1

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................3
CHƯƠNG 1. Phân tích kết cấu cầu xe trên ô tô........................................................5
1.1. Bố trí hệ thống truyền lực...............................................................................5
1.2. Phân tích kết cấu cầu sau ô tô GAZ-66...........................................................6
1.2.1. Truyền lực chính......................................................................................6
1.2.2. Vi sai.......................................................................................................10
1.2.3. Bán trục..................................................................................................13
1.2.4. Vỏ cầu....................................................................................................16
Chương 2. KIỂM NGHIỆM CẦU XE....................................................................19
2.1. Kiểm nghiệm truyền lực chính......................................................................21
2.1.1. Xác định các thông số của truyền lực chính..........................................21
2.1.2. Xác định các lực tác dụng lên bộ truyền................................................22
2.1.3. Tính toán kiểm tra bền các bánh răng bộ truyền lực chính....................25
2.1.4. Tính toán trục và ổ đỡ............................................................................28
2.2. Kiểm nghiệm vi sai.......................................................................................34
2.2.1. Lực tác dụng lên chốt trượt và hệ số khóa vi sai....................................34
2.2.2. Tính toán bền các chi tiết vi sai cam......................................................36
2.3. Kiểm nghiệm bán trục...................................................................................37
2.3.1. Các chế độ tải trọng...............................................................................37
2.3.2. Tính bền bán trục...................................................................................38
2.4. Tính toán kiểm nghiệm vỏ cầu......................................................................41


2
2.4.1. Tính bền dầm cầu chủ động không dẫn hướng......................................41
Kết luận....................................................................................................................47
Tài liệu tham khảo...................................................................................................48

3
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ôtô giữ một ví trí quan trọng trong hoạt động và phát triển của xã hội.
Ôtô được sử dụng phổ biến để phục vụ nền kinh tế quốc dân và trong lĩnh vực quốc
phòng.
Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới đã được áp dụng nhanh
chóng vào công nghệ chế tạo ôtô. Các tiến bộ khoa học đã được áp dụng nhằm mục
đích làm giảm cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn cho xe, người,
hàng hoá và tăng vận tốc cũng như tăng tính kinh tế nhiên liệu của xe.
Nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển, hiện nay nhiều loại xe hiện đại
đã và đang được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam, với các thông số kỹ thuật phù
hợp với điều kiện khí hậu, địa hình Việt Nam. Tuy nhiên ở nước ta hiện nay nói
chung và trong quân đội nói riêng vẫn còn sử dụng các thế hệ xe sản xuất tại Liên
xô (cũ) và với nhiều chủng loại khác nhau. Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá,
khai thác các hệ thống, cụm, cơ cấu cho xe là hết sức cần thiết nhằm cho xe có
được biện pháp sử dụng tốt nhất.
Trong quá trình học tập tôi đã được giao đồ án tốt nghiệp: “Tính toán kiểm
nghiệm cầu sau ô tô GAZ-66”. Với điều kiện thời gian có hạn, các nội dung trong
đồ án chỉ là bước đánh giá kiểm nghiệm các thông số kỹ thuật của cầu sau ô tô
GAZ-66, là cơ sở để xem xét và thực tế khai thác sử dụng và vận hành xe trên
đường. Trong thời gian làm đồ án em được sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy
trong Khoa Động lực là ThS.Vũ Mạnh Dũng. Trong quá trình thực hiện đồ án chắc
chắn vẫn còn nhiều thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp và chỉ bảo của các
thầy giáo để em hoàn thiện được đồ án môn học này. Trong khuôn khổ của một Đồ
án môn học và do trình độ, thời gian có hạn nên đề tài này chỉ tính toán kiểm
nghiệm cầu sau và gồm một số nội dung sau:
Phần thuyết minh:



4
* Lời nói đầu.
* Chương 1. Phân tích kết cấu cầu xe trên ô tô.
1.1. Bố trí hệ thống truyền lực.
1.2. Phân tích kết cấu cầu sau
1.2.1. Truyền lực chính
1.2.2. Vi sai
1.2.3. Bán trục
1.2.4. Vỏ cầu.
* Chương 2: Kiểm nghiệm cầu xe
2.1: Kiểm ngiệm truyền lực chính.
2.2: Kiểm nghiệm vi sai.
2.3: Kiểm nghiệm bán trục.
2.4: Kiểm nghiệm vỏ cầu.
+ Kết luận.
+ Tài liệu tham khảo.
Phần hình vẽ:
+ 01 bản vẽ kết cấu cầu xe ( 1A0)
Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, trong đồ án không tránh khỏi các
khiếm khuyết. Em mong nhận được sự nhận xét và đóng góp ý kiến của các thầy,
để đề tài của được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn ThS.Vũ Mạnh Dũng đã tận
tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này. Em xin cảm ơn các thầy trong Bộ
môn xe quân sự - Khoa Động lực đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho trong quá trình
học tập và hoàn thành đồ án kết cấu tính toán ô tô. Em xin kính chúc các thầy luôn
mạnh khoẻ và có nhiều cống hiến hơn nữa trong sự nghiệp phát triển của ngành ôtô
nói riêng và ngành giao thông vận tải nói chung của Việt Nam.


