Thiết kế cơ cấu truyền lực chính – vi sai ô tô con. Mô phỏng cơ cấu truyền lực chính - VISAI sử dụng phần mềm CATIA

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.02 MB, 84 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

VIÊN CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN LỰC CHÍNH – VI SAI Ô TÔ CON. MÔ PHỎNG CƠ CẤU TRUYỀN LỰC CHÍNH

- VISAI SỬ DỤNG PHẦN MỀM CATIA

Ngành: cơ khí

Chun ngành: cơ khí ơ tơ

Giảng viên hướng dẫn: ThS.Thái Văn Nông Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Cảnh

MSSV: 17H1080036 Lớp: CO17CLCB

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 07 năm 2022

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn ThS.Thái Văn Nơng đã tận tình giúp

đỡ em hồn thành thiết kế luận văn tốt nghiệp này. Xin cảm ơn các thầy trong bộ mơn cơ khí ơ tơ, khoa cơ khí đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp. Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế và thực hiện trong thời gian ngắn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu thiếu sót. Em mong sẽ nhận được sự nhận xét và đóng góp ý kiến từ các thầy trong bộ môn, các bạn để đề tài của em được hồn thiện hơn.

Và cuối cùng, em xin kính chúc các thầy ln mạnh khoẻ và có nhiều cống hiến hơn nữa trong sự nghiệp giảng dạy của mình nói riêng và ngành giao thơng vận tải nước nhà nói chung.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2022

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên)

PHẠM VĂN CẢNH

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Trong quá trình phát triển nền kinh tế phát triển như hiện nay, việc vận chuyển

hàng hố và hành khách có nhu cầu ngày một gia tăng. Theo số liệu thống kê trên “Diễn

đàn doanh nghiệp” quý III năm 2021, vận chuyển đường bộ chiếm đến 74,7% tổng khối

lượng vận chuyển hàng hóa và hành khách tại Việt Nam. Từ số liệu trên ta có thể nhận thấy, hình thức vận chuyển bằng ơ tơ tại Việt Nam ln được các hộ kinh doanh gia đình, doanh nghiệp nhỏ, vừa và lớn lựa chọn và đầu tư. Nhờ tính cơ động và giá thành hợp lí mà loại hình này ngày càng được ưa chuộng, tiêu biểu là các ứng dụng vận chuyển

hàng hóa và hành khách sử dụng ô tô cá nhân như: Lalamove, Ahamove, Gojek…

Và hiện tại, nước ta đang có đa dạng các chủng loại ô tô từ các hãng sản xuất khác nhau, tuy chúng được lắp ráp trên những dây chuyền công nghệ hiện đại. Song do điều kiện khí hậu, địa hình và chất lượng đường xá ở nhiều nơi ở Việt Nam còn chưa đủ tiêu chuẩn nên nhiều loại xe chưa đáp ứng tối ưu được một số các yêu cầu đòi hỏi về khả năng tăng tốc, truyền và phân phối mơmen xoắn tới các bánh xe chủ động, tính tiện nghi, tính an tồn chuyển động...

Xuất phát từ những phân tích trên nên đề tài luận văn thiết kế được đặt ra đó là:

“Thiết kế cơ cấu truyền lực chính - visai trên ơ tơ con.Mơ phỏng cơ cấu truyền lực chính - visai sử dụng phần mềm Catia”. Bố cục luận văn gồm 3 chương, như sau:

Chương 1. Bố trí chung trên xe ơ tơ

Chương 2. Thiết kế cơ cấu truyền lực chính – vi sai

Chương 3. Mô phỏng cơ cấu truyền lực chính – vi sai trên phần mềm Catia

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Chương 1: BỐ TRÍ CHUNG TRÊN Ô TÔ ... 1

1.1 Bố trí động cơ trên xe ... 1

1.2 Bố trí hệ thống truyền lực trê ô tô ... 4

1.3 Cơ cấu truyền lực chính ... 9

1.4 Vi sai ... 16

1.5 Lựa chọn thơng số tính tốn và phương án thiết kế ... 21

Chương 2: THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN LỰC CHÍNH VI SAI ... 23

3.1 Giới thiệu chung ... 50

3.2 Kết cấu sơ bộ của cơ cấu truyền lực chính – vi sai ... 51

3.3 Quy tình cơng nghệ lắp ráp truyền lực chính – vi sai ... 52

3.4 Thao tác thực hiện trên Catia ... 57

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

STT Tên Trang

Hình 1.1 Bố trí động cơ trên ơ tơ 4

Hình 1.2 Động cơ đặt trước và cầu sau chủ động 5 Hình 1.3 Động cơ đặt sau, cầu sau chủ động 6 Hình 1.4 Động cơ đặt trước, cầu trước chủ động 6 Hình 1.5 Hệ thống truyền lực xe VAZ-2121 7

