Tính Toán Thiết Kế Hộp Số Ô Tô

----------

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ Ô TÔ

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy

Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô

Hà Nội - 2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH

Giảng viên hướng dẫn : Ths. Lê Thái Hà

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Phúc Long

Mã sinh viên : 1851110412

LỜI MỞ ĐẦU

Dưới sự tác động của công cuộc đổi mới đất nước. Việt Nam đã có những

phát triển vượt bậc về mọi mặt. Nền kinh tế đất nước đang được xây dựng theo

hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa, theo đó ngành ô tô là rất quan trọng nhằm

thúc đẩy giao thông hàng hóa, phát triển kinh tế, sản xuất, xây dựng, phương tiện

đi lại, …

Trong ngành công nghệ kỹ thuật ô tô việc thiết kế-tính toán là bước đầu

tiên để hình thành nên một sản phẩm hoàn chỉnh. Để chắc chắn rằng các chi tiết

của ô tô sau khi gia công chế tạo xong đáp ứng được các yêu cầu về lắp, độ bền.

Giúp ô tô hoạt động chính xác , tối ưu nhất, cũng như tăng sự an toàn , thoải mái,

thuận tiện cho người sử dụng, làm giảm thiệt hại và những tai nạn đáng tiếc xảy

ra.

Trong đợt xét tốt nghiệp năm nay, em vinh dự được Thầy giáo Lê Thái Hà

giao cho đề tài khóa luận về “Tính toán thiết kế hộp số cho xe ô tô”.

Để đáp ứng được những yêu cầu đó, trong quá trình học tập tại trường, cụ

thể là sau khi được học xong các môn chính của ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

cùng một số môn học cơ sở khác cũng như qua các đợt thực tập trong lẫn 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...

Từ đó, em sẽ cố gắng trình bày được những vấn đề cơ bản về hộp số và ứng

dụng vào tính toán, thiết kế 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 đề tài tốt nghiệp em đã được thầy giáo Lê Thái Hà

trực tiếp hướng dẫn, cùng các thầy cô trong bộ môn, đã có những góp ý, hướng

dẫn tận tình giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp. Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng

do tài liệu, năng lực có hạn nên trong đồ án chắc chắn đề tài không thể tránh

khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn

để đề tài khóa luận được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đặc

biệt là thầy giáo Lê Thái Hà đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất

cho em hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này.

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1- Khái quát chung về hệ thống truyền lực trên ô tô ............................... 1

Hình 2.1- Sơ đồ động hộp số ba trục..................................................................... 4

Hình 2.2- Sơ đồ động hộp số hai trục. .................................................................. 5

Hình 2.3- Sơ đồ hộp số nhiều cấp với hộp số phụ bố trí trước ............................. 7

Hình 2.4- Sơ đồ hộp số nhiều cấp với hộp số phụ kiểu hành tinh ........................ 8

Hình 2.5- Kết cấu cơ cấu định vị số. ................................................................... 10

Hình 2.6- Kết cấu khóa hãm. .............................................................................. 10

Hình 2.7- Kết cấu bộ đồng tốc loại Ia. ................................................................ 12

Hình 2.8-Kết cấu bộ đồng tốc loại Ib (bộ phận nối kiểu rời). ............................. 13

Hình 2.9- Kết cấu bộ đồng tốc loại IIa (kiểu định vị). ........................................ 14

Hình 3.1- Mẫu xe khách Hyundai Universe 2019 .............................................. 15

Hình 4.1- Sơ đồ hộp số hai trục, 5 cấp. ............................................................... 23

Hình 4.2- Sơ đồ hộp số ba trục, 5 cấp, với bánh răng số 1 và số lùi luôn luôn ăn

khớp. .................................................................................................................... 24

Hình 4.3- Sơ đồ hộp số ba trục, 5 cấp, với bánh răng số 1 và số lùi không luôn

luôn ăn khớp. ....................................................................................................... 25

Hình 4.3- Sơ đồ động hộp số ba trục, 5 cấp, với bánh răng số 1 và số lùi không

luôn luôn ăn khớp. ............................................................................................... 26

Hình 5.1- Sơ đồ bố trí số lùi trên xe buýt thiết kế. .............................................. 32