5

CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU XE TRÊN Ô TÔ
1.1. Bố trí hệ thống truyền lực.
Hệ thống truyền lực của ôtô là tổ hợp tất cả các cụm và các cơ cấu được liên
kết với nhau từ động cơ tới bánh xe chủ động, nhờ chúng cơ năng từ động cơ được
truyền đến các bánh xe chủ động bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay,
biến đổi giá trị mômen truyền. Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực xe ô tô GAZ – 66
được thể hiện trên hình 1.0.

Hình 1.1. Bố trí hệ thống truyền lực xe ô tô GAZ – 66.
Hệ thống truyền lực có các nhiệm vụ cơ bản:
+ Truyền, biến đổi mômen xoắn và số vòng quay từ động cơ tới bánh xe chủ động
sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mômen cản sinh ra trong quá
trình ôtô chuyển động.
+ Cắt dòng truyền động trong thời gian ngắn hoặc dài.
+ Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô.
+ Tạo khả năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên đường.
Hệ thống truyền lực xe GAZ-66 bao gồm 2 cầu chủ động, mômen xoắn được


6
truyền từ động cơ qua ly hợp, hộp số (cơ khí 4 cấp), hộp số phân phối, truyền động
các đăng, truyền lực chính, vi sai, bán trục đến các bánh xe chủ động.
1.2. Phân tích kết cấu cầu sau ô tô GAZ-66.
Xe có 2 cầu chủ động. Theo nhiệm vụ đồ án môn học dưới đấy sẽ giới thiệu
về truyền lực chính của xe GAZ-66.
1.2.1. Truyền lực chính.
Truyền lực chính của cầu sau xe gaz-66 là truyền lực chính hypoit, được thể
hiện trên hình 1.1.


Hình 1.2: Truyền lực chính hypôit của ô tô GAZ-66
1-nắp ổ; 2-cốc; 3-đệm điều chỉnh; 4-ổ thanh lăn côn; 5-ổ thanh lăn trụ; 6- vít tháo;
7 và 15- bán trục; 8- vỏ cầu ; 9- vỏ vi sai; 10-con trượt;11- vành cam ngoài;12Bánh răng bị động;13-Vỏ vi sai ;14- Vành cam trong; 16- ổ bi giữa dầm cầu và vỏ
vi sai;17- Vỏ truyền lực chính; 18- chốt tỳ;19- đệm làm kín; 20- mặt bích; 21-trục
và bánh răng chủ động ;22-ống hứng dầu ; 23- Rãnh dẫn dầu
1.2.1.1. Công dụng chung của truyền lực chính.
- Dùng để tăng mô men xoắn, truyền mô men xoắn và đổi phương truyền lực


7
dưới một góc 900 từ truyền động các đăng đến bộ vi sai.
- Ở ôtô truyền lực chính có thể một cấp hoặc hai cấp, loại hai cấp có hai tỷ số
truyền tuỳ khi gài các số ở truyền lực chính. Truyền lực chính hai cấp dùng thay thế
luôn cho số truyền tăng của hộp số.
- Truyền lực chính có thể có loại đơn hoặc loại kép. Loại đơn có một cặp
bánh răng nón hoặc hypôít và một cặp bánh răng trụ.
- Loại đơn thường đặt ở ôtô tải loại trung bình và nhỏ, ôtô du lịch và ôtô buýt
ít chỗ ngồi. Loại kép căn bản đặt ở ôtô tải loại trung bình, loại lớn và thường thiết
kế thành một khối.
1.2.1.2. Yêu cầu của truyền lực chính.
- Đảm bảo tỷ số truyền cần thiết và kích thước, trọng lượng nhỏ, khoảng
sáng gầm xe đạt yêu cầu tính năng thông qua của xe. Đảm bảo yêu cầu chất lượng
kéo, tính kinh tế nhiên liệu đông thời giảm tảu trong khi xe chạy trên đường không
bằng phẳng
- Có hiệu suất cao khi vận tốc góc và nhiệt độ thay đổi. Đảm bảo khả năng
tận dụng tối đa công suất của động cơ cũng như tính kinh tế nhiên liệu của ô tô.
- Đảm bảo vận hành êm dịu, không ồn, có tuổi thọ cao. Việc vận hành êm
dịu,không ồn là yêu cầu đảm bảo cho lái xe không mệt mỏi trong quá trình điều
khiển ô tô.Đồng thời có tuổi thọ cao nhằm hạn chế sửa chữa trong quá trình làm
việc của ô tô đảm bảo tính kinh tế cho người sử dụng.

1.2.1.3. Đặc điểm kết cấu của truyền lực chính.
Xe GAZ-66 sử dụng truyền lực chính đơn cặp bánh răng hipôit tỷ số truyền
là 6,83. Với số răng của bánh răng chủ động là 6 răng còn số răng của bánh răng bị
động là 41 răng.
*Trục chủ động.
Căn cứ hình 1.2 trục chủ động được chế tạo liền với bánh răng chủ động trục


