BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CƠNG NGHỆ

ĐỒ ÁN ƠTƠ

TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỘP SỐ
3 TRỤC 4 CẤP SỐ
( TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ TRỤC VÀ Ổ)

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Trần Thanh Tâm

Nguyễn Chiêu Anh (MSSV: B1503996)
Ngành: Cơ khí Giao Thơng – Khóa: 41

Tháng 5/2019


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
BỘ MƠN: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
********

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦACÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1.
2.

3.
4.
5.

Cán bộ hƣớng dẫn: Trần Thanh Tâm
Đề tài: Tính tốn, thiết kế hệ trục và ổ của hộp số 3 trục 4 cấp số
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chiêu Anh
MSSV: B1503996
Lớp:TN1593A2
Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
b. Nhận xét về bản vẽ:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
c. Nhận xét về nội dung đồ án :
* Các nội dung và công việc đã đạt đƣợc :
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
* Những vấn đề còn hạn chế:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................


d. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
e. Kết luận và đề nghị:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
6. Điểm đánh giá :
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Cần Thơ,ngày……..tháng………năm 2019
Cán bộ hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Trần Thanh Tâm


Đồ án thiết kế ô tô


Hộp số 3 trục 4 cấp số

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................i
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................... iii
LỜI NĨI ĐẦU ................................................................................................................iv
CHƢƠNG 1 .....................................................................................................................1
PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ CHUNG ...............................................................................1
1.1. Công dụng .............................................................................................................1
1.2. Chọn sơ đồ động học:............................................................................................1
1.3. Phân tích ƣu nhƣợc điểm: .....................................................................................1
1.4. Chọn hộp số...........................................................................................................2
1.5. Hoạt động của hộp số ............................................................................................2
1.6. Bảng thông số của xe ............................................................................................2
CHƢƠNG 2 .....................................................................................................................4
TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ TRỤC VÀ Ổ HỘP SỐ 3 TRỤC 4 CẤP SỐ ....................4
2.1. Kết cấu trục ...........................................................................................................4
2.2. Tính sơ bộ trục và chọn vật liệu chế tạo trục ........................................................4
2.3. Tính bền trục .........................................................................................................7
2.3.1. Tính bền trục trung gian .............................................................................7
2.3.1.1. Tính bền trục ở số 1 .................................................................................7
2.3.1.2. Tính bền trục ở số 2 ...............................................................................10
2.3.1.3. Tính bền trục ở số 3 ...............................................................................13
2.3.1.4. Tính bền trục ở số lùi .............................................................................16
2.3.2. Tính bền trục thứ cấp ................................................................................19
2.3.2.1Tính bền trục khi gài số 1 ........................................................................19
2.3.2.2 Tính bền trục khi gài số 2 .......................................................................22
2.3.2.3 Tính bền trục khi gài số 3 .......................................................................25
2.3.3 Tính bền trục số lùi ....................................................................................28

2.4. Kiểm tra đơ võng, góc xoay của trục ..................................................................31
2.4.1. Kiểm tra độ võng trên trục trung gian tại tiết diện bánh răng Z2 .............31
2.4.2. Kiểm tra góc xoay trên trục trung gian tại tiết diện bánh răng Z1 ............33
2.5. Chọn ổ bi cho trục ............................................................................................... 34
2.5.1. Chọn ổ cho trục trung gian .......................................................................35
2.5.2. Chọn ổ cho trục thứ cấp ............................................................................36
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 39

GVHD: Trần Thanh Tâm

i

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Thông số bánh răng .........................................................................................6
Bảng 2.2 Bảng thông số của bánh răng số 1 ...................................................................7
Bảng 2.3 Moment và đƣờng kính tiết diện số 1 trên trục trung gian ............................ 10
Bảng 2.4 Bảng thông số của bánh răng số 2 .................................................................10
Bảng 2.5 Moment và đƣờng kính tiết diện số 2 trên trục trung gian ............................ 13
Bảng 2.6 Bảng thông số của bánh răng số 3 .................................................................13
Bảng 2.7 Moment và đƣờng kính tiết diện số 3 trên trục trung gian ............................ 16
Bảng 2.8 Bảng thông số của bánh răng số 5 .................................................................16
Bảng 2.9 Moment và đƣờng kính tiết diện số 5 trên trục trung gian ............................ 19
Bảng 2.10 Bảng thông số của bánh răng số 1 trục thứ cấp ...........................................19

