LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong quá trình hội nhập quốc tế và công nghiệp hóa hiện
đại hóa với mục tiêu đến năm 2030 cơ bản trở thành một đất nước công nghiệp.
Cùng với sự phát triển của đất nước trong số các ngành công nghiệp nói chung
ngành cơ khí Ô tô là một trong những ngành đang trong quá trình phát triển, với
nhiều nhà máy sản xuất và lắp ráp tiên tiến mọc lên trên khắp cả nước. Ngày nay, ô
tô càng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong đời sống kinh tế vì những tiện ích
mà nó mang lại. Một trong những bộ phận không thể thiếu của ô tô và ảnh hưởng
trực tiếp đến chất lượng làm việc của ô tô đó là hộp số. Cho đến nay, các hộp số
trang bị trên ô tô rất đa dạng về chủng loại, kết cấu và công nghệ, tuy nhiên sử
dụng rất phổ biến nhất vẫn là các loại hộp số tự động với truyền động thủy cơ, hộp
số thường với với truyền động cơ khí. Tuy hộp số cơ khí tồn tại một số nhược điểm
so với hộp số tự động như: không có khả năng tự động điều chỉnh tỉ số truyền phù
hợp với điều kiện chuyển động, gây mệt mỏi cho người lái khi điều khiển xe với
quãng đường xe chạy lớn hoặc khi xe làm việc trong điều kiện thành phố đông hay
phải dừng chờ đèn đỏ… nhưng hộp số cơ khí vẫn có những ưu điểm rất lớn như
đơn giản về kết cấu, hiệu suất cao nên vẫn được sử dụng phổ biến trên các loại xe
tải hiện nay.
Trong quá trình học tập tại trường, qua các đợt đi thực tập em đã nắm bắt
được những kiến thức cơ bản về hộp số, từ kết cấu lẫn nguyên lý hoạt động của
chúng. Vì vậy trong đợt làm đồ án tốt nghiệp lần này em quyết định lựa chọn đề tài
“ Thiết kế hộp số cơ khí cho xe tải trung bình”. 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.
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em đã được thầy giáo hướng dẫn, cùng
với các thầy trong bộ môn đã có những góp ý, hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hoàn
1


thành đồ án này. Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do năng lực có hạn, thời gian và
nguồn tài liệu còn hạn chế nên chắc chắn đồ án của em không thể tránh khỏi những

thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý của các thầy, cùng các bạn để đồ án của em
được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn đã
tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đồ án.
…………, ngày… …tháng… …năm ………
Sinh viên thực hiện.

2


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................................1
2
MỤC LỤC...........................................................................................................................3
CHƯƠNG 1.........................................................................................................................5
:TỔNG QUAN.....................................................................................................................5
1.1.Giới thiệu chung về hộp số.......................................................................................5
1.1.1. Công dụng......................................................................................................................5
1.1.2. Yêu cầu..........................................................................................................................5
1.1.3. Phân loại.........................................................................................................................6
1.2. Một số hộp số cơ khí thường được dùng trên ô tô hiện nay....................................6
1.2.1. Hộp số 3 trục..................................................................................................................7
1.2.2. Hộp số 2 trục................................................................................................................11
.......................................................................................................................................11
1.3. Giới thiệu về xe Huyndai HD88 và phương án thiết kế.........................................12
1.3.1. Giới thiệu về xe Huyndai HD88..................................................................................12
1.3.2. Phương án thiết kế......................................................................................................13
1.4. Kết luận..................................................................................................................16
CHƯƠNG 2.......................................................................................................................17
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ....................................................................................17
2.1. Tính tỷ số truyền hộp số.........................................................................................17

2.1.1. Tính toán khoảng cách trục.........................................................................................18
2.1.2. Modun các bánh răng hộp số......................................................................................18
2.1.3. Góc nghiêng răng β......................................................................................................18
2.1.4. Số răng của các bánh răng...........................................................................................19
2.1.5. Xác định lại chính xác tỷ số truyền và khoảng cách trục hộp số.................................22
2.1.6. Dịch chỉnh góc bánh răng............................................................................................22
2.2. Tính toán thông số bánh răng.................................................................................25
2.2.1.Các thông số cơ bản của bộ truyền Z1-Z1’...................................................................25
2.2.2. Các thông số cơ bản của bộ truyền Z2-Z2’..................................................................27
2.2.3. Các thông số cơ bản của bộ truyền Z3-Z3’..................................................................30
2.2.4. Các thông số cơ bản của bộ truyền Z4-Z4’..................................................................33
2.2.5. Các thông số cơ bản của bộ truyền Za-Za’..................................................................36
2.2.6. Các thông số cơ bản của bộ truyền Z1-Z11.................................................................38
2.2.7. Các thông số cơ bản của bộ truyền Z12-Z1’................................................................42
2.3. Tính bền bánh răng................................................................................................45
2.3.1. Chế độ tải trọng để tính toán hộp số............................................................................45
2.3.2. Tính bền bánh răng......................................................................................................47
3