8
được đặt trên vỏ cầu bởi 3 ổ lăn. Trong đó thân trục được đỡ bằng hai ổ lăn. Đầu
trục được đỡ lên vách ngăn vỏ cầu bằng ổ lăn trụ. Vòng ngoài các ổ lăn côn lắp với
vỏ cầu thông qua ống nối, mặt bích của khớp nối được cố định vào măt bích của vỏ
bằng các bu lông.Ổ lăn côn vừa chịu được lực hướng kính lớn và lực chiều trục,còn
ổ lăn trụ chịu được lực hướng kính lớn,giữa các vòng bi trong có đệm điều
chỉnh,giữa mặt bích vỏ cầu và khớp nối cũng có các đệm điều chỉnh. Các đệm điều
chỉnh nhằm điều chỉnh sự ăn khớp của các bánh răng hipôit, đệm điều chỉnh 15 để
điều chỉnh khe hở giữa các ổ bi với nhau ổ lăn 16 được bôi trơn bằng phương pháp
cưỡng bức thông qua lỗ trục dẫn 1, ống dẫn 2 và đường dầu 3
*Bánh răng bị động.
Bánh răng bị động 26 (bánh răng vành chậu ) được chế tạo thành vành răng
rời,được bắt cố định vào vỏ của cơ cấu vi sai bằng các bu lông.Bánh răng bị động
và cơ cấu vi sai được đỡ ở thành trong của vỏ truyền lực chính bằng hai ổ lăn côn
29 bên ngoài các vòng lăn còn có các vòng ren để diều chỉnh độ rơ và sự ăn khớp
của bánh răng truyền lực chính.Để điều chỉnh và đỡ cho bánh răng bị động khi đảo
có vít điều chỉnh 4,vít này một đầu của nó được ép chặt 1 bạc bằng đồng.Nó được
dùng để hạn chế sự biến dang của bánh răng bị động truyền lực chính tại vùng ăn
khớp khi truyền mô men xoắn lớn.Đối với banh răng bị động 26 khi lắp ráp thì
đường tròn trục của nó cao hơn đường tâm trục của bánh răng chủ động,khoảng
cách lệch tâm đó là e=32mm do đường tâm trục của bánh răng chủ động dịch
xuống dưới do đó cho phép hạ thấp trọng tâm xe,tăng được tính ổn định cho xe khi

hoạt động.
Truyền lực chính hypôit lắp trên xe GAZ-66 là loại truyền bánh răng có răng
theo đường cong và đường tâm của bánh răng không gặp nhau tại 1 điểm. Người ta
thường bố trí cho trục của bánh răng chủ động dịch xuống phía dưới một khoảng
e=32mm.


9
Hiệu suất của truyền động hypôit so với hiệu suất của bộ truyền động bánh
răng nón là tốt hơn (hiệu suất bộ truyền hipôit đạt 0,94-0,96). Về chế tạo truyền
động hypôit không đòi hỏi vật liệu thật tốt, độ bóng gia công, độ chính xác cao do
đó giá thành hạ.
Vật liệu chế tạo bánh răng truyền lực chính là thép hợp kim chất lượng cao
như: 15X  H2TA, 20X  HM, 20X  M…. Bánh răng được xêmăngtít với độ sâu
1,2-1,5 mm và tôi trong dầu. Khi đó độ cứng lớp bề mặt răng đạt tới 59-65 HRC,
do đó đảm bảo răng có độ bền mòn cao. Độ cứng trong lõi chân răng HRC 26-35
đảm bảo răng có độ dẻo cần thiết chống được va đập và có độ bền uốn cao.
1.2.1.4. Ưu điểm, nhược điểm của truyền lực chính.
So sánh với truyền lực chính bánh rang côn xoắn, truyền lực chính trục vít –
bánh vít, bộ truyền lực chính hypoit có những ưu điểm và nhược điểm sau.
*Ưu điểm.
- Dịch chuyển được trục của bánh răng chủ động so với bánh răng bị động
một khoảng e khoảng 0,2mm đường kính vòng tròn cơ bản của banh răng bị đông.
Nhờ đó hạ thấp được trọng tâm ô tô, cho phép tăng độ ổ định do đó tăng được vận
tốc của ô tô khi chuyển động.
- So với cặp bánh răng nón (có trục cắt nhau) có cùng i 0 và cùng truyền một
mô men thì đường kính của bánh răng chủ động trong truyền động hypôit lớn hơn
(khoảng 20-30%) và trục bánh răng chủ động lớn hơn do đó kết cấu vững hơn độ
bền lớn hơn và làm việc êm dịu hơn.
- Áp suất tổng hợp lên răng giảm xuống (25-30%) so với bánh răng côn xoắn

cùng kích thước.
- Do bề mặt tiếp xúc lớn nên ứng suất tiếp xúc trong các răng của truyền
động hypôit có giá trị bé hơn so với răng nón cong.
*Nhược điểm.