Hình 1.6 Hệ thống truyền lực của xe KAMAZ-5320 7

Hình 1.7 Hệ thống truyền lực của xe URAL 375 8

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo truyền lực chính hai cấp 9 Hình 1.9 Sơ đồ truyền lực chính đơn 10 Hình 1.10 Truyền lực chính bánh răng cơn răng xoắn. 11

Hình 1.11 Truyền lực chính đơn hypơit 12

Hình 1.12 Truyền lực chính trục vít – bánh vít 13

Hình 1.13 Truyền lực chính bánh răng trụ 14

Hình 1.14 Sơ đồ truyền lực chính kép kiểu tập trung 15 Hình 1.15 Truyền lực chính kiểu phân tán loại kép 15

Hình 1.17 Vi sai tăng ma sát có lực ma sát cố định 19 Hình 1.18 Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát khơng cố định 20 Hình 1.19 Vi sai bánh răng cơn đối xứng 21 Hình 2.1 Các thơng số cơ bản của truyền lực chính 28

Hình 2.2 Cơ cấu vi sai đặt giữa 2 bánh xe cầu chủ động 38

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

răng cơn

Hình 2.4 Các thơng số cơ bản của vi sai 41

Hình 3.1 Kết cấu cụm cơ cấu truyền lực chính-vi sai 51

Bảng 2 Tổng kết số liệu tính tốn bánh răng vi sai 49 Bảng 3 Bảng tổng hợp các chi tiết đã vẽ trên Catia 72

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Chương 1: BỐ TRÍ CHUNG TRÊN Ơ TƠ

Bố trí chung trên ơ tơ bao gồm bố trí động cơ và hệ thống truyền lực. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, cơng dụng và tính kinh tế mà mỗi xe có cách bố trí riêng. Nhìn chung, khi chọn phương án bố trí chung cho xe, chúng ta phải cân nhắc để chịn ra phương án tối ưu, nhằm đáp ứng các yêu cầu sau đây:

- Kích thước xe nhỏ, bố trí hợp lí phù hợp với các điều kiện đường xá và khí hậu

- Xe phải đảm bảo tính tiện nghi cho lái xe và hành khách, đảm bảo tầm nhìn thống và tốt

- Xe phải có tính kinh tế cao, được thể hiện qua hệ số sử dụng chiều dài  của xe. Khi hệ số này càng lớn thì tính kink tế của xe càng tăng

= 𝑙 𝐿

Ở đây: l – Chiều dài thùng chứa hàng (xe tải) hoặc chiểu dài buồng chứa hành khách (xe chở khách)

L – Chiều dài toàn bộ của xe

- Đảm bảo không gian cho tài xế dễ thao tác, điều khiển xe và chỗ ngồi phải đảm bảo an toàn

- Dễ sửa chữa, bảo dưỡng động cơ, hệ thống truyền lực và các hệ thống còn lại

- Đảm bảo sự phân bố tải trọng lên các cầu xe hợp lý, làm tăng khả năng kéo, bám ổn định, êm dịu… của xe khi di chuyển

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

a) Động cơ đặt trước và nằm ngoài buồng lái

Khi động cơ đặt trước và nằm ngồi buồng lái (hình 1.1a) sẽ tạo điều kiên cho cộng việc sửa chữa và bảo dưỡng thuận tiện hơn. Khi động cơ làm việc, nhiệt năng do động cơ tỏa ra và sự rung động của động cơ ít ảnh hưởng đến tài xế và hành khách

Nhưng trong trường hợp này hệ số sử dụng chiều dài  cảu xe giảm xuống. Nghĩa là thể tích chứa hàng hóa hoặc lượng hành khách sẽ giảm. Mặt khác, trong trường hợp này tầm nhìn của người lái bị hạn chế, ảnh hưởng đến độ an toàn chung.

b) Động cơ đặt trước và nằm trong bng lái (hình 1.1b)

Phương án này đã hạn chế và khắc phục được những hạn chế của phương án vừa nếu trên. Trong trường hợp này hệ số sử dụng chiều dài  của xe tăng đáng kể , tầm nhìn người lái thống hơn

Nhưng do động cơ đặt trong buồng lái, nên thể tích buồng lái sẽ giảm và địi hỏi phải có biên pháp cách nhiệt và cách âm tốt, nhằm hạn chế các ảnh hưởng của động cơ đên tài xế và hành khách như nóng và tiếng ồng do động cơ phát ra

Khi động cơ nằm trong buồng lái thì cơng tác bảo dưỡng và sửa chữa sẽ gặp khó khan. Bởi vậy trường hợp này người ta thường sử dụng buồng lái lật (hình 1.1h) để sễ dàng chăm sóc động cơ