2.4. Tính toán trục hộp số.............................................................................................50
2.4.1. Tính sơ bộ trục, kích thước trục hộp số.......................................................................50
2.4.2. Tính bền trục................................................................................................................51
2.4.3. Tính Cứng vững trục thứ cấp.......................................................................................58
2.5. Tính toán ổ lăn.......................................................................................................67
2.5.1. Tải trọng tác dụng lên ổ lăn trục thứ cấp.....................................................................69
2.5.2. Đối với trục trung gian.................................................................................................70
2.5.3. Đối với trục sơ cấp......................................................................................................71
2.6. Chọn và tính toán đồng tốc:...................................................................................72
2.6.1. Cơ cấu điều khiển hộp số:............................................................................................72

2.6.2. Bộ đồng tốc của hộp số:...............................................................................................73
2.7. Vỏ hộp số:..............................................................................................................76
CHƯƠNG 3.......................................................................................................................78
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỘP SỐ.................................................................................78
3.1. Quy trình tháo lắp hộp số:......................................................................................80
3.2. Các hư hỏng và cách khắc phục:............................................................................81
CHƯƠNG 4.......................................................................................................................87
: KẾT LUẬN.....................................................................................................................87
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................88

4


CHƯƠNG 1
:TỔNG QUAN
1.1.Giới thiệu chung về hộp số
Hộp số là cụm chi tiết quan trọng của hệ thống truyền lực, cho phép thay đổi
và phân chia tốc độ và mô men xoắn của động cơ đến các cầu chủ động của ô tô.
1.1.1. Công dụng
Hộp số trong hệ thống truyền lực của ô tô dùng để:
- Thay đổi tốc độ và mô men truyền lực (hay lực kéo) trên các bánh xe.
- Ngắt động cơ lâu dài khỏi hệ thống truyền lực.
- Thay đổi chiều chuyển động tiến hoặc lùi của ô tô.
Trên một số ô tô, chức năng thay đổi mô men truyền có thể được đảm nhận
nhờ một số cụm khác (hộp phân phối, cụm cầu xe) nhằm tăng khả năng biến đổi
mô men đáp ứng mở rộng điều kiện làm việc của ô tô.
1.1.2. Yêu cầu
Hộp số cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:
- Có dãy tỉ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng có tỉ số truyền tối ưu, phù
hợp với tính năng động lực học yêu cầu và tính kinh tế vận tải.

- Phải có hiệu suất truyền lực cao.
- Khi làm việc không gây tiếng ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh các
tải trọng động.
- Đối với các hộp số sử dụng các bộ truyền có cấp (các tỉ số truyền cố định),
khi chuyển số, thường xảy ra thay đổi tốc độ và mô men, gây nên tải trọng động.
Hạn chế các xung lực và mô men biến động cần có các bộ phận ma sát: (đồng tốc,
khớp ma sát, bộ truyền thuỷ lực,...) cho phép làm đều tốc độ của các phần tử truyền
và nâng cao độ bền, độ tin cậy trong làm việc của hộp số.
- Đảm bảo tại một thời điểm làm việc chỉ gài vào một số truyền nhất định một
cách chắc chắn (cơ cấu định vị, khoá hãm, bảo hiểm số lùi,....).
- Kết cấu phải nhỏ gọn, dễ điều khiển, dễ bảo dưỡng và sửa chữa.
5


- Có khả năng bố trí cụm công suất để dẫn động các thiết bị khác.
1.1.3. Phân loại
Tùy theo những yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được phân loại như sau:
• Theo trạng thái của trục hộp số trong quá trình làm việc:
- Hộp số có trục cố định.
- Hộp số có trục di động (hộp số hành tinh).
•Theo số trục của hộp số (không kể trục số lùi ):
- Hộp số hai trục.
- Hộp số ba trục.
•Theo cấp số:
- Hộp số hai cấp.
- Hộp số ba cấp, bốn cấp, ...
•Theo cơ cấu gài số:
- Gài bằng bánh răng di trượt.
- Gài bằng bộ đồng tốc.
- Gài bằng phanh và ly hợp (đối với hộp số thủy cơ ).

