Đồ án Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

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

.

Hưng Yên, ngày ... tháng ... năm 2009

Giáo viên

Đồng Minh Tuấn

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

1

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình phát triển nền kinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội, việc

vận chuyển hàng hoá, hành khách có vai trò to lớn. Với việc vận chuyển bằng ô tô có khả

năng đáp ứng tốt hơn về nhiều mặt so với các phương tiện vận chuyển khác do đặc tính

đơn giản, an toàn, cơ động. Trong các loại hình vận chuyển thì vận chuyển bằng ô tô là

loại hình thích hợp nhất khi vận chuyển trên các loại đường ngắn và trung bình. Ô tô có

thể đến được nhiều vùng, nhiều khu vực địa điểm mà các phương tiện vận chuyển khác

khó có thể thực hiện được. Nó có thể đưa đón khách tận nhà, giao hàng tận nơi, đưa hàng

đến tận chân công trình...mà giá cước phù hợp với nhu cầu của nhân dân.

Ngày nay do nhu cầu vận chuyển hàng hoá, hành khách tăng nhanh, mật độ vận

chuyển lớn. Đồng thời cùng với sự mở rộng và phát triển đô thị ngày càng tăng nhanh thì

vận chuyển bằng ô tô lại càng có ưu thế. ở các nước công nghiệp phát triển, công nghiệp

ô tô là ngành kinh tế mũi nhọn. Trong khi đó ở nước ta ngành công nghiệp ô tô mới chỉ

dừng lại ở mức khai thác, sử dụng, sửa chữa và bảo dữơng. Những năm 1985 trở về trước

các ô tô hoạt động ở Việt Nam đều là ô tô nhập ngoại với nhiều chủng loại do nhiều công

ty ở các nước sản xuất. Từ những năm đầu thập kỷ 90 chúng ta thực hiện việc liên doanh,

liên kết với các công ty nước ngoài. Nên ở Việt Nam hiện nay đã có 14 liên doanh đã và

đang hoạt động như: TOYOTA, MERCEDES - BENZ VMC, DEAWOO, MITSUBISHI,

NISSAN, FORD...Ngoài ra còn kể đến một số hãng trong nước như:Trường Hải,

MêKông, Vinasuki, Công ty ô tô 1-5 , Công ty ô tô 3-2 … Tại những liên doanh này ô tô

được lắp ráp trên các dây chuyền công nghệ hiện đại. Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam

đã chuyển sang một giai đoạn mới.

Để hoàn thành được bản Đồ án này ngoài sự nỗ lực của bản thân không thể không kể

đến sự chỉ bảo tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn và nhà trường. Đặc biệt là sự

hướng dẫn của thầy

Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn ĐỒNG MINH TUẤN đã tận tình giúp

đỡ em hoàn thành thiết kế đề tài này. Xin cảm ơn các thầy cô, các cán bộ công nhân viên

trong bộ môn Ôtô- Khoa cơ khí động lực đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá

trình học tập và thiết kế đề tài. Em xin kính chúc các thầy luôn mạnh khoẻ và có nhiều

cống hiến hơn nữa trong sự nghiệp phát triển của ngành ô tô nói riêng và ngành giao

thông vận tải nói chung của Việt Nam.

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

2

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

Sinh viên : Nguyễn Văn Huynh

PHẦN 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 ngoài cho các bộ phận công 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 ôtô.

-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 ôtô 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:

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

3

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

+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 ôtô nhưng thời

gian thay đổi số dài, kết cấu phức tạp.

+Loại hộp số vô cấp

Hộp số vô cấp có ưu điểm là:có thể thay đổi tỉ số truyền liên tục trong một giố hạn

nào đó, thay đổi tự động, liên tục phụ thuộcvào sức cản chuyển động của ôtô, nó rút

ngắn được quãng đường tăng tốc, tăng lớn nhất tốc độ trung bình của ôtô.

-Hộp số vô cấp kiểu cơ học(ít sử dụng).

-Hộp số vô cấp kiểu va đập(ít dùng).

-Hộp số vô cấp kiểu ma sát(bánh ma sát hình côn).

-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

dòng 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 dòng chất lỏng có thể là

thuỷ động hoặc thuỷ tĩnh. Hộp số vô 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

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

4

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

-Loại điều khiển cưỡng bức(thường ở hộp số có cấp) .

-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 ôtô vận tải 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.