Bảng 2.11 Moment và đƣờng kính tiết diện số 1 trên trục thứ cấp .............................. 22
Bảng 2.12 Bảng thông số của bánh răng số 2 trục thứ cấp ...........................................22
Bảng 2.13 Moment và đƣờng kính tiết diện số 2 trên trục thứ cấp .............................. 25
Bảng 2.14 Bảng thông số của bánh răng số 3 trục thứ cấp ...........................................25
Bảng 2.15 Moment và đƣờng kính tiết diện số 3 trên trục thứ cấp .............................. 28
Bảng 2.16 Bảng thông số của bánh răng số lùi ............................................................. 28
Bảng 2.17 Moment và đƣờng kính tiết diện số lùi trên trục số lùi ............................... 31
Bảng 2.18 Đƣờng kính trục tại các tiết diện lắp bánh răng ..........................................31
Bảng 2.19 Bảng tóm tắt ổ bi trên các trục .....................................................................38

GVHD: Trần Thanh Tâm

ii

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Sơ đồ hộp số 3 trục 4 cấp số ............................................................................1
Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế hộp số 3 trục 4 cấp số ............................................................... 6
Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng ở số 1 trên trục trung gian .................................................8
Hình 2.3 Biểu đồ moment ở số 1 trên trục trung gian ....................................................9
Hình 2.4 Sơ đồ lực tác dụng ở số 2 trên trục trung gian ...............................................11
Hình 2.5 Biểu đồ moment ở số 2 trên trục trung gian ..................................................12
Hình 2.6 Sơ đồ lực tác dụng ở số 3 trên trục trung gian ...............................................14
Hình 2.7 Biểu đồ moment ở số 3 trên trục trung gian ..................................................15

Hình 2.8 Sơ đồ lực tác dụng ở số 5 trên trục trung gian ...............................................17
Hình 2.9 Biểu đồ moment ở số 5 trên trục trung gian ..................................................18
Hình 2.10 Sơ đồ lực tác dụng ở số 1 trên trục thứ cấp .................................................20
Hình 2.11 Biểu đồ moment ở số 1 trên trục thứ cấp .....................................................21
Hình 2.12 Sơ đồ lực tác dụng ở số 2 trên trục thứ cấp .................................................23
Hình 2.13 Biểu đồ moment ở số 2 trên trục thứ cấp .....................................................24
Hình 2.14 Sơ đồ lực tác dụng ở số 3 trên trục thứ cấp .................................................26
Hình 2.15 Biểu đồ moment ở số 3 trên trục thứ cấp .....................................................27
Hình 2.16 Sơ đồ lực tác dụng trên trục số lùi ............................................................... 29
Hình 2.17 Biểu đồ moment ở số lùi trên trục số lùi......................................................30

GVHD: Trần Thanh Tâm

iii

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

LỜI NĨI ĐẦU
Nƣớc ta đang trong q trình cơng nghiệp hố hiện đại hố. Trong đó, giao
thơng vận tải là một lĩnh vực không thể thiếu đƣợc và là huyết mạch trong mọi
ngành nghề. Đất nƣớc muốn đi lên thì lĩnh vực này phải đƣợc đầu tƣ và phát
triển. Chính vì thế mà ngành cơ khí ơ tơ nƣớc ta là một trong những ngành đang
trong quá trình phát triển mạnh để phuc vụ cho nhu cầu cấp bách này, với nhiều
nhà máy sản xuất tiên tiến mọc lên. Ô tô ngày nay càng ngày càng đƣợc sử
dụng rộng rãi trong thực tế đời sống vì những tiện ích mà nó mang lại.