•Theo phương pháp điều khiển:
- Điều khiển bằng tay.
- Điều khiển tự động.
- Điều khiển bán tự động.
•Theo loại bánh răng:
- Bánh răng thẳng.
- Bánh răng nghiêng (hay sử dụng).
- Bánh răng chữ V.
- Kết hợp nhiều loại bánh răng.
•Theo đặc điểm thay đổi tỉ số truyền:
Hộp số vô cấp.
Hộp số có cấp.
•
Theo cấu trúc truyền lực giữa bánh răng:
- Hộp số thông thường.
- Hộp số hành tinh.

1.2. Một số hộp số cơ khí thường được dùng trên ô tô hiện nay


Hộp số có hộp số vô cấp và hộp số có cấp.

6


- Hộp số vô cấp dùng để tạo thành hệ thống truyền lực vô cấp, trong đó hộp
số có tỉ số truyền biến đổi liên tục.
- Hộp số có cấp dùng để tạo thành hệ thống truyền lực có cấp. Tỉ số truyền
của hộp số này thay đổi với các giá trị khác nhau. Đây là hộp số được dùng phổ
biến trên ô tô hiện nay.


Cấu tạo chung của hộp số cơ khí có cấp bao gồm các bộ phận cơ bản:
- Bộ phận đảm nhiệm chức năng truyền và biến đổi mô men bao gồm: các
cặp bánh răng ăn khớp, các trục và ổ đỡ trục, vỏ hộp số.
- Bộ phận đảm nhận chuyển số đảm nhận chức năng chuyển số theo sự điều
khiển của người lái và khả năng giữ nguyên trạng thái làm việc trong quá trình xe
hoạt động. Bộ phận này bao gồm: cần số, các đòn kéo, thanh trượt, nạng gạt, khớp
gài, cơ cấu định vị, khóa hãm, cơ cấu bảo hiểm số lùi.

Một số hộp số cơ khí có cấp điển hình:
1.2.1. Hộp số 3 trục
Là hộp số có đa số các số truyền i h truyền qua hai cặp bánh răng ăn khớp. Với
cấu trúc tỉ số truyền truyền qua hai cặp bánh răng ăn khớp nên chiều quay của trục
chủ động và trục bị động không thay đổi, cho phép thực hiện một số giá trị tỉ số
truyền lớn, tuy nhiên hiệu quả truyền lực sẽ thấp do phải truyền qua nhiều cặp bánh
răng ăn khớp.

7


•
Hộp số 3 trục 5 cấp:

5
I

G2 2
3

G3


4

Za

Z'4

Z'a

L

Z1
I, III

III

Z'3

Z'2
Z'L

II

ZL1

a)

G1

Z2


Z3

Z4

1

IV
Z'1

IV

Sơ đồ kết cấu.

II
ZL2

b) Sơ đồ bố trí trục.

Hình 1.2.1: Sơ đồ cấu trúc, bố trí trục của hộp số 3 trục 5 cấp
I, II, III: lần lượt là các trục sơ cấp, trục trung gian, trục thứ cấp.
G1, G2, G3: các khớp gài.
0: vị trí trục trung gian của các số truyền.
1, 2, 3, 4, 5: vị trí của các số truyền và bánh răng tương ứng.
Zi: các bánh răng.
Bảng dòng truyền mô men của hộp số 3 trục 5 cấp:
•

Hộp số 3 trục 4 cấp:


Số
1

Vị trí gài
G3, G2≡0; G1=1.

Dòng truyền
I, ZaxZ’a, II, Z’1xZ1, III

Giá trị
ih lớn nhất

2

G1, G3≡0; G2=2.

I, ZaxZ’a, II, Z’2xZ2, III

ih trung gian

3

G1, G3≡0; G2=3.

I, ZaxZ’a, II, X’3xZ3, III

ih trung gian

4


G1, G2≡0; G3=4.