5. Chọn sơ đồ động học của hộp số

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

5

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

Sơ đồ của hộp số là loại 3 trục (hình 1):

Sơ đồ trên là hộp số 3 trục có trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm. Gồm 5 cấp (5 số tiến,

1 số lùi). Trong đó tay số 5 là tay số truyền thẳng.

Số II, III, IV, V được gài bằng bộ đồng tốc.

Số lùi (R) và số I được gài bằng khớp răng.

Các bánh răng trên trục trung gian được chế tạo rời và lắp chặt trên trục trung gian.

- Trong hộp số có một cặp bánh răng luôn ăn khớp để dẫn truyền mômen quay từ trục thứ

nhất đến trục trung gian. Trục thứ nhất được chế tạo thành một khối với bánh răng chủ

động của cặp bánh răng luôn ăn khớp và vành răng ngoài để gài số truyền thẳng (i=1).

Trục thứ nhất được đỡ bằng hai ổ bi, một ổ đặt trong bánh đà và một ổ đặt ở vỏ hộp số, ổ

bi này thường chọn có đường kính ngoài lớn hơn bánh răng chủ động để đảm bảo tháo

lắp trục thứ nhất được dễ dàng.

- Trên trục trung gian được lắp cố định nhiều bánh răng để dẫn truyền mômen quay đến

trục thứ hai, giá trị của mômen quay được thay đổi tuỳ theo cách gài các bánh răng lắp

trượt và cùng quay trên trục thứ hai. Trục trung gian được đỡ trên hai ổ bi đặt ở vỏ hộp

số. Thường các bánh răng trên trục trung gian có hướng đường nghiêng của răng cùng

chiều để giảm lực chiều trục tác dụng lên trục.

- Trục thứ hai được đỡ bằng hai ổ bi trong đó ổ bi kim được đặt ngay trong lỗ đầu trục

thứ nhất, biện pháp này đảm bảo độ đồng tâm giữa hai trục và tiện lợi cho việc gài số

truyền thẳng. ổ bi thứ hai đặt ở vỏ hộp số. Trong các xe thường lắp hộp đo tốc độ ở đuôi

trục thứ hai.

- Xu hướng phát triển thiết kế hộp số là sử dụng bộ đồng tốc với mọi tay số và do đó tất

cả các bánh răng luôn luôn ăn khớp và t hường sử dụng bánh có răng nghiêng. Riêng cặp

bánh răng gài số 1 và số lùi được chế tạo là bánh răng răng thẳng.

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

6

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

PHẦN II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC KÍCH THƯỚC CỦA HỘP SỐ

1.1Xác định tỉ số truyền của các tay số.

Tỉ số truyền của các tay số trong hộp số ta đã xác định được trong quá trình xác

định số cấp số và tính toán các chỉ tiêu động lực học của xe. Với hộp số 5 cấp ta có các tỉ

số truyền ứng với các tay số như sau:

Tỉ số truyền số 1: theo công thức(IV-1) “ĐK kéo” [2]

G.r .

max

bx

i



h1

 .i .M

o

emax

tl

Với:

i_o: tỉ số truyền của truyền lực chính

ứ_max:hệ số cản chuyển động lớn nhất

Chọn ứ_max= (f+i )_Max= 0,303

32  v

chọn

i_o= 12

f=(

)

(với đuờng đỏ f=0,035)

2800

i=tg =tg15⁰=0,268

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

7

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

- r_bx: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe (m);

R_bx= r_o.ở=0,408(m)

r_o:bán kính thiết kế của bánh xe

r_o=(B+d/2).25,4=(7+20/2).25,4= 431,8 (mm)

ở=0,945 hệ số kể đến sự biến dạng của lốp [5] (lốp có áp suet cao)

- M_emax: Mô men lớn nhất của động cơ (N.m)

- G: Trọng lượng của xe (Kg)

M_emax=650(N.m);

G= 15025(N);

ỗ_tl: hiệu suất truyền lực . Chọn ỗ_tl=0,8

G.r .

max

15025.10.0,408.0,303

0,8.12.650.

bx

Ta có :

i



=

= 2,976

h1

 .i .M

o

emax

tl

G.r ..m

bx

0,6.150250.0,8.0,408

Theo đk bam :

i



=

=4,715

h1

 .i .M

0,8.12.650

o

emax

tl

Chọn tỉ số truyền i_h1=4,5

55

tỉ số truyền lực chính sơ bộ là : i₀=

= 12,2

4,5

Vậy 2,976< i_h1<4,715

Nhằm nâng cao tính kinh tế nhiên liệu và tăng tuổi thọ của động cơ ta chọn số truyền

cuối cùng của hộp số là i_hn=1

Chọn i_hn=1

(nk)

n1

i_hk=

i

[5] n-số cấp của hộp số

h1

k-số thứ tự của số truyền

Thay số ta có:

