THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ÔTÔ THIẾT KẾ HỘP SỐ CHÍNH ÔTÔ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ÔTÔ THIẾT KẾ HỘP SỐ CHÍNH ÔTÔ

I>. NHIỆM VỤ – YÊU CẦU

1. Nhiệm vụ:

        Thiết kế hộp số chính ôtô có 4 số tiến 1 số lùi

2. Yêu cầu thiết kế:

-         Đảm bảo truyền hết mômen xoắn của trục khuỷu động cơ

-         Tính toán sức bền các chi tiết của hộp số

-         Xác định các kích thước cơ bản của hộp số, đồng thời phối hợp các kích thước liên quan với nhau để đảm bảo hộp số hoạt động tốt

-         Xác định được các chế độ tải trọng khi tính toán các chi tiết trong hộp số

3. Các thông số cho trước:

-         Loại hộp số: hộp số có trục cố định điều khiển bằng tay

-         Mômen xoắn của trục khuỷu động cơ: M_emax =17 kGm

-         Số lượng số truyền:

+ Số lượng số tiến: 4 số

+ Số lượng số lùi: 1 số

-         Tỉ số truyền của Số 1 : 4,124 ( Tham khảo )

 

-         Loại xe tham khảo YAZ- 469

 

II>. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

 

A.   Chọn sơ đồ động

Căn cứ vào loại xe tham khảo, số cấp của hộp số ta chọn sơ đồ động

                                                     II              I

                     IV            III

                                        

        Sơ đồ động loại hộp số 3 trục, trục sơ cấp và thứ cấp đồng tâm có số truyền cuối cùng là số truyền thẳng ( I_h4 = 1 )

-         Các số 3, 4 được gài bằng bộ đồng tốc

-         Các số 1, 2 và số lùi gài bằng khớp nối răng

B.   Xác định tỉ số truyền ở từng tay số

         Chọn theo cấp số nhân

 Xác định các kích thước cơ bản:

1. Xác dịnh khoảng cách sơ bộ giữa các trục: A

                              

        Trong đó:        M_emax : mômen cự đại của động cơ

                     M_emax = 17 kGm = 170 Nm

                               a : hệ số kinh nghiệm, đối với xe con a = 14,5 ¸ 16

                                        Chọn a = 15,88

        Thay số vào :                

2. Chọn môđun của các cặp bánh răng

• Cặp bánh răng số 1 và số lùi có bánh răng di trượt chọn bánh răng trụ răng thẳng
• Cặp bánh răng số 2, 3, và cặp bánh răng luôn ăn khớp chọn bánh răng trụ răng nghiêng
• Môđun m và m_n phụ thuộc vào mômen cực đại trên trục thứ cấp M_t

                   M_t =M_emax ´ i_h1 = 0,17 ´ 4,124 = 0,701 kNm

        Þ Căn cứ vào M_t chọn môđun m và m_n theo đồ thị hình I – 3a

        Chọn môđun của các cặp bánh răng trụ răng thẳng là: m = 3,5

        Chọn môđun của các cặp bánh răng trụ răng nghiêng là : m_n = 3,5

3. Xác định số răng Z của các cặp bánh răng

Biết :  Khoảng cách trục A = 88 mm

          Môđun                            m = 3,5 mm

                                        m_n = 3,5 mm

          Góc nghiêng b của răng : Chọn b = 35­­⁰

1. Số lượng bánh răng Z_a của bánh răng chủ động của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp được chọn theo điều kiện không cắt chân răng là Z_a ³ 13:

            Chọn Z_a = 15 răng

1. Số lượng bánh răng Z_a’ của bánh răng bị động của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp được tính theo công thức sau:

           

          Lấy Z_a’ = 27

            Þ Tỉ số truyền i_a của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp :

  

1. Xác định các tỉ số truyền của các cặp bánh răng được gài ở các số truyền khác nhau của hộp số:

         

1. Xác định số lượng răng của các cặp bánh răng dẫn động gài số khi khoảng cách trục A không đổi:

                        Chọn Z_g1 = 15

                     Z_g1’ = Z_g1 ´ i_g1 =15 ´ 2,291 = 34,73  Chọn Z_g1’ = 35

 

                      Chọn Z_g2 = 17

                     Z_g2’ = Z_g2 ´ i_g2 =17 ´ 1,429 = 24,7    Chọn Z_g2’ = 25

 

                      Chọn Z_g2 = 22

                     Z_g3’ = Z_g3 ´ i_g3 =17 ´ 0,891 = 19,7    Chọn Z_g2’ = 20

         

          Z_gl = Z_g1 = 15

          Z_gl’ = Z_g1’ = 35

          Z_l = 20 ( chọn)

          Z_l’ = 16 (chọn)

1. Xác định lại tỉ số truyền của các cặp bánh răng gài số:

        