10
- Sự trượt giữa các răng tăng theo chiều dài và mặt cạnh, vì vậy cần phải
dùng dầu bôi trơn đặc biệt (thường gọi là dầu hypôit).
- Đòi hỏi lắp chính xác và bánh răng chủ động phải có điểm tựa thật chắc
chắn.
- Do có sự trượt dọc đầu răng lớn do đó khi có áp suất riêng lớn có thể gây
hiện tượng ăn mòn nhanh các bề mặt làm việc của răng.
- Bộ truyền hypôit có những lực dọc trục lớn tác dụng lên bánh răng.
1.2.2. Vi sai.
Khi xe quay vòng, bánh xe phía bên ngoài tâm quay vòng sẽ lăn theo cung
có bán kính lớn hơn và đi được quãng đường dài hơn so với bánh xe phía bên
trong, mặc dù vậy chúng chuyển động trong cùng một thời gian. Các bánh xe bị
động quay được một cách tự do nên chúng sẽ có số vòng quay khác nhau tuỳ thuộc
vào quãng đường mà bánh xe đó phải lăn qua. Đối với các bánh xe chủ động, nếu
chúng được liên kết cùng với nhau bằng một trục truyền động thì chúng sẽ phải có
cùng tốc độ góc. Để các bánh xe chủ động này đi được những quãng đường khác
nhau khi xe quay vòng, khi mấp mô ở hai bên bánh xe khác nhau, khi bán kính lăn
của các bánh xe khác nhau, khi lực cản khác nhau thì một hoặc cả hai bánh xe phải
trượt. Sự trượt sẽ làm lốp xe mòn nhanh hơn, làm tổn hao công suất do sự trượt và
do đó làm tăng tiêu hao nhiên liệu, làm cho việc điều khiển xe khó khăn hơn. Để
các bánh xe chủ động không bị trượt trong quá trình xe hoạt động thì chúng phải
được nối với nhau bằng một cơ cấu có khẳ năng bảo đảm cho các bánh xe này quay
được với tốc độ góc khác nhau, cơ cấu đó chính là vi sai. Vi sai cầu xe GAZ-66
được thể hiện trên hình 1.3.

1.2.2.1. Công dụng của vi sai cầu xe.
Vi sai là một cơ cấu truyền lực, nó dùng để bảo đảm cho các bánh xe chủ
động quay được với tốc độ góc khác nhau đồng thời dùng để phân chia mô men


11
xoắn cho các bánh xe của một cầu chủ động hoặc cho các cầu chủ động của một xe.
1.2.2.2. Yêu cầu vi sai cầu xe.
- Phân phối moomen xoắn từ động cơ cho các bánh xe hay cầu theo tỉ lệ cho
trước, phù hợp với mô men bán kính của bánh xe (hay cầu xe) với mặt đường.
- Đảm bảo số vòng quay khác nhau giữa ác bánh xe củ động khi xe quay
vòng, hoặc bánh xe chuyển động trên đường không bằng phẳng, hoặc khi bán kính
lăn của hai bánh xe chủ động ở cùng một cầu không bằng nhau.
- Hiệu suất làm việc cao, độ tin cậy làm việc tốt. Yêu cầu nhắm giảm thiểu
tổn hao công suất trong hệ thống truyền lực đồng thời đảm bảo khả năng làm việc
lâu dài mà không bị hỏng hóc của cơ cấu vi sai.
- Kích thước và trọng lượng nhỏ.
1.2.2.3. Phân tích kết cấu vi sai cầu xe.
Kết cấu vi sai cầu xe GAZ-66 được thể hiện trên hình 1.3.

Hình 1.3. Vi sai cầu xe GAZ-66
1.Vòng cách; 2. Con trượt; 3. Vành cam ngoài; 4. Vành cam trong;
5. Bánh răng vành chậu
Vi sai cầu trước và cầu sau xe GAZ-66 giống nhau hoàn toàn, đó là vi sai có
ma sát trong cao. Đây là vi sai cam hướng kính 2 dãy các vấu cam và các con trượt.
Vi sai cam hướng kính được làm vi sai giữa các bánh xe.


12
Vi sai cấu tạo bởi vòng cách, vòng cam ngoài, vành cam trong, các con trượt

và vỏ vi sai.
Vòng cách là phần chủ động của vi sai này. Nó được chế tạo liền với may ơ
của bánh răng vành chậu và phần bên trái của vỏ vi sai. Thân vòng cách có gia
công 2 dãy lỗ thủng để lắp các con trượt. Mỗi dãy có 12 lỗ hướng kính, 2 dãy được
đặt so le nhau.
Vành cam trong cũng gồm 2 dãy cam mỗi dãy cam gồm 6 vấu cam như nhau
và 2 dãy cam này dược bố trí so nhau nửa bước. Ở may ơ của vành cam trong có
gia công lỗ then hoa để lắp ghép với then hoa đầu trong của bán trục trái. Vành cam
ngoài chỉ có 1 dãy cam gồm 6 cam lõm có biến dạng và kích thước giống nhau.
May ơ của cam ngoài có gia công lỗ then hoa để lắp gép với then hoa đầu trong của
trục bên phải và lỗ đưa dầu vào bôi trơn cho các bề mặt của vi sai.
Vi sai có 24 con trượt được lắp đặt vào 2 dãy lỗ vòng cách, ở vòng trong của
vòng cách có đặt vòng chặn để xoay các con trượt và giữa chúng ở trong lỗ của
vòng cách khi lắp ráp. Các cổ trượt đều có 1 đầu tỳ vào các vấu của vành cam trong
và đầu ngoài tỳ vào vấu của vành cam ngoài.
Vỏ vi sai gồm 2 phần bên trái và bên phải chúng được lắp với nhau bằng cac
bu lông 2 đầu của vỏ được ép chặt với 2 vòng bi côn và quay trơn trên 2 vòng bi
côn đó. Vỏ vi sai chế tạo bằng gang rèn hoặc thép C40.
Với loại vi sai cam: vành giữa và phần cam chế tạo bằng thép xemangtit
18HBA với độ cứng bề mặt HRC 60 – 65. Con chạy chế tạo bằng thép UX – 15.
Độ cứng HRC 60 – 65.
1.2.2.4. Ưu điểm, nhược điểm vi sai cầu xe.
So sánh với vi sai bánh răng côn đối xứng, vi sai cam có các ưu điểm và
nhược điểm sau.
*Ưu điểm.


