Tài liệu Tính toán thiết kế hộp số cơ khí trên xe con có ứng dụng thiết kế 3d trên catia và đánh giá độ bền các chi tiết bằng cosmos

MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN.......................................................... 5 1. Công dụng, yêu cầu, phân loại..................................................5 1.1. Công dụng..........................................................................5 1.2. Yêu cầu...............................................................................5 1.3. Phân loại............................................................................6 2. Đặc điểm cấu tạo hộp số cơ khí............................................... 8 2.1. Hộp số 3 trục .....................................................................8 2.2. Hộp số 2 trục ..................................................................10 3. Các bộ phận chính của hộp số................................................ 12 CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ...........19 1. Các phương án lựa chọn ........................................................19 1.1. Hộp số 2 trục 5 số tiến .....................................................19 1.2. Hộp số 3 trục 5 số tiến .....................................................21 1.3. Hộp số 3 trục 4 số tiến .....................................................22 2. Chọn phương án thiết kế .......................................................24 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỘP SỐ ..................25 1. Tính toán tỉ số truyền ............................................................27 1.1. Xác định tỉ số truyền của truyền lực chính .....................27 1.2. Xác định tỉ số truyền tay số 1 .........................................27 1.3. Xác định tỉ số truyền các tay số trung gian ...................28 2. Tính toán các thông số cơ bản của bánh răng........................29 2.1. Xác định khoảng cách giữa các trục................................29 2.2. Chọn các thông số modun của bánh răng........................29 2.3. Xác định số răng..............................................................30 1 2.4. Xác định lại tỷ số truyền và khoảng cách trục ...............32 2.5. Tính bề rộng răng ..........................................................35 2.6. Dịch chỉnh bánh răng .....................................................35 3. Chế độ tải trọng tính toán hộp số .........................................37 4.Tính bền bánh răng.................................................................40 5. Tính toán trục hộp số ...........................................................40 5.1. Tính sơ bộ kích thước trục hộp số ..................................41 5.2. Tính bền trục hộp số .......................................................41 5.2.1. Trục thứ cấp ................................................................43 5.2.2. Trục trung gian ............................................................46 5.2.3. Trục sơ cấp ..................................................................50 6. Tính toán ổ lăn ......................................................................52 6.1.Trục thứ cấp ....................................................................57 6.2. Trục trung gian ...............................................................57 6.3. Trục sơ cấp .....................................................................58 CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG CATIA THIẾT KẾ 3D ..............58 1.Tổng quan về CATIA.............................................................58 2 .Các thanh công cụ sử dụng thiết kế 3D ................................58 2.Phương pháp thiết kế bánh răng ............................................61 3.Thiết kế trục ..........................................................................70 4.Ráp bánh răng vào trục ..........................................................71 CHƯƠNG V:ĐÁNG GIÁ BỀN CHI TIẾT BẰNGCOSMOS...72 1.Giới thiệu phần mềm COSMOS .........................................72 2. Quy trình tính bền trong COSMOS .................................72 3.Tính bền cho trục trung gian .................................................72 3.1. Đưa chi tiết đã thiết kế vào COSMOS ...........................72 3.2. Chọn vật liệu cho chi tiết.................................................73 2 3.3. Chia lưới cho chi tiết.......................................................74 3.4. Tạo ràng buộc cho chi tiết ..............................................75 3.5. Đặt lực lên chi tiết...........................................................76 3.6. Chạy chương trình tính toán............................................77 2.7. Xem kết quả tính toán ....................................................77 3. Kết quả tính bền trục trung gian ...........................................78 Chương VI: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRỤC THỨ CẤP......................................................82 1. Cắt phôi, tiện mặt đầu và khoan chống tâm .........................82 2. Tiện thô các bậc trục.............................................................82 3. Tiện tinh................................................................................83 4. Gia công then hoa .................................................................83 5. Gia công ren ở đầu trục.........................................................83 6. Nhiệt luyện............................................................................85 7. Mà mặt trụ ngoài ..................................................................85 8. Gia công tinh lần cuối mặt trụ ngoài ....................................86 9. Mài siêu tinh lần cuối mặt trụ ngoài......................................87 10. Kiêm tra trục ........................................................................87 KẾT LUẬN....................................................................................89 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................90 3 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay ô tô đã trở thành phương tiện giao thông hết sức quan trọng trong đời sống hàng ngày.ngành công nghiệp ô tô phát triển rất lâu trên thế giới.Tuy nhiên tại Việt Nam công nghiệp ôtô chủ yếu vẫn còn mang tính chất sản xuất nhỏ lẻ, lắp ráp và nhập khẩu xe đã qua sử dụng, để có thể phát triển bền vững trong quá trình hội nhập, ngành công nghiệp ôtô cần có mục tiêu, định hướng, qui hoạch chiến lược cụ thể. Đối với ngành ôtô nói riêng và ngành cơ khí nói chung, khối lượng công việc thiết kế tính toán cho các chi tiết là rất lớn. Việc áp dụng những tiến bộ về khoa học kỹ thuật sẽ giúp quá trình thiết kế rút ngắn thời gian, kết quả tối ưu, tăng năng suất lao động, tăng hiệu quả kinh tế,… Sau 5 năm được đào tạo chuyên ngành ô tô tại trường đại học Bách Khoa Hà Nội bản thân em cũng đã có những kiến thức nhất định về ô tô tuy còn rất nhiều hạn chế. Em được giao đề tài “Tính toán thiết kế hộp số cơ khí trên xe con có ứng dụng thiết kế 3D trên CATIA và đánh giá độ bền các chi tiết bằng COSMOS”. Với những kiến thức đã tich lũy được trong 5 năm học tại trường và ứng dụng một số phần mềm mới em đã cố gắng hết sức mình để hoàn thành công việc được giao. Em xin cảm ơn thầy giáo Nguyễn Trọng Hoan và thầy Hoàng