Tài liệu Chương 2 hộp số và hộp số phân phối

CHÖÔNG 2 HOÄP SOÁ VAØ HOÄP SỐ PHAÂN PHOÁI Muïc tieâu: Sau khi hoïc xong chöông naøy caùc sinh vieân coù khaû naêng: 1. Trình baøy ñöôïc coâng duïng, yeâu caàu vaø phaân loaïi hoäp soá. 2. Veõ ñöôïc sô ñoà ñoäng hoïc vaø neâu ñöôïc nguyeân lyù laøm vieäc cuûa caùc loaïi hoäp soá. 3. Trình baøy ñöôïc trình töï tính toaùn hoäp soá coù caáp. 4. Xaùc ñònh ñöôïc caùc tæ soá truyeàn cuûa hoäp soá. 5. Tính ñöôïc caùc thoâng soá hình hoïc cuûa baùnh raêng hoäp soá. 6. Trình baøy ñöôïc caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa boä ñoàng toác. 7. Neâu ñöôïc khaùi quaùt veà hoäp soá töï ñoäng. 8. Trình baøy ñöôïc sô ñoà caáu taïo, nguyeân lyù laøm vieäc vaø caùc ñöôøng ñaëc tính cuûa bieán moâmen thuûy löïc. 9. Tính toaùn ñöôïc ñoäng hoïc vaø ñoäng löïc hoïc cuûa hoäp soá haønh tinh. 10. Trình baøy ñöôïc heä thoáng ñieàu khieån hoäp soá töï ñoäng. 11. Trình baøy ñöôïc ñöôïc nguyeân taéc phaân phoái coâng suaát cho caùc caàu cuûa xe nhieàu caàu chuû ñoäng. Bài tập cuối chương: Tính toán và thiết kế: 1. Hộp số 2 trục (3 số); 2. Hộp số 3 trục (3, 4, 5, 6 …số); 3. Hộp số tự động có cấp; 4. Hộp số tự động vô cấp; 5. Hộp số phân phối. 1 MỤC LỤC BÀI 1 – HỘP SỐ CHÍNH Ô TÔ ....................................................................................................... 3 A – KẾT CẤU HỘP SỐ CHÍNH Ô TÔ ............................................................................................ 3 I. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI ................................................................................ 3 II. CẤU TẠO CHUNG CỦA HỘP SỐ Ô TÔ ................................................................................... 4 1. Cấu tạo chung ............................................................................................................................... 4 2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận của hộp số.................................................................................... 12 3. Đặc điểm kết cấu của một số loại hộp số ..................................................................................... 22 3.1. Hộp số hai trục (3 số tiến, 1 số lùi) .................................................................................... 22 3.2. Hộp số ba trục (3 số tiến, 1 số lùi) ..................................................................................... 24 3.3. Hộp số ba trục (4 số tiến, 1 số lùi) ..................................................................................... 26 3.4. Hộp số ba trục (5 số tiến, 1 số lùi, tỷ số truyền tăng) ......................................................... 27 4. Hộp số phụ trên ô tô ............................................................................................................ 29 B – TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘP SỐ .................................................................................... 31 III. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỘP SỐ ......................................................................... 31 IV. ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỘP SỐ................................................................. 31 BÀI 2 – HỘP SỐ TỰ ĐỘNG.......................................................................................................... 39 A – KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG ............................................................................................... 