ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐỒNG TỐC TRÊN XE HINO

LỜI NÓI ĐẦU

    Công nghiêp hoá, hiện đại hoá đất nước đang diễn ra mạnh mẽ ở nước ta. Để thực hiện tốt mục tiêu đó, nhà nước phải tập trung phát triển một số ngành như: công nghệ thông tin, điện tử viễn thông, tự động hoá, công nghệ chế tạo máy, công nghệ ôtô…. Trong đó ngành công nghệ ôtô là ngành đóng vai trò quan trọng và then chốt trong nền kinh tế quốc dân. Và thực tế trong mấy năm gần đây đã chứng minh nhiều nhà máy và phân xưởng chế tạo và sữa chữa ôtô vừa và nhỏ đã nổi lên liên tục khắp cả nước từ Bắc đến Nam.

    Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Ngành cơ khí ôtô là một trong những ngành đang trong quá trình phát triển mạnh. Ôtô ngày nay càng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong thực tế đời sống vì nhưng tiện ích mà nó mang lại. Một trong những bộ phận không thể thiếu của ôtô và ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình điều khiển ôtô, đó là hộp số. Ngày nay, hộp số ôtô khá phong phú về chủng loại, về kết cấu công nghệ. Nhưng phổ biến nhất là hộp số truyền động cơ khí, các loại xe chất lượng cao còn được trang bị hộp số tự động. Tuy có một số nhược điểm so với hộp số tự động nhưng hộp số truyền động cơ khí vẫn có những ưu điểm và được sử dụng phổ biến trong các loại ôtô hiện nay. Trong quá trình học tập tại trường, qua các đợt thực tập trong và ngoài truờng em đã nắm bắt được những kiến thức cơ bản về hộp số, từ kết cấu đến công nghệ chế tạo cơ bản và phải làm gì để thiết kế và chọn một hộp số cho một ôtô…

    Để đánh giá cho một kỹ sư ôtô gần ra trường, với vinh dự được nhà trường giao đề tài tốt nghiệp: Tìm hiểu và thiết kế bộ đồng tốc cơ khí. Đây là một bộ phận cơ cấu của hộp số ôtô thường được sử dụng rộng rãi ngoài xã hội hiện nay. Em đã cố gắng tìm hiểu và  trình bày những vấn đề cơ  bản nhất về bộ đồng tốc, ứng dụng và tính toán các chi tiết của bộ đồng tốc nhằm đưa bộ đồng tốc thiết kế đạt tới điều kiện t ối ưu nhất có thể. Nội dung đề tài được trình bày thành những bố cục sau:

Lời nói đầu

Chương I.  Tổng quan về hộp số ô tô.

  I. Hộp số ô tô.

    1. Khái quát về hộp số.

    2. Nhiệm vụ, yêu cầu của hộp số.

    3. Phân loại hộp số.

    4. Kết cấu của một số hộp số phổ biến trên ô tô.

  II. Cấu tạo của hộp số ô tô.

     1. Nắp và vỏ hộp số.

     2. Vòng bi.

     3. Trục hộp số.

     4. Bánh răng hộp số.

     5. Cơ cấu đồng tốc của hộp số.

     6. Lựa chon bộ đồng tốc cho hộp số 3 trục 6 số.

Chương II: Tính toán thiết kế cho bộ đồng tốc.

I. Lựa chọn phương pháp tính toán và thiết kế.

     1. Luận đề phương pháp thiết kế bộ đồng tốc có khóa.

     2. Nguyên nhân lựa chọn thiết kế bộ đồng tốc có khóa.

II. Nhiệm vụ tính toán và thiết kế bộ đồng tốc.

III. Tính toán và thiết kế bộ đồng tốc.

     1. Tính toán các thông số cơ bản của bộ đồng tôc.

     2. Tính toán kiểm tra các thông số cơ bản của bộ đồng tôc.

     3. Tính toán và thiết kế các chi tiết cơ bản của bộ đồng tốc.

Chương III: Lập quy trình lắp ráp bộ đồng tốc.

Kết luận:

      Đế hoàn thành đồ án này ngoài sự nổ lực của bản thân không thể không kể  đến sự chỉ bảo tận tình của quý thầy cô giáo trong bộ môn, nhà trường, đóng góp ý kiến của các ban trong lớp, đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy:Th.S....................... Để đến bây giờ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

       Vậy em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn:Th.S....................... đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành thiết kế đề tài tốt nghiệp này. Xin cảm ơn các thầy cô, các cán bộ công nhân viên trong bộ môn cơ khí ô tô đã tạo mọi điều kiện thuận  lợi cho em trong quá trình học tập và thiết kế đề tài này.

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ

1.1. BIỆN CHỨNG KINH TẾ

   Trên thế giới cũng như ở nước ta, nền kinh tế quốc dân luôn đòi hỏi chuyên chở một khối lượng hàng hóa, hành khách rất lớn và cùng với sự phát triển của nền kinh tế thì lượng hàng hóa, hành khách yêu cầu được chuyên chở ngày càng lớn. Vì thế, để tạo điều kiện cho kinh tế phát triển đòi hỏi ngành giao thông vận tải phải không ngừng phát triển cả về quy mô và chất lượng.  Ở Việt Nam việc phát triển ngành ôtô đã được Đảng và Nhà nước hết sức quan tâm.