+ Số 1: i_h1= 4,5

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

8

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

+ Số 2: i_h2= 3,09

+ Số 3: i_h3= 2,12

+ Số 4: i_h4= 1,456

+ Số 5: i_h5= 1

Tỉ số truyền của số lùi được chọn trong khoảng i_L= (1,2-1,3)

i_L= 5,4

1.2. Chọn vật liệu

Do điều kiện làm việc nặng nhọc, truyền lực lớn, tốc độ vòng quay lớn mà yêu cầu

hộp số bé không quá lớn do vậy kích thước bánh răng yêu cầu nhỏ lại phải đảm bảo yêu

cầu truyền momen lớn, làm việc không gây tiếng ồn.

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng theo TKTTÔTÔ_MáY KéO:

Loại thép:20X

Nhiệt luyện: thấm cácbon

Độ cứng : 46…53 HRC

[ ] = 650 MPa

b

[ ] = 400 MPa

ch

2 Tính toán các kích thước cơ bản của hộp số.

2.1 Tính sơ bộ khoảng cách giữa các trục: A

Vì hộp số ta thiết kế có trục cố định nên khoảng cách sơ bộ giữa các trục A được tính

theo công thức:

3

A  a. M

15.3 650  129,9

emax

Trong đó ta có:

- Mô men cực đại của động cơ M_emax= 650 (N.m).

- a: Hệ số kinh nghiệm, với xe tải sử dụng động cơ diesel ta chọn a = 15(Vat liệu đã

được cảI tiến hơn)

Thay số ta tính được: A = 129,9 (mm).

Chọn mô đun của bánh răng: m

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

9

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

Khi chọ mô đun cho các bánh răng phải đảm bảo các yêu cầu:

-Bánh răng làm việc ít ồn

-Truyền mômen đều đặn, ăn khớp đúng mặc dù có sự sai lệch một ít về khoảng cách

giữa đường tâm các bánh răng ăn khớp.

-Bánh răng phải đủ độ bền.

Để đơn giản công nghệ chế tạo và sửa chữa nên chọn thống nhất vơí nhau mô đun

các bánh răng

Mô đun m của cặp bánh răng thẳng và m_ncủa cặp bánh răng nghiêng phụ thuộc

vào mô men cực đại trên trục thứ cấp M_t:

M_t= M_emax. i_h1.ỗ_h= 650 . 4,5.0,96 = 2808 (Nm)

ỗ_hhiệu suất hộp số lấy trung bình là 0,96

[2]

2.2.chọn bề rộng các bánh răng số

Theo công thức kinh nghiệm ta chọn b=0,24A ;

Vậy

b=31,03

b=32;

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

10

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

(mm)

7

6

5

4

3

2

0.5

0

1

3

4 5 6 7

8 10

(kNm)

Hình 2:Đồ thị để chọn môđun pháp tuyến của bánh răng hộp số

Dựa vào đồ thị và giá trị M_tta chọn được mô đun m, kết hợp với các giá trị mô đun tiêu

chuẩn ta chọn: m = 4 (mm)

2.3 Tính chính xác khoảng cách giữa các trục A.

Xác định số răng của các bánh răng.

2.Acos  2.129,9. 3

Ta có : Za+Za^’=

=

=56,24

m

2.4

Chọn tỉ số truyền của cặp bánh răng luôn ăn khớp:

i  2,2 (Đối với hộp số ôtô hiện nay thường có giá trị (i 1,6 2,5 ) [1]

-

a

- Ta chọn góc nghiêng của răng  = 30⁰.(Đối với ôtô tải (  = 20ữ30⁰)

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

11

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

- Số lượng răng Z_acủa bánh răng chủ động của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp chọn

theo điều kiện không cắt chân răng.

- Số lượng răng Z_a’ của bánh răng bị động của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp được

xác định theo công thức sau:

'

Z

a

i 

 2,2

a

Z

a

Ta có

Z_a= 18 (răng)

Z_a’=38(răng)

Chọn

'

Z

38

18

a

tỉ số truyên

i 

=

=2,111

a

Việc làm tròn số răng không những ảnh hưởng đến tỉ số truyền mà còn có thể làm thay

đổi các khoảng cách trục A. Vì vậy ta phải tính lại khoảng cách trục A của tất cả các bánh

răng ăn khớp. Công thức tính như sau:

m



Z_a Z ^'_a

4.(18  38)

2.0,866

A 

=

=129,3 (mm).

