1

Mục Lục
Tên chương mục
Lời nói đầu
Chương I – TỔNG QUAN
1.1 Luận chứng kinh tế
1.2. Lựa chọn phương án thiết kế.
1.3. Giới thiệu chung về xe ô tô Ford Transit.
1.4. Giới thiệu hộp số thiết kế
1.5. Giới thiệu mục tiêu và nội dung đề tài
Chương II – TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ.
2.1 Tính toán các thông số cơ bản của hộp số.
2.2 Kiểm tra khả năng làm việc của đồng tốc.
2.3 Kiểm tra bền bánh răng.
2.4 Kiểm tra bền trục.
2.5 Tính chọn ô lăn.
Chương III – KHAI THÁC KĨ THUẬT HỘP SỐ
3.1. Những chú ý khi sử dụng HS
3.2. Chẩn đoán kỹ thuật HS
3.3 Bảo dưỡng kỹ thuật HS
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang
2
3
3
3
6
8

9
10
10
21
23
31
37
40
40
41
42
45
46

LỜI NÓI ĐẦU
Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.
Ngành cơ khí ôtô là một trong những ngành đang trong quá trình phát triển
mạnh, với nhiều nhà máy sản xuất tiên tiến mọc lên. Ôtô ngày nay càng ngày


2

càng được sử dụng rộng rãi trong thực tế đời sống vì nhưng tiện ích mà nó
mang lại. Một trong những bộ phận không thể thiếu của ôtô và ảnh hưởng
trực tiếp đến quá trình điều khiển ôtô,đó là hộp số.
Ngày nay, hộp số ôtô khá phong phú về chủng loại, về kết cấu công
nghệ. Nhưng phổ biến nhất là hộp số sàn, các loại xe chất lượng cao còn được
trang bị hộp số tự động.Tuy có một số nhược điểm so với hộp số tự động
nhưng hộp số sàn vẫn có những ưu điểm và được sử dụng phổ biến trong các
loại ôtô hiện nay, đặc biệt là các ô tô đã sản xuất tại Việt Nam. Trong quá

trình học tập tại trường, qua các đợt thực tập tốt nghiệp em đã lắm bắt được
những kiến thức cơ bản về hộp số, từ kết cấu đến công nghệ chế tạo cơ bản…
Để tìm hiểu sâu hơn về hộp số, Em đã chọn đề tài “Thiết kế hộp số 3
trục trên cơ sở xe Ford Transit”. Em đã cố gắng trình bày những vấn đề cơ
bản nhất về hộp số, ứng dụng và tính toán các chi tiết của hộp số nhằm đưa
hộp số thiết kế đạt tới điều kiện tối ưu nhất có thể. Mặc dù đã rất cố gắng,
nhưng do tài liệu, năng lực có hạn nên chắc chắn đồ án không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý của các thầy cùng các bạn để
luận văn được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Ths Nguyễn
Quang Cường đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất cho em
hoàn thành luận đồ án.
Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Giáp Văn Khanh

CHƯƠNG I – TỔNG QUAN
1.1 Luận chứng kinh tế.

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


3

Ở các nước công nghiệp phát triển, công nghiệp ô tô là ngành kinh tế mũi
nhọn. Trong khi đó thực trạng ngành công nghiệp ô tô nước ta đang gặp phải
nhiều khó khăn, các doanh nghiệp ô tô lớn của đất nước vẫn chủ yếu là nhập

