MỤC LỤC
MỤC LỤC.. 1
LỜI NÓI ĐẦU….2
PHẦN 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỘP SỐ.. 4
1.1 Nhiệm vụ. 4
1.2 Yêu cầu. 5
1.3 Phân loại 5
1.3.1 Hộp số có cấp : 5
1.3.2 Hộp số vô cấp. 6
1.3.3 Hộp số hành tinh. 7
1.4 Chọn phương án thiết kế. 10
1.4.2 Chọn phương án thiết kế Hộp số. 11
1.4.3 So sánh, đánh giá ưu nhược điểm so với các phương án khác theo điều kiện Việt Nam 12
PHẦN 2: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CẢ HỘP SỐ.. 14
2.1 Tính và chọn những thông số cơ bản. 14
2.1.1 Trọng lượng của ôtô. 14
2.1.2 Hệ số dạng khí động học K, nhân tố cản khí động W và diện tích cản chính diện F 14
2.1.3 Hiệu suất của hệ thống truyền lực. 14
2.1.4 Tính toán chọn lốp. 14
2.2 Tính chọn tỷ số truyền của cầu chủ động. 15
2.3 Chọn tỷ số truyền của hộp số ôtô. 15
2.3.1 Tỷ số truyền của hộp số ở tay số I 15
2.3.2 Tỷ số truyền của các tay số trung gian. 16
PHẦN 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỐP SỐ… 17
3.1.Bánh răng.
3.1.1 Chọn môđuyn của bánh răng và khoảng cách giữa các trục. 17
a.Chọn môđuyn : 17
b.Chọn khoảng cách giữa các trục : 17
3.1.2 Xác định số răng của bánh răng hộp số. 17
3.1.3 Tải trọng tác dụng và kiểm tra bền.
a. Tính toán theo ứng suất uốn.
b. Tính toán theo ứng suất tiếp xúc.
3.2 Tính toán trục hộp số.
2.4.2.1 Chọn sơ bộ các kích thước các trục hộp số.
2.4.2.2 Tính toán bền trục hộp số.
3.3Tính chọn ổ đỡ.
PHẦN 4: SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG..
4.1 Trình tự kiểm tra hộp số. 4
4.2 Tháo lắp –Bảo dưỡng-Kiểm tra.
4.2.1 Trình tự tháo hộp số.
4.2.2 Những hư hỏng thường gặp. 44
4.2.3 Trình tự lắp ráp hộp số. 45
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
LỜI NÓI ĐẦU
Từ xưa đến nay, ngành giao thông vận tải luôn đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.Theo thời gian, ngành giao thông đã phát triển để đáp ứng nhu cầu lưu thông về hàng hóa và con người.
Ở nước ta hiện nay, ngành giao thông nói chung và giao thông đường bộ nói riêng cũng đang phát triển nhanh chóng mong đáp ứng cho công cuộc xây dựng đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Thế nhưng sự phát triển này chỉ dừng lại ở chổ nhập các phương tiện của nước ngoài, ngành công nghiệp ô tô trong nước còn kém phát triển, ngoại trừ một số liên doanh lắp ráp ô tô ở dạng CKD, kinh tế quốc doanh tham gia khá khiêm tốn: chỉ có một số nhà máy sữa chữa ô tô của nhà nước, còn đa phần xe được sữa chữa ở các Garage tư nhân, lĩnh vực lắp ráp động cớ và đóng mới xe chỉ đang ở giai đoạn thí nghệm chứ chưa sản suất đại trà.
Hướng đầu tư để xây dựng các nhà máy sản xuất ô tô đáp ứng cho nhu cầu lớn trong thời gian sắp tới là một xu thế tất yếu. Vừa vực dậy nền công nghiệp ô tô lạc hậu ở nước ta vừa tiết kiệm nguồn ngoại tệ đáng kể cho ngân sách quốc gia.
Đầu tư được hiểu gồm hai phần: đầu tư về vốn liếng và đầu tư về con người. Đầu tư về con người là đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn vững vàng, khả năng tư duy thiết kế tốt, có bản lĩnh, năng động, có khả năng nắm bắt nhanh các tiến bộ khoa học kĩ thuật, hoạt động hiệu quả và tin cậy. Nguồn cán bộ này được đào tạo từ các trường kĩ thuật có chuyên ngành giao thông.
Đồ án môn học thiết kế Ô tô là một trong các môn học để rèn luyện nên các phẩm chất cần thiết của một kĩ sư Ô tô, đáp ứng với các yêu cầu thực tiễn của ngành. Đồ án môn học nhằm giúp cho sinh viên ôn tập lại một cách tổng quát và sâu sắc, nhờ đó mà nắm vững các kiến thức về tính toán thiết kế,kết cấu và cách thành lập bản vẽ đã được học.
Trong quá trình thực hiện đồ án nay, em xin chân thành cảm ơn thầy: …………… đã tận tình hướng dẫn, góp ý xây dựng để giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
PHẦN 1
PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỘP SỐ
1.1 Nhiệm vụ
Do động cơ đốt trong dùng trong ôtô máy kéo có hệ số thích ứng rất thấp, đối với động cơ xăng hệ số này bằng 1,1÷1,2 và đối với động cơ Diesel bằng 1,05 ÷1,15. Do đó moment quay của động cơ không thể đáp ứng nổi yêu cầu moment cần thiết để thắng sức cản chuyển động thay đổi khá nhiều khi ôtô máy kéo làm việc. Muốn giải quyết vấn đề này trên ôtô máy kéo cần phải đặt hộp số.
Hộp số là một hệ thống nhiều Bánh răng được gắn trên đường truyền lực chính của Otô, có nhiệm vụ truyền chuyển động (moment xoắn) từ động cơ đến các bánh xe với tỷ số truyền khác nhau
1.2 Yêu cầu
Hộp số là hệ thống có cấu tạo khá phức tạp, gồm rất nhiều các chi tiết cực kỳ chính xác tích hợp nên. Đặc tính làm việc của nó ảnh hưởng đáng kể đến tính năng của xe cũng như độ êm dịu trên xe. Yêu cầu đối với Hộp số vì thế cũng rất đa dạng:
Về chất lượng truyền động:
- Hiệu suất truyền động cao
- Đảm bảo đặc tính động lực
- Hoạt động êm dịu, không sinh ra các lực va đập.
Tuổi thọ:
- Đảm bảo tuổi thọ lâu dài
1.3 Phân loại
1.3.1 Hộp số có cấp
Tuỳ theo số lượng cấp số tiến có thể chia ra loại 3,4,5 cấp
Tuỳ theo đường trục có thể chia ra: Loại hộp số có cấp với các đường trục cố định và hộp số có cấp với các đường trục chuyển động
Tuỳ theo số lượng các khối bánh răng chuyển động có thể chia ra hộp số có cấp ra loại 2,3 ,4 khối chuyển động
1.3.2 Hộp số vô cấp
Theo phương pháp tạo thành moment xoắn:
o Truyền động thuỷ lực :Gồm truyền động thuỷ lưu và truyền động thuỷ tĩnh
o Truyền động cơ khí
o Truyền động điện
1.3.3 Hộp số hành tinh
Hộp số hành tinh sử dụng hệ thống bánh răng hành tinh để truyền công suất Việc sang số đối với hệ bánh răng hành tinh đơn giản là hãm và nhả các trục quay tương ứng. Các cơ cấu hãm (phanh) có thể được điều khiển bằng tay đòn (cơ khí) hoặc các xy-lanh thuỷ lực.
1.4 Chọn phương án thiết kế
1.4.1 Thông số kỹ thuật xe thiết kế
- Loại xe, tải trọng: xe tải nhẹ, 2500 kg
- Vận tốc cực đại Vmax(km/h): 113
- Động cơ:
+ Ne/nN(KW/vòng/phút) : 120/3000
+ Me/nN(Nm/vòng/phút): 300/2000
- Hộp số: Hộp số thường (5 tốc độ)_manual transmission.
1.4.2 Chọn phương án thiết kế Hộp số
Trong trường hợp này, chúng ta chọn phương án thiết kế Hộp số như sau:
_ Số tay số: 5 số tiến, 1 số lùi.
_ Loại: Hộp số thường.
_ Kết cấu: kiểu Hộp số 3 trục (transmission).
_ Đồng tốc: kiểu quán tính dùng cá hãm, 3 bộ đồng tốc.
Hiện nay đa số các xe tải đều sử dụng hộp số tay vì những lí do sau:
+Sở thích của người sử dụng.
+Giá thành thấp.
+Phù hợp với điều kiện đường xá ở Việt nam (tốc độ lưu thông trung bình).
+Dễ bảo dưỡng và sửa chữa….
PHẦN 2
TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CẢ HỘP SỐ
2.1 Tính và chọn những thông số cơ bản
2.1.1 Trọng lượng của ôtô
- Trọng lượng không tải của ôtô G0 (tự trọng): G0=2780Kg
Tải trọng chuyên chở Gt=2500Kg
Trọng lượng toàn bộ của ôtô
Ga=G0+A.n+Gtu =2780+65*3+2500=5475kg
Sự phân bố tải trọng tĩnh của ôtô ra các trục của bánh xe.Theo kinh nghiệm đối với xe cầu sau chủ động thì
Cầu trước: m1=0,32÷0,45
Cầu sau : m2=0,55÷0,68
Chọn m1=0,35 và m2=0,65
2.1.2 Hệ số dạng khí động học K, nhân tố cản khí động W và diện tích cản chính diện F
Các nhân tố này được chọn theo bảng 1.4 ta chọn
K=0,7NS2/m4 ; W=0,4 NS2/m2
2.1.3 Hiệu suất của hệ thống truyền lực
Được chọn theo loại ôtô. Đối với xe tải thì h=0,85
2.3 Chọn tỷ số truyền của hộp số ôtô
2.3.1 Tỷ số truyền của hộp số ở tay số I
Tỷ số truyền ở tay số I phải thoả mãn hai điều kiện sau:
+ Lực kéo tiếp tuyến lớn nhất ở bánh xe chủ động của ôtô phải thắng được lực cản tổng cộng lớn nhất của đường PKmax³Pymax
+ Lực kéo tiếp tuyến này cũng phải thoả mãn điều kiện bám (tránh hiện tượng trượt quay của bánh xe chủ động ) PKmax£ Pj
Kết hợp các điều kiện trên ta có: 5,039£ ih1£ 5,590=> Ta chọn ih1=5,181 (theo xe tham khảo)
PHẦN 3
THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỘP SỐ
A. BÁNH RĂNG
I. Chọn môđun bánh răng và khoảng cách giữa các trục
1. Chọn môđun bánh răng
Để chọn môđun pháp tuyến củabánh răng, ta chọn theo đồ thị ( hình IV_22 , trang139, sách Thiết kế và tính toán Ôtô_máy kéo ). Môđun pháp tuyến được chọn theo moment quay cực đại ở trục thứ cấp của hộp số.
Moment quay cực đại sinh ra ở trục thứ cấp:
M = Memax.Ih1.hh
=> M = 300 x 5,181 x 0,96 = 1,492 kN.m
Chọn bánh răng ở các số 5,4, 3,2 là bánh răng trụ răng nghiêng.Chọn bánh răng ở số 1 và số lùi là bánh răng trụ răng thẳng.
Dựa vào đồ thị, ta xác định được môđun pháp tuyến của các bánh răng theo moment quay cực đại ở trục thứ cấp, dựa theo tiêu chuẩn ta được mn = 4 mm đối với bánh răng trụ răng thẳng và mn=3 mm đối với bánh răng trụ răng nghiêng
2. Chọn khoảng cách giữa các trục
Khoảng cách A giữa các trục của hộp số Ôtô được chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm tùy theo trị số moment quay cực đại của động cơ.
II. Xácđịnh số răng của bánh răng hộp số
Xác định số răng của các bánh răng hộp số 3 trục được tiến hành trên cơ sở đảm bảo khoảng cách các tâm của các cặp bánh răng ăn khớp và tỷ số truyền của hộp số. Chọn sơ bộ số răng Za của bánh răng chủ động của cặp bánh răng luôn ăn khớp là 20.
Tính lại tỷ số truyền của các cặp bánh răng gài, ta có kết quả sau:
Ig1 = 2,647
Ig2 = 1,458
Ig3 = 0,813
Ig5 = 0,381
IV. Tính toán bánh răng
Trên cơ sở tính toán dựa trên các số liệu thực tế của Ôtô, ta thừa nhận hệ số trùng khớp Ke = 2 (theo tài liệu thiết kế và tính toán Ôtô_máy kéo của Nguyễn Hữu Cẩn).
Từ đó suy ra hệ số bổ sung K = 0,75
Thay hệ số bổ sung K và bước răng tn vào công thức tính ứng suất uốn ở trên ta được công thức tính ứng suất uốn đơn giản đối với bánh răng trụ răng nghiêng.
Dựa vào các công thức vừa nêu trên và bảng thông số của các bánh răng đã có, ta lần lược tính được các ứng suất uốn tại các tiết diện nguy hiểm của các bánh răng.
Ta thấy các bánh răng đều có ứng suất uốn tính toán nằm trong khoảng [100,250], riêng cặp bánh răng gài số1 có ứng uốn tính toán < 400 (MN/m²), thỏa điều kiện bền theo uốn.
Dựa vào bảng giá trị ứng suất cực đại cho phép đối với bánh răng hộp số Ôtô khi tính theo chế độ tải trọng ở trục sơ cấp Mtt = 1/2 Memax ( trang 159/ thiết kế và tính toán Ôtô_máy kéo), ta thấy các giá trị ứng suất tiếp xúc tính được ở các bánh răng đều thỏa điều kiện bền tiếp xúc.
B. TRỤC
I. Kết cấu trục
Kích thước và nguyên liệu chế tạo trục có ảnh hưởng lớn đến độ bền và khả năng làm viêc lâu dài của bánh răng và ổ bi. Sơ đồ động học của hộp số có ảnh hưởng đến kích thước và tải trọng lên trục. Một trong số những yêu cầu cơ bản đối vơí trục là độ cứng. Nếu trục không có độ cứng tốt, khi làm việc sẽ bị võng và làm sai lệch sự ăn khớp các bánh răng, do đó bánh răng bị hao mòn nhiều. Ngoài ra khi trục võng sẽ làm ảnh hưởng đến độ bền và khả năng làm việc của ổ bi.
Trục sơ cấp:
Chế tạo liền với bánh răng. Gối đỡ trước của trục đặt trên bánh đà, không nhận lực dọc trục. Gối đỡ sau nằm trong vỏ hộp số là ổ bi hướng kính.
+Trục trung gian:
_Trục quay trên các ổ bi nằm trong vỏ hộp số, các bánh răng được nối ghép cứng với trục.
_ Hướng đường nghiêng răng của các bánh răng trên trục trung gian được chọn theo hướng phải (còn của trục sơ cấp và thứ cấp được chọn theo hướng trái).
_ Bánh răng gài số 1 trên trục trung gian được chế tạo thành một khối với trục, còn các bánh răng khác được chế tạo riêng rẽ và lắp ghép lên trục bằng then.
+ Trục thứ cấp:
_ Có đầu trước tựa lên trục sơ cấp, còn đầu sau tựa lên vỏ hộp số qua ổ lăn có bộ phận cố định để nhận lực dọc trục.
_ Ở gối đỡ trước dùng ổ thanh lăn hình trụ với các thanh đặc, ổ thanh lăn ở gối đỡ trước không có vòng ngoài và vòng trong.
C. Ổ LĂN
Khi tính toán ổ lăn, ta cần xác định hệ số khả năng làm việc để chọn ổ theo các bảng, thỏa mãn điều kiện :
CTT < C
Trong đó :
- CTT :hệ số khả năng làm việc tính toán của ổ lăn.
- C : hệ số khả năng làm việc tra trong sổ tay tra cứu ổ lăn.
Ổ lăn thường được tính ở chế độ tải trọng trung bình. Chế độ tải trọng trung bình đối với ôtô được xác định theo đồ thị kinh nghiệm. Đồ thị này chỉ mức độ sử dụng moment quay cực đại của động cơ tùy theo tỷ số G/Memax của từng loại xe. (với G là tải trọng toàn bộ của ôtô, kể cả tải trọng hữu ích)
Hộp số ôtô làm việc theo chế độ tải trọng thay đổi. Chế độ tải trọng này đặc trưng bằng trị số lực tác dụng lên ổ lăn, thời gian tác dụng lực và số vòng quay làm việc. Các đại lượng nói trên đều thay đổi theo số truyền được gài. Bởi thế, hệ số khả năng làm việc của ổ lăn CTT trong trường hợp tải trọng thay đổi xác định theo công thức sau :
CTT = Qtđ.K1.K2.K3(nTT.h)0,3
=> CTT = 6850,3(19,3)0,3= 23630 (N) = 23,63 (KN)
Kết hợp điều kiện CTT < C với đường kính ngõng trục bằng 30 mm, ta chọn được ổ đũa trụ ngắn đỡ trước của trục trung gian là ổ cỡ trung rộng. Ký hiệu 2606
=> CTT = 2,55.(58,47)0,3= 34,37 (KN)
Kết hợp điều kiện CTT < C với đường kính ngõng trục bằng 40 mm, ta chọn được ổ bi đỡ trước của trục trung gian là ổ bi cỡ nhẹ. Ký hiệu 2608
PHẦN 4
THÁO LẮP, ĐIỀU CHỈNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA HỘP SỐ
4.1 Trình tự kiểm tra hộp số
Tất cả các chi tiết lắp ráp cần được làm sạch và kiểm tra theo các mục dưới đây. Bất kì một chi tiết nào không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cân được thay thế
4.2 Tháo lắp -Bảo dưỡng-Kiểm tra
4.2.1 Trình tự tháo hộp số
+ Dùng dụng cụ chuyên dùng(Vam tháo chốt khoá (ST-1608) tháo hai chốt lò xo của trục ly hợp ra
+ Tháo nắp hộp số ra
+ Rút đòn điều khiển ly hợp khỏi hộp số và tháo chạc mở và hai lò xo hồi vị
+ Tháo cụm điều khiển khỏi khoang mở rộng
+ Tháo đĩa khoá đồng hồ tốc độ và sau đó tháo cụm bánh răng quả dứa đồng hồ tốc độ
4.2.2 Những hư hỏng thường gặp
Vỏ hộp số thường có các hư hỏng sau:Mòn các lỗ lắp ổ bi, trục của cụm bánh răng số lùi, cháy hoặc trờn ren các lỗ, có khe nứt
+ Nếu các vòng ren bị cháy không đến hai vòng thì có thể phục hồi bằng taro ren, nếu nhiều hơn hai vòng thì thì phải phục hồi bằng cách cắt ren đến kích thước sửa chữa, lắp hoặc hàn một ống lót đã cắt ren theo kích thước danh định
+ Các vết nứt nhỏ được hàn lại rồi làm sạch bằng đá mài, nếu vết nứt chạy qua lỗ trục bánh răng số lùi hoặc tổng chiều dài vết nứt vượt quá 100mm thì phải thay vỏ hộp số mới
+ Các trục hộp số hư hỏng thường gặp là mòn cổ trục chỗ lắp ống lót và vòng bi, mòn rãnh then, ren bị lấp đầy bụi bẩn bị cháy hoặc chờn rãnh then hoa và đầu rãnh then bị xước.
4.2.3 Trình tự lắp ráp hộp số
a.Lắp ráp cụm bánh răng truyền động chính:
Dùng dụng cụ chuyên dùng để lắp ổ bi(ST-1604) gắn vào bánh răng truyền động chính, ép ổ bi vào bằng búa hoặc máy ép. Sau đó lắp vòng hãm phù hợp để độ rơ của ổ bi nằm trong khoảng giá trị chuẩn.
c. Dựng ngược vỏ hộp số sao cho nắp dưới của vỏ hướng lên phía trên, lắp ráp cụm bánh răng quả dứa chính vào vỏ hộp số
d. Chèn ổ vào đầu phía trước của bánh rang quả dứa chính và tra mỡ vào ổ bi, sau đó lắp vòng đồng tốc
e. Lắp cụm trục chính vào vỏ hộp số qua lỗ khoét phía sau và lắp vào vị trí phù hợp đảm bảo sự ăn khớp của bánh răng quả dứa chính
f. Lắp các chạng trượt và và thanh trượt
- Lắp bánh răng số lùi vào trục chính.
- Lắp từng trạc trượt vao rãnh chạc trong vỏ ngoài của đông tốc. Dùng tay giữ chạc trong vỏ hộp số và lắp cụm thanh trượt điều khiển tay số 3 vào vỏ thông qua lỗ khoét phía sau (lỗ bên dưới )lồng vào từng chạc. Lắp cụm chạc được lắp này vào vị trí thích hợp trong vỏ
KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm việc tập trung, khẩn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy: ………….. đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.
Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân tôi củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu.
Cuối cùng em xin cám ơn thầy: ……………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn !
…., ngày … tháng … năm 20 …
Sinh viên thực hiện
………...…….
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn-Phan Đình Kiên
Thiết kế và tính toán ÔTÔ MÁY KÉO (Tập 1,2,3)-NXB Giáo Dục 1996
[2]. Kiểm tra ôtô và bảo dưỡng gầm –NXB Lao Động Xã Hội
[3]. Nguyễn Hữu Hường –Phạm Xuân Mai-Ngô Xuân Ngát
Hướng dẫn đồ án môn học ‘ Thiết Kế Tính Toán Otô- Máy Kéo ‘
[4]. Nguyễn Đình Khôi
Máy Kéo Máy Nông Nghiệp –NXB nông nghiệp Hà Nội
[5]. Hồ Thanh Giảng – Hồ Thị Thu Nga
Công nghệ chế tạo phụ tùng ôtô- máy kéo NXB Giao Thông Vận Tải
[6]. Ninh Đức Tốn
Dung Sai Và Lắp Ghép –NXB Giáo Dục
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"