39 I. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI .............................................................................. 39 II. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỘP SỐ TỰ DỘNG .................................................................... 39 1. Cấu tạo chung ............................................................................................................................. 39 2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận của hộp số tự động ....................................................................... 41 3. Đặc điểm kết cấu của một số loại hộp số tự động ...................................................................... 114 3.1. Hộp số tự động có cấp .................................................................................................... 115 3.2. Hộp số tự động vô cấp .................................................................................................... 116 B – TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG ................................................................ 122 III. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG .................................................... 122 IV. TÍNH ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG .................................. 122 BÀI 3 – HỘP SỐ PHÂN PHỐI ..................................................................................................... 136 A – KẾT CẤU HỘP SỐ PHÂN PHỐI .......................................................................................... 136 II. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỘP SỐ PHÂN PHỐI ............................................................... 136 1. Cấu tạo chung ........................................................................................................................... 136 2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận của hộp số phân phối ................................................................. 138 3. Đặc điểm kết cấu của một số loại hộp số phân phối................................................................... 138 B – TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘP SỐ PHÂN PHỐI ............................................................. 141 III. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỘP SỐ PHÂN PHỐI ................................................. 141 IV. TÍNH ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỘP SỐ PHÂN PHỐI ............................... 141 CÂU HỎI ÔN TẬP ...................................................................................................................... 146 2 BÀI 1 – HỘP SỐ CHÍNH Ô TÔ A – KẾT CẤU HỘP SỐ CHÍNH Ô TÔ I. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI 1. Công dụng  Nhaèm thay ñoåi tyû soá truyeàn vaø moâmen xoaén töø ñoäng cô ñeán caùc baùnh xe chuû ñoäng phuø hôïp vôùi moâmen caûn luoân thay ñoåi vaø nhaèm taän duïng toái ña coâng suaát cuûa ñoäng cô.  Giuùp cho xe thay ñoåi ñöôïc chieàu chuyeån ñoäng (cho xe chạy lùi).  Ñaûm baûo cho xe döøng taïi choã maø khoâng caàn taét maùy hoaëc khoâng caàn taùch ly hôïp (cắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian dài).  