phụ tùng từ các nước về và tiến hành lắp.
Do vậy muốn ngành công nghiệp ô tô nước ta phát triển thì phải từng
bước nội địa hóa các phụ tùng. Từ đó có thể có thể thúc đẩy các ngành công
nghiệp phụ trợ trong nước phát triển. Việc sản suất ra các phụ tùng, trước tiên
để phục vụ nhu cầu phụ tùng để phục vụ công việc sửa chữa, tiếp đó là phục
vụ phụ tùng cho việc lắp ráp ô tô mới.
Để có thể chế tạo được các phụ tùng có thể lắp lẫn được trên các xe ô tô
hiện nay, nhiệm vụ đặt ra là phải có đội ngũ cán bộ kĩ sư ô tô am hiểu về công
nghệ chế tạo và tính toán thiết kế các tổng thành phù hợp để sử dụng cho từng
loại xe cụ thể.
Việc thiết kế, chế tạo hộp số có vai trò hết sức quan trọng trong công cuộc
công nghiệp hóa, hiện đạ hóa đất nước. Nó thúc đẩy ngành công nghiệp phụ
trợ cho ngành công nghiệp ô tô nước ta có thể có bước tiến vững chắc, chủ
động được nguồn cung cấp phụ tùng. Từ đó sẽ đi đến việc xây dựng các nhà
máy sản xuất và lắp ráp ô tô mang thương hiệu Việt Nam.
Với mục tiêu đề gia của đất nước là phấn đấu đến năm 2020 Việt Nam cơ
bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại, Chiến lược phát triển
Kinh tế - Xã hội của đất nước giai đoạn 2011-2020 đã xác định rõ: Phát triển
mạnh công nghiệp theo hướng hiện đại, nâng cao chất lượng và sức cạnh
tranh. Theo đó: ưu tiên phát triển các sản phẩm có khả năng tham gia mạng
sản xuất và chuỗi giá trị toàn cầu thuộc các ngành công nghiệp công nghệ cao,
công nghiệp cơ khí... Phát triển mạnh công nghiệp hỗ trợ. Vì vậy việc thiết kế
chế tạo hộp số, có tầm quan trọng trong việc phát triển mạnh các ngành công
nghiệp hỗ trợ cho việc phát triển ngành ô tô trong tương lai.
1.2 Lựa chọn phương án thiết kế.

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh



4

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.
Xe Ford Transit có sơ đồ bố trí các hệ thống truyền lực như sau:

Hình 1.1 Sơ đồ bố trí chung các hệ thống trên ô tô
(1) Động cơ; (2) Li hợp; (3) hộp số;(4) các đăng; (5) cầu chủ động;

(6) bán trục; (7) moay ơ bánh xe; (8) bánh xe.
Vậy với xe có cầu sau chủ động thì ta có các phương án sử dụng hộp số sau:
-

Hộp số 2 trục: được sử dụng phổ biến trên ô tô du lịch (xe có tải trọng
phân bố lên hai cầu là tương đương nhau..

Hình 1.2 Hộp số 2 trục đặt dọc.
•

Ưu điểm.

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


5


+ Có hiệu suất cao, bởi vì ở tất cả số truyền làm việc sự ăn khớp
chỉ qua một cặp bánh răng.
+ Có thể tang nhiều độ cứng vững và độ bền của các chi tiết, bởi
vì trong hộp số này không có cụm nào bị hạn chế bởi điều kiện
kích thước.
+ Kết cấu đơn giản, tiện lợi khi sử dụng.
• Nhược điểm.
+ Không tạo được ra số truyền thẳng.
+ Kích thước lớn do tỉ số truyền của hộp số chỉ thông qua sự ăn
-

khớp của một cặp bánh răng.
Hộp số 3 trục: loại này được sử dụng rộng rãi trên nhiều loại ô tô, hộp
số loại này thông thường có từ 3 đến 6 cấp, với những ô tô có tính cơ
động cao từ 10 đến 12 cấp (thêm bộ chia).

Hình 1.3 Kết cấu hộp số 3 trục dọc
• Đặc điểm kết cấu:
+ Trục sơ cấp đồng thời là trục bị động của li hợp, trục này được
gối lên hai ổ: một ổ thanh lăn trong hốc bánh đà ở đuôi trục
khuỷu động cơ và một ổ được đặt trên vỏ hộp số. Bánh răng trên
trục sơ cấp là bánh răng nghiêng ,thường được chế tạo liền trục
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