Thăng Bình cùng với các thầy giáo trong bộ môn Ô tô và xe chuyên dụng-ĐHBKHN đã chỉ dạy tận tình trong quá trình thực hiện đồ án này. Tuy nhiên vì thời gian và trình độ có hạn, chắc chắn đề tài còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến phê bình của thầy giáo và bạn bè. Sinh viên thực hiện Nguyễn Tiến Nam 4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.Công dụng yêu cầu, phân loại của hộp số ô tô. 1.1 Công dụng - Thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực để tạo được lực kéo tại các bánh xe chủ động phù hợp với điều kiện chuyển động. - Tạo chuyển động lùi cho ô tô. - Có thể ngắt dòng truyền lực trong thời gian dài. Trên một số ô tô, chức năng thay đổi mômen 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. 1.2. Yêu cầu Cấu tạo của ô tô cần đáp ứng một số yêu cầu cơ bản sau: - Có số tay số và dải tỷ số truyền thích hợp để đảm bảo được tính năng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu của xe. - Phải có hiệu suất truyền lực cao. - Việc chuyển số phải được thực hiện dễ dàng, tiện lợi (lực tác động và hành trình cần gạt không quá lớn), nhanh chóng và không gây tiếng ồn. - Có cơ cấu định vị chống nhảy số và cơ cấu chống gài đồng thời hai số. - Có vị trí trung gian để có thể ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian dài. - Có cơ cấu báo hiệu khi gài số lùi. - Kết cấu nhỏ, gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa.- Có khả năng bố trí cụm trích công suất để dẫn động các thiết bị phụ khác. 1.3. Phân loại 5 Tùy theo những yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được phân loại như sau: 1.3.1.Theo trạng thái của trục hộp số trong quá trình làm việc -Hộp số có tất cả các trục cố định. -Hộp số có trục di động (hộp số hành tinh): Hộp số hành tinh và biến mô men là một cụm có chung vỏ làm thành cụm hộp số tự động được lắp liền sau động cơ. Cụm hộp số tự động có hệ thống điều khiển điện từ thủy lực làm việc theo chương trình lập sẵn, thực hiện tự động đóng ngắt thay đổi các tỷ số truyền bên trong hộp số chính.Cấu tạo của hộp số hành tinh dùng trên ô tô và các phương tiện giao thông khá phức tạp. Hộp số hành tinh được tổ hợp từ các cơ cấu hành tinh cơ bản hoặc từ các cơ cấu hành tinh tổ hợp. 1.3.2. Theo số trục của hộp số (không kể trục số lùi) Trên ô tô con thường sử dụng hộp số chính ba trục hoặc hai trục. -Hộp số ba trục có trục chủ động (trục sơ cấp) và trục bị động (trục thứ cấp) được thiết kế đồng trục. Phần lớn các số truyền đều thông qua hai cặp bánh răng ăn khớp, nếu nối trực tiếp trục chủ động và trục bị động có thể tạo ra số truyền thẳng. Cấu trúc này thường gặp trên ô tô có cầu sau chủ động. -Hộp số hai trục : tất cả các số truyền truyền qua một cặp bánh răng ăn khớp. Trong một số trường hợp số truyền cao nhất có thể truyền qua nhiều cặp bánh răng. Cấu trúc này thường gặp trên ô tô có động cơ đặt trước, cầu trước chủ động. 1.3.3. Theo số tỷ số truyền chung của hộp số chính. Theo số lượng số tiến là 3,4,5… 1.3.4. Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền: hộp số vô cấp và hộp số có cấp. - Hộp số vô cấp được dùng để tạo thành HTTL vô cấp, trong đó hộp số có tỷ số truyền biến đổi liên tục, trong khoảng tỷ số truyền (R) định sẵn, từ thấp đến cao và ngược lại. Trên ô tô bộ truyền vô cấp thường gặp: biến mô men thủy lực, bộ truyền 6 đai đặt biệt, .... Nếu mô men động cơ làm việc ở giá trị nhất định, sự biến đổi mô men sau hộp số vô cấp là đường liên tục, do vậy các bộ truyền này còn được gọi là bộ truyền liên tục trong khoảng tỷ số truyền R cho trước. Ví dụ: trên biến mô men thủy lực, khoảng R có thể đạt tới 2,7, trên bộ truyền đai đặc biệt có thể R = 4,5. - Hộp số có cấp, tạo thành HTTL có cấp, được dùng phổ biến trên ô tô. Tỷ số truyền trong hộp số thay đổi với các giá trị cố định khác nhau, do vậy còn được gọi là bộ truyền gián đoạn. Mức độ gián đoạn phụ thuộc vào số lượng tỷ số truyền bên trong hộp số. Ở đây bộ truyền vô cấp có dạng bao các điểm ngoài của hộp số có cấp, do vậy cho phép thay đổi mô men và tốc độ đều đặn hơn, tận dụng tốt công suất của động cơ.Trong HTTL có thể tập hợp bởi các bộ truyển vô cấp với hộp số có cấp. 1.3.5. Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số. Điều khiển bằng tay, điều khiển tự động, và điều khiển bán tự động. Trong thời gian gần đây đã xuất hiện các hộp số cho phép làm việc theo phương pháp điều khiển bằng tay và điều khiển tự động tùy chọn bằng các nút chọn trên bảng điều khiển (hộp số có hai li hợp trên một số ô tô con). Với tính chất đa dạng của hộp số, trong tài liệu sẽ trình bày với hai dạng hộp số thường gặp trên ô tô: hộp số đơn giản có cấp và hộp số tự động chuyển số 2. Đặc điểm cấu tạo của hộp số cơ khí có cấp Hộp số cơ khí trên ô tô tải hiện nay thường có 2 loại hộp số: hộp số 2 trục, và hộp số 3 trục. 2.1 Hộp số ba trục Hộp số 3 trục có các bộ phận chính sau đây: Bánh răng, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục số lùi Cơ cấu điều khiển gồm có: cơ cấu định vị trục trượt, khóa hãm, bộ đồng tốc, tay số. 7 Hộp số này có ưu điểm sau: Khi cùng kích thước bên ngoài như nhau hộp số này cho tỉ số truyền lớn. Đặc điểm rất quan trọng là hiện nay động cơ cao tốc được dùng nhiều trên ô tô. Như thế nghĩa là nếu cần đảm bảo một tỉ số truyền như nhau thì loại hộp số này có kích thước bé, trọng lượng cũng bé hơn, do đó giảm được trọng lượng toàn bộ ôtô Hình 1.1: Hộp số 3 trục Trục sơ cấp và trục thứ cấp đặt đồng tâm cho nên tạo ra được tỉ số truyền thẳng nghĩa là gài cứng trục sơ cấp và trục thứ cấp lại với nhau. Trong trường hợp này hiệu suất sẽ rất cao, coi như bằng 1, bởi vì truyền động không qua một cặp bánh răng nào cả. Đối với ô tô rất quan trọng bởi thời gian làm việc ở số truyền thẳng chiếm tỉ lệ 50%-80% .Trên các đoạn đường bằng phẳng có thể gài số truyền thẳng, do đó thời gian sử dụng các tay số trung gian sẽ ít đi, cho nên bánh răng và ổ bi ở các tay số này có kích thước Nhược điểm: - Hộp số có số truyền thẳng có khuyết điểm là ổ bi đằng trước (theo chiều chuyển động của ôtô) của trục thứ cấp được đặt vào lỗ đằng sau của trục sơ cấp. Do điều kiện kết cấu của hộp số (kích thước trục sơ cấp, ổ bi này không thể làm to được, cho nên khi làm việc có lực tác dụng thì ổ bi này sẽ ở tình trạng căng thẳng. Trong 8 hộp số các bánh răng có nhiệm vụ truyền động giữa các trục. Để truyền động được các bánh răng trên các trục phải ăn khớp với nhau. - Hình 1.2 Đường truyền công suất Bánh răng trong hộp số được lắp cố định trên trục bằng then bán nguyệt, then bằng (hoặc liền khối với trục), bánh răng lắp lồng không trên trục nhờ bạc lót. - Bánh răng: trong hộp số 3 trục thường sử dụng bánh răng di trượt để gài số, lên trong quá trình gài số quá trình va đập cũng thường dẫn đến mòn, vỡ răng. - Khi dùng phương pháp di trượt để gài số thì buộc phải dùng bánh răng thẳng để lắp trên các then hoa, cho lên như vậy sẽ dẫn đến chất lượng của ăn khớp bánh 9 răng không bằng bánh răng nghiêng. Nếu muốn dùng bánh răng nghiêng thì các then hoa phải được chế tạo trên công nghệ xoắn rất phức tạp 2.2. Hộp số 2 trục Hay còn gọi là loại trục cố định không đồng tâm, loại hộp số này không có số truyền thẳng. Ở tất cả các số truyền chỉ có một cặp bánh răng ăn khớp. Hộp số này có ưu điểm là: - Có hiệu suất cao, bởi vì ở tất cả các số truyền làm việc sự ăn khớp chỉ qua một cặp bánh răng. - Có thể tăng nhiều độ cứng vững và độ bền của các chi tiết, bởi vì trong hộp số này không có cụm nào bị nào bị hạn chế bởi điều kiện kích thước. - Kết cấu đơn giản tiện lợi khi sử dụng. Khuyết điểm của hộ số này là có kích thước lớn, vì tỷ số truyền của hộp số chỉ do một cặp bánh răng ăn khớp nên trọng lượng sẽ lớn. Về mặt cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cơ cấu điều khiển tương tự hộp số 3 trục. Nó chỉ khác hộp số 3 trục về sự bố trí các trục và số lượng các trục mà thôi. Hộp số này thường dùng cho xe du lịch với cầu trước chủ động Hình 1.3 Kết cấu hộp số 2 trục đặt ngang 1- Trục thứ cấp. 10 2- Các bánh răng cấp số 4. 3- Trục sơ cấp. 4- Các bánh răng cấp số. 5-Các bánh răng cấp số 3. 6- Bánh răng . 7- Các bánh răng số lùi. 8- Các bánh răng cấp số 1. 9- Bán trục bên phải và trái. 10- Phớt ch ặn d ầu b ộ vi sai. 11- Vành răng bộ vi sai. 12- Bộ đồng tốc cấp số một- hai. 13- Bộ đồng tốc cấp số ba- bốn. 15- Bánh răng chủ động trục thứ cấp. Ngày nay, hộp số hai trục được dùng rất phổ biến trên ôtô du lịch( xe có tải trọng phân bố lên hai cầu tương đương nhau). Do đảm bảo tính gọn nhẹ của hệ thống truyền lực, không sử dụng các đăng trong điều kiện không gian gầm xe chặt hẹp. Kiểu hộp số này gồm hai cụm bộ phận cùng lắp đặt chung trong một vỏ hộp: Cụm hộp số sang số bằng tay và bộ vi sai. Công suất động cơ được truyền đến trục sơ cấp rồi đến trục thứ cấp hộp số. Bánh răng chủ động của trục thứ cấp truyền mômen cho bộ vi sai làm quay các bán trục. 3.Các bộ phận chính của hộp số Cơ cấu điều khiển là bộ phận quan trọng của hộp số, nó bao gồm các bộphận sau: Đòn điều khiển, trục trượt, càng cua, cơ cấu định vị khoá hãm, cơ cấu định vị số lùi, ống gài số, bộ đồng tốc. Nó có nhiệm vụ dịch chuyển các bánh răng tương ứng với các ống gài số hoặc bộ đồng tốc ở trong hộp số khi gài và nhả số. Đòn điều khiển phải bố trí thuận lợi cho người điều khiển. 11 Hình 1.5: cơ cấu gài số Tuỳ theo sự bố trí đòn điều khiển có hai loại: Loại đặt trực tiếp trên nắp hộp số và loại đặt riêng rẽ đối với hộp số.Dạng đặt trực tiếp trên nắp hộ số: Đòn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ trên xuống, đòn được ép vào mặt tựa hình cầu bằng lò xo 1 trực tiếp tác dụng lên đòn từ trên xuống dưới (hình a), hoặc bằng lò xo 2 đặt ở phía dưới và ép vào đòn qua đĩa 5 (hình b), có khi đòn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ dưới lên, lúc đó đòn được ép vào mặt tựa hình cầu bằng lò xo 6, lò xo này tựa một đầu vào gờ lồi ra 7 ở vỏ hộp số và ép đòn từ dưới lên, để giữ đòn điều khiển ở vị trí đúng, ở mặt tựa hình cầu có đặt chốt định vị 3. Bề mặt tựa hình cầu của đòn điều khiển được che bụi bẩn và nước bằng bao 4. Trong khi tiến hành gài số để đảm bảo gài số được an toàn, người ta làm chốt định vị và khoá hãm. Định vị dùng để gài các số cho đúng vị trí sao cho bánh răng ăn khớp được hết chiều dài, tránh hiện tượng gài và nhả số ngẫu nhiên. Khoá hãm có khuyết tương ứng với số lượng cấp số tương ứng cần gài và thêm chỗ cho vị trí trung gian. Khi gài số chốt hãm sẽ bị nén lại làm cho các thanh trượt còn lại không di chuyển tránh gài hai số một lúc. Chốt định vị có loại bi, cốc, thanh, loại khoá. Khoá hãm có loại bi,thanh, tấm khía rãnh. 12 Hình 1.6: Kết cấu đòn điều khiển đặt trực tiếp trên hộp số ôtô. Hình 1.7. Bộ đồng tốc Trên hầu hết các hộp số ôtô ( có cấp) hiện nay, người ta sử dụng bộ đồng tốc quán tính để nối ghép trục với bánh răng quay trơn mỗi khi gài số nhằm tránh sự va chạm do các bánh răng. Bộ đồng tốc có nhiệm vụ làm đồng đều nhanh chóng tốc độ bánh răng quay trơn trên trục so với tốc độ của trục rồi mới gài số, ngược lại khi chưa đồng tốc thì chưa thể thực hiện gài số.Trên xe tải ta chủ yếu sử dụng loại 13 đồng tốc loại 1 ( loại chốt hãm) : Tùy theo kết cấu cụ thể mà bộ đồng tốc ô tô có nhiều kiểu khác nhau; tuy vậy chúng đều có chung 1 cấu tạo chung sau: + Bộ phận nối 1 : có cấu tạo tương tự ống gài( răng ngoài hoặc trong) nối then hoa với trục; tức là có thể di chuyển dọc trục theo 2 hướng để nối với bánh răng số 4 khi đã đồng đều tốc độ. Hình 1.8: Kết cấu bộ đồng tốc chốt hãm kiểu A ( bộ phận nối kiểu liền) 1. bộ phận nối ; 2. chốt hãm; 3. vành ma sát; 4. bánh răng gài số; 5,6 chốt định vị - Chốt hãm (2) : có nhiệm vụ tạo phản lực ngược lên bộ phận nối (1) để chống gài số khi chưa đồng đều tốc độ giữa bộ phận nối (1) với bánh răng gài số (4). - Vành ma sát (3) của đồng tốc: có nhiệm vụ tạo ra mô men ma sát giữa vành ma sát (3) với bề mặt ma sát trên bánh răng gài số (4) nhằm làm đồng đều tốc độ giữa chúng trước khi gài số. - Bộ phận định vị: gồm định vị 5 và chốt 6 có nhiệm vụ giữ cho các vành ma sát ở đúng vị trí trung gian khi bộ đồng tốc không thực hiện việc gài số. đồng thời cho phép đưa vành ma sát 3 vào tiếp xúc với vành ma sát trên bánh răng khi gài số.Bộ đồng tốc loại Ia với kiểu bộ phận nối liền khối như ống gài được sử dụng khá phổ 14 biến ở các xe tải và xe khách cỡ trung bình và lớn nhờ kết cấu vững chắc và tin cậy. Các nhà máy MAZ và KRAZ ( của Liên Xô cũ) sử dụng loại đồng tốc loại Ib với bộ phận nối kiểu rời ( gồm các chi tiết 1A và 1B) cũng có nguyên tắc cấu tạo và làm việc tương tự. Chỉ khác là 2 vành ma sát 3 của đồng tốc được làm liền khối, do vậy bộ phận được nối tách rời được liên kết với nhau thông qua chốt hãm 2. Nhược điểm của loại này là phải chế tạo hốc hãm H trên ống ma sát 3 trở nên khó khăn hơn. - Khi chưa đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 và bộ đồng tốc, mô men ma sát hình thành trên vành ma sát 3 làm chốt hãm 2 tì vào bề mặt hãm với góc nghiêng β trên bộ phận nối 1. tại đây xuất hiện phản lực mà thành phần lực chiều Q’ tác dụng ngược lên bộ phận nối 1 vào ăn khớp với khớp răng tương ứng trên bánh gài số 4 - Khi đã có sự đồng đều tốc độ (không có sự trượt tương đối giữa 2 bề mặt côn) mô men ma sát sẽ không còn nữa. lúc này lực Q do người lái tạo ra chỉ cần đủ thắng lực lò xo định vị 5 đẩy nhẹ chốt hãm 2 thoát khỏi bề mặt hãm và tiếp tục đưa vành răng của bộ phận nối đi vào ăn khớp với vành răng trên bánh răng gài số 4. Việc gài số được thực hiện. - Khi chưa đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 và bộ đồng tốc, mô men ma sát hình thành trên vành ma sát 3 làm chốt hãm 2 tì vào bề mặt hãm với góc nghiêng β trên bộ phận nối 1. tại đây xuất hiện phản lực mà thành phần lực chiều Q’ tác dụng ngược lên bộ phận nối 1 vào ăn khớp với khớp răng tương ứng trên bánh gài số 4 - Khi chưa đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 và bộ đồng tốc, mô men ma sát hình thành trên vành ma sát 3 làm chốt hãm 2 tì vào bề mặt hãm với góc nghiêng β trên bộ phận nối 1. tại đây xuất hiện phản lực mà thành phần lực chiều 15 Q’ tác dụng ngược lên bộ phận nối 1 vào ăn khớp với khớp răng tương ứng trên bánh gài số 4 Khi đã có sự đồng đều tốc độ (không có sự trượt tương đối giữa 2 bề mặt côn) mô men ma sát sẽ không còn nữa. lúc này lực Q do người lái tạo ra chỉ cần đủ thắng lực lò xo định vị 5 đẩy nhẹ chốt hãm 2 thoát khỏi bề mặt hãm và tiếp tục đưa vành răng của bộ phận nối đi vào ăn khớp với vành răng trên bánh răng gài số 4. Việc gài số được thực hiện. Như vậy chỉ khi có sự đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 với bộ phận nối 1 thì mới có thể gài số được số, tránh sự va đập răng cũng như tải trọng động chung cho cả hệ thống. truyền lực chung trên ôtô -Bộ phận hãm 2: có nhiệm vụ chống