Ngồi ra một nhược điểm nữa cần lưu ý là phương pháp này sẽ làm trọng tâm xe năng cao, làm cho độ ổn định của xe bị giảm

1.1.2 Động cơ đặt sau

Phương án này thường được sử dụng ở xe khách và xe du lịch

Khi động cơ đặt sau (hình 1.1d) thì hệ số sử dụng chiều dài  tăng, bởi vậy phần chứa khách sẽ lớn hơn so với trường hợp động cơ đặt trước nếu chiểu lài L của 2 xe là như nhau, nhờ vậy lượng khách hàng sẽ nhiều hơn.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Nếu chúng ta lựa chọn phương án này, đồng thời cầu sua là cầu chủ động, cầu trước bị động, thì hệ thống truyền lực sẽ đơn giản hơn vì khơng cần sử dụng đén truyền động các đăng

Ngoài ra, nếu động cơ đặt sau xe, thì người lái nhìn rất thống, hành khách và người lái hồn tồn khơng bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn và sức nóng động cơ

Nhược điểm của phương pháp này đó là vấn đề điều khiển động cơ, li hợp, hộp số… sẽ phức tạp hơn vì các bộ phận này nằm cách xa người lái

1.1.3 Động cơ đặt giữa buồng lái và thùng xe

Phương án này (hình 1.1c) có ưu điểm là thể tích buồng lái tăng lên, người lái nhìn sẽ thoáng và thường chỉ sử dụng ở xe tải và 1 số xe chuyên dùng trong ngành xây dựng

Và nhược điểm của phương án này đó là nó làm giảm hệ số sử dụng chiều dài  và làm cho chiều cao trọng tâm xe tăng lên, dó đó tính ổn định của xe giảm đi. Để trọng tâm xe nằm ở vị trí thấp nhất, bắt buộc phải thay đổi sự bố trí thùng xe và một số chi tiết khác. 1.1.4 Động cơ đặt dưới sàn xe

Phương án này được sử dụng ở xe khách (hình 1.1e) và nó có ưu điểm như trường hợp động cơ đặt sau

Nhược điểm đó chính là khoảng sáng gầm máy bị giảm, hạn chế phạm vi hoạt động của xe và khó sửa chữa và bảo dưỡng

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Hình 1.1 Bố trí động cơ trên ơ tơ

a) Nằm trước buồng lái b) Nằm trong buồng lái c) Nằm giữa buông lái và thùng xe d) Nằm đằng sau xe e) Nằm dưới sàn xe h) Buông lái lật

Dựạ vào ưu điểm, nhược điểm và tính kinh tế của các phương án bố trí động cơ

 ta lựa chọn phương án động cơ đặt trước nằm ngồi buồng lái. 1.2 Bố trí hệ thống truyền lực trê ô tô

Hệ thống truyền lực trên ô tô bao gồm các bộ phận và cơ cấu nhằm thực hiện nhiêm vụ truyền mô men xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động. Hệ thống truyền lực thường bao gồm các bộ phận sau:

- Ly hợp: viết tắt LH - Hộp số: viết tắt HS

- Hộp phân phối: viết tắt P

- Truyền động các đăng: viết tắt C - Truyền lực chính: viết tắt TC

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

- Vi sai: viết tắt VS

- Bán trục: viết tắt N

Ở trên xe 1 cầu chủ động sẽ khơng có hộp phân phối. Ngồi ra, ở xe tải với tải trọng lớn thì trong hệ thống truyền lực sẽ có thêm truyền lực cuối cùng

Mức độ phức tạp của hệ thống truyền lực 1 xe cụ thể được thể hiện qua các công thức bánh xe. Công thức bánh xe được ký hiệu tổng quát như sau:

a x b Trong đó: a là số lượng bánh xe

b là số lượng bánh xe chủ động

Để đơn gioản và không bị nhầm lẫn, với ký hiệu trên chúng ta quy ước đối với bánh kép cũng chỉ koi là 1 bánh. Thí dụ cho các trường hợp sau:

4 x 2: xe có 1 cầu chủ động (có 4 bánh xe, trong đó có 2 bánh xe là bánh chủ động)

4 x 4: xe có 2 cầu chủ động (có 4 bánh xe và cả 4 bánh xe đều là bánh chủ động)

6 x 4: xe có 2 cầu chủ động (có 6 bánh xe, trong đó có 4 bánh xe là bánh chủ động) 6 x 6: xe có 3 cầu chủ động (có 6 bánh xe và cả 6 bánh đều là bánh chủ động)

1.2.1 Bố trí hệ thống truyền lực theo cơng thức 4x2

a) Động cơ đặt trước và cầu sau chủ động

Phương án này được thể hiện ở hình 1.2, thường được sử dụng ở xe con và xe tải hạng nhẹ, phương án này rất cơ bản và đã xuất hiện từ rất lâu