6


luôn ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian và có vành răng
để gài số truyền thẳng.
+ Trục trung gian: được đặt lên hai ổ ở vỏ hộp số. Các bánh răng
lắp trên trục trung gian thường chế tạo liền một khối hình tháp
lắp cố định với trục. Tất cả các bánh răng đều là bánh răng trụ
răng nghiêng.
+ Trục thứ cấp: được đặt trên hai ô bi, một ổ bi đũa trong hốc
bánh răng trên trục sơ cấp, một ổ đặt ở phía sau của vỏ hộp số.
+ Trục số lùi: được liên kết cứng với vỏ hộp số trên trục có bánh
răng đảo chiều quay tròn nhờ bạc.
• Ưu điểm:
+ So với hộp số hai trục thì khi có cùng kích thước ngoài thì hộp
số ba trục dọc cho ta tỉ số truyền lớn hơn
+ Có số truyền thẳng.
• Nhược điểm:
+ Trừ số truyền thẳng, các số còn lại đều ăn khớp qua hai cặp
bánh răng (số lùi qua ba cặp bánh răng) nên hiệu suất truyền lực
-

giảm.
Nhận xét:
Vậy với các ưu điểm của hộp số ba trục so với hộp số hai trục nên ta

chọn hộp số loại 3 trục dọc có trục sơ cấp và trục thứ cấp nằm đồng tâm
với nhau, với số cấp số là 5 cấp số tiến và 1 số lùi.

1.3. Giới thiệu chung về xe ô tô Ford Transit.
Ta có sơ đồ tuyến hình của xe:


GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


7

Hình 1.4 Sơ đồ tuyến hình của xe Ford Transit
Bảng 1.1 Thông số kĩ thuật của xe Ford Transit 2005
Động cơ

Transit 16 chỗ Động cơ xăng

Động cơ

Động cơ xăng 2.3L - DOHC 16 van

Loại

4 xi lanh thẳng hàng

Dung tích xy lanh (cc)

2261

Đường kính xy lanh x Hành trình piston (mm)

87.5 x 94.0


Công suất cực đại (PS/vòng/phút)

145 / 5250

Mô men xoắn cực đại (Nm/vòng/phút)

210 x 3850

Hộp số

5 số tay

Tỷ số truyền cầu sau

5.11

Ly hợp

Đĩa ma sát khô, dẫn động bằng thuỷ lực

Kích thước và trọng lượng

Transit 16 chỗ Động cơ xăng

Dài x Rộng x Cao

5800 x 1974 x 2520

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường


SVTH: Giáp Văn
Khanh


8

Chiều dài cơ sở

3750

Vệt bánh trước

1737

Vệt bánh sau

1737

Khoảng sáng gầm xe

207

Trọng lượng toàn tải

3500

Bán kính vòng quay nhỏ nhất

7.0


Trọng lượng không tải

2218

Hệ thống treo

Transit 16 chỗ Động cơ xăng

Trước

Hệ thống treo độc lập dùng lò xo xoắn
và ống giảm chấn thủy lực

Sau

Hệ thống treo phụ thuộc dùng nhíp lá
với ống giảm chấn thủy lực

1.4. Giới thiệu hộp số thiết kế.
Ta có sơ đồ cấu tạo của hộp số thiết kế như sau:

Hình 1.5: Sơ đồ cấu tạo của hộp số thiết kế.
(1) Trục sơ cấp,

(2) Trục trung gian
(3) Trục thứ cấp
(4) Vỏ hộp số
(5) Trục số lùi
(6) Đồng tốc gài số 1 và số lùi
(7) Đồng tốc gài số 2 và số 3 (8) Đồng tốc gài số 4 và số 5

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


9

-

Hộp số thiết kế là hộp số dọc có 3 trục 5 cấp: 5 số tiến và 1 số lùi. Trục

-

sơ cấp và trục thứ cấp nằm đồng trục với nhau.
Các cặp bánh răng luôn ăn khớp là các bánh răng nghiêng, các cặp

-

bánh răng trên hộp số đều là bánh răng nghiêng.
Các bánh răng trên trục trung gian được chế tạo rời và lắp chặt trên trục

-

trung gian.
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 đũa 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.
Ta có:
+ Tất cả các số đều được gài bằng bộ đồng tốc.
+ Số 5 là số truyền thẳng.