13
- Trong mọi trường hợp vi sai cam 2 dãy đều có khả năng truyền mô men
xoắn ra các bán trục vì nó có 2 dãy cam và con trượt bố trí so le nhau.

- Vi sai cam cũng có khả năng phân bố mô men xoắn ra các bánh xe chủ
động phù hợp với điều kiện chuyển động của các bánh xe, khi bánh xe nào có điều
kiện bám tốt hơn thì mô men xoắn được truyền đến bánh đó lớn hơn và ngược
lại.Tính chất này nâng cao khả năng cơ động và tính năng thông qua cho xe rất phù
hợp với đặc điểm của xe quân sự là phải có tính năng thông qua cao.
*Nhược điểm.
- Vi sai cam hướng kính 2 dãy có kết cấu phức tạp vì vậy giá thành chế tạo
đắt.
- Khi làm việc các chi tiết của vi sai phải chịu ma sát lớn vì vậy trong chế tạo
yêu cầu vật liệu phải tốt các bề mặt làm việc của cam và đầu con trượt phải chịu
một lực trượt lớn do đó gia công và tôi phải đảm bảo được độ cứng bề mặt.
1.2.3. Bán trục.
Bán trục dùng để truyền momem xoắn từ vi sai đến các bánh xe chủ động.
kết cấu của bán trục tù thuộc vào kết cấu treo của bánh xe và tùy theo tính chất dẫn
hướng của nó. Cầu xe GAZ-66 sử dụng bán trục loại giảm tải hoàn toàn. Bán trục
được thể hiện trên hình 1.4.

Hình 1.4. Bán trục xe Gaz-66
1.2.3.1. Công dụng của bán trục.
- Dùng để truyền mô men xoắn từ bộ vi sai đến các bánh xe chủ động.
- Đối với cầu sau, giữa có hệ thống treo phụ thuộc thì bán trục nối dẫn động
từ vi sai đến bánh xe chủ động là bán trục liền.
- Còn đối với cầu trước thì bán trục được chia làm hai đoạn và chúng được


14
nối với nhau bởi khớp các đăng đồng tốc kiểu bi.
- Ngoài công dụng chính nêu trên thì tuỳ theo kết cấu và bố trí bán trục mà
nó còn dùng để chịu một phần tải trọng từ mặt đường truyền lên qua bánh xe.
1.2.3.2. Vật liệu chế tạo bán trục.

Bán trục được làm bằng thép rèn hay thép thành. Vật liệu thường là thép
cacbon, thép hợp kim cacbon trung bình. Sau khi thường hóa phôi được tôi trong
dầu rồi ram. Độ cứng của nửa trục chế tạo bằng thép hợp kim phải đảm bảo HB
350-420.
Bán trục có gia công then hoa ở đầu trục để lắp ghép với bánh răng bán trục
nên đường kính bán trục tính bằng đường kính then hoa. Vì vậy ngượi ta thường
tăng số lượng then hoa để giảm chiều sâu của then.
1.2.3.3. Phân tích kết cấu bán trục.
Bán trục trên xe GAZ-66 là loại bán trục giảm tải hoàn toàn. Kết cấu của bán
trục được thể hiện trên hình 1.5. Là loại bán trục mà đầu phía trong tỳ lên vỏ vi sai,
các đầu phía ngoài gồm hai ổ thanh lăn côn có vòng trong tỳ lên vỏ cầu của bán
trục, còn đầu ngoài tỳ lên moay ơ bánh xe. Trong trường hợp này thì bán trục
không chịu các mô men uốn do các phản lực gây nên. Nó chỉ truyền mô men xoắn.

Hình 1.5. Kết cấu bán trục xe GAZ-66


15
1. Bánh xe; 3. Vỏ bán trục; 4. Bán trục; 5. Moay ơ bánh xe;
6,7. Các ổ đỡ bán trục.
Đầu trong của bán trục được gia công các rãnh then hoa để ăn khớp với then
hoa của bánh răng bán trục bộ vi sai. Đầu ngoài của bán trục hàn liền với mặt bích
gọi là bích đầu bán trục, mặt bích này được gia công các lỗ để bắt chặt với moay ơ
bánh xe bằng các bu long (gọi là ốc đầu trục), ngoài ra nó còn được gia công hai lỗ
ren và lắp các bu lông vào đó (gọi là bu lông công), bu lông này có tác dụng để
tháo bán trục ra khỏi cầu xe cho dễ dàng khi cần thiết. Đầu ngoài còn được gia
công rãnh dẫn khí nén, ở phía trong lỗ này được nối thông với với ống dẫn khí nén
của hệ thống điều chỉnh áp suất hơi lốp cho các bánh xe, còn ở đầu ngoài của bán
trục được lắp với khoá để đóng mở đường dẫn khí nén đến bánh xe.
Đầu có then hoa ở vành cam của vi sai cam còn đầu ngoài được kẹp chặt với