I, ZaxZ’a, II, Z’84xZ4, III

ih trung gian

5

G1, G2≡0; G3=5.

I, III

ih = 1

Lùi

G3, G2≡0; G1=L

I, ZaxZ’a, II,Z’LxZL1, ZL2xZ1, III

Đảo chiều quay


4

G3

2

G2 1


3

I

Za

Z3

Z2

Z1

L

ZL1

II

G1

Z'L2
Z'a

a)

I, III

III


Z'3

Z'2

Z'1

0
IV

Z'L

Sơ đồ kết cấu.

ZL2

IV
II

b) Sơ đồ bố trí trục.

Hình 1.2.2: Sơ đồ cấu trúc bố trí trục hộp số 3 trục 4 cấp
I, II, III: lần lượt là các trục sơ cấp, trục trung gian, trục thứ cấp.
G1, G2, G3, các khớp gài.
0: vị trí trục trung gian của các số truyền.
1, 2, 3, 4: vị trí của các số truyền và bánh răng tương ứng.
9


Zi: các bánh răng.
Dòng truyền mô men của hộp số 3 trục 4 cấp:


Số

Vị trí gài

Dòng truyền

Giá trị

1

G3, G1≡0; G2=1.

I,ZaxZ’a, II, Z’1xZ1, III

ih lớn nhất

2

G1, G3≡0; G2=2.

I, ZaxZ’a, II, Z’2xZ2, III

ih trung gian

3

G1, G2≡0; G3=3.

I, ZaxZ’a, II, X’3xZ3, III


ih trung gian

4

G1, G2≡0; G3=4.

I, III

ih =1

Lùi

G3, G2≡0; G1=L

I, ZaxZ’a, II, Z’LxZL2xZL1, III

Đảo chiều quay

Vị trí gài
Số

10


1.2.2. Hộp số 2 trục
Là hộp số có đa số các số truyền i h truyền qua một cặp bánh răng ăn khớp.
Các hộp số này rất phù hợp với hệ thống truyền lực của xe ô tô con, đòi hỏi tốc độ
cao. (Giá trị ih không cần lớn).
Ví dụ điển hình: hộp số 2 trục 5 cấp:

I, II: lần lượt là các trục sơ cấp, trục thứ cấp.
G1, G2, G3, các khớp gài.
1, 2, 3, 4, 5: vị trí của các số truyền và bánh răng tương ứng.
Zi: các bánh răng.
C1, C2: bánh răng chủ động, bánh răng bị động.
G1

Z5

Z4 G2 Z3

Z2

ZL

Z1

I
C1
II

Z'5

Z'4

Z'3

Z'2 G3 Z'1

C2


Hình 1.2.3: Sơ đồ kết cấu của hộp số 2 trục 5 cấp
Các số truyền và dòng truyền mô men của hộp số 2 trục 5 cấp:
Số
1

Vị trí gài
G1, G2≡0; G3=1.

Dòng truyền
I, Z1xZ’1, II, C1xC2

Giá trị
ih lớn nhất

2

G1, G2≡0; G3=2.

I, Z2xZ’2, II, C1xC2

ih trung gian

3

G1, G3≡ 0; G2=3.

I, Z3xZ’3, II, C1xC2

ih trung gian


4

G1, G3≡ 0; G2=4.

11 4, II, C1xC2
I, Z4xZ’

ih trung gian

5

G2, G3≡ 0; G1=5.

I, Z5xZ’5, II, C1xC2

ih nhỏ nhất

G1, G2, G3≡0; LxL1xL2

I, ZLxZL1xZL2, II

Đảo chiều quay

Lùi


1.3. Giới thiệu về xe Huyndai HD88 và phương án thiết kế
1.3.1. Giới thiệu về xe Huyndai HD88
Các thông số kỹ thuật của xe tham khảo: HUYNDAI HD88