1.5 Nội dung đề tài
Công tác thiết kế tính toán được tổng hợp bởi nhiều bài toán phức tạp
với lý luận chặt chẽ, việc tính toán cụ thể cho từng chi tiết, cụm chi tiết là
điều không dễ dàng. Trong khuôn khổ của một đồ án tốt nghiệp, đề tài đã giải
quyết được một số nội dung sau:
+ Lựa chọn được loại hộp số thiết kế phù hợp
+ Tính toán thiết kế hộp số 3 trục.
+ Khai thác kĩ thuật hộp số
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường


SVTH: Giáp Văn
Khanh


10

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ.
2.1 Tính toán các thông số cơ bản của hộp số.
Sơ đồ hộp số thiết kế:

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hộp số thiết kế.
2.1.1 Xác định tỉ số truyền của các tay số.
a) Tỉ số truyền tay số 1.
-

Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định dựa trên cơ sở đảm bảo khắc
phục được sức cản lớn nhất của mặt đường mà không bị trượt
Do đó được xác định theo điều kiện cản chuyển động:
Trong đó :
- hệ số cản tổng cộng của đường chọn
- trọng lượng toàn bộ của xe
- mô men xoắn cực đại của động cơ,

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh



11

- tỷ số truyền của truyền lực chính,
- hiệu suất truyền lực chọn
- bán kính động lực học của bánh xe

- hệ số kể đến sự biến dạng của lốp
là độ cao của thành lốp

Thay các thông số vào công thức ta được:
b) Tỷ số truyền các tay số còn lại
 Tỉ số truyền của các số tiến.
- Tỉ số truyền của tay số 5 là số truyền thẳng =>

-

Tỉ số truyền của các số 2, 3, 4

Tỉ số truyền ở các tay số là:
+ Tay số 2:
+ Tay số 3:
+ Tay số 4:
-

Tỷ số truyền số lùi: (il)
Tỷ số truyền số lùi trong hộp số thường được chọn trong khoảng
Trong đó: - tỷ số truyền tay số 1
Đối với xe này ta chọn tỷ số truyền số lùi như sau:
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường


SVTH: Giáp Văn
Khanh


12

2.1.2 Chọn vật liệu
Do điều kiện làm việc nặng nhọc, truyền lực lớn, tốc độ vòng quay lớn mà
yêu cầu hộp số nhỏ gọn 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:
Loại thép:C45
Nhiệt luyện: thấm cácbon
Độ cứng : 46…53 HRC
[
[

σ
b

] = 650 MPa

σ
ch

] = 400 MPa


2.1.3 Tính toán các kích thước cơ bản của hộp số.
a) Khoảng cách trục sơ bộ.
-

Khoảng cách trục sơ bộ được xách định theo công thức kinh nghiệm:
Trong đó:
hệ số kinh nghiệm chọn
là mô men xoắn cực đại của động cơ

Chọn
b) Xác định mô dun của bánh răng.
-

Mô dun bánh răng nghiêng:
Chọn

c) Kích thước chiều trục của hộp số.

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


13

Kích thước chiều trục cuẩ hộp số được xác định dựa vào kích thước chiều
rộng của các chi tiết lắp trên trục như: Bánh răng, ổ trục, đồng tốc.
Các kích thước nầy được xác định sơ bộ như sau:
-


Chiều rộng vành răng:

Vậy chọn cho bánh răng ứng với tỷ số truyền lớn.
cho các bánh răng ứng với tỉ số truyền bé.
-

Chiều rộng của đồng tốc: phụ thuộc vào kết cấu và có giá trị:
Chọn

d) Góc nghiêng của răng.
-

Đối với xe vận tải thì góc ngiêng của các bánh răng được chọn như sau:
Ta chọn góc nghiêng của các bánh răng là như nhau:

e) Xác định số răng của các bánh răng.