Trên Ơ tơ, có rất nhiều bộ phận cấu thành, ngoài động cơ là trái tim của xe,
bộ phận động lực tạo ra mô men xoắn giúp cho xe chuyển động trên đƣờng thì hệ
thống truyền lực cũng là một phần khơng thể thiếu trên xe. Nó giúp truyền
mômen xoắn từ động cơ đến bánh xe, hộp số là một trong những bộ phận quan
trọng của hệ thống dẫn động. Ngồi nhiệm vụ trên, hộp số cịn giúp thay đổi
mômen xoắn truyền đến các bánh xe, giúp cho xe dừng lại trong thời gian dài mà
không cần phải dừng động cơ và giúp xe thay đổi chuyển động khi cần thiết.
Đƣợc sự phân công và hƣớng dẫn của thầy Trần Thanh Tâm và các thầy cô
trong bộ mơn Kỹ Thuật Cơ Khí đã giúp nhóm đồ án thiết kế ơtơ của chúng em có
nguồn động lực và có thêm kiến thức để cùng nhau hồn thành phần thiết kế hộp
số cho xe ô tô khách 3 trục 4 cấp số đúng tiến độ đƣợc giao.
Tuy nhiên, do sự hạn chế về thời gian và chƣa có nhiều kinh nghiệm nên đồ
án không tránh khỏi mắc phải những thiếu sót mong đƣợc sự góp ý của Thầy
Trần Thanh Tâm và các q thầy cơ trong bộ mơn.
Cần Thơ, ngày 24 tháng 02 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Chiêu Anh

GVHD: Trần Thanh Tâm

iv

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

CHƢƠNG 1

PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ CHUNG

1.1. Công dụng
Thay đổi moment quay từ động cơ đến bánh chủ động cho phù hợp với
mômen cản, tốc độ chuyển động của ô tô. Đổi chiều chuyển động của ô tô.
Ngắt truyền lực tới bánh răng chủ động trong thời gian dài.
1.2. Chọn sơ đồ động học:
Hộp số cơ khí 3 trục 4 số tiến và 1 số lùi:

Hình 1.1 Sơ đồ hộp số 3 trục 4 cấp số
1.3. Phân tích ƣu nhƣợc điểm:
Ƣu điểm:
Tăng hệ số truyền thẳng
Kết cấu đơn giản gọn nhỏ
Cho phép tăng tốc độ cực đại mà không cần tăng cơng suất động cơ
Tăng tính kinh tế nhiên liệu
Nhƣợc điểm:
Ổ bi đầu trục thứ cấp thƣờng có kích thƣớc nhỏ, do đƣợc đặt trong trục sơ cấp,
và làm việc với trạng thái căng thẳng khi gài các số truyền trung gian.

GVHD: Trần Thanh Tâm

1

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số


1.4. Chọn hộp số
Hợp số thiết kế theo kiểu: hộp số cơ khí có cấp điều kiển bằng tay, sử dụng bộ
đồng tốc.
Ƣu điểm
Giá thành rẽ, chế tạo và kết cấu đơn giản.
Quá trình gài số êm dịu dễ dàng, tránh va đập và gây vỡ bánh răng (so với hộp
số khơng có bộ đồng tốc).
Hiệu suất truyền động cao, làm việc với độ tin cậy tốt.
Dễ sửa chữa.
Nhƣợc điểm:
Do phải điều khiển cơ cấu sang số bằng tay nên hơi tốn sức lực lái.
Tốn thời gian sang số, hợp số làm việc không êm dịu nhƣ hộp số tự động.
Khi cần nhiều tỷ số truyền thì kết cấu hộp số sẽ cồng kềnh phức tạp.
1.5. Hoạt động của hộp số
Xe chuyển động với số 1: Động lực từ động cơ => trục sơ => Za’ => Za =>
trục trung gian => Z1 => Z1’ =>trục thứ.
Xe chuyển động với số 2: Động lực từ động cơ => trục sơ => Za’ => Za =>
trục trung gian => Z2 => Z2’ =>trục thứ.
Xe chuyển động với số 3: Động lực từ động cơ => trục sơ => Za’ => Za =>
trục trung gian => Z3 => Z3’ =>trục thứ.
Xe chuyển động với số 4: Động lực từ động cơ => trục sơ => Za’=>trục thứ.
Xe chuyển động với số lùi: Động lực từ động cơ => trục sơ => Za’ => Za =>
trục trung gian => Z5 => ZL=> Z5’ =>trục thứ.
1.6. Bảng thơng số của xe
Ơ tơ khách 10 chỗ.
Tải trọng:1100kg
Trọng lƣợng xe dự kiến: 1500kg
Sử dụng lớp 195/70 R15
Chiều dài cơ sở: 2540mm