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

b) Động cơ đặt sau và cầu sau chủ động

Phương án này được thể hiên ở hình 1.3 thường được sửa dụng ở 1 số xe du lịch và xe khách. Trong trường hợp này thì hệ thống truyền lực sẽ gọn và đơn giản hơn vì khơng cần đến truyền động các đăng. ở phương pháp này có thể bố trí động cơ, li hợp, hộp số, truyền lực chính gọn thành 1 khối

Hình 1.3 Động cơ đặt sau, cầu sau chủ động

c) Động cơ đặt trước, cầu trước chủ động

Phương án này được thể hiện ở hình 1.5 thường được sử dụng phổ biến ở xe con nhiều năm gần đây. Cách bố trí này rất gọn và hệ thống truyền lực đơn giản vì động cơ nằm ngang, nên các bánh răng của truyền lực chính là các bánh răng trụ, chế tạo đơn giản hơn bánh răng nón ở các bộ truyền lực chính trên xe khác

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

1.2.2 Bố trí hệ thống truyền lực theo công thức 4x4

Phương án này được sử dụng nhiểu ở xe tải và 1 số xe con. Trên hình 1.7 trình bày hệ thống truyền lực của xe du lịch VAZ-2121 (ản xuất tại CHLB Nga). Ở bên trọng hộp phân phối có bộ vi sai giữa hai cầu và cơ cấu khóa vi sai đó khi cần thiết

Hình 1.5 Hệ thống truyền lực xe VAZ-2121

1.2.3 Bố trí hệ thống truyền lực theo cơng thức 6x4

Hình 1.6 Hệ thống truyền lực của xe KAMAZ-5320

Phương án này được sử dụng nhiều ở các xe tải có tải trọng lớn. ở hình 1.8 là hệ thống truyền lực 6x4 của xe tải KAMAZ-5320 (sản xuất tại CHLB Nga). Đặc điểm cơ bản của

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

cách bố trí này là khơng sử dụng hộp phân phối cho 2 cầu sau chủ động, mà chỉ dùng 1 bộ vi sai giữa 2 cầu nên kết cấu rất gọn

1.2.4 Bố trí hệ thống truyền lực theo cơng thức 6x6

Phương án này được sử dụng hầu hết ở các xe tảu có tải trọng lớn và rất lớn. Một ví dụ cho trường hợp này là hệ thống truyền lực của xe tải URAL 375 (sản xuất tại CHLB Nga) ở trên hình 1.9

Đặc điểm chính của hệ thống truyền lực này là trong hộp phân phối có bộ vi sai hình trụ để chia công suất đến các cầu trước, cầu giữa và cầu sau. Công suất dẫn ra cầu giữa và cầu sau được phân phối thông qua bộ vi sai hình nón (như ở hình 1.8)

Ngồi ra có một số hệ thống truyền lực ở một số xe lại không sử dụng bộ vi sai giữa các cầu như xe ZIL 131. ZIL 175 K…

Hình 1.7 Hệ thống truyền lực của xe URAL 375

Dựa vào những phân tích ở trên  ta lựa chọn phương án bố trí hệ thống truyền lực theo cơng thức 4x2, động cơ đặt trước và cầu sau chủ động

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

1.3 Cơ cấu truyền lực chính

1.3.1 Cơng dụng

Truyền lực chính dùng để tăng mômen xoắn và truyền mômen xoắn từ trục các đăng cho các bán trục theo đường vuông góc (góc 900). Truyền lực chính có thể là truyền lực đơn gồm có một cặp bánh răng hoặc truyền lực kép gồm có hai cặp bánh răng. Truyền lực chính được lắp bên trong vỏ cầu chủ động.

1.3.2 Phân loại truyền lực chính

Truyền lực chính trên xe ơtơ có thể phân loại theo dạng bộ truyền, theo số lượng tỷ số truyền hay theo số cặp bộ truyền

a) Theo dạng bộ truyền

- Truyền lực chính kiểu xích: sử dụng phổ biến trên các loại xe gắn máy. - Truyền lực chính kiểu trục vít – bánh vít: rất ít gặp.

- Truyền lực chính kiểu bánh răng: dùng phổ biến trên xe ô tô hiện nay.

b) Theo số lượng tỷ số truyền

- Truyền lực chính một cấp.

- Truyền lực chính hai cấp:

Cho phép thay đổi tỉ số truyền của truyền lực chính (i01  i02). Qua đó cho phép cải thiện đường đặc tính kéo phù hợp với từng loại đường.