TT

Thông số

Xe HD88
6010 - 2000 -

Đơn
vị

1

Kích thước bao: dài, rộng, cao

2

Chiều dài cơ sở

3375

mm

Khối lượng bản thân ô tô

3055

kg

- phân bố lên cầu trước

-phân bố lên cầu sau

1610
1445

kg
kg

8350

kg

2012
6338

kg
kg

3

Khối lượng toàn bộ
4

-Cẩu trước
- Cầu sau

2240

mm


5

Tải trọng

5300

kg

6

Lốp

7.00-16

mm

7

Vận tốc chuyển động lớn nhất

90

km/h

8

Góc dốc lớn nhất

24,30


độ

9

Mô men xoắn cực đại của động cơ

410

N/m

10

Tỷ số truyền của truyền lực chính

i0=6,32

11

Hiệu suất của hệ thống truyền lực

0,85

12


Hình 1.3.1: Xe tham khảo: Huyndai HD88
- Xe Huyndai HD88 5 tấn là dòng xe tải trung bình phổ biến trên thị trường
hiện nay với các tính năng ưu việt: động cơ D4DB với dung tích xi lanh 3907cc,
máy dầu 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, làm mát bằng nước , tăng áp khí nạp, ...
- Đặc biệt xe được trang bị hộp số cơ khí 3 trục 5 cấp với tỉ số truyền lớn:



Bảng dòng truyền mô men của hộp số này:

Số

Vị trí gài

Dòng truyền

Giá trị

1

G3, G2≡0; G1=1.

I, ZaxZ’a, II, Z’1xZ1, III

ih lớn nhất

2

G1, G3≡0; G2=2.

I, ZaxZ’a, II, Z’2xZ2, III

ih trung gian

3


G1, G3≡0; G2=3.

I, ZaxZ’a, II, Z’3xZ3, III

ih trung gian

4

G1, G2≡0; G3=4.

I, ZaxZ’a, II, Z’4xZ4, III

ih trung gian

5

G1, G2≡0; G3=5.

I, II

ih = 1

Lùi

G3, G2≡0; G1=L

I, ZaxZ’a, II, Z’LxZL1, ZL2xZ1, III

Đảo chiều quay


1.3.2. Phương án thiết kế
Chọn hộp cơ khí 3 trục 5 cấp với lí do:
- Xe tải động cơ đặt trước, truyền lực bánh sau nên chọn hộp số đặt dọc.
- Đây là hộp số cơ khí có cấp được dùng phổ biến hiện nay:
13


- Quy trình công nghệ nguyên công gia công chế tạo và lắp ráp đã được ứng
dụng rộng. Giá thành chế tạo cho sản phẩm thấp.
- Vì phổ biến nên quá trình sửa chữa bảo dưỡng của người sử dụng thuận lợi.
- Độ tin cậy của sản phẩm sẽ cao hơn so với hộp số vô cấp.
 Ta dùng hộp số 3 trục 5 cấp mà không sử dụng hộp số 2 trục hay hộp số nhiều
cấp, ít cấp: 4 cấp, 8 cấp,... Vì:
- Ảnh hưởng của số lượng số truyền trong hộp số.
- Khi sử dụng nhiều tay số thì: tính kinh tế nhiên liệu sẽ tăng lên, tính phức
tạp cũng tăng theo, làm cho giá thành của cả chiếc xe cũng tăng lên. Điều này làm
mất tính cạnh tranh của sản phẩm.
- Với hộp số 3 trục thì trục sơ cấp và thứ cấp là đồng trục cho nên sẽ tạo ra
được số truyền thẳng giúp cho các bánh răng và các ổ bi không chịu tải (ít phải
làm việc, tăng hiệu suất,…). Hộp số sẽ bền hơn, làm việc tốt hơn.
- Mặt khác thì số truyền thẳng là tay số được sử dụng nhiều nhất, khoảng 60
đến 80% thời gian sử dụng của hộp số.
- Với hộp số 3 trục thì chúng ta còn tạo ra được tỉ số truyền lớn cho hộp số.
- Nếu dùng hộp số 3 cấp hoặc 4 cấp thì nó sẽ không phân được hết các tỉ số
truyền, mà vì xe tải 5 tấn nên yêu cầu tỉ số truyền lớn.
- Nếu dùng hộp số nhiều cấp: phức tạp hơn, chiều dài trục lớn sẽ xảy ra võng
trục mà lại tốn kém không cần thiết.

Từ các quan điểm thiết kế đã nêu ở trên ta đi tới phương án thiết kế hộp số
cho xe tải 5 tấn như sau:

- Hộp số cơ khí với 5 cấp số, được bố trí dọc theo xe.
- Hộp số có 5 số tiến và 1 số lùi, với số truyền 5 là số truyền thẳng.
- Số trục hộp số là 3 trục: trục sơ cấp , trục thứ cấp, trục trung gian. Trong đó
có trục sơ cấp và thứ cấp đồng tâm.
- Cách chuyển số là sử dụng bộ đồng tốc cùng khớp gài số.
- Điều khiển bằng tay nhờ càng gạt số.
- Loại bánh răng sử dụng là bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng.