moay ơ bánh xe bằng các gu dông. Trong các lỗ bích đầu trục có một lỗ gia công
ren và lắp bu lông vào đó. Nó được dùng để tháo bán trục ra khỏi cầu xe khi cần
thiết.
1.2.3.4. Ưu điểm, nhược điểm bán trục.
So sánh với bán trục giảm tải một nửa, bán trục giảm tải 3/4, bán trục giảm
tải hoàn toán có các ưu điểm và nhược điểm sau.
* Ưu điểm:
- Đây là bán trục giảm tải hoàn toàn vì vậy nó chỉ chịu mô men xoắn tác
dụng lên bán trục khi xe hoạt động, vì vậy tuổi thọ của bán trục tăng lên nhiều lần
so với các loại bán trục giảm tải một nửa hay giảm tải 3/4.
- Trong chế tạo bán trục cũng không cần chế tạo lớn lắm mà vẫn đảm bảo
truyền được mô men cho các bánh xe (vì nó không phải chịu các loại tải trọng phụ
khác tác dụng lên bán trục khi xe hoạt động).
- Đối với nửa trục giảm tải hoàn toàn khi bị gãy có thể kéo ôtô mà không cần


16
dùng cơ cấu phụ.
* Nhược điểm:
- Vì bán trục giảm tải hoàn toàn nên phải sử dụng moay ơ có kết cấu tương
đối phức tạp đảm bảo đặt được hai ổ bi côn.
- Về lý thuyết thì bán trục giảm tải hoàn toàn chỉ chịu có mô men xoắn
nhưng trong thực tế do biến dạng đàn hồi của dầm cầu, do những sai sót trong chế
tạo (sự không đồng trục của moay ơ bánh xe và bánh răng bán trục của bộ vi sai ở
cầu xe) khó giữ vuông góc bán trục với bánh răng bán trục. Vậy khi siết các bu
lông bắt bán trục với moay ơ bánh xe sẽ phát sinh các biến dạng uốn ở bán trục và
đầu phía trong của bán trục tựa lên thành lỗ của bánh răng bán trục trong bộ vi sai.
1.2.4. Vỏ cầu.
Vỏ cầu là vỏ bọc của truyền lực chính, vi sai, bán trục. Vỏ cầu xe GAZ-66 sử
dụng vỏ cầu liền được thể hiện trên hình 1.6.


Hình 1.6. Vỏ cầu liền.
10. Ngõng để lắp ổ moay ơ bánh xe; 11. Vỏ liền; 12. Nắp.
1.2.4.1. Công dụng của vỏ cầu.
- Vỏ cầu xe chủ động là vỏ bọc dùng để bảo vệ, tránh chảy dầu bôi trơn ra
ngoài, tránh lọt bụi nước…vào ba bộ phận của cầu xe chủ động là truyền lực chính,
vi sai, bán trục.
- Vỏ cầu còn dùng để đỡ toàn bộ phần trọng lượng được treo phân bố lên cầu
đồng thời nó nhận và truyền các phản lực, các mô men phát sinh do tác động tương


17
hỗ giữa bánh xe với mặt đường lên khung xe hoặc vỏ xe.
1.2.4.2. Yêu cầu vỏ cầu.
- Có hình dạng và tiết diện đảm bảo chịu được lực thẳng đứng, lực nằm
ngang, lực chiều trục và momen xoắn khi làm việc. Dầm cầu là phần chịu của cầu
xe. Đối với dầm cầu chủ động, dầm cầu có tiết diện tròn.
- Có độ cứng lớn, trọng lượng nhỏ. Yêu cầu này nhắm đảm bảo cho dầm cầu
có khả năng chịu lực tốt và giảm trọng lượng cầu xe. Người ta chủ yếu sử dụng
dầm cầu cán hay dập nhằm giảm trọng lượng của dầm cầu.
- Có độ kín tốt để ngăn không cho nước, bụi, đất lọt vào làm hỏng các chi tiết
bên trong. Hiện nay người ta thường sử dụng làm kín bằng các phớt làm kín kết
hợp với làm kín bằng mỡ.
- Dễ tháo lắp, điều chỉnh. Trong quá trình sử dụng, các chi tiết của cầu xe
thường gặp hư hỏng do điều kiện làm việc. Việc dễ tháo lắp và điều chỉnh nhằm
đảm bảo yêu cầu tiện lợi trong quá trình khai thác và sử dụng.
1.2.4.3. Phân tích kết cấu vỏ cầu.
Vỏ cầu trước và cầu sau của Gaz-66 là loại vỏ liền, chế tạo bằng thép gồm 2
nửa hàn lại với nhau theo chiều dọc.
Ở mặt trước của vỏ cầu có gia công các lỗ ren để bắt chặt với gu dông bắt vỏ

vi sai với vỏ cầu và có lỗ xả dầu và nút kiểm tra dầu bôi trơn.
Mặt phẳng phía trên có hàn các giá để đặt bộ nhíp và các tai để lắp với tai
của ống giảm xóc.
Hai đầu ngoài của vỏ cầu có mặt bích được gia công các lỗ ren để lắp với
ngõng trục của may ơ bánh xe bằng cac bu long.
Vỏ cầu thường được chế tạo bằng gang rèn hoặc thép C40.
1.2.4.4. Ưu điểm, nhược điểm của vỏ cầu.
So sánh với vỏ cầu rời (cầu ghép), vỏ cầu liền có các ưu điểm và nhược điểm


