Chương 7: TRUYỀN LỰC CHÍNH
1. Công dụng, yêu cầu, phân loại
1.1.
Công dụng
Truyền lực chính là để tăng mômen xoắn và đổi hướng truyền mômen xoắn từ chiều
dọc xe thành chiều ngang các bán trục trong trường hợp động cơ đặt dọc.
1.2.
Yêu cầu
Đảm bảo tỷ số truyền cần thiết, kích thước và trọng lượng nhỏ, khoảng sang gầm xe
đạt yêu cầu tính năng thông qua của xe.
Có hiệu suất cao khi vận tốc gốc và nhiệt độ thay đổi.
Đảm bảo vận hành êm dịu, không ồn, tuổi thọ cao.
1.3.
Phân loại
a) Dựa theo loại truyền lực chính có:
- Loại bánh răng nón (bánh răng nón răng thẳng, bánh răng nón răng cong,
loại hypôít)
- Loại bánh răng trụ
- Loại trục vít
b) Dựa vào số cặp bánh răng ăn khớp
- Loại đơn (io = 3 ÷ 7)
- Loại kép (io = 5 ÷ 12)
c) Dựa theo số cấp truyền
- Loại 1 cấp
- Loại 2 cấp


2. Kết cấu truyền lực chính
2.1.
Truyền lực loại đơn
Truyền lực chính loại đơn thường là 1 cặp bánh răng nón (răng thẳng hoặc răng

xoắn), hoặc một cặp bánh răng hypôít để tăng mô-men xoắn ( tỷ số truyền lực chính
io >1) và thông qua bộ vi sai truyền mô-men xoắn đến hai bán trục của xe.
Trên hình 7-1 là các loại truyền lực chính loại đơn

.Hình 7-1. Truyền lực chính loại đơn
a) Cặp bánh răng nón
b) Cặp bánh răng hypôít
c) Cặp bánh răng vít
2.2.
Truyền lực chính loại kép
Truyền lực chính loại kép có có hai cặp bánh răng (một cặp bánh răng nón, một cặp
bánh răng trụ). Tùy theo cách bố trí 2 cặp bánh răng có thể chia ra truyền lực chính
kiểu tập trung và truyền lực chính kiểu phân tán.
a) Truyền lưc chính kiểu tập trung (hình 7-2)
Hình 7-2 giới thiệu bộ truyền lực chính kiểu tập trung, gồm hai cặp bánh răng lắp
ráp chung vào một hộp giảm tốc nằm ở giữa cầu chủ động.

Hình 7-2. Truyền lực chính loại kép kiểu tập trung
a) Hai trục nằm trong mặt phẳng ngang
b) Hai trục nằm trong mặt phẳng đứng


b) Truyền lực chính loại kép kiểu phân tán

Hình 7-3. Truyền lực chính loại kép kiểu phân tán
Phân cặp bánh răng nón và bánh răng trụ thành hai hôp giảm tốc:
Hộp giảm tốc trung tâm là truyền lực trung ương
Hộp giảm tốc ở bánh xe chủ động là truyền lực cuối cùng.
Truyền lực cuối cùng có nhiều dạng như sau:


Hình 7-4. Truyền lực cuối cùng bánh răng trụ
a) Bánh răng ăn khớp ngoài
b) Bánh răng ăn khớp trong


Hình 7-5. Truyền lực cuối cùng bánh răng hành tinh
a) Bánh răng hành tinh trụ
b) Bánh răng hành tinh nón
1. Bánh răng bao
2. Bánh răng hành tinh
3. Bánh răng trung gian
4. Cần dẫn
2.3.
Truyền lực chính hai cấp
Truyền lực chính hai cấp cho phép thay đổi tỷ số truyền của truyền lực chính i o (io1 ≠
io2). Qua đó cho xe thay đổi đường đặc tính kéo phù hợp với từng loại đường.
Trên hình 7-6 là một trường hợp về truyền lực chính hai cấp.

Hình 7-6. Cấu tạo truyền lực chính hai cấp
3. Tính kích thước truyền lực chính
Tính toán kích thước truyền lực chính bao gồm: tính toán đường sinh L, chọn các số
răng z1, z2. Tính toán mô-đun pháp tuyền mn ở đáy răng, chọn chiều xoắn và góc
xoắn.


3.1.