Sơ đồ hộp số tham khảo :
14


5
1

I

G3

G2 2
3
4
4

5

1
8


L
9

III

II

13

2

G1

3

10
7

6
11

12

Hình 1.3.1: Sơ đồ hộp số xe tham khảo

Hình 1.3.2: Hộp số xe tham khảo
15



1.4. Kết luận


Qua nghiên cứu tổng quan cho thấy:

- Hộp số trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực của ô tô.
Đối với xe tải thì hộp số MT được sử dụng phổ biến do có nhiều ưu điểm.
- Xe Huyndai HD88 đang là dòng xe tải phổ biến ở Việt Nam hiện nay với kết
cấu hộp số 3 trục 5 cấp với ưu điểm về tỉ số truyền.
- Trong đề tài này em lựa chọn thiết kế hộp số cơ khí cho xe tải trung bình với
đối tượng tham khảo là hộp số xe Huyndai HD88. Nội dung đề tài được trình bày
trong 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về đề tài
Chương 2: Thiết kế tính toán hộp số cơ khí cho xe tải trung bình
Chương 3: Hướng dẫn khai thác sử dụng hộp số
Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình làm đồ án, tuy nhiên hạn chế về thời
gian nên không tránh khỏi những khiếm khuyết rất mong được sự đóng góp ý kiến
của các thầy cô.

16


CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ
2.1. Tính tỷ số truyền hộp số
Trong trường hợp hộp số có trục sơ cấp và thứ cấp đồng trục thì ở tay số
truyền cuối cùng tay số 5 người ta chọn ih5 = 1 (số truyền thẳng).
Tỷ số truyền ở tay số 1 được tính theo điều kiện cản và điều kiện bám của xe:
- Theo điều kiện cản: ih1 ≥


ψ max .G.rb
M e max .i0 .i fc .ηt

- Theo điều kiện bám: ih1 ≤

m.Gϕ .ϕ .rb
M e max .i0 .i fc .ηt

+ G: trọng lượng toàn bộ của ô tô:
G = 95250 (N)
+ ψ max : hệ số cản lớn nhất.

ψ max = f + tgα = 0,02 + tg160 = 0,31
+ Gϕ : trọng lượng của ô tô phân bố lên cầu chủ động
Gϕ =68800 (N)

+ ϕ : hệ số bám của bánh xe chủ động với mặt đường.
Chọn

ϕ = 0,7

+m: hệ số phân bố tải trọng động, m = 1,1 – 1,3.
+rbx: bán kính bánh xe. rbx= 0.45 (mm)
+if: tỷ số truyền hộp số phụ. if = 1
+io: tỷ số truyền truyền lực chính. io= 6,32 ( xe tham khảo).
+ icc : tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng. icc=1
+Memax: mô men xoắn cực đại của động cơ, Memax = 430 N.m
17



+ η : Hiệu suất của hệ thống truyền lực. η= 0,85
→ 5,75 ≤ ih1 ≤ 10,4
Chọn ih1= 6.5
2.1.1. Tính toán khoảng cách trục
Khoảng cách trục aω được tính theo công thức kinh nghiệm:

Trong đó: ka là hệ số kinh nghiệm.
ka=17 - 19.8 đối với xe tải chọn ka=18.
aw = 18 3 410 = 135,86
Chọn

= 140 (mm) gần nhất trong dãy tiêu chuẩn.

2.1.2. Modun các bánh răng hộp số
Modun pháp tuyến (mn) của các bánh răng thường được chọn theo kinh
nghiệm.
Với ô tô tải: mn= 5.3 ÷ 4.25 (mm)
Chọn mn = 4 (mm) theo tiêu chuẩn.
2.1.3. Góc nghiêng răng β
Phần lớn các bánh răng là bánh răng nghiêng.
Đối với ô tô tải β = 180 ÷ 260
Tuy nhiên trong khi chọn β cần lưu ý đến điều kiện đảm bảo độ êm dịu làm
việc và một số điều kiện làm việc khác. Độ êm dịu cao nhất khi hệ số trùng khớp
chiều trục ε là số nguyên. Tuy nhiên ε β không thể lớn hơn 1 do các bánh răng có
bề rộng giới hạn nên ta thường chọn ε β =1.
→ góc β được xác định:
 π .mn 
βε = arcsin 
÷
 bω 