18
sau.
* Ưu điểm:
- Vì là vỏ cầu liền nên việc tháo lắp bộ vi sai và truyền lực chính ra để điều
chỉnh và thay thế dễ dàng hơn so với loại vỏ cầu rời.
- Vì vỏ cầu được chế tạo bằng phương pháp dập hàn cho nên nó có trọng
lượng và kích thước gọn hơn (trọng lượng giảm tới 30% so với vỏ đúc) và giá
thành chế tạo rẻ hơn.
* Nhược điểm:
- Vì vỏ cầu chế tạo bằng phương pháp dập hàn nên độ cứng vững và độ bền
của vỏ cầu không cao.
- Nếu trường hợp một phần chi tiết nào của vỏ cầu bị hư hỏng thì không thể
tháo rời ra thay thế được mà phải thay toàn bộ cả vỏ cầu gây tốn kém.
CHƯƠNG 2
KIỂM NGHIỆM CẦU XE
Hiểu được kết cấu cầu xe sẽ có một ý nghĩa lớn lao trong khai thác và sử
dụng xe có hiệu quả. Tuy nhiên xe mà ta phân tích và đánh giá ở trên là xe do Liên
Xô (cũ) sản xuất và chế tạo. Khi sử dụng trong điều kiện Việt Nam phải kiểm
nghiệm lại các thông số cần thiết. Để kiểm nghiệm tất cả các thông số cầu xe như:
Truyền lực chính, vi sai, ổ, bán trục và vỏ cầu đòi hỏi một khối lượng tính toán lớn

và cần rất nhiều thông sô về kích thước, khối lượng. Các thông số kỹ thuật
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật GAZ-66.
TT

Thông số kỹ thuật

Giá trị

1

Công thức bánh xe

4x4

2

Khối lượng toàn bộ Ma

5770

Đơn vị
kg


19
3

Khối lượng phân bố lên các cầu

kg


- Cầu trước M1

2710

- Cầu sau M2

3060

4

Mô men cực đại của động cơ Memax

284,5

5

Hộp số

Cơ khí

6

Tỷ số truyền của hộp số
- Số truyền 1 ih1

6,48

- Số truyền 2 ih2


3,09

- Số truyền 3 ih3

1,71

- Số truyền 4 ih4

1,00

- Số lùi ihl

7,9

7

Hộp số phân phối

8

Tỷ số truyền HSPP

Cơ khí

- Số truyền cao ipc

1,00

9


- Số truyền thấp ipt
Truyền lực chính

1,963
đơn hypôit

10

Tỷ số truyền TLC

11

Nm

- Cầu trước iot

6,83

- Cầu sau i0i

6,83

Kích thước bánh xe

12,00-18

bảng 2.2. Các thông số của cặp bánh răng côn.
TT Tên thông số

Ký


đơn vị

trị số

hiệu
1

Tỷ số truyền cặp bánh răng côn xoắn

ioc

2

Mô đun mặt đáy răng

ms

6,830
mm

8,300


20
3

Mô đun pháp tuyến trung bình

mn


mm

4,945

4

Góc ăn khớp



độ

22,500

5

Góc nghiêng đường răng br chủ động

1

độ

46,300

6

Góc nghiêng đường răng br bị động

2


độ`

34,060

7

Số răng bánh răng chủ động

Z1

6

8

Số răng bánh răng bị động

Z2

41

9

Chiều dài đường sinh

Le

mm

172,586


10

Chiều dài răng

b

mm

47,640

11

Chiều dài đường sinh trung bình

Lm

Mmm

148,766

12

Nửa góc đỉnh nón bánh răng chủ động

1

độ

8,334


13

Nửa góc đỉnh nón bánh răng bị động

2

độ

81,666

14

Bán kính trung bình bánh răng chủ động rtb1

mm

21,551

15

Bán kính trung bình bánh răng bị động

mm

147,179

rtb2

2.1. Kiểm nghiệm truyền lực chính.

Trong nội dung phần 2.1 sẽ trình bày tính toán kiểm nghiệm của cặp bánh
răng, trục, ổ đỡ. Phần này tính toán gồm có:
- Xác định các thông số của truyền lực chính.
- Xác định các lực tác dụng lên bộ truyền bánh rắng.
- Kiểm nghiệm bền bánh răng chủ động theo bền uốn, bền tiếp xúc.
- Kiểm nghiệm bền bánh răng bị động theo bền uốn, bền tiếp xúc.
- Kiểm nghiệm độ bền trục, ổ đỡ.
2.1.1. Xác định các thông số của truyền lực chính.
Để kiểm nghiệm bền uốn và bền tiếp xúc của bánh rang, trước hết cần xác
định lực vòng, sau đó tính ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc và so sánh với giới
hạn của vật liệu để kiểm bền.