     Về quan điểm phát triển :

   - Công nghiệp ôtô là ngành Công nghiệp rất quan trọng cần được ưu tiên phát triển để góp phần phục vụ có hiệu quả quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và xây dựng tiềm lực an ninh, quốc phòng của đất nước.

  - Phát triển nhanh ngành Công nghiệp ôtô trên cơ sở thị trường và hội nhập với nền kinh tế thế giới ; lựa chọn các bước phát triển thích hợp, khuyến khích chuyên môn hóa - hợp tác hóa nhằm phát huy lợi thế, tiềm năng của đất nước ; đồng thời tích cực tham gia quá trình phân công lao động và hợp tác quốc tế trong ngành Công nghiệp ôtô.

   - Phát triển ngành Công nghiệp ôtô phải gắn kết với tổng thể phát triển công nghiệp chung cả nước và các chiến lược phát triển các ngành liên quan đã được phê duyệt, nhằm huy động và phát huy tối đa các nguồn lực của mọi thành phần kinh tế, trong đó doanh nghiệp nhà nước giữ vai trò then chốt.

          Về mục tiêu phát triển :

    - Xây dựng và phát triển ngành Công nghiệp ôtô Việt Nam để đến năm 2020 trở thành một ngành Công nghiệp quan trọng của đất nước, có khả năng đáp ứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trường trong nước và tham gia vào thị trường khu vực và thế giới.

1.2. CÔNG DỤNG YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI

1.2.1 Khái quát về hộp số.

    Hộ số ô tô là một bộ phận quan trong của xe, hộp số nằm ngay sau ly hợp đóng vai trò chủ yếu đảm bảo khả năng thích ứng của ôtô trong mọi chế độ hoạt động với các chức năng sau:

  - Tạo nên sự đổi mômen và số vòng quay của động cơ ở giới hạn rộng đáp ứng mọi chế độ cản của mặt đường đồng thời cho phép ô tô có thể chuyển động ở tốc độ thấp mà ở tốc độ thấp này động cơ không thể đảm bảo được vì số vòng quay tối thiểu của động cơ tương đối cao.

1.2.2  Nhiệm vụ, yêu cầu của hộp số.

a. Nhiệm vụ.

- Thay đổi tỷ số truyền và mômen xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động phù hợp với mômen cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất của động cơ.

   - Giúp cho xe chuyển động lùi.

   - Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc không cần tách ly hợp.

   - Dẫn động mômen xoắn ra ngoài cho các bộ phận đặc biệt đối với các xe chuyên dụng.

b. Yêu cầu.

 Để đảm bảo công dụng của hộp số ngoài các yêu cầu chung về sức bền, kết cấu gọn hộp số ô tô phải thoả mãn các yêu cầu đặc trưng sau:

 - Hộp số ô tô phải có đủ tỷ số truyền cần thiết nhằm đảm bảo tốt tính chất động lực và tính kinh tế nhiên liệu khi làm việc

 - Khi gài số không sinh ra các lực va đập lên các răng nói riêng và hệ thống truyền lực nói chung. Muốn vậy hộp số ô tô phải có các bộ đồng tốc để gài số hoặc ống để gài số

-  Hộp số phải có vị trí trung gian để có thể ngắt truyền động của động cơ khỏi hệ thống  truyền lực trong thời gian lâu dài. Phải có cơ cấu chống gài hai số cùng lúc để đảm bảo an toàn cho hộp số không bị gẫy vỡ răng.

 - Hộp số phải có số lùi để cho phép xe chuyển động lùi, đồng thời phải có cơ cấu an toàn chống gài số lùi một cách ngẫu nhiên

- Điều khiển nhẹ nhàng, làm việc êm và hiệu suất cao…

1.2.3  Phân loại hộp số.

  Tùy theo thiết kế, công dụng…..mà hộp số có thể phân loại theo nhiều kiểu sau đây:

 a.Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền.

   - Hộp số có cấp:

   Hộp số 3 cấp, hộp số 4 cấp, hộp số 5 cấp ... Mỗi cấp của hộp số tương ứng với 1 số tiến. Trên ô tô thường sử dụng các hộp số có từ 3 đến 6 cấp.

Hình 2: Hộp số 3 cấp.

    - Hộp số vô cấp:

Hình 3: Hộp số vô cấp.

 b. Theo trục hộp số.

     - Hộp số có trục cố định: Hộp số thường.

  Hình 4: Hộp số có trục cố định

  - Hộp số có trục không cố định: Hộp số hành tinh.

Hình 5: Hộp số hành tinh

    - Hộp số có 3 trục: Trục sơ cấp (trục chủ động), trục thứ cấp (trục bị động) và Trục trung gian. Trong đó trục sơ cấp và trục thứ cấp đặt trùng tâm với nhau.