Chiều rộng cơ sở: 1650mm
Tỷ số truyền lực dự kiến: 4
Động cơ xăng 4 xylanh:
GVHD: Trần Thanh Tâm

2

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Nemax= 160 Hp/4800 v/ph
Memax= 260Nm/3600 v/ph
Tỷ số truyền của các tay số:
ih1 

max .G.rbx
tr26/[2]
M e max .i0 .tl

Trong đó
Ga: Trọng lƣợng tồn bộ ơtơ.
Ga= (1100+1500).9,81= 25506 (N).

 max =0,39 : hệ số cản chuyển động lớn nhất ( bảng 2-1 tr43 [1])
Hoặc  max  f  i
rbx: Bán kính làm việc của bánh xe.

Bán kính thiết kế:
𝑑

15

2

2

r0 = 0,7B+( ).25,4 = 0,7.195 +( ).25,4 = 327 mm
B: Bề rộng lớp.
d: Đƣờng kính vành bánh xe.
Bán kính làm việc:

rbx = r0. 𝜆= 327.0,93 = 304,11 mm  0,304 m

𝜆: Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp áp suất thấp.
Memax: Mômen quay cực đại của động cơ Memax = 260 (Nm).

 tl : hiệu suất bộ truyền lực, đối với ơtơ khách truyền lực chính 1 cấp  t = 0,85
[2]
i0: tỷ số truyền của bộ truyền lực chính
i0 = 4
i h1 

 max Ga .rbx 0,39 . 25506 . 0,304
=
= 3,42
260 . 4 . 0,85
M e max .i0 . tl


Hộp số 4 cấp với số 4 là số truyền thẳng:
𝑖ℎ4 = 1
𝑖ℎ3 =
𝑖ℎ2 =

3
3

𝑖ℎ1 = 3 3,42 = 1,51
𝑖ℎ1 2 =

3

3,422 = 2,27

𝑖𝐿 = 3,42 lấy bằng 𝑖ℎ1

GVHD: Trần Thanh Tâm

3

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

CHƢƠNG 2

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ TRỤC VÀ Ổ HỘP SỐ 3 TRỤC 4 CẤP SỐ
2.1. Kết cấu trục
Yêu cầu trục phải có độ cứng vững tốt (kích thƣớc, vật liệu chế tạo), để không
làm sai lệch sự ăn khớp của bánh răng, ảnh hƣởng lớn đến độ bền lâu của chúng
và ổ bi.
- Trục sơ cấp: đƣợc đỡ bằng hai ổ bi, một ổ nằm trên bánh đà, một ổ (thƣờng là
bi hƣớng kính) nằm trong vỏ hộp số và đƣợc định vị dọc trục.
- Trục trung gian: chế tạo liền với bánh răng là bánh răng nghiêng (trừ bánh
răng số lùi), đƣợc đỡ trên hai ổ bi đặt ở vỏ hộp số.
- Trục thứ cấp: ổ bi thứ nhất là ổ bi kim đƣợc đặt ngay trong trục sơ cấp, ổ bi
đuôi trục thƣờng là bi hƣớng kính có chặn dọc trục đặt ở vỏ hộp số.
Các bánh răng quay trơn trên trục qua bạc trƣợt hoặc bi kim và đƣợc bôi trơn.
Các bánh răng trƣợt trục trên then hoa, nếu là bánh răng nghiêng thì trục then
hoa phải xoắn với bƣớc rãnh then bằng bƣớc răng.
Trong các xe thƣờng lắp hộp đo tốc độ ở đuôi trục thứ cấp.
2.2. Tính sơ bộ trục và chọn vật liệu chế tạo trục
Đƣờng kính trục sơ cấp:
3

d1 = 5,3. 3 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 = 5,3. 260 = 34 mm ( Công thức Tr.34 [1]).
Đƣờng kính trục trung gian:
d2 = 0,45.A = 0,45.80 = 36 mm
Trong đó: A = 80 mm là khoảng cách trục.
Đƣờng kính trục thứ cấp:
d3 = 0,45.A = 0,45. 80 = 36 mm
Trong đó:
Quan hệ giữa đƣờng kính trục và chiều dài trục đƣợc tính sơ bộ nhƣ sau:
𝑑1
𝑙1
𝑑2