21
Xác định tải trọng tính toán.
Xe GAZ-66 có tất cả các cầu là cầu chủ động do đó tải trọng tính toán xác
định theo mô men bám, trong đó coi mô men giữa các được phân bố tỷ lệ với trọng
lượng bám.
Mtt =

M i
ic io

Trong đó:. Mô men bám trên cầu trứ i.
G  i :Trọng lượng bám lên cầu thứ i. G  i =30600 N.
rk: Bán kính tính toán bánh xe. rk =0,498m.
Thay số ta có: M  =30600.0,498 .0,8 =12191,04Nm.
M

12191,04


1784,920 Nm
i
.
i
6
,
83
c
o
Mtt =

2.1.2. Xác định các lực tác dụng lên bộ truyền.
Lực tác dụng lên bộ truyền bao gồm lực vòng, lực hướng kính, lực dọc trục.
- Lực vòng xác định theo công thức sau đây:
P

M tt
rtb

Trong đó:
rtb: Bán kính trung bình của bánh răng.
rtb Lm .sin  1

Lm: chiều dài đường sinh trung bình Lm=148,766mm
 1 : Nửa góc đỉnh nón bánh răng chủ động  1 8,334o  sin 1 0,14494

rtb=148,766 .0,14494 =21,562mm
Thay số ta có:
P=


M tt 1784,920

82780,81N
rtb
21,562


22
- Lực chiều trục xác định theo công thức sau:

Q

P
 tg .sin  i sin  .cos i 
cos 

Trong đó:

 i : Nửa góc đỉnh nón. i=1;2.
1
tg 1  ; 2 90o   1
io
- Lực hướng kính xác định theo công thức sau:
R

P
 tg .cos i sin  .sin  i 
cos


Chiều quay bánh răng chủ động: Phải.
Hướng xoắn răng: Trái.
Lực chiều trục Q dấu (-).
Lực hướng kính Rdấu (+).
2.1.2.1. Đối với bánh răng chủ động.
- Lực vòng:
P1 

M tt
rtb1

Trong đó:
Mtt=1784,920Nm
rtb1: Bán kính trung bình bánh răng chủ động

rtb1 =21,551mm

Ta có:
P1 =

M tt 1784,920

82823,07 N
rtb1
21,551

- Lực chiều trục:
Q1 

P1

 tg . sin 1  sin 1 . cos  1 
cos 1


23
Trong đó:
1 : Góc nghiêng đường răng bánh răng chủ động.
 : Góc ăn khớp.
 1 : Nửa góc đỉnh nón bánh răng chủ động
 1 46,3000  cos  1 0,6908  sin 1 0,72296

 22,5 o  tan g 0,41421

 1 8,334  cos  1 0,9894

Thay số ta có:
82823,07
 0,3639.0,14494  0,72296.0,9894 92950,108 N
Q1= 0,6908

Vậy Q1=92950,108N
- Lực hướng kính:
R1 

P1
 tg . cos  1  sin 1 . sin 1 
cos 1

Thay số ta có:
82823,07

(0,41421.0,9894  0,72296.0,14494) 36569,18 N
0
,
6908
R1=

Vậy: R1=36569,18N
2.1.2.2. Bánh răng bị động.
- Lực vòng:
P2  p1

cos  2
cos 1

Trong đó:
 2 : Góc nghiêng đường răng bánh răng bị động.
 2 81,666 o  cos  2 0,14494


24
Thay số ta có:
P2  P1.

cos  2
0.14
 82823, 07.
 77353,54
cos 1
0.98


- Lực chiều trục:
Q2 

P1
 tg . sin 2  sin  2 . cos  2 
cos 1

Trong đó:
 2 : Nửa góc đỉnh nón bánh răng bị động.
 2 81,666 0  cos  2 0,14494  sin  2 0,9894

 2 34,060  sin  2 0,56006
 22,5 o  tan g 0,41421

Thay số ta có:
82823,07
(0,41421.0,9894  0,56006.0,1494) 58862,388N
0
,
6908
Q2=

- Lực hướng kính:
R2 

P1
 tg . cos  2  sin  2 . sin 2 
cos 1

Trong đó:

 2 81,666 o  cos  2 0,14494  sin  2 0,9894
 2 34,060 o  sin  2 0,56006  cos  2 0,82845
 22,5 o  tan g 0,41421

Thay số ta có: Q2=58862,338N
R2=73634,44N
2.1.3. Tính toán kiểm tra bền các bánh răng bộ truyền lực chính.
2.1.3.1. Bánh răng chủ động.
- Kiểm tra bánh răng theo ứng suất uốn:


25

u 

P
  u 
0,85.b.mn . y

Trong đó:
y:Hệ só dạng răng

y=0,452

zitđ: Bán kính tương đương: i = 1;2
z itd 

b: chiều dài răng

ztđ =18


ritb
cos 2 . i . cos  i

. b =47,640 mm

mn: Mô đun pháp tuyến trung bình. mn=4,945 mm
Thay số ta có:
u 

82823,07
914,602Mpa
0,85.47,640.4,945.0,452

[u]= 700-900 MPa.
Đối với bộ truyền HPI có thể lấy ứng suất cho phép tăng lên 10-15%
Bánh răng đảm bảo độ bền uốn.
Kiểm tra bánh răng theo ứng suất tiếp xúc:
 tx 0,418

pE
1
1
(

)
b cos  sin r1td r2td

Trong đó:
ritđ: Bán kính tương đương. i =1;2

ritd 

ritb
cos  i . cos  i
2

rtb1: Bán kính trung bình bánh răng chủ động 1. rtb1=21,551 mm
rtb2 : Bán kính trung bình bánh răng bị động 2. rtb2 =147,179 mm
Thay số ta có:
rtd1 

21,551
45,64mm
0,6908 2 0,9894