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo truyền lực chính hai cấp

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

c) Theo cặp tỉ số truyền

 Truyền lực chính đơn (i0 = 3  7): chỉ có một cặp bộ truyền ăn khớp

Hình 1.9 Sơ đồ truyền lực chính đơn.

a - Loại bánh răng côn b - Loại hypoit c - Loại trục vít bánh vít.

Truyền lực chính bánh răng cơn răng thẳng:

Trục của các bánh răng được bố trí dưới một góc bằng 900, nhưng có khi được bố trí dưới một góc khác 900. Nhưng hiện nay bộ truyền này ít được sử dụng

- Ưu điểm của bộ truyền: dễ chế tạo, lắp ghép đơn giản, giá thành rẻ.

- Nhược điểm của bộ truyền:

+ Số răng ít nhất của bánh răng nhỏ lớn hơn 9 răng. Nếu nhỏ hơn 9 sẽ xuất hiện hiện tượng cắt chân răng.

+ Nếu xe có tỷ số truyền lớn thì kích thước của bộ truyền lớn.

Truyền lực chính bánh răng cơn răng xoắn:

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Gồm bánh răng chủ động được chế tạo liền trục, còn bánh răng bị động được chế tạo rời thành vành răng. Vành răng sau khi được chế tạo được lắp ghép cố dịnh với vỏ vi sai thành một khối

Hình 1.10 Truyền lực chính bánh răng cơn răng xoắn.

1: bánh răng chủ động 2: cụm vi sai 3: bánh răng bị động

- Ưu điểm của bộ truyền:

+ Số răng nhỏ nhất của bánh răng chủ động có thể lấy từ 6...7 răng mà vẫn đủ bền và ăn khớp tốt.

+ Kích thước và trọng lượng của cầu xe nhỏ gọn

+ Làm việc êm dịu do có nhiều răng đồng thời ăn khớp.

+ Có khả năng truyền lực và mơmen lớn, khả năng chống mịn tốt. + Gia cơng được trên các máy cắt có năng suất cao.

- Nhược điểm của bộ truyền:

+ Phát sinh lực chiều trục ở tâm ăn khớp và phương của lực thay đổi theo chiều quay của bánh răng.

+ Có thể gây hiện tượng kẹt răng.

Truyền lực chính đơn hypôit:

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Là loại truyền chuyển động mà bánh răng có răng theo đường cong. Đặc điểm quan trọng của loại truyền động này là đường tâm của bánh chủ động và bánh bị động được bố trí lệch

nhau một khoảng lệch trục là E.

Hình 1.11 Truyền lực chính đơn hypơit.

1: bánh răng chủ động 2: bánh răng bị động 3: bộ vi sai.

- Ưu điểm của bộ truyền:

+ Số răng nhỏ nhất của bánh chủ động là nhỏ (5,6 răng).

+ Làm việc êm dịu (hơn cả cặp bánh răng côn xoắn).

+ Hiệu suất của bộ truyền cao  = 0,94 ... 0,96.

+ Khi chế tạo bộ truyền động thì khơng địi hỏi vật liệu thật tốt.

+ Có thể dịch chuyển được trục của bánh răng chủ động so với bánh răng bị động một khoảng dịch trục: E = 0,2. d2.

+ Trục có kết cấu vững, độ bền lớn, làm việc êm dịu.

- Nhược điểm của bộ truyền:

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

+ Phải dùng dầu bôi trơn chuyên dùng.

+ Khi lắp ráp bộ truyền địi hỏi lắp phải chính xác.

Truyền lực chính trục vít bánh vít:

Được sử dụng trên xe ơ tơ có u cầu tỷ số truyền lớn mà kích thước của bộ truyền phải nhỏ. Đặc điểm của truyền động trục vít – bánh vít là trục vít có thể đặt trên hoặc dưới bánh vít

Hình 1.12 Truyền lực chính trục vít – bánh vít.

8: trục vít 9: bánh răng bị động.

- Ưu điểm của bộ truyền:

+ Làm việc êm do có số răng ít, kích thước nhỏ mà tỷ số truyền lớn.

+ Có thể đặt vi sai ngay giữa cầu xe do vậy mà cầu xe có kết cấu đối xứng, dễ tháo lắp. + Đối với xe có 3 cầu chủ động thì bộ truyền có khả năng truyền mômen quay lên cả 2 cầu chủ động thơng qua 1 trục.

+ Khi đặt trục vít xuống dưới thì hạ thấp được trọng tâm xe. + Áp suất riêng ở chỗ tiếp xúc của răng của bộ truyền là nhỏ.

- Nhược điểm của bộ truyền:

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

+ Hiệu suất thấp do mất mát cơng suất vì có ma sát dọc răng.

+ Khó khăn trong việc bơm xe.

+ Chế tạo cặp bánh vít bằng hợp kim màu.