Tính tỷ số truyền lực chính io:
;
(7-1)

nemax là số vòng quay ứng với tốc độ tối đa Vmax
nemax =
nemax= 2600÷5500 v/min - xe du lịch
nemax=2000÷2600 v/min – xe tải
vmax tốc độ tối đa km/h

3.2.
Chọn z1 và z2
Căn cứ giá trị io chọn z1 theo bảng 7.1
Chọn tỷ số
Bảng 7.1 : chọn z1 theo io
io
z1
3.3.

2,5
3
4
5
6÷8
15
12
9
7
6
Tính đường sinh L theo công thức kinh nghiệm
;
(7-2)
L là chiều dài đường sinh (mm)
Memax mô-men xoắn cực đại động cơ

io tỷ số truyền chính

3.4.
Tính toán và chọn mô-đun pháp tuyến
Vì bán kính vòng tròn cơ sở của các bánh răng chủ động và bị động ở đáy là :

Cho nên theo kích thước hình học của bánh răng ta có :
(7-3)
là góc nghiêng đường xoắn của răng
z1, z2

số răng của bánh
răng chủ động và bị
động của truyền lực
chính


Hình 7-7. Các thông số hình hoc của bánh răng nón
3.5.
Các thông số thường chọn
o
αn= 20 – góc ăn khớp tiết diện pháp tuyến cho xe tải
αn= 17o30’ ; 16o ; 14o – góc ăn khớp tiết diện pháp tuyến cho xe du lịch
β= 35o ÷ 45o
3.6.
Xác định mô-đum pháp tuyến ở tiết diện trung
bình
;
(7-4)
b là chiều rộng của răng

đối với bánh răng chủ động :
b = ( 0,25 ÷ 0,3)L – cho xe du lịch
b = (0,3 ÷ 0,4)L – cho xe tải
Đối với bánh răng bị động chó thể chọn bằng hoặc ngắn hớn 3 ÷ 4 (mm)
Các thông số còn lại có thể chon hoặc tra theo bảng ở sách ”Chi tiết máy”
4. Tính toán bền truyền lực chính
Trường hợp tổng quát tuyền lực chính có 1 cặp bánh răng nón răng xoắn
4.1.

Các
lực tác
dụng


Hình 7-8. Các lực tác dụng lên cặp bánh răng nón
Giả thuyết điểm đặt lực A nằm trên bán kính trung bình r tb. Tại đó ta phân tích lực
tác dụng tương hổ N giữa hai bánh răng thành ba lực thành phần
-

Lực vòng P
Lực chiếu trục Q
Lực hường kính R

Trên hình 7-8 trong mặt phẳng vuông góc với đường xoắn của răng, lực N được
phần tích thành 2 lực P1 và P2, góc hợp bởi P1 và P2 là α và . Lực P1 lại được phân
tích thành hai lực P và S, trong đó lực S theo phương trình đường sinh và lực P theo
phương trình tiếp tuyền với vòng tròn lăn, góc hợp bởi P và P1 là β, .
Giá trị các lực thành phần được tính như sau :
;
S = P.tgβ


(7-5)
;

P2 = P1tgβ = ;

(7-6)
(7-7)

M là mô-men tác dụng lên bánh răng đang xét.

Hình 7-9. Sơ đồ phân tích lực S và P2 thành các thành phần.


Sau khi tiếp tục phân tích các lực S và P2 và tổng hợp các thành phần này lại theo
chiều trục x và y ta sẽ nhận được lực chiếu trục Q và lực hướng kính R.
;

(7-8)

;

(7-9)

Thay các giá trị (7-6), (7-7) vào (7-8) và (7-9) tổng quát ta nhận được:
;

(7-10)

;


(7-11)

Quy định chọn dấu theo bảng 7-2
Bảng 7-2. Chọn dấu lực Q và R
Chiều của M
Dương (+)
Âm ( - )

Răng xoắn
Phải
Trái
Phải
Trái

Lực Q (7-10)
+
+
-

Lực R (7-11)
+
+

Hình 7-10. Quy định về chiều xoắn của răng
a. Xoắn phải
b. Xoắn trái
Trên hình 7-10 chiều xoắn được quy định:
-


Đường răng đi khỏi đáy nhỏ theo thuận chiều kim đồng hồ là chiều xoắn
phải; ngược chiều kim đồng hồ là xoắn trái.
Bánh răng đáy lớn quay theo chiều thuận kim đồng hồ là mô-men M dương;
chiều ngược kim đồng hồ là mô-men M âm.
Chiều dương của lực chiếu trục Q là hướng về đáy lớn và của lực hướng
kính là hướng vào tâm.


Truyền lực chính của ô tô được tính theo ứng suất uốn và tiếp xúc.
4.2.