Hình 5.2- Sơ đồ tính toán hộp số. ....................................................................... 36

Hình 5.3- Kết cấu bộ đồng tốc loại Ia (loại chốt hãm) ....................................... 43

Hình 5.4- Sơ đồ tính toán đồng tốc. .................................................................... 44

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1- Thông số kỹ thuật xe ô tô Hyundai Universe Advanced 2019 .......... 16

Bảng 5.1- Kết quả tính toán các thông số bánh răng. ......................................... 32

Bảng 5.2- Kết quả tính bán kính vòng chia và đường kính trục lắp bánh răng. . 39

Bảng 5.3- Kết quả tính toán momen quán tính khối lượng các bánh răng. ........ 42

Bảng 5.4- Tốc độ góc động cơ eo [rad/s] khi bắt đầu sang số ........................... 49

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 2

DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... 3

DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU .................................. 1

1.1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu. ..................................................... 1

1.2. Mục tiêu của đề tài nghiên cứu. ............................................................ 2

1.3. Phương pháp nghiên cứu. ...................................................................... 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ ........................................................... 2

2.1. Công dụng và yêu cầu của hộp số. ........................................................ 2

2.1.1. Công dụng của hộp số. .................................................................... 2

2.1.2. Yêu cầu của hộp số. ........................................................................ 3

2.2. Phân loại hộp số ..................................................................................... 3

2.2.1. Một số loại hộp số thường dùng ..................................................... 4

2.2.1.1 Hộp số ba trục (hộp số đồng tâm) ............................................... 4

2.2.1.2 Hộp số hai trục. ........................................................................... 5

2.2.2. Hộp số nhiều cấp. ............................................................................ 6

2.2.2.1. Hộp số phụ đặt phía trước hộp số chính .................................... 7

2.2.2.2. Hộp số phụ đặt phía sau hộp số chín ......................................... 8

2.3. Cơ cấu điều khiển hộp số ...................................................................... 9

2.3.1 Đặc điểm kết cấu cơ cấu điều khiển................................................ 9

2.3.2 Đặc điểm kết cấu cơ cấu định vị và khóa hãm................................ 9

2.3.3 Ống gài số ..................................................................................... 11

2.3.4 Bộ đồng tốc hộp số ô tô ................................................................ 11

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LOẠI XE THAM KHẢO THIẾT KẾ.

............................................................................................................................. 15

3.1. Giới thiệu chung về loại xe tham khảo thiết kế. .................................. 15

3.2. Các thông số kỹ thuật của xe ô tô tham khảo thiết kế. ........................ 16

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU VÀ

PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ. ............................................ 18

4.1. Tính toán xác định các thông số yêu cầu ban đầu. .............................. 18

4.1.1. Các thông số cho trước.................................................................. 18

4.1.2. Xác định tỷ số truyền và số cấp của hộp số. ................................. 18

4.1.2.1. Tỷ số truyền tay số 1 của hộp số. ............................................. 18

4.1.2.2. Số cấp của hộp số. .................................................................... 21

4.1.2.3. Tỷ số truyền các tay số trung gian ........................................... 22

4.2. Phân tích các phương án thiết kế hộp số. ............................................ 23

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ XE Ô TÔ. ............................. 27

5.1. Tính toán thiết kế các thông số cơ bản của trục và các cặp bánh răng hộp

số. ............................................................................................................. 27

5.1.1. Khoảng cách trục của hộp số. ....................................................... 27

5.1.2. Kích thước theo chiều trục cacte hộp số. ...................................... 28

5.1.3. Tính toán số răng của các bánh răng hộp số ................................. 28

5.1.3.1. Mô-duyn và góc nghiêng bánh răng hộp số. ............................ 28

5.1.3.2. Số răng của bánh răng hộp số. ................................................. 29

5.1.3.3. Đường kính trục của hộp số. .................................................... 34

5.1.3.4. Đường kính vòng chia và momen quán tính học của bánh răng

hộp số .................................................................................................. 36

5.2. Tính toán xác định các thông số cơ bản của bộ đồng tốc hộp số. ....... 42

5.2.1. Chọn kiểu đồng tốc. ...................................................................... 42