𝑙2
𝑑3
𝑙3

= 0,16 ÷ 0,18 ⇒ 𝑙1 =
= 0,1 ÷ 0,18 ⇒ 𝑙2 =

0,16÷0,18
𝑑2

0,1÷0,18

= 0,18 ÷ 0,21 ⇒ 𝑙3 =

GVHD: Trần Thanh Tâm

𝑑1

= 212,5 ÷ 188,8 = 200 mm

= 360 ÷ 200 = 300 mm

𝑑3
0,18÷0,21

= 200 ÷ 171,4 = 300 mm

4

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh



Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Chú ý rằng, chiều dài trục chọn sơ bộ theo công thức này cần phải phù
hợp theo sơ đồ tính theo tổng chiều dài các chi tiết lắp trên trục đƣợc minh họa
trên sơ đồ tính tốn trên hình 1.1 Tổng chiều dài trục l2 có thể đƣợc xác định
bằng:
l2 = b1 + b2 + b3 + ba + H1 + H2 + 2.B + δb + 2. δt
Trong đó:
b1, b2, b3,ba là chiều rộng bánh răng
H là chiều rộng bộ đồng tốc, H = (0,68 ÷ 0,78).A, chọn H1 = 59, H2 = 61,5 (mm).
B là bề rộng ổ đỡ, B = (0,25 ÷ 0,28).A, chọn B = 20 mm (mm).
δb là khe hở giữa hai bánh răng liền kề, chọn δb = 5,5 (mm).
δt là khe hở giữa bánh răng và thành trong hộp số, chọn δt = 6 (mm)
Thay vào cơng thức, ta tính đƣợc: l2 = 281 (mm).
Chọn vật liệu chế tạo là thép 45XA thƣờng hóa. Ứng suất cho phép: 70 MN/m2 (trang
35,[1]).
Đặc điểm: độ cứng cao, cơ tính tốt.
Sau khi nhiệt luyện, tơi bề mặt bằng dòng điện cao tầng để nâng cao độ cứng, tính
chống mài mịn bề mặt và chịu đƣợc tải trọng thay đổi.

GVHD: Trần Thanh Tâm

5

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh



Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Bảng 2.1 Thơng số bánh răng
Thơng số
Đƣờng
Chiều
Độ hở
kính
Bánh Số
Mơđun cao
Tỉ số hƣớng
vịng
răng răng
răng truyền tâm
chia
(Z)
(mn)
(h)
(c)
(dc)
Z'a
17
3
6.75
0.75
55,4
1,88

Za
32
3
6.75
0.75
104,6
Z1
18
3
6.75
0.75
56,5
1,83
Z’1
33
3
6.75
0.75
103,5
Z2
23
3
6.75
0.75
72,2
1,22
Z’2
28
3
6.75

0.75
87,8
Z3
28
3
6.75
0.75
87,8
0,82
Z’3
23
3
6.75
0.75
72,2
Z5
30
1,8
4,05
0,45
54
1
ZL

30

1,8

4,05


Z’5

55

1,8

4,05

1,83

Đƣờng Đƣờng Bề
kính
kính
rộng
Góc
vịng
vịng bánh nghiêng
đỉnh
chân răng
răng
(De)
(Di)
(b)
61.6
48,1
28
23,40
110,6
97,1
28

23,40
62,5
49
36
170
109,5
96
36
170
78,2
64,7
25
170
93,8
80,3
25
170
93,8
80,3
14
170
78,2
64,7
14
170
57,6
49,5
18
0


0,45

54

57,6

49,5

18

0

0,45

99

102,6

94,5

18

0

Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế hộp số 3 trục 4 cấp số

GVHD: Trần Thanh Tâm

6


SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

2.3. Tính bền trục
Tính trục sơ cấp hộp số ta dựa vào các tải trọng tác dụng lên trục. Các
tải trọng này bao gồm các thành phần sau: lực hƣớng kính tác dụng
theo phƣơng vng góc với đƣờng tâm trục, lực chiều trục sinh ra do
góc nghiêng của răng, lực vịng.
Lực vịng P =

𝑀𝑥
𝑟𝑐

, rc là bán kính vịng chia

Lực hƣớng tâm R =
Lực dọc trục Q =

𝑀𝑥 .𝑡𝑎𝑛 𝛼 𝑐
𝑟𝑐 .𝑐𝑜𝑠 𝛽𝑐

, 𝛼 = 20°

𝑀𝑥 .𝑡𝑎𝑛 𝛽𝑐
𝑟𝑐


Mômen xoắn Mx tại trục sơ cấp:
Mx = Memax (vì là số truyền thẳng).
Mômen xoắn Mx tại trục trung gian:
Mx = Memax.ia (trong đó ia là tỉ số truyền của cặp bánh răng Za, Za’).
Mômen xoắn Mx tại trục thứ cấp:
Mx = Memax.ia.ii (trong đó ii là tỉ số truyền tại số tƣơng ứng, i = 1,2,3)
2.3.1. Tính bền trục trung gian
Momen xoắn trục trung gian:
Mx = Memax. ia = 260000.1,88 = 488800N.mm
2.3.1.1. Tính bền trục ở số 1
Bảng 2.2 Bảng thơng số của bánh răng số 1
Đƣờng kính

Góc

Momen

Lực

vịng chia

nghiêng

xoắn

vịng P

d(mm)

răng β


(Nmm)

Za

104,6

23,40

488800

9346,08

Z1

56,5

170

488800

17302,65

Bánh
răng

GVHD: Trần Thanh Tâm

7


(N)

Lực
hƣớng
tâm R
(N)
3557,12
6585,4

Lực dọc
trục Q
(N)
2857,38
5289,95

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng ở số 1 trên trục trung gian
Tính phản lực tại các gối đỡ:
𝑀𝐴𝑦 = 𝑅𝐴 . 30 + 𝑄𝐴 .

104,6
56,5
+ 𝑅1 . 227 − 𝑄1 .
− 𝑅𝑦𝐵 . 261 = 0

2
2

→ 𝑅𝑦𝐵 = 6136,4 (N)
𝐹𝑦 = 𝑅𝑦𝐴 − 𝑅𝐴 − 𝑅1 + 𝑅𝑦𝐵 = 0
→ 𝑅𝑦𝐴 = 4006,1 (N)
𝑀𝐴𝑥 = − 𝑃𝑎 . 30 + 𝑃1 . 227 − 𝑅𝑥𝐵 . 261 = 0
→ 𝑅𝑥𝐵 = 13974,4 (N)
𝐹𝑥 = 𝑅𝑥𝐴 − 𝑃𝑎 + 𝑃1 − 𝑅𝑥𝐵 = 0
→ 𝑅𝑥𝐴 = 6017,8 𝑁

GVHD: Trần Thanh Tâm

8

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Hình 2.3 Biểu đồ moment ở số 1 trên trục trung gian

GVHD: Trần Thanh Tâm

9

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh



Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Bảng 2.3 Moment và đƣờng kính tiết diện số 1 trên trục trung gian
Tiết diện
Giá trị

Bánh răng

Bánh răng

𝑍𝑎

𝑍1

0

324484,9

594952,5

0

0

586669,2

769996,1


0

0

43,8

47,9

0

A

B

Moment uốn (N.mm)
2 + 𝑀2
𝑀𝑢𝑥
𝑢𝑦

𝑀𝑢 =

Moment tổng hợp
(N.mm)
𝑀𝑢2 + 𝑀𝑥2

𝑀𝑡ℎ =

Đƣờng kính tiết diện
(mm)