18


Với modun mn =4 (mm).
bω = ( 7 ÷ 8 ) mn = 28 ÷ 32 ( mm )
→ Chọn bω = 30 (mm)
Chọn tất cả các bánh răng có cùng bề rộng, cùng modun để chế tạo dễ dàng
hơn.
→ Thay số:
 π .mn 
 π .4 
0
βε = arcsin 
÷ = arcsin 
÷ = 24,76
 30 
 bω 
Trên thực tế β ≤ β Ζ để đảm bảo một số điều kiện như giảm tải trọng tác dụng
lên ổ.
→ Chọn:

β = 240

2.1.4. Số răng của các bánh răng
Đối với hộp số 3 trục 5 cấp, mỗi tay số trừ số lùi và số truyền thẳng được tạo
nên bởi 2 cặp bánh răng:
Cặp bánh răng dẫn động trục trung gian có tỷ số truyền: ia
Cặp bánh răng nối trục trung gian với trục thứ cấp có tỷ số truyền: i i
Chọn sơ bộ số răng của bánh răng chủ động dẫn động trục trung gian là:
za = 18 răng.

Ta có:
2.aω .cosβ
2.140.cos 24o
ia =
−1 =
= 2,55
mn .za
4.18
⇒ i1 =

ih1
= 2,55
ia

⇒ za, = za .ia = 18.2,55 = 45,9
Chọn: za , = 46 (răng).
Số truyền 5 là số truyền thẳng nên: ih 5 = 1
19


Tỷ số truyền ở các tay số khác ih ( n−1) = a.ihn
Trong đó :
a = n−1

ih1 4
= 6,5 = 1,60
ih 5

n là số tay số.
⇒ ih 4 = ih 5 .a = 1,60 → i4 = 0,63

ih 3 = ih 4 .a = 2,56 → i3 = 1,00
ih 2 = ih 3 .a = 4,1 → i2 = 1,61
- Số răng của bánh răng chủ động ở tay số truyền 1
z1 =

2.aω
2.140
=
= 19,7
mn .( 1 + i1 ) 4.(1 + 2,55)

Chọn z1 = 20 ( răng)
z1, = i.z1 = 2,55.19,7 = 50,28
Chọn z1, = 50 răng
2.aω .cosβ 2.140.cos 24o
z2 =
=
= 24,5
m n ( 1 + i2 )
4.(1 + 1,61)
Chọn z2 = 25 (răng)
z2, = i2 .z2 = 1,61.25 = 40,25
Chọn z2, = 40 (răng)
2.a ω .cosβ 2.140.cos 24o
z3 =
=
31,97
mn ( 1 + i3 )
4.( 1 + 1)
Chọn z3 = 32 (răng)

z3, = i3 .z3 = 1.32 = 32
Chọn z3, = 32 (răng)
20


2.aω .cosβ 2.140.cos 24o
z4 =
=
= 39,23
mn .( 1 + i4 )
4.( 1 + 6,3)
Chọn z4 = 39 (răng)
z4, = i4 .z4 = 6,3.39 = 24,57
Chọn z4, = 25 (răng)
- Tỷ số truyền lùi thường được chọn: il = (1,2 ÷ 1,3).ih1 = (7,8 ÷ 8,45)
Chọn il = 8,1
Khoảng cách trục số lùi và trục chính.
il, =

il
= 3,18
ia

il, =

z11 z9
. = 3,18
z10 z12

⇒


z11 25
=
= 1,25
z12 20

Chọn số răng z11 , z12 là:
z11 = 25 (răng) ; z12 = 20 (răng)
Khoảng cách trục giữa trục đảo chiều và trục chính:
Chọn : aω1 = 140 (mm)
aω1 =

mn ( Z 9 + Z12 ) 4 ( 50 + 20 )
=
= 140 (mm)
2
2

Khoảng cách trục giữa trục đảo chiều và trục trung gian
Chọn : aω 2 = 90 (mm)

21


aω 2 =

mn ( Z10 + Z11 ) 4 ( 20 + 25 )
=
= 90 (mm)
2

2

2.1.5. Xác định lại chính xác tỷ số truyền và khoảng cách trục hộp số
Tỷ số truyền hộp số sau khi đã chọn số răng các bánh răng.