Daãn ñoäng moâmen xoaén ra ngoaøi cho caùc boä phaän ñaëc bieät ñoái vôùi caùc xe chuyeân duïng. 2. Yêu cầu Yêu cầu chung đối với hộp số: làm việc có độ tin cậy cao; đơn giản trong bảo dưỡng; kích thước và kết cấu nhỏ gọn; giá thành hạ. Với chức năng là hộp số ô tô:  Coù daõy tyû soá truyeàn phuø hôïp nhaèm naâng cao tính naêng ñoäng löïc hoïc vaø tính naêng kinh teá cuûa oâ toâ.  Phaûi coù hieäu suaát truyeàn löïc cao, khoâng coù tieáng oàn khi laøm vieäc, sang soá nheï nhaøng, khoâng sinh ra löïc va ñaäp ôû caùc baùnh raêng khi gaøi soá.  Phaûi coù keát caáu goïn beàn chaéc, deã ñieàu khieån, deã baûo döôõng hoaëc kieåm tra vaø söûa chöõa khi coù hö hoûng.  Có khả năng trich công suất để dùng cho các thiết bị khác lắp trên ô tô. 3. Phân loại Theo sơ đồ động học HS CÓ CẤP Theo dãy số truyền Loại có trục cố định ( HS hai trục, HS ba trục,..) Loại có trục không cố định (HS hành tinh một cấp, hai cấp,..) Một dãy tỉ số truyền ( 3 số, 4 số, 5 số,..) Hai dãy tỉ số truyền Theo phương pháp điều khiển HỘP SỐ HS điều khiển bằng tay HS tự động HS ma sát HS VÔ CẤP HS thủy lực (tĩnh và động) HS điện Hình – Sơ đồ phân loại hộp số 3 Tùy theo đặc tính sử dụng của từng loại ô tô, có thể được trang bị các loại hộp số sau: + Hộp số chính; + Hộp số phụ: + Hộp số phân phối. Theo cách bố trí hộp số chính thì gồm: hộp số ngang (đi cùng với hệ thống truyền lực dạng FF) và hộp số dọc (đi cùng với hệ thống truyền lực dạng FR) Theo phöông phaùp thay ñoåi tyû soá truyeàn, hoäp soá ñöôïc chia thaønh: hoäp soá coù caáp vaø hoäp soá voâ caáp. 3.1. Hoäp soá coù caáp ñöôïc chia theo * Sô ñoà ñoäng hoïc goàm coù: + Loaïi coù truïc coá ñònh (hoäp soá hai truïc, hoäp soá ba truïc…). + Loaïi coù truïc khoâng coá ñònh (hoäp soá haønh tinh moät caáp, hai caáp…). * Daõy soá truyeàn goàm coù: + Moät daõy tyû soá truyeàn (3 soá, 4 soá, 5 soá…). + Hai daõy tyû soá truyeàn. * Phöông phaùp sang soá goàm coù: + Hoäp soá ñieàu khieån baèng tay. + Hoäp soá töï ñoäng. * Theo phương pháp điều khiển: + Hộp số điều khiển tự động; + Hộp số điều khiển bán tự động; + Hộp số điều khiển cưỡng bức; + Hộp số điều khiển trực tiếp và điều khiển gián tiếp. 3.2. Hoäp soá voâ caáp gồm + Hoäp soá thuûy löïc (hoäp soá thuûy tónh, hoäp soá thuûy ñoäng). + Hoäp soá ñieän. + Hoäp soá ma saùt. II. CẤU TẠO CHUNG CỦA HỘP SỐ Ô TÔ 1. Cấu tạo chung Cấu tạo chung của hộp số gồm các cụm và bộ phận chính sau: a) Cácte hộp số (vỏ hộp số); b) Các trục và bánh răng hộp số: trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung gian; c) Trục số lùi và bánh răng số lùi; d) Bộ đồng tốc; e) Cơ cấu truyền số; f) Cần tay số. 4 Hình 1 – Kết cấu chung của hộp số cơ khí 1 – Trục bánh răng bán trục của vi sai; 2 – Cácte ly hợp; 3 – Trục sơ cấp; 4 – Áo bọc bảo vệ bụi; 5 – Cơ cấu ngắt đường truyền; 6 – Đầu cấm dẫn động ngắt ly hợp; 7 – Giá ở miếng đệm dây dẫn; 8 – Tay treo vỏ dây cáp truyền động ngắt ly hợp; 9 – Nắp phía sau; 10 - Ống nối ống thông gió; 11 – Lỗ đặt cảm biến vận tốc ô tô; 12 - Vỏ bọc khớp nối bên trong của truyền động bánh xe bên trái; 13 – Công tắc đèn chạy lùi; 14 – Vỏ hộp số; 15 – Nút lỗ châm dầu Hình 2 – Kết cấu hộp số 1 – Nắp phía sau của hộp số; 2 – Cảm biến vận tốc; 3 – Công tắc đèn số lùi; 4 – Cần sang số; 5 – Lỗ thông gió; 6 – Thanh kéo trung gian để chọn số; 7 – Vòng bít kín của bán trục; 8 – Bán trục phải; 9 – Bán trục trái; 10 – Nút lỗ để chăm dầu; 11 – Nút của nắp sau hộp số; 12 – Cần ngắt ly hợp; 13 – Cácte hộp số; 14 – Cácte ly hợp 5 Hình 3 – Kết cấu hộp số ma sát 6 số của Audi Hình 4 – Sơ đồ kết cấu các bộ phận chính của hộp số 1 – Trục sơ cấp; 2 – Vòng bít kín trục sơ cấp; 3 – Cácte ly hợp; 4 – Vòng đệm cao su; 5 – Lỗ thông gió; 6 – Vòng bi hình kim của trục thứ cấp; 7 – Vánh răng của bộ đồng tốc cấp truyền số 4; 8 – Dĩa sang số từ số 3 sang số 4; 9 – Khớp trượt của bộ đồng tốc số 3 và số 4; 10 – Moay ơ khớp nối của bộ đồng tốc số 3 và số 4; 11 – Bánh răng và vành răng của bộ đồng tốc số 3; 12 - Bánh răng và vành răng của bộ đồng tốc số 2; 13 - Dĩa sang số từ số 1 sang số 2; 14 – Khớp sang số 1 và số 2; 15 - Bánh răng và vành răng của bộ đồng tốc số 1; 16 - Ổ trục trung gian của trục thứ cấp; 17 – Bánh răng truyền số 5; 18 – Cần sang số; 19 – Vỏ cần sang số; 20 - Ống cách; 21 – Bích khớp mềm; 22 – Trục thứ cấp; 23 - Vòng bít kín ổ trục sau của trục thứ cấp; 24 - Ổ trục sau của trục thứ cấp; 25 – Vòng đệm bộ phận hắt dầu; 26 - Ổ trục của bộ bánh răng truyền số 5 và số lùi; 27 – Bộ bánh răng số 5 và số lùi; 28 – Moay ơ của bộ đồng tốc truyền số 5; 29 – Bánh răng trung gian của số lùi; 30 – Nắp hộp số phía sau; 31 - Ổ trục phía sau của trục trung gian; 32 – Khớp trượt cùa bộ đồng tốc truyền số 1 và số 2; 33 – Nắp lỗ chăm dầu; 34 – Trục trung gian; 35 - Ổ trục trước của trục trung gian; 36 – Cácte hộp số; 37 - Ổ trục sau của trục sơ sấp; 38 - Ống dẫn hướng 6 Hình – Kết cấu bên trong của hộp số ngang và hộp số dọc 7 * Sự cần thiết phải sang số: 8 * Khái niệm về truyền động bánh răng: 9 Hình 5 – Kết cấu của hộp số chính 10 Hình 6 – Hai bánh răng A và B có đường kính bằng nhau, khớp răng với nhau sẽ quay cùng vận tốc Hình 7 – Bánh răng A bé dẫn động bánh răng B lớn (bánh răng A quay nhanh, bánh răng B quay chậm) a) b) Hình 8 – Tỉ số truyền a) Một cặp bánh răng; b) Hai cặp bánh răng 11 Hình 9 – Sơ đồ làm việc của hộp số chính 1 – Trục sơ cấp; 2 – Cần tay số; 3 – Cơ cấu truyền; 4 – Trục thứ cấp; 5 – Nút chăm dầu; 6 – Trục trung gian; 7 – Các te hộp số Hình 10 – Sơ đồ truyền mômen xoắn khi mở truyền số lùi 1 – Trục sơ cấp; 2 – Bánh răng của trục sơ cấp; 3 – Trục trung gian; 4 – Bánh răng truyền của số lùi; 5 – Trục thứ cấp 2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận của hộp số 2.1. Vỏ và nắp hộp số 2.2. Trục sơ cấp 12 Hình 11 – Trục sơ cấp 2.3. Trục trung gian Hình 12 – Trục trung gian 2.4. Trục thứ cấp 13 Hình 13 – Trục thứ cấp 2.5. Trục số lùi 2.6. Cơ cấu sang số 14 Hình 14 – Cơ cấu sang số 1 – Cần sang số; 2 – Nắp hộp số; 3, 9 – Cáp sang số; 4, 5 – Lò xo và đạn đhhh vị; 6, 7 - Ống trượt; 8 – Chốt hãm; 10 – Khớp gạt số; 11 – Khớp hình cầu và chốt giữ cần số 15 16 Hình 15 – Cơ cấu điều khiển hộp số 1 - Ống lót (moay ơ); 2 – Chốt định vị tay gạt; 3 – Cần tay gạt sang số; 4 – Tay cầm của cần tay gạt; 5 – Vỏ hộp của cơ cấu điều khiển hộp số 2.7. Bộ đồng tốc b) Cấu tạo: Hình – Bố trí bộ đồng tốc trong hộp số 17 Hình 16 – Kết cấu bộ động tốc 18 Hình 17 – Bộ đồng tốc hộp số xe GAZ 19 Hình 18 – Kết cấu bộ đồng tốc của hộp số 1 – Bánh răng truyền số 1; 2 – Vòng điệm trung gian; 3 – Vòng khóa; 4 – Khớp nối đồng tốc; 5 – Moay ơ của khớp nối đồng tốc; 6 – Chốt định vị; 7 – Bánh răng truyền số 2 A – VAZ 2110 và B - VAZ 2181 20