𝑑≥

3

𝑀𝑡ℎ
0,1. 𝜎

𝜎 = 70 𝑁/𝑚𝑚2
Chọn đƣờng kính trục tại chỗ lắp bánh răng 𝑍𝑎 là 50 mm
Chọn đƣờng kính trục tại chỗ lắp bánh răng 𝑍1 là 50 mm
Lấy đƣờng kính trục lớn hơn bảng tính do có then trên tiết diện lắp bánh răng.
2.3.1.2. Tính bền trục ở số 2
Bảng 2.4 Bảng thông số của bánh răng số 2
Lực

Đƣờng kính

Góc

Momen

Lực

vịng chia

nghiêng

xoắn

vịng P


d(mm)

răng β

(Nmm)

Za

104,6

23,40

488800

9346,08

3557,12

2857,38

Z2

72,2

170

488800

13540,2


5153,4

4139,7

Bánh
răng

GVHD: Trần Thanh Tâm

10

(N)

hƣớng
tâm R
(N)

Lực dọc
trục Q
(N)

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Hình 2.4 Sơ đồ lực tác dụng ở số 2 trên trục trung gian

Tính phản lực tại các gối đỡ:
𝑀𝐴𝑦 = 𝑅𝐴 . 30 + 𝑄𝐴 .

104,6
72,2
+ 𝑅2 . 135 − 𝑄2 .
− 𝑅𝑦𝐵 . 261 = 0
2
2

→ 𝑅𝑦𝐵 = 3074,4 (N)
𝐹𝑦 = 𝑅𝑦𝐴 − 𝑅𝐴 − 𝑅2 + 𝑅𝑦𝐵 = 0
→ 𝑅𝑦𝐴 = 5636,1 (N)
𝑀𝐴𝑥 = − 𝑃𝑎 . 30 + 𝑃2 . 135 − 𝑅𝑥𝐵 . 261 = 0
→ 𝑅𝑥𝐵 = 5929,3 (N)
𝐹𝑥 = 𝑅𝑥𝐴 − 𝑃𝑎 + 𝑃2 − 𝑅𝑥𝐵 = 0
→ 𝑅𝑥𝐴 = 1735,2 𝑁

GVHD: Trần Thanh Tâm

11

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Hình 2.5 Biểu đồ moment ở số 2 trên trục trung gian


GVHD: Trần Thanh Tâm

12

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Bảng 2.5 Moment và đƣờng kính tiết diện số 2 trên trục trung gian
Tiết diện
Giá trị

Bánh răng

Bánh răng

𝑍𝑎

𝑍2

0

322749,5

919954,6


0

0

585741,2

1041749,5

0

0

43,7

53

0

A

B

Moment uốn (N.mm)
2 + 𝑀2
𝑀𝑢𝑥
𝑢𝑦

𝑀𝑢 =

Moment tổng hợp

(N.mm)
𝑀𝑢2 + 𝑀𝑥2

𝑀𝑡ℎ =

Đƣờng kính tiết diện
(mm)
𝑑≥

3

𝑀𝑡ℎ
0,1. 𝜎

𝜎 = 70 𝑁/𝑚𝑚2
Chọn đƣờng kính trục tại chỗ lắp bánh răng 𝑍𝑎 là 50 mm
Chọn đƣờng kính trục tại chỗ lắp bánh răng 𝑍2 là 55 mm
Lấy đƣờng kính trục lớn hơn bảng tính do có then trên tiết diện lắp bánh răng.
2.3.1.3. Tính bền trục ở số 3
Bảng 2.6 Bảng thông số của bánh răng số 3
Lực

Đƣờng kính

Góc

Momen

Lực


vịng chia

nghiêng

xoắn

vịng P

d(mm)

răng β

(Nmm)

Za

104,6

23,40

488800

9346,08

3557,12

2857,38

Z3


87,8

170

488800

11134,4

4237,8

3404,1

Bánh
răng

GVHD: Trần Thanh Tâm

13

(N)

hƣớng
tâm R
(N)

Lực dọc
trục Q
(N)

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh



Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Hình 2.6 Sơ đồ lực tác dụng ở số 3 trên trục trung gian
Tính phản lực tại các gối đỡ:
𝑀𝐴𝑦 = 𝑅𝐴 . 30 + 𝑄𝐴 .