[1]

2.cos a

- Vậy tỉ số truyền của các cặp bánh răng được gài ở các số truyền khác nhau của hộp số

là:

i

n

i



gn

i

a

Trong đó:

+ i_gn: Tỉ số truyền của các cặp bánh răng được gài ở số truyền thứ n (n=14), ta không

tính cho số 5 vì đây là tay số truyền thẳng.

4,5

Thay số lần lượt ta có: i_g1=

=2,13;

2,11

3,09

2,12

i_g2=

i_g4=

=1.46

i_g3=

=1,004;

2,11

1,456

2,11

1

=0,689;

i_g5=

=0,473 ;

2,11

chọn tỉ số truyền số lùi là i_gl=4,7

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

12

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

4,7

ta có :

i_gl=

=2,226

2,11

2.3.2. tính toán số răng chủ động

Số răng của các cặp bánh răng dẫn động gài số khi khoảng cách trục A không đổi được

tính như sau:

2.A.cos a

-

Z



gi

m(1 i )

gi

Thay số ta đuợc:

Z

 22,75

;

Z

 27,9

;

Z

 33,1

g2

g1

g3

g4

2.A.

2.129,3

Z



=

=20,65

m(1 i ) 4(1 2,13)

g1

Vây ta chọn

Z

 21

;

Z

 23

;

Z

 28

;

Z

 33

g1

g2

g3

g4

Z

 25

gl

Để triệt tiêu lực dọc trục trên trục trung gian,cần phải xác định lại góc nghiêng răng của

các bánh răng:

Z

i

tg 

tg ; Vậy õ_i=asctgõ_i

i

a

Z'

a

18

38

18

tg 

.0,577=0.349;

õ₂=19,26˚

õ₃=23˚

2

tg  .0,577=0,425 ;

3

38

18

tg  .0,577=0,501 ;

õ₄=26,6˚

4

38

Tính chính xác lại số răng của các bánh trên trục trung gian theo công thức:

2.A.cos

i

Z



gi

m (1 i )

n

gi

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

13

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

2.129,3.0,944

Z



=24,8;

g2

4(11,46)

2.129,3.0,92

2.129,3.0,894

Z



=29,6;

Z



=34,22

;

g3

g4

4(11,004)

4(1 0,689)

Vậy chọn số răng bánh răng trên trục trung gian là:

 25  34

Z

 21

;

Z

;

Z

 30

;

Z

;

Z

 25

g5

g1

g2

g3

gl

Số răng của các bánh bị động trên trục thứ cấp theo công thức:

Z'  Z .i

gi

gi gi

Z'  21.2,13=44,73

g1

Chọn Z_g1’=44

Z'  25.1,46=36,5 Chọn Z_g2’= 37

g2

Z'  30.1,004=30,12

g3

Chọn Z_g3’= 31

Z'  34.0,689  23,4

g4

.

Chọn Z_g4’= 23

- Vậy tỉ số truyền của hộp số , ta tính lại và được như sau:

Z'

gi

a

i



.

hn

Z

a

Thay số ta được:

38.44

38.37

18.25

i 

h1

 4,42

 2,18

i



 3,12

h2

18.21

38.31

18.30

38.23

18.34

i



i



1,42

i

1

h3

h4

h5

i  4,676

hl

2.4 Xác định lại góc nghiêng răng :

Để khoảng cách trục như nhau cho các cặp bánh răng ăn khớp ta cần điều chỉnh lại

góc nghiêng răng của cặp bánh răng

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

14

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

m.Z

t

Góc nghiêng răng

cos 

;

õ_i=acscosõ_i

[3]

i

2.A

Thay số ta có:

õ₂= 16,46˚;

õ₃=19,35˚ ;

õ₄=28,15˚;

Theo tài liệu [2] đối với bánh răngtrụ răng nghiêng ta không cần dịch chỉnh còn đối với

bánh răng trụ răng thẳng ta cần dịch chỉnh.Vậy ta xác định hệ số dịch chỉnh:

-Đối với bánh răng số 1 và số lùi ta cần dịch chỉnh

Vì chọn như vậy nên có sự sai lệch khoảng cách trục giữa các cặp bánh răng gài số 1. Do