Truyền lực chính bánh răng trụ:

Được dùng trên các ơ tơ con có động cơ đặt trước nằm ngang và cầu trước chủ động

Hình 1.13 Truyền lực chính bánh răng trụ

1: Bánh răng chủ động. 2: Bánh răng bị động

- Ưu điểm: Có kết cấu gọn nhẹ, đơn giản dễ bảo dưỡng sửa chữa giá thành thấp nên được sử dụng ở các hệ thống truyền lực củ ô tơ. Tuy nhiên do chỉ có một cặp bánh răng nên tỷ số truyền của dạng lày bị hạn chế (i0 < 7)

 Truyền lực chính kép (i0 = 5 12):

Sử dụng hai cặp bộ truyền ăn khớp. Nó gồm hai cặp bánh răng: cặp bánh răng côn xoắn và cặp bánh răng trụ. So với truyền lực chính đơn, truyền lực chính kép do sử dụng hai cặp bộ truyền nên cho tỷ số truyền lớn mà vẫn có được khoảng sáng gầm xe lớn do kích thước hướng kính nhỏ hơn.

Truyền lực chính kép tập trung:

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Gồm 2 cặp bánh răng lắp ráp chung vào một hộp giảm tốc nằm ở giữa cầu chủ động

Hình 1.14 Sơ đồ truyền lực chính kép kiểu tập trung.

1: Bánh răng quả dứa 2: Bánh răng vành chậu 3: Vi sai 4: Cặp bánhrăng ăn khớp; 5: Vòng bánh răng; 6: Bánh răng hành tinh 7: Bánh

răng trung tâm.

Truyền lực chính kép phân tán:

Hình 1.15 Truyền lực chính kiểu phân tán loại kép

1: Hộp giảm tốc cuối cùng 2: Vi sai

Phân chia cặp bánh răng nón và bánh răng trụ thành 2 hộp giảm tốc: 2

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

- Hộp giảm tốc trung tâm được gọi là truyền lực trung ương hay truyền lực giữa.

- Hộp giảm tốc thứ 2 đặt ở bánh xe chủ động được gọi là truyền lực cạnh hay truyền lực

Để có thể đảm bảo tỷ số truyền cần thiết mà kết cấu của cầu xe lại đơn giản, gọn nhẹ và kinh tế thì ta nên dùng được truyền lực chính loại đơn (37). Vẫn có thể dùng truyền lực loại kép (512), nhưng khi đó kết cấu của bộ truyền sẽ phức tạp lên và kích thước của cụm cầu tăng lên, do phải bố trí thêm một cặp bánh răng ăn khớp.

Dựa vào những phân tích ở trên, xét về mặt ưu điểm và nhược điểm của từng loại

truyền động  ta chọn truyền lực chính đơn loại hypoit. 1.4 Vi sai

1.4.1 Cơng dụng

Bộ vi sai có nhiệm vụ làm cho các bánh xe chủ động có thể quay với các vận tốc khác nhau trong các trường hợp ơtơ quay vịng hoặc ơtơ chuyển động trên đường gồ ghề không bằng phẳng.

1.4.2 Yêu cầu của cụm vi sai

- Phân phối mô men xoắn giữa các bánh xe hay giữa các trục theo tỷ lệ đảm bảo sử dụng trọng lượng bám tối đa ở các bánh xe.

- Kích thước vi sai phải nhỏ gọn để dễ bố trí.

- Có hiệu suất truyền động cao. 1.4.3 Phân loại vi sai

- Theo kết cấu gồm có:

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

+ Vi sai giữa các cầu

+ Vi sai giữa các truyền lực cạnh

- Theo mức độ tự động chia thành 3 loại:

- Cấu tạo: Bánh răng côn bị động 2 gắn chặt với vỏ vi sai 3, ở một nửa vỏ vi sai 3 có chế

tạo liền các vách ngăn 4, các cam 5 được lắp vào vành ngăn đó và lại tựa lên vành cam

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

ngoài 6 và vành cam trong 7. Trên vành cam 6 và 7 có sẻ các rãnh then hoa để nối với hai nửa trục truyền ra hai bên bánh xe

Hình 1.16 Vi sai cam

1 - Bánh răng côn chủ động 2 - Bánh răng côn bị động 3 - Vỏ vi sai

4 - Vành ngăn 5 - Cam 6 ,7 - Vành cam

- Ưu điểm:

+ Khả năng vượt trơn lầy tốt hơn vi sai đối xứng. tính năng động cơ cao hơn. + Đảm bảo cho ơtơ khơng có trượt quay một trong số các bánh xe chủ động - Nhược điểm:

+Vi sai cam một dẫy sinh ra mô men động khi vi sai làm việc chóng mịn.