Số răng tổng cộng của từng cặp bánh răng:

Vậy chọn
 Số răng của từng cặp bánh răng ăn khớp:
- Tỉ số truyền của cặp bánh răng luôn ăn khớp:
Chọn
- Số răng của cặp bánh răng luôn ăn khớp:
Ta có:

- Tỉ số truyền của các cặp bánh răng được gài:


Ta có:

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


14

Với là tỉ số truyền của các cặp bánh răng được gài. Vậy ta tính được tỉ
số truyền của các cặp bánh răng được gài:
+ Tỉ số truyền cặp bánh răng gài số 1:
+ Tỉ số truyền cặp bánh răng gài số 2:
+ Tỉ số truyền cặp bánh răng gài số 3:
+ Tỉ số truyền cặp bánh răng gài số 4:
- Số răng của cặp bánh răng gài số 1:

Ta có:
- Số răng của cặp bánh răng gài số 2:

Ta có:
- Số răng của cặp bánh răng gài số 3:

Ta có:
- Số răng của cặp bánh răng gài số 4:

Ta có:



Xác định lại tỉ số truyền của các cặp bánh răng gài số.
- Tỉ số truyền của cặp bánh răng gài số 1:
- Tỉ số truyền của cặp bánh răng gài số 2:
- Tỉ số truyền của cặp bánh răng gài số 3:
- Tỉ số truyền của cặp bánh răng gài số 4:



Xác định lại tỉ số truyền của hộp số.
Ta có:
Vậy tỉ số truyền của các cấp trong hộp số:
+ Cấp số 1:
+ Cấp số 2:
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


15

+ Cấp số 3:
+ Cấp số 4:


Xác định số răng của bánh răng số lùi.
- Ta có tỉ số truyền của các cạp bánh răng số lùi trên trục trung gian tới
bánh răng gài số lùi trên trục thứ cấp:
- Gọi:


: là số răng bánh răng số lùi trên trục trung gian.
: là số răng của bánh răng trên trục số lùi luôn ăn khớp với bánh
răng số lùi trên trục trung gian.
: là số răng của bánh răng số lùi trên trục thứ cấp.
- Chọn tỉ số truyền cùa cặp bánh răng luôn ăn khớp của trục trung gian
và trục số lùi là:
- Tỉ số truyền của cặp bánh răng gài số lùi là:
- Bánh răng trên trục trung gian không ăn khớp trực tiếp mà thông qua

bánh răng trung gian trên trục số lùi.
Chọn:
- Số răng cùa bánh răng số lùi luôn ăn khớp trên trục trung gian là:

- Số răng của bánh răng số lùi luôn ăn khớp trên trên trục số lùi:
- Vậy tỉ số truyền chính xác của số lùi là:


Xác dịnh khoảng cách trục số lùi với trục trung gian và trục thứ cấp.
- Khoảng cách trục số lùi với trục trung gian.
- Khoảng cách trục số lùi với trục thứ cấp.

f) Hiệu chỉnh bánh răng.
-

Xác định chính xác khoảng cách trục:
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh



16

+ Cặp bánh răng luôn ăn khớp:
+ Cặp bánh răng gài số 1:
+ Cặp bánh răng gài số 2:
+ Cặp bánh răng gài số 3:
+ Cặp bánh răng gài số 4:
Bảng 2.1 tỉ số truyền và số răng các bánh răng tương ứng
Số
1

2

3

4

5

L

22
14
43
57
4,9136
106,2

22

18
39
57
3,4672
106,2

22
24
33
57
2,2
106,2

22
29
28
57
1,5448
106,2

0
0
0
0
1
106,2

0
14
40

56
6,07
98

Thông số

Vậy chọn khoảng cách trục là:
Tính chính xác góc nghiêng của các bánh răng để đảm bảo khoảng cách
trục là

g) Tính trục hộp số


Trục sơ cấp.
- Đường kính trục sơ bộ:
Với
: là hệ số kinh nghiệm, chọn
Vậy chọn
- Chiều dài trục:



Trục trung gian.
- Đường kính trục sơ bộ:
Chọn
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh



17

- Chiều dài trục:


Trục thứ cấp.
- Đường kính trục sơ bộ:
Chọn
- Chiều dài trục:



Trục số lùi.
- Đường kính trục số lùi:
Chọn

h) Đường kính vòng chia.