đó ta cần phải giải quyết sự sai lệch bằng cách dịch chỉnh góc của các cặp bánh răng gài

số 1:

- Xác định hệ số thay đổi khoảng cách trục ₀:

(A  A )

129,3130

c

1

 



 0,00538

o

A

130

1

- Với ₀= - 0,00538 tra bảng phụ lục 4(Tài liệu: Đồ án môn học Thiết kế hộp số chính ô

tô - máy kéo) ta tìm được hệ số dịch chỉnh tương đối ₀=- 0,00525 góc ăn khớp ₀= 19⁰

8’;

- Hệ số dich chỉnh tổng cộng _t:

_t= 0,5. ₀. ( Z’_g1+ Z_g1) = - 0,17

- Phân chia hệ số dịch chỉnh _tcho bánh răng Z’_g1và Z_g1:

_t= ₁+ ₁’

hệ số dịch chỉnh ₁của bánh răng Z_g1và hệ số dịch chỉnh ₁’ của bánh răng Z_g1’ xác định

₁=₁’ =0,085

+ Để đảm bảo truyền lực tốt, khi chọn ₁và ₁’ cần thoả mãn điều kiện chiều dày răng ở

đỉnh răng không không được quá nhỏ:

S_{e1, 2} (0,2  0,3).m

Ta có công thức tính chiều dày răng ở đỉnh S₁của bánh răng Z_g1, và S₁’ của bánh

răng Z_g1’ như sau:

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

15

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

.m

2

S 

 2. .m.tg  6,515(mm)

1

0

.m

2

S '

 2. '.m.tg  6,515(mm)

1

0

Vậy thỏa mãn điều kiện chiều dày răng ở đỉnh răng không được quá nhỏ.

1 Xác định các thông số hình học cơ bản của bánh răng

Việc xác định các thông số hình học của từng cặp bánh răng được tính toán và lập thành

các bảng, nhằm thuận tiện cho quá trình tính bền các bánh răng và thiết lập các bản vẽ

của hộp số:

Bảng II-1. Thông số của cặp bánh răng trụ răng nghiêng luôn ăn khớp.

Stt

1

Tên gọi

Kí hiệu Bánh răng nhỏ | Bánh răng lớn

Z'

a

i 

 2,111

Tỉ số truyền

i

Z

a

2

3

4

5

Mô đun pháp

m_n

t_n

m_n= 4 mm

t_n= . m_n= 12,56 mm

 = 30⁰

Bước pháp tuyến

Góc nghiêng của răng

Hướng răng



m

n

cos

m 

 4,62 mm

6

Mô đun mặt đầu

m_s

s

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

16

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

7

8

Bước mặt đầu

t_s

d

t_s= . m_s= 14,51 mm

d_a= m_s. Z_a= 83,16 (mm)

d_a’ = m_s. Z_a’ = 175,56 (mm)

D_da=d_a+2.m_n91,16 (mm)

D_da’=d_a’+2.m_n= 183,56 (mm)

D_ca=d_a-2,5.m_n=73,16(mm)

D_ca’=d_a’-2,5.m_n=165,56 (mm)

h = 2,25. m_n= 9 (mm)

Đường kính vòng chia

9

Đường kính vòng đỉnh răng

D_d

D_c

10 Đường kính vòng chân răng

11 Chiều cao răng

h

12 Khoảng cách trục

A

A = 129,3 (mm)

B=(7,08,6).m_n, chọn B = 32

13 Chiều rộng vành răng

B

mm

 = ₀= 20⁰

14 Góc prôfin gốc



Bảng 3-2. Cặp bánh răng trụ răng thẳng gài số 1 có dịch chỉnh góc

Stt

(1)

Tên gọi

Kí hiệu

Bánh răng nhỏ | Bánh răng lớn

(2)

(3)

(4)

Z'

1

i 

 2,466

1

Tỉ số truyền

I

Z

1

2

3

4

5

Mô đun

M

T

m = 4,0

Bước răng

Góc prôfin

Bước cơ sở

t = . m = 12,56

₀= 20⁰

₀

T₀

t₀= t.cos₀= 11,805

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

17

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

6

7

A₁

A_c

A = 0,5.m.(Z₁+Z₁’)=130(mm)

Khoảng cách trục khi _t= 0

Khoảng cách trục khi _t 0

Hệ số thay đổi khoảng cách

trục

A_c= A.(₀+1) = 129,3 (mm)