za, zi,
ihi = .
za zi
Thay số ta có bảng sau:
Các tay

i1

số
zi

i2

i3

i4

i5

il

20
25
32
39

zi,
50
40
32
25
ihi
6,39
4,09
2,56
1,64
1
7,07
Tính chính xác khoảng cách trục theo số răng của các cặp bánh răng đã chọn.
Đối với bánh răng nghiêng :

Các tay số
zi
,
i

z

i1

i2

i3

i4


ac − a ,

20
50
140

25
40
142,3

32
32
140,11

39
25
140,11

18
46
140,11

Chọn khoảng cách trục chính xác là: 140 (mm)
Sai lệch khoảng cách trục giữa các bánh răng được giải quyết bằng dịch
chỉnh góc bánh răng.
2.1.6. Dịch chỉnh góc bánh răng
22


Sau khi tính toán lại khoảng cách trục có sự sai lệch, để giải quyết sự sai lệch

đó ta có 2 giải pháp: thay đổi góc nghiêng của các bánh răng hoặc dịch chỉnh các
bánh răng.
* Thay đổi góc nghiêng răng.
Thông thường biện pháp này người ta ít dùng vì nó sẽ gây khó khăn cho công
nghệ chế tạo máy và sửa chữa các bánh răng.
* Dịch chỉnh các bánh răng ăn khớp với nhau.
Biện pháp này được dùng nhiều vì chúng ta có thể dễ dàng dịch chỉnh nhờ
thay đổi khoảng cách giữa dao thanh răng và bánh răng cần chế tạo trong quá trình
chế tạo.
Các cặp bánh răng số 1 và số lùi không cần dịch chỉnh do đã đảm bảo khoảng
cách trục.
Đối với bánh răng nghiêng, dịch chỉnh hiệu quả không cao vì dịch chỉnh làm
giảm khá nhiều hệ số trùng khớp.
•Xác định hệ số dịch chuyển các trục:

λ0 =

Ac − A
A

•Căn cứ vào λ0 tra phụ lục tìm được:
- ε 0 : Hệ số dịch chỉnh tương đối
- α : góc ăn khớp
•Xác định hệ số dịch chỉnh tổng cộng ε t

ξt = 0,5.ξ0 .( z1 + z2 )
•Phân chia hệ số dịch chỉnh tổng cộng cho các bánh răng z1 , z2 :

ξt = ξ1 + ξ 2
Do các bánh răng đều có số răng lớn hơn 17 nên ta có:

23


ξ1 = ξ 2 = ξt / 2
Ta có bảng sau:
Cặp bánh
răng thông

z1 − z1,

z2 − z ,2

z3 − z3,

z4 − z ,4

za − za,

số
Số răng

20-50

25-40

32-32

39-25

18-46


Ac

140

142,3

140,11

140,11

140,11

λ0

0

0,01643

0,0007857

0,0007857

0,0007857

ε0

0

0,01735


0,0007857

0,0007857

0,0007857

α

0

22024’

2007’

2007’

2007’

εt

0

0,60725

0,02514

0,02514

0,02514


ε1 = ε 2

0

0,304

0,0126

0,0126

0,0126

24


2.2. Tính toán thông số bánh răng
2.2.1.Các thông số cơ bản của bộ truyền Z1-Z1’
•

Xác định đường kính vòng chia:

-Bánh răng Z1:
d Z1 =

m.Z1
4.20
=
= 80(mm)
cos β cos 24o


-Bánh răng Z1’
d Z1 ' =

m.Z1 '
4.50
=
= 200(mm)
cos β cos 24o

• Xác định đường kính chân răng :
-Bánh răng Z1 :
DcZ1 = d Z1 − 2,5.m = 80 − 2,5.4 = 70( mm)
1

-Bánh răng Z ‘:
DcZ1 ' = d Z1 ' − 2,5.m = 200 − 2,5.4 = 190( mm)
• Xác định đường kính đỉnh răng :
-Bánh răng Z1 :
DdZ1 = d Z1 + 2.m = 80 + 2.4 = 88( mm)
-Bánh răng Z1 ‘:
DdZ1 ' = d Z1 ' + 2.m = 200 + 2.4 = 208(mm)
• Xác định đường kính cơ sở :

25