Bán kính vòng chia của bánh răng được xác định theo công thức:
Trong đó:
: mô đun pháp tuyến của bánh răng thứ
: Số răng của bánh răng thứ , bảng 2.1
: Góc nghiêng của bánh răng,
Lần lượt thay các giá trị , , tương ứng ta được các giá trị bán kính vòng
chia bánh răng chủ động , bánh răng bị động ; khoảng cách trục ăn
khớp ; đường kính trục lắp bánh răng chủ động , đường kính trục lắp
bánh răng bị động và các giá trị tính được được trên bảng 2.2


Bảng 2.2 giá trị tính toán các đại lượng bán kính bánh răng và đường kính
ngõng trục
Thông
số

Số
răng

Mô
dun

22

3,5

Bán Chiề
kính u cao
vòng răng
chia
41,1 8,75

35

3,5

65,4

8,75

35


14

3,5

26,2

8,75

43

3,5

80,3

8,75

BR

Đườn Góc
g kính nghiên
ngõng g
trục
40
20,5

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

Góc ăn
khớp

20

106,5

20,5

20

106,5

40

20,5

20

106,5

50

20,5

20

106,5

SVTH: Giáp Văn
Khanh



18

18

3,5

33,6

8,75

50

20,5

20

106,5

39

3,5

72,9

8,75

50

20,5


20

106,5

24

3,5

44,8

8,75

50

20,5

20

106,5

33

3,5

61,7

8,75

45


20,5

20

106,5

29

3,5

54,2

8,75

40

20,5

20

106,5

28

3,5

52,3

8,75


40

20,5

20

106,5

16

3,5

23

8,75

30

20,5

20

106,5

40

3,5

75


8,75

40

20,5

20

98

2.2 Kiểm tra khả năng làm việc của đồng tốc.
2.2.1 Lựa chọn đồng tốc.
Khi gài số ta có nhiều cách gài số khác nhau, ta có thể sử dụng ống gài số
hoặc sử dụng các bộ đồng tốc. Tuy nhiên để tăng bền, tránh va đập giữa các
bánh răng khi ăn khớp, vào số êm nhẹ ta cần sử dụng cơ cấu gài số đảm bảo
những điều kiện trên. Có nghĩa đảm bảo tốc độ quay của các bánh răng cân
bằng nhau trước khi chúng ăn khớp với nhau. Với mục đích đó ta gài số bằng
bộ đồng tốc quán tính.
-

Các loại đồng tốc quán tính:
+ Đồng tốc quán tính kiểu chốt hãm: dung phổ biến ở các xe tải và xe
khách cỡ nhỏ và cỡ lớn.

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh



19

Hình 2.2 kết cấu đồng tốc quán tính kiểu chốt hãm
+ Đồng tốc quán tính kiểu răng hãm: sử dụng trên hộp số xe du lịch và
xe khách cỡ nhỏ.

Hình 2.3 kết cấu đồng tốc quán tính kiểu răng hãm
Vì hộp số thiết kế trên cơ sở xe Ford Transit là xe khách cỡ nhỏ nên ta
chọn sử dụng loại đồng tốc là loại đồng tốc quán tính kiểu răng hãm.
2.2.2 Tính toán đồng tốc.
-

Góc hãm của đồng tốc:
µ r
tgβ ≤
.
sin α r
1
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


20

Trong đó:
: góc của bề mặt hãm.
: Góc bè mặt hình côn, chọn
: hệ số ma sát giữa các bề mặt ma sát hình côn, chọn

: bán kính trung bình của bề mặt côn, chọn
Bán kính trung bình của bề mặt hãm,
chọn
Thay số vào ta có:

2.3 Kiểm tra bền bánh răng.
2.3.1 Mô men truyền đến trục theo từng tay số.
-

Mô men truyền đến trục của từng tay số được xác định theo công thức.
Trong đó:
: mô men tại vị trí đang xét
: tỉ số truyền từ động cơ đến bánh răng đang xét.
Vậy ta tính được:
+ Mô men truyền đến trục trung gian:
Với:
Trong đó
là hiệu suất ổ bi
hiệu suất truyền lực của bánh răng.