+ kết cấu ổ tăng và phải tăng độ bền, độ cứng vững cho tồn bộ cơ cấu do đó sẽ làm tăng trọng lượng và kích thước chung của cơ cấu lên

+ Mms lớn khi quay vòng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất.

b) Vi sai tăng ma sát trong cho vi sai đối xứng

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

 Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát cố định:

- Cấu tạo:(hình 1.19)

Bộ truyền động loại này gồm có: bộ truyền lực chính (bộ bánh răng vành chậu 1 - côn xoắn 8); bộ vi sai gồm 4 bánh răng hành tinh 4, hai bánh răng côn bán trục 3 đều được lắp thêm

hai bộ ly hợp đĩa ma sát.

Trục chữ thập có lỗ rộng bên trong có lị xo để ép hai bánh răng côn bán trục cùng với hai bộ ly hợp vào hai nửa khung vi sai

Hình 1.17 Vi sai tăng ma sát có lực ma sát cố định

1: Bánh răng vành chậu 2: Vỏ vi sai 3: Bánh răng bán trục 4: Bánh răng hành tinh 5: Lò xo ép 6: Đĩa ma sát 8. Bánh răng côn chủ động

- Ưu điểm :

+ Khả năng động lực học tốt hơn các loại vi sai khác.

+ Trị số mô men hãm tỉ lệ với mô men truyền lên các bánh xe + Vi sai tăng ma sát được ứng dụng rộng rãi.

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

- Nhược điểm : + Phải dùng loại dầu cầu đặc biệt.

+ Mms lớn khi quay vòng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất.

 Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát khơng cố định

Hình 1.18 Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát khơng cố định

1: Bánh răng côn chủ động ; 2: Bánh răng vành chậu 3: Vỏ vi sai 4: Đĩa ma sát 5; Trục 6. Bánh răng bán trục 7. Bánh răng hành tinh

- Ưu điểm:

+ Khi đi trên đường có chênh lệch hệ số bám lớn, khả năng động lực học tốt hơn các loại vi sai khác.

+ Trị số mô men hãm tỉ lệ với mô men truyền lên các bánh xe.

- Nhược điểm: Phải dùng loại dầu cầu đặc biệt, không dùng loại dầu thông thường dễ gây sự cố kĩ thuật, phải sử dụng hai bên lốp có kích cỡ, hoa văn, áp suất như nhau.

1.4.5 Chọn kiểu vi sai trong hệ thống truyền lực cho xe

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

Do yêu cầu xe cần có khả năng quay vòng tốt, kết cấu đơn giản, giá thành rẻ và khả năng phân phối đều mô men xoắn ra cả hai bán trục.  Do đó ta chọn loại vi sai bánh răng côn đối xứng giữa các bánh xe có ma sát trong bé.

Hình 1.19 Vi sai bánh răng côn đối xứng

1: Bánh răng vành chậu 2: Nắp bên trái hộp vi sai 3: Bu lông 4: Bánh

răng hành tinh 5: Bánh răng bán trục 6: Trục bánh răng hành tinh 7: Đệm điều chỉnh 8: Bán trục 9: Vỏ vi sai

1.5 Lựa chọn thơng số tính toán và phương án thiết kế

Do yêu cầu làm việc của bộ truyền có tỷ số truyền khơng lớn, tính năng thơng qua khơng địi hỏi cao  ta chọn sơ đồ bố trí động cơ đặt trước, cầu sau chủ động với cơ cấu truyền lực chính đơn loại hypoit

Và nội dung đề tài là: “thiết kế cơ cấu truyền lực chính – vi sai trên ô tô con”, nên ta

sẽ lưạ chọn thông số thiết kế cơ bản dựa trên xe cơ sở Toyota Vios 1.5G 2007

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Loại động cơ 1,5L, 1NZ-FE, xăng

Kiểu 4 xy lanh, thẳng hàng, 16 van, DOHC-VVT-i

Hệ thống nạp nhiên liệu EFI (Phun nhiên liệu điện tử)

Dài x Rộng x Cao (mm) 4300 x 1700 x 1460

Chiều dài cơ sở (mm) 2550

Chiều rộng cơ sở (mm) 1470/1460 (trước/sau) Khoảng sáng gầm xe (mm) 150

Trọng lượng không tải (kg) 1055-1110 Trọng lượng toàn tải (kg) 1520

Bán kính quay vịng tối thiểu m 4,9

Dung tích bình nhiên liệu 42

Giảm sóc trước Kiểu McPherson thanh cân bằng

Giảm sóc sau Thanh xoắn ETA với thanh cân bằng

Công suất cực đại 1070 N

Mô men xoắn cực đại (Nm) 144

Số cầu chủ động 1 cầu chủ động

Khối lượng cầu trước (kg) 800 [Ga1 = 8000 (N)]