Hình 6: Hộp số có 3 trục

   - Hộp số có 2 trục: Trục sơ cấp và trục thứ cấp.

Hình 7: Hộp số có 2 trục

c. Theo số lượng đường trục.

- Loại có 2 trục cố định: Với kiểu hộp số hai trục gồm có: trục sơ cấp  găn bánh răng chủ động của số truyền, trục thứ cấp chứa bánh răng bị động.

- Loại có 3 trục cố định: Với hộp số ba trục gồm có: Trục sơ cấp gắn bánh răng chủ động của số truyền, trục trung gian chứa bánh răng trung gian và trục thứ cấp chứa bánh răng bị động. điều đáng chú ý của hộp số ba trục trên ôtô đó là trục sơ cấp và trục thứ cấp bố trí đồng tâm.

d. Theo tỉ số truyền chung của hộp số.

Theo tỉ số truyền chung của hộp số có thể phân ra các loại sau:

 - Loại 3 số truyền: 3 số tiến, 1 số lùi.

 - Loại 4 số truyền: 4 số tiến 1 số lùi.

 - Loại 5 số truyền: 5 số tiến 1 số lùi.

- Loại 6 số truyền: 6 số tiến 1 số lùi.

e. Theo tính chất truyền mômen .

Theo tính chất truyền mômen có thể phân hộp số ra làm 2 kiểu sau:

- Hộp số vô cấp:  Kiểu hộp số vô cấp có mômen truyền  qua hộp số biến đổi liên tục và do đó tỉ số truyền động học cũng thay đổi liên tục. hộp số vô cấp trên ô tô chủ yếu là kiểu truyền động bằng thuỷ lực mà trong giáo trình thuỷ lực được gọi là bộ biến mô..

 - Hộp số có cấp:  Kiểu hộp số có cấp gồm một số cấp hữư hạn. ứng với mỗi cấp có một giá trị mômen và do đó tốc độ truyền qua hộp số là không đổi. trong đồ án này chủ yếu nghiên cứu và hộp số có cấp

1.2.4  Kết cấu một số hộp số phổ biến trên ô tô.

  a. Hộp số ba trục (hộp số đồng trục).

Sơ đồ hóa:

                                            Hình 8: Hộp số ba trục (hộp số đồng trục).

   Kết cấu hộp số đồng trục thường có ít nhất ba trục truyền động: Trục sơ cấp đồng trục với trục thứ cấp, ngoài ra còn có thêm trục trung gian có thể có một, hai hoặc ba trục bố trí xung quanh trục sơ cấp và thứ cấp nhằm tăng độ cứ cho trục thứ cấp, duy trì sự ăn khớp tốt nhất cho các cặp bánh răng lắp trên trục.

 - Ưu điểm: Ưu điểm nổi bật của sơ đồ hộp số đồng trục là cho phép tạo ra số truyền thẳng (không qua cặp bánh răng truyền động nào) nên hiệu suất cao nhất. Điều này có ý nghĩa rất lớn đối với hộp số ô tô vì phần lớn thời gian làm việc của của hộp số là truyền thẳng (chiếm tỉ lệ 50%80%), cho phép nâng cao hiệu suất truyền của hộp số và do đó giảm tiêu hao nhiên liệu và tăng tuổi thọ chung cho hộp số. Vì vậy hộp số kiểu này được sử dụng phổ biến trên hầu hết các loại ô tô (từ xe du lịch cho đến xe khách và xe tải)

  - Nhược điểm: Nhược điểm là trục thứ cấp phải bố trí gối lên trục sơ cấp thông qua ổ bi đặt bên trong phần rỗng của đầu trục ra trục sơ cấp. Do bị khống chế bởi điều kiện kết cấu (kích thước ngoài đầu trục có bánh răng chủ động truyền mômen xuống cho trục trung gian) nên ổ bi này có thể không được chọn theo tiêu chuẩn ổ mà phải tính toán thiết kế riêng. Điều này có thể làm cho ổ bi này dễ bị tình trạng quá tải. Tuy nhiên, nhờ đặc điểm nổi bật là có khả năng truyền thẳng như đã nêu trên, nên thực tế ổ bi này có thời gian làm việc không nhiều. ít ảnh hưởng đến tuổi tho của ổ bi.

Hình 9: Hộp số 3trục kiểu đồng tâm với 2trục trung gian đối xứng

    Với hộp số đồng tâm có nhiều trục trung gian, cho phép tăng độ cứng vững của trục thứ cấp, do đó khắc phục được nhược điểm đã nêu. Mặt khác do điều kiện ăn khớp của các bánh răng tốt hơn nên cải thiện được hiệu suất của hộp số một cách đáng kể. Về cấu tạo, kiểu hộp số có nhiều trục trung gian khá cồng kềnh làm phức tạp và nặng thêm hộp số, vì vậy chúng chỉ được sử dụng hạn chế trên các ô tô tải lớn hoặc cực lớn.

b. Hộp số hai trục.