1. Xác định lại tỉ số truyền của hộp số:

        

4. Tính chính xác lại khoảng cách giữa các trục:

          Theo công thức :   

 

• Khoảng cách trục của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp:

                   

• Khoảng cách trục của cặp bánh răng gài số 1:

                   

• Khoảng cách trục của cặp bánh răng gài số 2:

                   

• Khoảng cách trục của cặp bánh răng gài số 3:

                   

          Chọn           A_c = A_a = A₂ = A₃ = 89,75 mm

          Để giải quyết sự sai lệch về khoảng cách trục của cặp bánh răng gài số 1 ta cân phải dịch chỉnh góc của cặp bánh răng gài số 1

-         Xác định hệ số thay đổi khoảng cách trục l₀ :

       

-         Căn cứ vào l₀ tra bảng phụ lục 4 ta tìm được:

                   Tổng hệ số dịch chỉnh tương đối       x₀ = 0,02772

                   Góc ăn khớp                                               a₀ = 23⁰36’

-         Xác định hệ số dịch chỉnh tổng cộng x_t :

                   x_t = 0,5 x₀(Z₁ + Z₂)

                      = 0,5 ´ 0,02772(15+35) = 0,693

-         Phân chia hệ số dịch chỉnh x_t cho các bánh răng Z₁ và Z₁’

                             x_t = x₁ + x₁’

                   x₁ : là hệ số dịch chỉnh cho bánh răng Z₁

                   x₁’ : là hệ số dịch chỉnh cho bánh răng Z₁’

        Do Z₁ < 17 răng nên hệ số x₁ được tính theo công thức:

                  

-         Các điều kiện kiểm tra sau khi chọn x₁ và x₁’:

     Theo điều kiện đảm bảo không cắt chân răng. Kiểm tra x₁ và x₁’ đảm bảo điều kiện không làm nhọn răng :

                             x₁£x₁’’ Û 0,11765 < 0,98

                             x₁’ £x₂’’ Û 0,57535 < 1,80

                  Theo điều kiện đảm bảo truyền lực tốt :

                             S_e1,2 ³ (0,2 ¸ 0,3)m

                  Theo điều kiện đảm bảo ăn khớp êm dịu thì hệ số trùng khớp là

                             e > 1,1

                             e = 1,864

 

5. Xác định các thông số hình học của bánh răng :

         

          Bảng 1 : Cặp bánh răng trụ răng nghiêng luôn luôn ăn khớp

                 

Tên gọi	Ký hiệu	Công thức
Tỷ số truyền	i
Môđun pháp	mn	mn = 3,5
Bước pháp tuyến	tn	tn = p´ mn=11 mm
Góc nghiêng của răng	b
Hướng răng
Môđun mặt đầu	ms
Bước mặt đầu	ts	ts = p´ ms=13,42 mm
Đường kính vòng chia	d
Đường kính vòng đỉnh răng	Dd
Đường kính vòng chân răng	Dc
Chiều cao răng	h	ha = 2,25 mn = 7,875 mm
Khoảng cách trục	A	Aa = 89 mm
Bề rộng răng	B	B = ( 4 ¸ 7 ) =22 mm
Góc ăn khớp	a0	a0 = 200

 

 ....................................

 

6. Vật liệu chế tạo các chi tiết trong hộp số:

1. Vật liệu chế tạo bánh răng:

• Đối với các bánh răng chịu tải nhỏ:

      Thép 35 XMA ; 35XPA: Độ cứng bề mặt sau khi tăng bền là 50 – 55 HRC ,độ cứng lõi 30 – 35 HRC

• Đối với các bánh răng chịu tải lớn:

        Thép 18XGT , 25 XGT : Xêmentít đạt độ sâu 0,7 ¸ 1,2 mm

        Độ cứng bề mặt 58 – 64 HRC. Độ cứng lõi 25 ¸ 35 HRC

1. Vật liệu chế tạo trục hộp số:

• Trục sơ cấp và trục trung gian có bánh răng liền :

        Thép 18XGT, và 20X

• Trục thứ cấp:

        Thép 45

1. Vật liệu chế tạo vỏ hộp số:

        Gang CJ21 – 40

 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. NGUYỄN VĂN TÀI .

                     Đồ án môn học Thiết kế hộp số chính Ôtô máy kéo

2. TRƯƠNG MINH CHẤP – NGUYỄN KHẮC TRAI

                     Giáo trình tính toán thiết kế Ôtô

3. NGUYỄN TRỌNG HIỆP

                     Chi tiết máy

4. TRỊNH CHẤT – LÊ VĂN UYỂN

                     Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí

5. NGUYỄN HỮU CẨN

                     Lý thuyết Ôtô máy kéo

          Bảng 2 : Cặp bánh răng trụ răng thẳng gài số 1 có dịc