104,6
87,8
+ 𝑅3 . 110 − 𝑄3 .
− 𝑅𝑦𝐵 . 261 = 0
2
2

→ 𝑅𝑦𝐵 = 2194,9 (N)
𝐹𝑦 = 𝑅𝑦𝐴 − 𝑅𝐴 − 𝑅3 + 𝑅𝑦𝐵 = 0
→ 𝑅𝑦𝐴 = 5600 (N)
𝑀𝐴𝑥 = − 𝑃𝑎 . 30 + 𝑃3 . 110 − 𝑅𝑥𝐵 . 261 = 0
→ 𝑅𝑥𝐵 = 3618,4 (N)
𝐹𝑥 = 𝑅𝑥𝐴 − 𝑃𝑎 + 𝑃3 − 𝑅𝑥𝐵 = 0
→ 𝑅𝑥𝐴 = 1830,1 𝑁

GVHD: Trần Thanh Tâm

14

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh



Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Hình 2.7 Biểu đồ moment ở số 3 trên trục trung gian

GVHD: Trần Thanh Tâm

15

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Bảng 2.7 Moment và đƣờng kính tiết diện số 3 trên trục trung gian
Tiết diện
Giá trị

Bánh răng

Bánh răng

𝑍𝑎

𝑍3


0

322154,3

727850,8

0

0

585413,4

876750,9

0

0

43,7

50

0

A

B

Moment uốn (N.mm)

2 + 𝑀2
𝑀𝑢𝑥
𝑢𝑦

𝑀𝑢 =

Moment tổng hợp
(N.mm)
𝑀𝑢2 + 𝑀𝑥2

𝑀𝑡ℎ =

Đƣờng kính tiết diện
(mm)
𝑑≥

3

𝑀𝑡ℎ
0,1. 𝜎

𝜎 = 70 𝑁/𝑚𝑚2
Chọn đƣờng kính trục tại chỗ lắp bánh răng 𝑍𝑎 là 50 mm
Chọn đƣờng kính trục tại chỗ lắp bánh răng 𝑍3 là 55 mm
Lấy đƣờng kính trục lớn hơn bảng tính do có then trên tiết diện lắp bánh răng.
2.3.1.4. Tính bền trục ở số lùi
Bảng 2.8 Bảng thông số của bánh răng số 5
Lực

Đƣờng kính


Góc

Momen

Lực

vịng chia

nghiêng

xoắn

vịng P

d(mm)

răng β

(Nmm)

Za

104,6

23,40

488800

9346,08


3557,12

Z5

54

00

488800

18103,7

6589,2

Bánh
răng

GVHD: Trần Thanh Tâm

16

(N)

hƣớng
tâm R
(N)

Lực dọc
trục Q

(N)
2857,38
0

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Hình 2.8 Sơ đồ lực tác dụng ở số 5 trên trục trung gian
Tính phản lực tại các gối đỡ:
𝑀𝐴𝑦 = 𝑅𝐴 . 30 + 𝑄𝐴 .

104,6
+ 𝑅5 . 181 − 𝑅𝑦𝐵 . 261 = 0
2

→ 𝑅𝑦𝐵 = 5551 (N)
𝐹𝑦 = 𝑅𝑦𝐴 − 𝑅𝐴 − 𝑅5 + 𝑅𝑦𝐵 = 0
→ 𝑅𝑦𝐴 = 4595,4 (N)
𝑀𝐴𝑥 = − 𝑃𝑎 . 30 + 𝑃5 . 181 − 𝑅𝑥𝐵 . 261 = 0
→ 𝑅𝑥𝐵 = 11480,4 (N)
𝐹𝑥 = 𝑅𝑥𝐴 − 𝑃𝑎 + 𝑃5 − 𝑅𝑥𝐵 = 0
→ 𝑅𝑥𝐴 = 2722,8 𝑁

GVHD: Trần Thanh Tâm

17


SVTH: Nguyễn Chiêu Anh


Đồ án thiết kế ô tô

Hộp số 3 trục 4 cấp số

Hình 2.9 Biểu đồ moment ở số 5 trên trục trung gian

GVHD: Trần Thanh Tâm

18

SVTH: Nguyễn Chiêu Anh