+ Mô men truyền đến trục thứ cấp:
Ta có hiệu suất truyền lực của hộp số là:


Tại bánh răng gài số 1:



Tại bánh răng gài số 2:




Tại bánh răng gài số 3:

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


21



Tại bánh răng gài số 4:



Tại bánh răng gài số 5:



Tại bánh răng gài số lùi:
Ta có:
Suy ra:

2.3.2 Lực tác dụng lên bánh răng.



Sơ đồ lực tác dụng lên bánh răng.

R1Y

b

a

c
R2Y

P1
Qa

R1X

Pa
R3Y

R3X

Ra
R’a

Q1

P’a
Q’a

Q’1


Y
R2X
R4Y

R’1

R4X

Z

P’1
X

a

Hình 2.4: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh răng.
 Các lực tác dụng
lên bánh răng.
b
c
- Lực tiếp tuyến.
-

Lực hướng kính.

-

Lực dọc trục.


Trong đó
: là mô men xoắn trên trục tại bánh răng
: đường kính vòng lăn của bánh răng
: là góc nghiêng của bánh răng trụ răng nghiêng
 Cặp bánh răng luôn ăn khớp.
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


22

 Cặp bánh răng gài số 1.

 Cặp bánh răng gài số 2.

 Cặp bánh răng gài số 3.

 Cặp bánh răng gài số 4.

 Cặp bánh răng gài số lùi.

2.3.3 Tính bền theo ứng suất tiếp xúc.


Ưng suất tiếp xúc được tính theo công thức sau:
Trong đó:
: là lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh răng,
: chiều dài tiếp xúc của răng,

b : chiều rộng vành răng.
+ Chiều dài tiếp xúc của cặp bánh răng gài số 1, số 2 và số lùi.
+ Chiều dài tiếp xúc của cặp bánh răng luôn ăn khớp, gài số 3 và số 4.

: mô duyn đàn hồi của vạt liệu làm bánh răng,
góc ăn khớp.
: bán kính vòng lăn của bánh răng chủ động và bị động.
 Ứng suất tiếp xúc cho cặp bánh răng luôn ăn khớp:



Ứng suất tiếp xúc cho cặp bánh răng gài số 1:
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


23



Ứng suất tiếp xúc cho cặp bánh răng gài số 2:



Ứng suất tiếp xúc cho cặp bánh răng gài số 3:




Ứng suất tiếp xúc cho cặp bánh răng gài số 4:

-

Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Như vậy ta có các giá trị ứng suất tiếp xúc nhỏ hơn các giá trị cho phép
của ứng suất tiếp xúc nên bánh răng đả bảo điều kiện tiếp xúc.

2.3.4 Tính bền theo ứng suất uốn.
•

Ứng suất uốn:
: hệ số bổ sung tính đến sự tập trung ứng suất, với bánh răng nghiêng
: lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh răng
: chiều rộng vành răng
: hệ số biến dạng răng, không điều chỉnh có thể chọn theo số liệu tra
theo .
Z : là số răng thực tế của bánh răng.
β = là góc nghiêng của răng.



Ứng suất uốn của cặp bánh răng luôn ăn khớp.





Ứng suất uốn của cặp bánh răng gài số 1.
GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường


SVTH: Giáp Văn
Khanh


24



Ứng suất uốn của cặp bánh răng gài số 2



Ứng suất uốn của cặp bánh răng gài số 3.



Ứng suất uốn của cặp bánh răng gài số 4.



Ứng suất uốn của cặp bánh răng gài số lùi.



Ta có ứng suất uốn cho phép:
+ Ở số thấp và số lùi:
+ Ở số cao :

Vậy các giá trị ứng suất uốn của bánh răng đều nằm trong giới hạn cho

phép, nên bánh răng đảm bảo điều kiện bền uốn.

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

SVTH: Giáp Văn
Khanh


25

2.4 Kiểm tra bền trục.
2.4.1 Kiểm tra bền cho trục sơ cấp
a) Lực tác dụng lên trục.
-

Sơ đồ lực tác dụng lên trục sơ cấp:

M

GVHD: Th.s Nguyễn Quang Cường

N

SVTH: Giáp Văn
Khanh