A  A

c

8

9

₀

 

 0,00538

o

A

Hệ số dịch chỉnh tương đối

₀

_t

₀= - 0,00525

_t= - 0,17

10 Hệ số dịch chỉnh tổng cộng

₁= - 0,085

₁’= - 0,085

Hệ số dịch chỉnh của từng bánh

11

răng

12 Độ dịch chỉnh ngược

13 Đường kính vòng chia

h₀

h₀= _t.m-(A_c-A) = 0,02

d₁= m. Z₁= 84mm)

D

d₁’ = m. Z₁’ = 176(mm)

D_d1=d₁+2m+2



m-2 h=92,64

1

14 Đường kính vòng đỉnh răng

D_d

(3)

D_c

D’_d1=184,64(mm)

(4)

(1)

(2)

D_c1= d₁-2,5m +2



m=74,68(mm)

1

15 Đường kính vòng chân răng

16 Đường kính vòng cơ sở

D’_c1= 166,68 (mm)

d₀₁= d₁.cos₀= 79,36 (mm)

d’₀₁= d₁’.cos₀=166,26(mm)

d_K1=d₁(₀+1)= 84,45 (mm)

d’_K1=d₁’(₀+1)= 176,94 (mm)

h = 2,25.m-h₀=8,96 (mm)

d₀

17 Đường kính vòng khởi thủy

18 Chiều cao răng

d_K

h

19 Chiều rộng vành răng

B

S

B=(7,08,6).m, chọn B = 41(mm)

20 Chiều dày răng trên vòng chia

S₁= 6,51 (mm)

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

18

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

S₁’ = 6,51 (mm)

e .h  e' .h'

1

d1

21 Hệ số trùng khớp

22 Góc ăn khớp



 

1,18

t



 =19⁰8’

Bảng II-3. Thông số của cặp bánh răng trụ răng nghiêng gài số 2.

Tên gọi Kí hiệu Bánh răng nhỏ | Bánh răng lớn

Stt

1

Z'

2

i 

1,48

Tỉ số truyền

i

Z

2

3

4

5

Mô đun pháp

m_n

t_n

m_n= 4 mm

t_n= . m_n= 12,56 mm

 = 16,46⁰

Bước pháp tuyến

Góc nghiêng của răng

Hướng răng



m

n

cos

m 

 4,17 mm

6

7

Mô đun mặt đầu

m_s

t_s

s

Bước mặt đầu

t_s= . m_s= 13,09 mm

d₂= m_s. Z₂= 104,27 (mm)

d₂’ = m_s. Z₂’ = 154,29(mm)

D_d2=d₂+2.m_n= 112,27(mm)

D_d2’=d₂’+2.m_n= 162,29 (mm)

D_c2=d₂-2,5.m_n=94,27 (mm)

8

9

Đường kính vòng chia

d

Đường kính vòng đỉnh răng

D_d

D_c

10 Đường kính vòng chân răng

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

19

Đồ án môn học

Nguyễn Văn Huynh-ĐLK1-TC

D_c2’=d₂’-2,5.m_n=144,29 (mm)

h = 2,25. m_n= 9 (mm)

A = 129,3 (mm)

11 Chiều cao răng

h

12 Khoảng cách trục

A

B=(7,08,6).m_n, chọn B = 32

13 Chiều rộng vành răng

14 Góc prôfin gốc

B

mm



 = ₀= 20⁰

Bảng II- 4. Thông số của cặp bánh răng trụ răng nghiêng gài số 3.

Stt

1

Tên gọi

Kí hiệu Bánh răng nhỏ | Bánh răng lớn

Z'

3

i 

1,033

Tỉ số truyền

i

Z

3

2

3

4

5

Mô đun pháp

m_n

t_n

m_n= 4 mm

t_n= . m_n= 12,56 mm

 = 19,35⁰

Bước pháp tuyến

Góc nghiêng của răng

Hướng răng



m

n

cos

m 

 4,24 mm

6

7

Mô đun mặt đầu

m_s

t_s

s

Bước mặt đầu

t_s= . m_s= 13,32 mm

d₃= m_s. Z₃= 127,2 (mm)

d₃’ = m_s. Z₃’ = 131,44 (mm)

D_d3=d₃+2.m_n= 135,2 (mm)

8

9

Đường kính vòng chia

d

Đường kính vòng đỉnh răng

D_d

Thiết kế và tính toán hộp số ô tô

20