Tính toán kiểm tra ứng suất uốn
;
(7-12)
mtb – mô-đun pháp tuyến ở tiết diện trung bình được tính theo (7-4)
y – hệ số dạng răng tra ở chi tiết máy theo số răng tương đương
Số răng được xác định :
;

(7-13)

Đối với bánh răng nón chủ động
;

(7-14)

Đối với bánh răng nón bị động
4.3.
Tính toán kiểm tra áp suất tiếp xúc
ứng suất tiếp xúc:

;

(7-13)

E=2,15.105 MN/m2 – mô-đun đàn hồi vật liệu bánh răng
1,15 ÷ 1,35 chọn theo giá trị lớn hoặc giá trị nhỏ của góc xoắn β
α – góc ăn khớp
4.4.
Tính cặp bánh răng hypôít
Đối với bánh răng hypôít cần phân tích riêng cho từng bánh răng chủ động 1 và bị
động 2
a)

Bánh răng chủ động
M – mô-men xoắn tác dụng lên bánh răng (N.m)
rtb1 – bán kính đường tròn lăn trung bình của bánh răng chủ
động

α – góc ăn khớp bánh răng
β1 – góc nghiêng bánh răng chủ động
– nữa góc đỉnh của bánh răng chủ động
b)

Bánh răng bị động


– góc nghiêng bánh răng bị động
– nữa góc đỉnh bánh răng bị động
5. Các biện pháp tăng cường độ cứng vững của truyền lực
chính

5.1.
Bánh răng và trục chủ động
Để tăng cường độ cứng vững cho trục và bánh răng chủ động thường dựa vào sai
lệch cách bố trí gối đỡ: bố trí theo kiểu công xôn (hình 7-11a), bố trí về hai phía
(hình 7-11b)

Hình 7-11. Sơ đồ ổ đỡ trục chủ động
a. Công xôn
b. Hai phía
Loại gối đỡ hai phía có độ cứng vững cao nhưng công nghệ chế tạo vỏ của truyền
lực chính phức tạp, nên thường dùng trong trường hợp truyền mô-men xoắn lớn.
Loại bố trí kiểu công xôn khá phổ biếng ở ô tô. Đề giảm mô-men uốn ở đầu công
xôn thường dùng bạc đạn thanh lăn nón đỉnh quay vào (hình 7-12)

Hình 7-12. Cách bố trí ổ đỡ trục chủ động


a. Sơ đồ bố trí
b. Sơ đồ biến dạng
Quan hệ giữa lực chiếu truc Q và độ nén lò xo là:
Q = c.f
c – độ cứng lò xo
f – độ biến dạng lò xo (nét đứt)
Nếu lò xo có độ nén ban đầu (2c) thì:
Q = 2.c.f
Trên đồ thị 7-12 thể hiện nét liền OA. Như vậy khi có độ nén ban đầu thì cùng một
lực chiếu truc Q độ biến dạng f của lò xo sẽ giảm, tức làm tăng khả năng sử dụng
của lò xo tăng tuổi thọ của hệ.
5.2.
Bánh răng và trục bị động

Để tăng tỷ số truyền, bánh răng bị động thường có đường kính rất lớn so với bánh
răng chủ động. Trong nhiều kết cấu có những điểm tựa giới hạn sự dịch chuyển của
bánh răng bị độngdo lực chiếu trục sinh ra.
Khi đặt điểm tựa phải tính toán sau cho để bánh răng bị động dịch chuyển quá giới
hạn cho phép 0,25 mm mới chạm vào điểm tựa.
Có loại điểm tựa điều chỉnh và loại điểm tựa con lăn
Các bạc đạn đỡ trục bị động là ổ thanh lăn nón đỉnh quay về hai phía để giảm mômen uốn, tăng độ cứng vững cho trục bị động.
6. Vật liệu chế tạo truyền lực chính
Đối với bánh răng chịu tải nhỏ: được làm bằng thép hợp kim crôm mangang
20XGP.
Đối với bánh răng chịu tải lớn và trục: được làm bằng thép hợp kim 20XH2M; 15X
Vỏ truyền lực chính đúc bằng gang rèn K435 – 10, K435 – 12, K435 – 13
Câu hỏi trọng tâm
1. Các loại truyền lực chính?
- Truyền lực chình đơn:
Cặp bánh răng nón
Cặp bánh răng hypôít
Cặp bánh răng trục vít
- Truyền lực kép loại phân tán
Truyền lực kép loại tập trung
2. Các công thức tính các thong số kỹ thuật truyền lực chính?


3. Các lực tác dụng lên truyền lực chính