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Khối lượng cầu sau (kg) 720 [Ga2 = 7200 (N)] Tỷ số truyền của truyền lực chính I0 = 5,125

Tỷ số truyền của tay số thứ nhất

(Tỉ số truyền vi sai)

Ihs1 = 4,12

Bảng 1. Thông số lựa chọn tính tốn dựa trên xe cơ sở Toyota Vios 1.5G 2007

Chương 2: THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN LỰC CHÍNH VI SAI

2.1 Chọn vật liệu thiết kế

Các bánh răng trong truyền lực chính được chế tạo bằng thép hợp kim có thành phần các bon thấp hoặc trung bình: 12XH3A; 15HM; 18X



; 18XHMA; 20XHM; 35XHMA; 38XH3BA; 18X2H4BA…khi đó ứng suất tiếp xúc và ứng suất pháp tuyến cho phép là: [



]tx = 15000-25000, [KG/cm2]

[



]u = 7000-9000, [KG/cm2]

Truyền động đơn cấp, nên ta không cần phân phối tỷ số truyền.

2.2 Lựa chọn chế đệ tải trọng tính tốn

 Chế độ tính tốn từ động cơ đến bánh răng chủ động: Mtt1 = Memax.itl.



tl = 144.4,12.0,9 = 534 (Nm)

Trong đó:

- Memax: mơ men xoắn lớn nhất trên trục khuỷu động cơ. (KGm)

- itl: tỷ số truyền lực tính từ động cơ đến bánh răng chủ động (tính ở tay số 1); itl = ihs1



tl: hiệu suất truyền lực. Chọn



tl= 0,9

 Chế độ tính tốn tính theo lực bám của mặt đường đến bánh răng chủ động:

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">



: hệ số bám của bánh xe với mặt đường  = (0,7-0,8); chọn  = 0,7 - Gb: tải trọng thẳng đứng mà một bánh xe chủ động chịu được.

Tải trọng tính tốn được lấy: Mtt = Mmin (Mtt1, Mtt2)

Mô men trên trục bánh răng nghiêng được tính theo:

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

+ Sđ: qng đường tính tốn.

+ Si: qng đường tính ở tay số thứ i

+ S0: quãng đường tính cho đến khi đại tu S0 = 100000 (km) - Căn cứ vào bảng hình II-1(TKCTM), với vận tốc trung bình đã chọn

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Std =Sd.Kn

S'td =Sd.Kn'

Trong đó:

+ Kn: hệ số tính bền lâu theo ứng suất uốn

+ K’n: hệ số tính bền lâu theo ứng suất tiếp

- Xác định thời gian làm việc của bánh răng :

Dựa vào hình bảng II-5 (TKCTM) ta xác định : + Thời gian làm việc của các tay số tiến là :

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

2.3.2.2 Các thơng số hình học của cặp bánh răng truyền lực chính hypoit

Hình 2.1 Các thơng số cơ bản của truyền lực chính

LChiều dài đường sinh d1Đường kính vịng chiah1’Chiều cao răng d2Đường kính vịng chiah2’Chiều cao răng 1 Góc mặt nón lăn

h1”Chiều cao chân răng 2 Góc mặt nón lăn

h2”Chiều cao chân răng e1 Góc cơn ngồi

h Chiều cao tồn bộ răng e2 Góc cơn ngồidtb1Đường kính trung bình 1 Góc chân răng dtb2Đường kính trung bình 2 Góc chân răng

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

- Mô đun pháp tuyến:

- Chiều cao đầu răng: h’ = ms = 6 mm.

- Chiều cao chân răng: h” = 1,25 .ms = 1,25 .6 = 7,5 mm.

- Chiều rộng bánh răng: b = l .L

với l là hệ số chiều rộng bánh răng ,chọn l = 0,3 ta có :

b = 0,3.130 = 39 mm.

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

- Mô đun mặt pháp tuyến của răng:

</div>

Thiết kế cơ cấu truyền lực chính – vi sai ô tô con. Mô phỏng cơ cấu truyền lực chính - VISAI sử dụng phần mềm CATIA

<b>VIÊN CƠ KHÍ </b>

<b>LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP </b>

<b>THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN LỰC CHÍNH – VI SAI Ô TÔ CON. MÔ PHỎNG CƠ CẤU TRUYỀN LỰC CHÍNH </b>

<b>- VISAI SỬ DỤNG PHẦN MỀM CATIA </b>

<b>Ngành: cơ khí </b>

<b>Chun ngành: cơ khí ơ tơ </b>

<b>Giảng viên hướng dẫn: ThS.Thái Văn Nông Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Cảnh </b>

<b>MSSV: 17H1080036 Lớp: CO17CLCB </b>

<b>Tp. Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 07 năm 2022 </b>















Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về