịch
chỉnh mỗi BR
Độ dịch
chỉnh ngợc
Đờng kính
vòng chia
Đờng kính
vòng cơ sở
Đờng kính
vòng khởi
thuỷ
Đờng kính
vòng đỉnh
Đờng kính
vòng đáy
Chiều cao
răng
GVHD:

Công thức
Z 1'

Z1

hiệu

Tỷ số truyền

trục khi ts 0
Khoảng cách

Z1 và Z 1'

Z1'
i 2,26
Z1
m
4,4642
cos
t .ms 14,02

ms 

tag 0
22 0
cos 
t 0 t. cos  0 s 13

 0 s ac tan

aa

aa 110

ac

ac 110

1 ;  2

1  2 

t
0,09535
2

h0  ts .ms  (ac  aa )  0,00275

h0
d

d1 ms .Z1 66,963

d 2 ms .Z 2 153,032

d0

d 01 d1 . cos  0 s 62

d 02 d 2 . cos  0 s 169,7

dk

d k1 d1 (0  1) 67,291

d k 2 d 2 (0  1) 153,928

Dd 1 d1  2ms  21s .ms

Dd 2 d 2  2ms  2 2 s .ms

 2h0 ms 76,767

 2h0 ms 192,836

Dd
Dc

h

Dc1 d1  2,5.ms

Dc 2 d 2  2,5.ms

 21s .ms 56,654
h1 2,25.ms  h0
10,0472

 2 2 s .ms 172,723
h2 2,25.m s  h0
10,0472

SVTH:


KHOA C KH NG LC

Chiều cao
đầu răng
Chiều dày
răng trên
vòng chia
Chiều rộng
vành răng
Góc ăn khớp

Bảng II:

LP

hd

hd 1 0,5( Dd 1 d k1 ) 4,738

hd 2 0,5( Dd 2  d k 2 )  4,454

s

.ms
 21s .ms .tag 0 s
2
7,356

.ms
 2 2 s .ms .tag 0 s
2
7,356

s1

s2

b

28



20

Cặp bánh răng:

Z2 và Z 2'

Ký
Công thức

hiệ

Công thức
Z 2'

Z2

u
Tỷ số truyền

i

Mô đun

ms

Bớc răng

t

Góc prôfin

0s

Bớc cơ sở
Khoảng cách

to

trục khi ts 0
Khoảng cách
trục khi ts 0
Hệ số dịch
chỉnh mỗi BR
Độ dịch chỉnh
ngợc
Đờng kính vòng
chia

GVHD:

i

Z 2'
1,43
Z2

m
4,4642
cos
t .ms 14,02

ms

tag 0
22 0
cos 
t 0 t. cos  0 s 13

 0 s ac tan

aa

aa 110

ac

ac 110

1 ;  2

h0
d

SVTH:

1  2 

t
0,09535
2

h0  ts .ms  ( ac  aa )  0,00275

d1 ms .Z1 100,676

d 2 ms .Z 2 120,318


KHOA C KH NG LC
Đờng kính vòng
cơ sở
Đờng kính vòng
khởi thuỷ
Đờng kính vòng
đỉnh
Đờng kính vòng
đáy
Chiều cao răng
Chiều cao đầu
răng

Chiều dày răng
trên vòng chia
Chiều rộng
vành răng
Góc ăn khớp
Bảng III:

d0

LP

103,179

Dd 1 d1  2ms  21s .ms
 2h0 ms 112,48

Dc

h

148,039
Dd 2 d 2  2ms  2 2 s .ms
 2h0 ms 157,122

Dc1 d1  2,5.ms

Dc 2 d 2  2,5.ms

 21s .ms 92,367
h1 2,25.ms  h0

 2 2 s .ms 137
h2 2,25.ms  h0
10,0472

10,0472

hd

hd 1 0,5( Dd 1  d k 1 ) 4,65 hd 2 0,5( Dd 2  d k 2 ) 4,54

s

.ms
 21s .ms .tag 0 s
2
7,356
s1 

b

28



20

CỈp bánh răng:

hiệ

.ms
2 2 s .ms .tag 0 s
2
7,356
s2

Z3 và Z 3'

Ký
Công thức

136,59
d k 2 d 2 (0 1)

d k 1 d1 (0  1)

dk
Dd

d 02 d 2 . cos  0 s

d 01 d1 . cos 0 s 95,199

Công thức
Z 3'

Z3

u

Tỷ số truyền

i

Mô đun

ms

Bớc răng

t

Góc prôfin

0s

Bớc cơ sở
Khoảng cách

to

trục khi ts 0

GVHD:

aa

SVTH:

Z 3'

i
0,81
Z3
m
4,4642
cos
t .ms 14,02

ms 

tag 0
22 0
cos 
t 0 t. cos  0 s 13

 0 s ac tan

aa 110


KHOA C KH NG LC
Khoảng cách

ac

trục khi ts 0
Hệ số dịch

1 2

h0

ngợc
Đờng kính vòng

cơ sở
Đờng kính vòng
khởi thuỷ
Đờng kính vòng

d1 ms .Z1 105,39

Đờng kính vòng

d 01 d1. cos  0 s 128,313d 02 d 2 . cos  0 s 102,478

dk

d k1 d1 (0  1) 139,068

d k 2 d 2 (0  1) 112,15

Dd 1 d1  2ms  21s .ms

Dd 2 d 2  2ms  2 2 s .ms

 2h0 ms 148,194

 2h0 ms 121,409

Dc1 d1  2,5.ms

Dc 2 d 2  2,5.ms

 21s .ms 128,08

 2 2 s .ms 101,295

h

h1 2,25.ms  h0 10,0472

h1 2,25.ms  h0 10,0472

hd

hd 1 0,5( Dd 1  d k1 ) 4,5405

hd 2 0,5( Dd 2  d k 2 ) 4,629

s

.ms
 21s .ms .tag 0 s
2
7,356

.ms
 2 2 s .ms .tag 0 s
2

7,356

Dc

đáy
Chiều cao răng
Chiều cao đầu
răng
Chiều dày răng
trên vòng chia
Chiều rộng

s1

b

vành răng
Góc ăn khớp

20

Z4 và Z 4'

Ký

Công thức

i

Mô đun

ms

Bớc răng

t

Z 4'

Z4

hiệu

Tỷ số truyền

s2

28



Cặp bánh răng:

Công thức

d 2 ms .Z 2 110 ,605

d0

Dd

đỉnh

t
0,09535
2

h0 ts .ms  ( ac  aa )  0,00275

d

chia
§êng kÝnh vòng

GVHD:

ac 110

1 ; 2

chỉnh mỗi BR
Độ dịch chỉnh

Bảng IV:

LP

Z1'
i  0,436
Z1

m
4,4642
cos 
t .ms 14,02

ms 

SVTH: