TÊN ĐỒ ÁN: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỘP SỐ CVT CHO XE CON 4 CHỖ - ĐHBK.

Mã đồ án OTTN000000279
Dữ liệu: khodoankythuat.vn
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 380MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D (Bản vẽ bố trí chung xe thiết kế, bản vẽ lắp hộp số vô cấp CVT, bản vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp CVT, bản vẽ các phương án thiết kế, bản vẽ tổng quan các hộp số, bản vẽ tách các chi tiết điển hình, bản vẽ quy trình công nghệ gia công chi tiết bánh đai, bản vẽ các kết quả mô phỏng, bản vẽ mô hình các khối lưới, bản vẽ mô phỏng hệ thống… ); file word (Bản thuyết minh, chương trình matlab, nhiệm vụ đồ án.… ). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án........... ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỘP SỐ CVT CHO XE CON 4 CHỖ.

Giá: 950,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

 

Lời nói đầu                                                                                                          5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ   

I. Công dụng-yêu cầu-phân loại                                                                        6

II. Một số loại hộp số phổ biến hiện nay                                                             7

1. Hộp số thường (MT).                                                                                      8

2. Hộp số tự động (AT).                                                                                          10

3. Hộp số ly hợp kép (DCT).                                                                                  12

4. Hộp số vô cấp (CVT).                                                                                   14

III. Phân loại CVT                                                                                                     17

IV. Cấu tao nguyên lý hoạt động HSVC sử dụng bộ truyền đai kim loại                19     

V. Lựa chọn phương án thiết kế.                                                                            22

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI KIM LOẠI

I. Xác định thông số cơ bản                                                                              24

1. Xác định dải tí số truyền bộ truyền đai                                                        24

2. Xác định kích thước bánh đai hộp số CVT                                                  25

2.1 Đường kính bánh đai                                                                                    25

2.2  Tính chọn khoảng cách trục và chiều dài đai                                              25

2.3  Vận tốc đai                                                                                                  26

2.4  Tính toán lực                                                                                               27

II. Tính trục                                                                                                        30

1. Tính đường kính trục đai                                                                               30

2. Kiểm nghiệm bền trục                                                                                   30

2.1 Tính trục theo bền uốn                                                                                 32

2.2  Tính trục theo bền xoắn                                                                              33

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN HÀNH TINH

1. Xác định tỉ số truyền lực chính i0                                                                  34

2. Phương trình động lực học bộ truyền hành tinh cơ sở                                   35

3. Tính toán thiết kế bộ truyền hành tinh                                                           37

 3.1 Chọn vật liệu                                                                                                38

3.2  Ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép                                                  38

3.3 Đường kính vòng lăn bánh răng mặt trời                                                     40

3.4  Kiểm tra điều kiện công nghệ của các bánh răng                                       42

3.5 Thông số bộ truyền                                                                                      42

4. Tính bền bánh răng                                                                                        44

4.1 Sơ đồ lực                                                                                                     45

4.2 Tính bền uốn                                                                                               45

4.3 Tính bền tiếp xúc                                                                                        47

5. Tính toán thiết kế Ly hợp – phanh                                                                     48

5.1 . Yêu cầu cơ bản của việc tính toán thiết kế ly hợp                                      48

5.2 .  Kết cấu chung của ly hợp khoá                                                                      48

5.3 . Phương pháp tính toán chung với các ly hợp – phanh                                 49

5.3.1. Tính toán ly hợp                                                                                              49

CHƯƠNG IV: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN THUỶ LỰC

1. Đề xuất phương án                                                                                        51

2. Tính toán kết cấu đề xuất                                                                               53

CHƯƠNG V: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÔ CẤP CÓ CVT BẰNG CÔNG CỤ MATLAB-SIMULINK

I. Mô hình mô phỏng                                                                                        55

1. Giới thiệu về matlab-simulink                                                                       55

2. Mô hình mô phỏng                                                                                         56

2.1 Cơ sở xây dựng mô hình                                                                              56

2.2 Mô hình động cơ                                                                                          59

2.3 Mô hình CVT                                                                                               63

2.4 Mô hình TLC-thân xe- bánh xe                                                                   67

2.5 Đề xuất bộ điều khiển mờ                                                                            71

a. Đặt vấn đề                                                                                                      71

b. Đề xuất bộ điều khiển mờ                                                                              73

II. Mô phỏng hệ thống                                                                                       76

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT BÁNH ĐAI DI TRƯỢT

1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết                                                     88

1.1 Yêu cầu kỹ thuật cơ bản                                                                              88

1.2 Chọn dạng sản xuất                                                                                     88

1.3 Phương pháp chế tạo phôi                                                                           88

2. Thiết kế quy trình công nghệ                                                                         90

2.1 Xác định đường lối công nghệ                                                                     90

2.2 Các nguyên công                                                                                          90

2.3 Tính chế độ cắt cho các nguyên công                                                          93

CHƯƠNG VII: KẾT LUẬN                                                                                96

TÀI LIỆU THAM KHẢO                                                                                    97

LỜI NÓI ĐẦU

       Ô tô là một trong những phương tiện được sử dụng phổ biến trong mọi ngành, mọi lĩnh vực khác nhau. Nước ta cùng với sự đi lên của nền kinh tế quốc dân thì ôtô là phương tiện không thể thiếu, đáp ứng nhu cầu đi lại của nhân dân.

      Do mức sống của con người ngày càng cao nên sự đòi hỏi về phương tiện và tiện nghi ngày càng khắt khe. Hiện nay ôtô được trang bị HTTL vô cấp có CVT đã xuất hiện ngày nhiều hơn và được rất nhiều hãng xe ứng dụng như Nissan, Ford, Audi... Đặc điểm của loại xe được trang bị HTTL có CVT là giúp người lái giảm bớt thao tác, xe chuyển số êm dịu,giảm tiêu hao nhiên liệu. Do đó việc nghiên cứu, tìm hiểu về HTTL có CVT trên ô tô là rất cần thiết và có ý nghĩa to lớn trong công tác học tập cũng như ứng dụng vào thực tiễn sau này.

Nhiệm vụ :

Chương 1: Tìm hiểu chung về HTTL và CVT.

Chương 2: Thiết kế tính toán bộ truyền đai.

Chương 3: Thiết kế tính toán bộ truyền hành tinh.

Chương 4: Nghiên cứu đề xuất hệ thống điều khiển.

Chương 5: Mô hình hoá và mô phỏng hệ thống trên máy tính.

Chương 6: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình.

Chương 7: Kết Luận.

    Em xin chân thành cảm ơn thầy: TS................ đã hết sức nhiệt tình và tâm huyết khi hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt đồ án này. Đồng thời em bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến các thầy trong bộ môn ôtô và xe chuyên dụng và bạn bè trong lớp đóng góp những ý kiến hết sức quý báu để xây dựng tốt đồ án .

     Dù đã rất cẩn thận khi thực hiện đồ án này, nhưng với trình độ và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên chắc chắn rằng sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và nhầm lẫn vì vậy em rất mong có sự chỉ bảo của các thầy để có thể hoàn thiện hơn đề tài của mình .

                                                                    Hà nội, ngày ... tháng ... năm 20...

                                                                            Sinh viên thực hiện

                                                                              ......................... 

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN ÔTÔ

    Các hộp số trên ôtô dùng để thay đổi tỷ số giữa động cơ và cầu chủ động. Nói một cách khác khi không có hộp số, chiếc xe chỉ chạy được ở một tốc độ duy nhất với một tốc độ cực đại nhất định. Ngoài ra khả năng tăng tốc từ khi xuất phát cùng với khả năng leo dốc của xe cũng bị hạn chế nếu như nó không sử dụng hộp số. Vì vậy hộp số sử dụng một hệ thống bánh răng khác nhau từ thấp  đến cao để biến mô men xoắn của động cơ phù hợp với điều kiện vận hành( khởi hành, tăng tốc, leo dốc…). Các số có thể cài theo cách thông thường bằng tay hoặc tự động.

I.Công dụng – Yêu cầu – Phân loại

1.Công dụng

 Hộp số dùng để :

-Thay đổi tốc độ và mô men truyền (hay lực kéo) trên các bánh xe.

-Thay đổi chiều chuyển động của xe (tiến hoặc lùi).

2.Yêu cầu

Hộp số cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

-Có dãy tỷ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng thay đổi tỷ số truyền tối ưu, phù hợp với tính năng động lực học yêu cầu và tính kinh tế vận tải.

-Phải có hiệu suất truyền lực cao.

-Khi làm việc không gây tiếng ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh các tải trọng động khi làm việc.

3. Phân loại      

Tùy theo theo yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được phân loại như sau:

* Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền : Hộp số vô cấp và hộp số có cấp

-Hộp số vô cấp được dùng để tạo thành HTTL vô cấp, trong đó hộp số có tỷ số truyền biến đổi liên tục, trong khoảng tỷ số truyền (R) định sẵn, từ thấp đến cao và ngược lại. Trên ô tô bộ truyền vô cấp thường gặp: Biến mô men thủy lực, bộ truyền đai đặc biệt ... Nếu mô men động cơ làm việc làm việc ở giá trị nhất định, sự biến đổi mô men sau hộp số vô cấp là đường liên tục, do vậy các bộ truyền này còn được gọi là bộ truyền liên tục trong khoảng tỷ số truyền R cho trước. Ví dụ trên biến mô thủy lực khoảng R có thể đạt tới 2,7 trên bộ truyền đai đặc biệt có thể R=4,5.

* Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số :

-Điều khiển bằng tay.

-Điều khiển tự động.

II.Một số loại hộp số phổ biến hiện nay:

1. Hộp số thường (MT)

1.1 Phân loại hộp số thường được phân loại theo số trục của hộp số

Hộp số 2 trục.

Hộp số 3 trục.

1.2 Cấu tạo của hộp số thường (loại 3 trục)

. Các ống gài liên kết then hoa với trục và có các vấu răng ở 2 phía để ăn khớp với các bánh răng cần gài.

1.3  Nguyên lý hoạt động

-Vị trí tay số 1: Khi gạt cần 1 sang bên trái, lúc này, mômen truyền từ trục sơ cấp qua cặp bánh răng luôn ăn khớp z­a-za’, trục trung gian, cặp bánh răng số 1 rồi đi ra trục thứ cấp.         

-Vị trí tay số 2: Gạt cần 2 sang bên phải, mômen truyền từ trục sơ cấp qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, đến trục trung gian, và qua cặp bánh răng sô 2 rồi đến trục thứ cấp.

3. Hộp số ly hợp kép (DCT)

Người đã sáng tạo ra hệ thống ly hợp kép là một kỹ sư ôtô người Pháp tên là Adolphe Kegresse được biết đến nhiều nhất trong vai trò người đã phát triển loại xe half-track (với bánh lốp đằng trước và bánh xích phía sau), giúp chiếc xe có thể vượt qua nhiều loại địa hình phức tạp. Năm 1939, Kegresse đã có những ý tưởng đầu tiên về hệ thống hộp số trang bị ly hợp kép. Nhưng không may là tình hình tài chính bất lợi đã ngăn cản kế hoạch phát triển xa hơn của dự án này. 

4. Hộp số vô cấp CVT (continuously variable transmission)

Cấu tạo của hộp số vô cấp gồm:

- Đai truyền bằng kim loại hay cao su có công suất cao.

- Một hệ bánh đai có đầu vào thay đổi gắn với trục quay động cơ.

- Một hệ bánh đai đầu ra dẫn đến bánh xe.

- CVT cũng có bộ vi xử lí và các cảm biến để theo dõi và điều khiển.

 Mỗi bánh đai được tạo thành từ hai khối hình nón có góc nghiêng 22 độ và đặt đối diện với nhau. Một dây đai chạy trong rãnh giữa hai khối hình nón này. Dây đai hình chữ V có ưu điểm hơn nếu chúng được làm từ cao su vì có ma sát cao,hạn chế trượt tuy nhiên lai có nhược điểm là không truyền được công suất lớn và tuổi thọ không cao. Hai khối hình nón này có thể thay đổi khoảng cách giữa chúng.

Điều đặc biệt là CVT vẫn có chế độ sang số bằng tay. Bộ điều khiển có thể ra lệnh cho dây đai chuyển lên vị trí khác một cách đột ngột, không theo kiểu tuần tự. Tuy nhiên, các hãng vẫn khuyến cáo khả năng tiết kiệm xăng chỉ tốt ở kiểu tự động.  

Ưu điểm:

- Tạo cảm giác điều khiển mềm và êm hơn.

- Nâng cao hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu nên giảm khí thải, thân thiện với môi trường.

- Tăng tốc tốt hơn.

Nhược điểm:

- Công nghệ chế tạo phức tạp, các chi tiết phải được tính toán và chế tạo chính xác.

4.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động HSVC sử dụng bộ truyền đai kim loại

Hệ thống bao gồm: hộp số, tryền lực chính lắp chung trong một vỏ, bắt liền với động cơ. Cụm hộp số được tập hợp bởi: Cơ cấu hành tinh (chỉ có tác dụng đảo chuyển chuyển động tạo số truyền lùi) và 2 li hợp khoá K1, K2 và bộ truyền đai kim loai. Bộ truyền đai vô cấp cho phép biến đổi tốc độ vô cấp và tự động điều khiển.

-Nếu cần chọn số ở vị trí P bộ truyền đai không thay đổi tỷ số truyền.

-Nếu cần chọn số ở vị trí N cả 2 li hợp đều mở, hệ thống không truyền mô men ra bộ truyền đai.

-Khi gài số D, đạp ga từ từ, li hợp K1 mở, Li hợp K2 đóng dần, mô men truyền qua li hợp cho phép có trượt nhẹ đảm bảo ô tô chuyển động êm dịu. Tiếp tục tăng ga, áp lực thủy lực tăng dần li hợp K2 đóng hoàn toàn, Mô men động cơ truyền hết tới bộ truyền đai, tỷ số truyền thay đổi từ lớn nhất sang nhỏ nhất tùy thuộc vào tương quan giữa mức độ tải động cơ và điều kiện đường. 

5. Lựa chọn phương án:

5.1  Phương án một:

Động cơ đặt dọc, hộp số đặt dọc, cầu sau chủ động.      

Ưu điểm :

- Dùng cho các xe có chiều dài cơ sở lớn, tận dùng trọng lực bám cầu sau.

 Nhược điểm:

-Chiếm khoảng không gian gầm xe lớn, cồng kềnh, khó bố trí các tiện ích khác.

-Giảm khoảng sáng gầm xe.

-Nâng cao trọng tâm của xe.

5.2 Phương án hai:

Động cơ đặt  ngang, hộp số đặt ngang, cầu trước chủ động.

+Kết luận :

Từ hai phương án trên, với mục tiêu thiết kế hộp số vô cấp cho xe du lịch 4 chỗ ngồi và tận dụng được các ưu điểm ta chọn phương án hai: động cơ động cơ đặt ngang, hộp số đặt ngang, cầu trước chủ động.

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI KIM LOẠI

I. Xác định các thông số cơ bản

1. Xác định dải tỉ số truyền bộ truyền đai :

    -Theo  kinh nghiệm bộ truyền  đai thay đổi vô cấp từ 0,40 đến 2,5. Khoảng động  học xấp xỉ bằng  5,85 tương ứng với hộp số có cấp sáu số truyền.        

   - Dựa vào bộ truyền xe tham khảo chọn dải tỉ số truyền như sau:

                                  ithấp   = 0,48  =>  icao =2,1

2. Xác định kích thước bánh đai hộp số CVT:

-Kích thước hộp số phụ thuộc vào đường kính các bánh đai và chiều dài khoảng cách hai tâm bánh đai.

-Để xác định yêu cầu trên, ta cần phải tính toán các tham số sau:

2. 1. Đường kính bánh đai:

- Ta chọn đường kính bánh đai nhỏ là:      

   D1 = 80 [mm];  và bánh đai lớn là D2.

2.2 Tính chọn  khoảng cách trục và chiều dài đai kim loại:

  Chọn khoảng cách trục theo tiêu chí :

+ khi lắp và vận hành cặp bánh đai không chạm vào nhau.

+ Đảm bảo đủ đường kính làm việc cho phép.

+ khoảng cách là nhỏ nhất, gọn và tốn ít vật liệu nhất.

-Chọn khoảng cách trục giữa hai bánh đai: A= 200 (mm).

 2.4 Tính toán lực:

- Xét trường hợp đai chịu lực căng lớn nhất, lúc đó động cơ hoạt động ở  Momen xoắn cực đại :  150 (Nm). 

II. Tính bền trục

1. Tính đường kính trục đai:

Để đảm bảo trục  đủ  bền và đủ lớn để lắp đường dầu ta chọn các đoạn trục như sau:

Chọn D = 40(mm); d1 =  30 (mm) ; d2= 15 (mm)

2. Kiểm nghiệm bền trục:

Ta có sơ đồ lực:

-Các lực ép do xillanh thủy lực triệt tiêu. Chỉ còn lực vòng có hợp lực là Fy  gây uấn trục.

- Gọi các lực đặt lên các ổ O1 và O2 lần lượt là :

   Fx1, Fy1, Fz1 và Fx2, Fy2, Fz2 khi đó ta có hệ:

Fz1=Fz2= 0

Fx1 = Fx

Fy1.L1 + Fy.L2 =0

Fy2.L1 + Fy.(L1-L2) =0

+ Fy1=  -3686  (N)

+ Fy2=  -1229  (N)

Dấu âm chứng tỏ lực có chiều ngược lại.

Kết luận trục đủ bền uấn.

2.2 Tính trục theo bền xoắn                           

Ta có: M mômen xoắn trục        : Mz = 150 (Nm)

Wz mômen chống xoắn . đối với trục đặc:

 Wx=0,2d3 ­­             Wx=0,2.0,0353                Wx=8,575. 10-6 m3

CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN HÀNH TINH

 1. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính i

Tỷ số truyền của truyền lực chính i0 được xác định từ điều kiện đảm bảo cho ôtô đạt được vận tốc cực đại ở tay số cao nhất của hộp số cơ khí khi xe chở đầy tải. 

i0 : Tỷ số truyền của tryền lực chính.

 ih : Tỷ số truyền của hộp số ở tay số cao nhất. Với phương án đã chọn thì tỷ số truyền cao nhất ứng với tay số OD có tỷ số truyền bằng 0,48.

nv : Số vòng quay của động cơ khi ôtô đạt vận tốc lớn nhất: nv = 6000 (vg/ph)

vmax : Vận tốc cực đại của xe    vmax = 176 (km/h)

rb : Bán kính làm việc trung bình của bánh xe chủ động .

Ta có rb = λ.r0

r0 : Bán kính thiết kế của bánh xe: r0= B.0,6 + 25,4 = 195.0,6 + .25,4 = 307,5(mm)

Kết luận : trục đủ bên xoắn

2. Phương trình động lực học của bộ truyền hành tinh cơ sở

Vậy tỉ số truyền không phụ thuộc vào bánh răng hành tinh. Khi đó ta tính được bánh răng mặt trời và bánh răng bao chỉ cần chọn bánh  răng  mặt trời sao cho đủ điêu kiện bền và điều khiên ăn khớp là thỏa mãn.

3.  Tính toán thiết kế truyền động bánh răng:

Về nguyên tắc tính toán thiết kế truyền động bánh răng của truyền động bánh răng hành tinh không khác với việc tính toán thiết kế truyền động bánh răng thông thường. Tính toán được thực hiện cho từng cặp bánh răng ăn khớp, bao gồm các bước thiết kế tính toán và kiểm nghiệm. Khi thiết kế tính toán cần phải lưu ý một vài đặc điểm sau :

Vì lực tác dụng và môđun khi ăn khớp của cặp bánh răng khi ăn khớp là như nhau, trong khi đó cặp bánh răng ăn khớp trong có độ bền cao hơn, khi dùng vật liệu như nhau ta chỉ cần tính bền cặp bánh răng ăn khớp ngoài. Khi dùng vật liệu khác nhau ta tính độ bền bánh răng ăn khớp trong nhằm  môc đích chọn vật liệu hoặc kiểm nghiệm.

Để giảm tiếng ồn khi làm việc nên giảm  môđun và tăng chiều rộng vành răng. Chọn môđun thống nhất theo tiêu chuẩn để đảm bảo công nghệ sửa chữa, thay thế và lắp giáp.

Đối với ôtô con  β = 30 - 45 độ.

Đối với ôtô tải  β = 20 - 30 độ.

Với xe thiết kế ta chọn góc nghiêng β = 35 độ.

3.1 . Chọn vật liệu:

Thống nhất theo quan điểm  xe có thể sử dụng được sau nhiều lần đại tu, sửa chửa, thay thế và tiện cho việc sản suất hàng loạt vì vậy ta chọn vật liệu chế tạo bánh răng là như nhau. Tuy nhiên các bánh răng có cùng một môđun nên khi các bánh răng ăn khớp các bánh răng lớn sẽ chịu tải ít hơn, vì vậy mà khi bánh răng bé phải thay thế đại tu thì bánh răng lớn vẫn còn dùng được. Ta chọn là thép hợp kim 40GrNi,

Bánh răng lớn: Thấm C và tôi HRC = 55 - 63

        Giới hạn bền δ = 900 Mpa. Giới hạn chảy δ ch = 700 Mpa.

Bánh răng nhỏ: Thấm C và tôi HRC =55 -63

        Giới hạn bền δ = 900 Mpa. Giới hạn chảy δ ch = 700 Mpa

3.3 Tính đường kính vòng lăn của bánh răng mặt trời :

Từ đó ta có :

         Chiều rộng vành răng :

                   bω1 = ψbd . d ω1 = 0,4.45=18 (mm) 

         Môđun chọn trong dãy tiêu chuẩn m=1,5

=>    Z =  Z1 .2,5  = 24.2,5 =  60  (răng)

3.4 Kiểm tra điều kiện công nghệ của các bánh răng:

   Bánh răng trong hộp số hành tinh thường dùng là răng trụ răng nghiêng do có ưu điểm về độ ồn nhỏ và độ bền cao. Số răng nhỏ nhất cho phép của bánh răng mặt trời là 14, bánh răng hành tinh là 10. Khi số răng của bánh hành tinh càng nhỏ thì tốc đọ quay càng cao, tốc độ lớn nhất của bánh răng hành tinh không vượt quá 7000 vg/ph.

    Khi biết trước dặc tính K của dãy thì số răng có thể xác định được, song phải đảm bảo các quan hệ theo diều kiện đồng trục, lắp ráp, lân cận

. Tính số răng của bộ hành tinh trước.

        Chọn số răng bánh răng hành tinh là: Z2 = Z3 =12  (răng)

   So sánh giá trị ứng suất tiếp xúc của bánh răng Z3 với giá trị ứng suất tiếp xúc cho phép : σtx = 1039,7 (MPa )  < [σtx]= (1000 - 2500) (MPa ) .

Vì vậy bánh rang Z3 thoả mãn điều kiện bền theo ứng suất tiếp xúc.

5. Tính toán thiết kế Ly hợp – phanh

5.1 . Yêu cầu cơ bản của việc tính toán thiết kế ly hợp

Phải truyền được mômen lớn của động cơ phát ra mà không bị trượt trong bất kì điều kiện sử dụng nào .

Đóng ly hợp phải từ từ, êm dịu, mở ly hợp phải dứt khoát, nhanh chóng khi ôtô chuyển số.

Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt.

Kết cấu nhỏ gọn để giảm lực quán tính .

Dễ thay thế, chăm sóc, bảo dưỡng .

5.2. Kết cấu chung của ly hợp khoá

Ly hợp khoá biến mô dùng ở dạng ly hợp ma sát ướt ngâm trong dầu, hoạt động bằng áp lực dầu của hệ thống điều khiển. Cấu tạo của ly hợp khoá được trình bày trên bản vẽ mặt cắt hộp số.

5.3 . Phương pháp tính toán chung với các ly hợp – phanh

5.3.1. Tính toán ly hợp

Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức :MS = β . Mc

Trong đó :

    MS : Mômen ma sát của ly hợp 

     Mc : Mômen trên trục chủ động của ly hợp

     β   : Hệ số dự trữ của ly hợp (β > 1), việc chọn hệ số β phụ thuộc vào từng  loại xe.  Để đảm bảo truyền hết công suất và không bị trượt, ta chọn β = 1,5

Mặt khác mômen  ma sát của ly hợp còn có thể được viết : M­S = β .MC = μ. P.Rc . Z          

Khi tăng số lượng đĩa cũng như bán kính trong và ngoài của đĩa thì lực ép lên các đĩa tiếp theo phía trong sẽ giảm. Vì vậy nếu ta chọn số lượng cặp ma sát lớn hơn 10 là không có lợi

Tỷ số α =RB/ RH được chọn theo kinh nghiệm như sau :

                       α =  0,68 -  0,82

           P : Lực ép lên các đĩa

                          P = p.S

Với: p : Là áp suất chuẩn trên đường ống. Căn cứ vào cấu tạo hộp số mà ta thiết kế, ta chọn áp suất chuẩn trên đường ống là:

                              p  = 10 ( bar) = 10.105 ( N/m2

Kết luận : Qua bảng trên ta thấy các giá trị của MS > MC điều đó có nghĩa là hệ số dự trữ của ly hợp β < 1. Vì vậy mômen truyền được qua tất cả các ly hợp và hệ thống phanh đủ điều kiện làm việc.

CHƯƠNG IV

ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC

1. Phương án đề xuất điều khiển:

- Bánh đai bao gồm 2 phần:

+ Phần cố định trên trục và phần có thế trượt dọc trục.

+Trên phần di động  ta bố trí  hệ thống xillanh thủy lực .

+ Để thay đổi tỉ số truyền  khi đó hệ thống thủy lực cung cấp đường dầu có áp ép 2 nửa bánh đai của bánh đai chủ động lại làm khoảng cách giữa chúng nhỏ lại và đồng thời làm tăng khoảng cách 2 bánh đai bị động. Hai điều này xảy ra đồng thời và  ngược lại làm cho tỉ số truyền thay đổi một cách liên tục  trong dải hoạt dộng của bộ truyền đai.

+ Sự thay đổi tỉ số truyền thông qua 2 hệ thống van:

-Hệ thống van thay đổi dải truyền động thông qua cần chọn dải của người điều khiển  oto.

- Hệ thống van thông qua sự thay đổi tải của động cơ   ( độ mở bướm ga, tốc độ của bánh đai và tốc độ xe.

2 Tính toán kết cấu  đề xuất:

- Dựa vào thông số kêt cấu chọn:

            d4= 70(mm)

            d3= 180(mm)

+ Dựa vào áp suất cần điều khiển chọn:

- Bơm  dầu trợ lực điều khiển bánh đai là bơm bánh răng ăn khớp ngoài .

- Có áp suất p= 15 bar.

- Bơm được đẫn động trực tiếp từ trục động cơ.

- Thông qua các van điều khiển mà dầu được cấp tới các xillanh điều khiển các bánh đai làm việc .

CHƯƠNG 5

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CÓ CVT BẰNG PHẦN MỀM MATLAB-SIMULINK

I. Mô hình mô phỏng hệ thống truyền lực trong  Matlab_Simulink  

1. Giới thiệu Matlab_Simulink

   Matlab là một môi trường tính toán số và lập trình, được thiết kế bởi công ty Mathworks. Matlab cho phép tính toán số với ma trận, xây dựng các đồ thị hàm số hay biểu đồ thông tin ,thực hiện các chương trình đồng thời còn có tính tương thích với các chương trình máy tính viết trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác. Với các tính năng trên Matlab cho phép mô phỏng tính toán, thực nghiệm nhiều mô hình trong thực tế và kỹ thuật đặc biệt là trong thư viện Simulink.

    Matlab được  Cleve Moler phát minh vào năm 1970. Ban đầu Matlab chỉ được ây dựng cho các ứng dụng của các kỹ sư thiết kế. Tuy nhiên với các tính năng ưu việt nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Cho đến nay đã có hơn 7 phiên bản Matlab được phát hành. Năm 2004 công ty Mathworks cho biết đã có hơn một riệu người ở các nền công nghiệp và các trường đại học khác nhau sử dụng Matlab.

2. Mô hình mô phỏng

2.1 Cơ sở xây dựng mô hình

    Từ phương trình cân bằng  công suất của ô tô:

           Ne= N+  N+  Nω  ±  N± Nj                                                    (5.1.[1])

     Phương trình biểu thị công suất tại bánh xe chủ động:

           Nk= Ne-Nt =  N+ Nω  ±  N± Nj                                                  (5.2. [1])

­Trong đó :

   -Nk công suất động cơ phát ra tại bánh chủ động.

   -Nt  công suất tiêu hao cho ma sát trong hệ thống truyền lực.

   -Nf công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn.

   -Nω công suất riêu hao để thắng lực cản không khí.

   -Ni công suất riêu hao để thắng lực cản dốc.

Trên cở sở đó mô hình được xây dựng:

    -Có hai tín hiệu đầu vào : độ mở bướm ga và góc dốc.

    - Khối động cơ nhận tín hiệu độ mở bướm ga cho tín hiệu ra khối CVT.

    -Khối thân xe nhận tín hiệu từ khối CVT và tín hiệu cản từ tín hiệu góc dốc.

    -Khối điều khiển CVT nhận tín hiệu  độ mở bướm ga,tín hiệu từ khối thân xe  để điều khiển khối CVT.                    

Mô hình được xây dựng với các giả thiết:

       Không xét đến ảnh hưởng của các lực ngang tới bánh xe trong quá trình chuyển động.

       Không xét đến sự giao động của các bánh xe.

       Không xét đến sự trượt của ly hợp cũng như sự phanh xe.

2.3  Mô hình CVT

Khối CVT nhận 3 tín hiệu đầu vào là tốc độ trục động cơ ne được truyền từ khối động cơ tới, tín hiệu bán kính Rp từ bộ điều khiển truyền tới và mô men cản truyền tới trục bánh đai bị động. Ba tín hiệu ra bao gồm tỷ số truyền icv t của bộ truyền đai, tốc độ quay của trục bánh đai bị động truyền tới khối truyền lực chính và Mc-cvt truyền tới trục của động cơ. 

Khối CVT thực chất là một bộ truyền động đai kim loại, các thông số của bộ truyền đai được lấy từ phần tính toán với các kết quả như sau:

      Chiều dài đai :     l = 783.71 mm

      Bán kính làm việc của bánh đai : Rmin=40mm ,Rmax=84 mm

      Tỷ số truyền của bộ truyền đai :   i­min=0.48 ;  imax = 2.1

       Trên hình 5.6 là kết quả đo trên bộ truyền đai tham khảo ở các điều kiện: mômen cản và vận tốc góc bánh đai chủ động là không đổi trong 2 trường hợp

       Ta thấy độ trượt trên bánh chủ động luôn nhỏ hơn trên bánh bị động và xấp sỉ bằng 0 ở các số truyền trung gian chỉ xảy ra trượt khi ở số truyền thấp nhất. Để đơn giản cho quá trình mô phỏng ta chọn độ trượt cho các bánh đai là hằng số:

                                          Sp=0.01           Ss=0.01

         Một vấn đề ta cần quan tâm ở đây nữa là hiệu suất của bộ truyền. Hiện nay ta chưa đưa ra được một con số chính xác là hiệu suất của CVT bằng cụ thể bao nhiêu trong quá trình hoạt đông. Không giống như bộ truyền động bánh răng hiệu suất luôn không đổi trong quá trình hoạt động  của bộ truyền đai luôn biến thiên trong quá trình hoạt động và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đối với độ trượt S.

2.4 Mô hình TLC-thân xe-bánh xe

Khối thân xe-bánh xe có 2 tín hiệu đầu vào và 2 tín hiệu đầu ra .

Nhóm tín hiệu vào gồm có:

-ñ: tốc độ bánh đai bị động được truyền từ khối CVT tới.

-icvt­ : tí số truyền bộ truyền đai, lấy từ khối CVT.

Nhóm tín hiệu ra gồm có:

-Vận tốc dại của ô tô    V(km/h).

-Mô men cản bán trục Mc1  truyền tới khối CVT.

Từ các phép toán và thông số cho trước của xe:

           Khối lượng xe.

           Hệ số cản không khí.

           Hệ số cản lăn f.

           Góc dốc α.

Ta xây dựng khối thân xe với các điều kiện sau:

-Động cơ đặt trước cầu trước chủ động.

-Phân bố tải trọng trên các cầu là 55/45.

-  khối lượng xe khi đầy tải m=1200kg.

Khối thân xe nhận 3 tín hiệu đầu vào gồm có:

2.5 Đề suất mô hình bộ điều khiển mờ

     a. Đặt vấn đề

      Với mỗi loại động cơ sẽ có một đặc tính riêng (hình 5.12) và nó cho thấy suất tiêu thụ nhiên liệu riêng của động cơ là thay đổi trong phạm vi rộng trong miền làm việc của động cơ. Và tồn tại một tập hợp các điểm làm việc tối ưu của ĐC (H 5.12). Ứng với giá trị công suất của động cơ phát ra sẽ ứng với một giá trị ne gọi là tốc độ tối ưu hay mong muốn đạt được, khi động cơ làm việc ở chế độ này thì xuất tiêu hao nhiên liệu riêng của động cơ là nhỏ nhất.

Mặt khác khi xe đang hoạt động ổn định ở một chế độ nào đó giả sử điểm làm việc của động cơ là A (Hình 5.13) do điều kiện thay đổi, chẳng hạn cần tăng công suất động cơ và khi dần ổn định ở trạng thái mới  thì điểm làm việc của động cơ sẽ chuyển ngẫu nhiên từ A về một trong các điểm B1, B2, B3, trên cùng một đường cong công suất. Nhưng ta thấy tại mỗi điểm B1 ,B2 , B3 động cơ sẽ có một suất tiêu thụ nhiên liệu riêng ge là rất khác nhau và nhỏ nhất tại B2.

b. Đề xuất bộ điều khiển mờ

        Khối điều khiển sẽ nhận 5 tín hiệu đầu vào và cho ra 2 tín hiệu ra. 5 tín hiệu đầu vào gồm sai lệch tốc độ của ô tô so với giá trị yêu cầu, tốc độ biến thiên sai lệch đó, độ mở bướm ga, tốc độ động cơ đốt trong và tốc độ động cơ đốt trong tối ưu. Hai tín hiệu ra gồm tìn hiệu hiệu chỉnh mức tải động cơ đốt trong và độ hiệu chỉnh bán kình làm việc R bánh đai chủ động (bán kính làm việc bánh đai bị động  sẽ thay đổi theo)

2. Mô phỏng hệ thống  

* Mô phỏng hệ thống với xe du lịch cỡ nhỏ, công suất cực đaị của động cơ 83kw. Động cơ đặt trước cầu trước chủ động

* Quá trình mô phỏng bắt đầu khi ô tô hoạt động ổn định ở một chế độ nào đó dưới tác động của bộ điều khiển. Sau đó điều kiện làm việc thay đổi và dần chuyển về làm việc tại điểm cân bằng mới. Ta sẽ tiến hành khảo sát trong 2 trường hợp sau:

- Ô tô đang hoạt động với tốc độ ổn định V.

- Ô tô đang chạy trên đường bằng với tốc độ không đổi lên dốc.

Tất cả các kết quả mô phỏng được thực hiện trong các điều kiện sau:

-Khối lượng m của xe không thay đổi m=1200 kg.

-Trên cùng một loại đường, điều kiện thời tiết.

-Không xét đến quá trình phanh xe, bỏ qua sự trượt của li hợp.

Nhận xét :

Với trường hợp này ta nhận thấy. Trước thời điểm 120s vận tốc của ô tô là ổn định với tốc độ V=100 km/h. Khi đó động cơ làm việc tại điểm cân bằng A(ne,Me) theo kết quả trên thì tốc độ động cơ ne ổn định ở giá trị 3450vòng/phút và mô men Me phát ra trên trục động cơ là 65Nm. vậy A(3450,65) (Hình 5.20).

Sau thời điểm 120s thành phần điều khiển tối ưu của bộ điều khiển tham gia điều khiển. Sau một thời gian ngắn vận tốc ô tô biến thiên dần ổn định lại ta thấy: động cơ hoạt động ổn định ở tốc độ vòng quay n’­e=2700 vòng/phút và mô men phát ra trên trục động cơ Me’=80 Nm. Vậy điểm làm việc mới của động cơ là A’(2700,80).    

Kết luận :

      Như vậy với bộ điều khiển được đề xuất sẽ tự động điều khiển tốc độ động cơ đốt trong sao cho trong quá trình hoạt động luôn có điểm làm việc tối ưu nhất (tính kinh tế nhiên liệu) bằng cách thay đổi bán kính Rp (thay đổi tí số truyền icvt) của bánh đai chủ động và tự động hiệu chỉnh độ mở buớm ga  động cơ nhằm thay đổi giá trị mô men cản Mc-cvt  truyền đến trục động cơ, mô men động cơ phát ra để đưa tốc động cơ về gần với giá trị tối ưu nhất.

CHƯƠNG 6

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT BÁNH ĐAI DI TRƯỢT

1  Phân tích chức năng làm việc của chi tiết    

Chi tiết gia công phần di động của bánh đai chi tiết thuộc dạng trục.  trong quá trình làm việc chịu mài mòn ở các bề mặt làm việc.

1.1  Yêu cầu kỹ thuật cơ bản

Yêu cầu kỹ thuật quan trọng nhất là độ đồng tâm giữa mặt làm việc của bánh đai với mặt lỗ, giữa mặt ngoài và mặt lỗ,độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm.

-Độ nghiêng của bánh đai là 11­­­­­0

-Đường kính lỗ Ø35­­­­­+0,025

-Đường kính lỗ Ø40­­­­­+0,025

-Đường kính lỗ Ø50­­­­­+0,025

 -Đường kính mặt ngoài Ø60

-Đường kính mặt ngoài Ø70

1.2   Chọn dạng sản xuất

Dạng sản xuất là hàng loạt vừa.

1.3  Phương pháp chế tạo phôi

Do các đặc điểm của chi tiết như:

          -Sản xuất hàng loạt vừa

          -Vật liệu là thép hợp kim

          -Chi tiết hình khối.

Phôi được dùng là phôi đúc.

2  Thiết kế quy trình công nghệ

2.1 Xác định đường lối công nghệ

 Sau khi phân tích kết cấu chi tiết và dạng sản xuất phương án phân tán nguyên công trên các máy thông dụng là phương phương án được chọn.

2.2 Các nguyên công

Nguyên công 1:

      Gia công lỗ và mặt đầu.trên máy tiện T616.

      Định vị kẹp chặt bằng mâm cặp ba chấu tự định tâm ,hạn chế 5 bậc tự do.

      Bước công nghệ  1: Tiện lỗ Ø35­­­­­+0,025.

      Bước công nghệ  2: Khỏa mặt đầu                                     

      Bước công nghệ 3: Vát mép 1x 45

Nguyên  công 4 :gia công rãnh phớt

Nguyên  công 5 :gia công bề mặt côn làm việc

2.3  Tra chế độ cắt cho các nguyên công

       Nguyên công 1:Gia công trên máy tiện T1616

       Vật liệu lưỡi cắt chọn thép gió P9

       Tiện thô lỗ:   chiều sâu cắt   t=1mm

  Tra bảng 5.61 [9] có các chế độ cắt sau

        Lượng chạy dao  S=0.1mm/vòng

        Tốc độ cắt   v=96 m/ph.

   Tiện tinh:   Tra bảng 5.19 [9] có

        Chiều sâu cắt   t=0.15mm

        Lượng chạy dao  S=0.15mm/vòng

        Tốc độ cắt   v=100 m/ph.

        Tiện mặt đầu:

         chiều sâu cắt   t=1mm

         Lượng chạy dao  S=0.1mm/vòng

         Tốc độ cắt   v=90 m/ph.

Vát mép 0.5x450 :

         chiều sâu cắt   t=0.15mm

         Lượng chạy dao  S=0.15mm/vòng

         Tốc độ cắt   v=100 m/ph.

Tiện thô:

         chiều sâu cắt   t=2.5 mm

         Tra bảng 5.60 [9] có các chế độ cắt sau

         Lượng chạy dao  S=0.3mm/vòng

         Tốc độ cắt   v=52 m/ph.

  Tiện tinh mặt trụ ngoài:   Tra bảng 5.62  [9] có

         chiều sâu cắt   t=0.15mm

         Lượng chạy dao  S=0.1mm/vòng

         Tốc độ cắt   v=106 m/ph

  Xẻ rãnh

    Tra bảng 5-72 [9] có

         Lượng chạy dao  S=0.15mm/vòng

     Tra bảng 5-73a [9]  có

         Tốc độ cắt   v= 31 m/ph.

         Chiều sâu cắt  t=0.15 mm

CHƯƠNG VII :  KẾT LUẬN

   Sau một thời gian làm đồ án tốt nghiệp, được sự hướng dẫn tận tình của thầy: T.S ................. chúng em đã hoàn thành việc thiết kế hộp số CVT cho ô tô con đúng tiến độ được giao. Trong quá trình tính toán với sự hướng dẫn của thầy, em đã giải quyết được những khúc mắc, khó khăn trong việc thiết kế và đã vận dụng linh hoạt kiến thức của các môn học cơ bản và chuyên nghành vào việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.

   Đồ án em hoàn thành với đề tài: “Đồ án thiết kế hệ thống hộp số CVT cho ô tô con 4 chỗ” đã đạt được các kết quả sau:

- Nắm bắt được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống TLVC có CVT

- Tính toán thiết kế hệ thống.

- Đề xuất phương án điều khiển thủy lực.

- Thiết kế quy trình công nghệ gia công điển hình.

- Mô hình hoá và mô phỏng hệ thống trên máy tính.

   Tuy nhiên do tính chất là một đề tài mới, tư liệu còn hạn chế nên việc lắm bắt rõ ràng các vấn đề vẫn chưa được hoàn thiện. Đặc là sự trượt giữa bánh đai và đai, hiệu suất của bộ truyền ..Và phần mô phỏng hệ thống. Ở đây mô hình khối CVT mới được xây dựng đơn giản hóa  và cần tiến tới việc khảo sát được sự trượt, hiệu suất của bộ truyền trong suốt quá trình làm việc.

   Đồ án ngoài việc thiết kế tính toán hệ thống cơ khí, được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy: T.S ................. nên em đã tìm hiểu thêm về hệ thống điều khiển tự động, đây là một phần mới nên em đã gặp nhiều khó khăn. Vì thời gian có hạn, đồ án của em mới chỉ hoàn thiện trên phương diện tổng thể của hệ thống và đi vào thiết kế cụ thể hệ thống cơ khí. Về hệ thống điều khiển em mới xây dựng được mô hình tổng quan của hệ thống và sơ đồ nguyên lý làm việc của các thiết bị. Nếu thời hạn cho phép thêm, em sẽ đi sâu vào tính toán cụ thể, thiết kế hệ thống điều khiển.

    Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng vì thời gian hoàn thiện có hạn, cũng như các kiến thức thực tế còn chưa nhiều nên trong quá trình hoàn thiện em không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong sự chỉ bảo của các thầy, cô trong bộ môn để em hoàn thiện tốt hơn đồ án tốt nghiệp này.

    Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy: T.S ................. và các thầy, cô trong bộ môn Ôtô - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng: Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB Khoa khọc và kỹ thuật.

2.  Nguyễn Trọng Hoan : Bài giảng Thiết kế tính toán ôtô.

4. Nguyễn Khắc Trai : Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô con , NXB khoa học và kỹ thuật   2001.

5. Ninh Đức Tốn : Dung sai và lắp ghép, NXB Khoa học và kỹ thuật 2000

6 . Nguyễn Hữu Cẩn,  Dư Quốc Thịnh,  Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài,

Lê Thị Vàng : Lý thuyết ôtô máy kéo ,NXB Khoa học và kỹ thuật 2005

7. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, 2 , NXB Giáo Dục 2006

 8. Trần Văn Địch , Nguyễn Trọng Bình ,  Nguyễn Thế Đạt , Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt : Công nghệ chế tạo Máy , NXB Khoa học kỹ thuật  2003                                         

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"

 

 

 

 

 

 

 


 

hỗ trợ trực tuyến
doanchatluong.vn


"Doanchatluong.vn" lấy "chất lượng" làm thước đo của sự tồn tại và phát triển.
Chỉ những đồ án/tài liệu thực sự đảm bảo chất lượng chúng tôi mới đăng lên website.
Bản quyền thuộc về Đồ án chất lượng.vn