lại việc gài số khi bánh răng 4 chưa đồng tốc với trục 5. Bộ phận hãm có cấu tạo gồm vành răng hãm, gắn trên vành côn ma sát. Các răng của vành hãm 2 được vát nghiêng góc β cùng với răng trên bộ phận nối 1 nhằm chống lại việc gài số bánh răng 4 chưa đồng đều tốc độ với trục. Vị trí trung gian: mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động tương ứng và chạy lồng không trên trục. Bắt đầu đồng tốc: khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số nằm trong rãnh ống trượt dịch chuyển theo chiều nũi tên. Vì phần nhô ra ở tâm của khóa chuyển số được gài vào rãnh của ống trượt, khóa chuyển số cũng dịch chuyển theo chiều mũi tên cùng 1 lúc, và đẩy vòng đồng tốc vào mặt côn của bánh răng số nhô ra của khóa này - - Giữa quá trình đồng tốc: khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lên ống trượt sẽ thắng lực lò xo của khóa chuyển số và ống trượt trùm lên phần Kết thúc đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng tốc trở nên mạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số. Điều này làm đồng bộ tốc độ của bánh răng số với tốc độ trượt của ống gài số. Khi tốc độ của ống trượt gài số và bánh răng gài số trở nên 16 bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này. Do đó, các then của ống gài số ăn khớp với các rãnh then của vòng đồng tốc - Hình 1.9. Bắt đầu đồng tốc - Hình 1.10. Quá trình đồng tốc 17 Kết thúc chuyên số:Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then của vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng số. Khi đó, việc chuyển số sẽ kết thúc - Hình 1.11. Kết thúc đồng tốc Cơ cấu đồng tốc kiểu có 2 ,3 mặt côn: để tăng khả năng ăn khớp đồng tốc, các kiểu xe gần đây đã ứng dụng cơ cấu ăn khớp đồng tốc kiểu này, đặc biệt cho bánh răng số 2 và số 3 Cơ cấu đồng tốc kiểu không có khóa: 1 cơ cấu đồng tốc không có khóa có lò xo khóa đóng vai trò của khóa chuyển số và dùng cho bánh răng số 5 hộp số ngang ở 1 số kiểu xe - Hình 1.12. bộ đồng tốc 18 CHƯƠNG II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.Các phương án lựa chọn 1.1.Hộp số 2 trục 5 cấp G1 Z5 Z 4 G2 Z 3 Z2 ZL Z1 G3 C1 Z'5 Z'4 Z'3 Z'2 ZL2 Z'1 C2 Hình 2.1 Sơ đồ hộp số 2 trục 5 cấp số Vị trí gài 1 G1, G2 �0 ; G3=1 G1, G2 �0 ; G3=2 2 I, z2 �z’2 , II, C1 � Dòng truyền I, z1 �z’1 , II, C1 �C1 C2 3 G1, G3 �0 ; G2=3 I, z3 �z’3 , II, C1 �C2 4 G1, G3 �0 ; G2=4 I, z4 �z’4 , II, C1 �C2 5 G2, G3 �0 ; G1=5 I, z5 �z’5 , II, C1 �C2 lùi G1,G3, G2 �0 ; I,zL �zL1 �zL2 , II 19 L �L1 �L2 Hộp số 2 trục được sử dụng rộng rãi trên ô tô con có động cơ nằm ngang, cầu trước chủ động nhờ các ưu điểm nhờ kết cấu gọn, ít chi tiết, độ cứng vững của các trục cao. Hộp số có thể được bố trí 4,5 hay nhiều cấp số truyền. Trục chủ động (trục sơ cấp) đồng thời là trục bị động của li hợp đặt trên 2 ổ lăn. Trên trục bố trí 2 bộ khớp gài dạng đồng tốc, gắn then hoa trên trục. Các bánh răng chủ động số 1 và số 2 và số lùi bố trí chế tạo liền trục. Trục bị động (trục thứ cấp) bố trí trên 2 ổ lăn. Trục mang theo: 3 bánh răng bị động lắp then hoa trên trục, thực hiện nhận momen truyền sang trục bị động. Các bánh răng bị động tương ứng với số 1 số 2 lắp quay trơn trên trục thông qua các ổ con lăn (được chế tạo từ 2 nửa). Các bánh răng số 1 và số 2 chỉ liên kết với trục nhờ khớp gài đồng tốc G3. Khớp gài G3 bố trí trên trục bị động có kết cấu rãnh chứa nạng gạt và 1 bánh răng số lùi L2. Bánh răng L2 trên khớp gài G3 không liên kết với bánh răng số lùi L trên trục chủ động, do vậy không ảnh hưởng tới việc chuyển số 1 và số 2. Trên trục biij động của hộp số bố trí 1 cặp bánh răng trụ răng nghiêng C1,C2 có tỉ số truyền lớn đóng vai trò như bánh răng truyền lực chính trong các cầu xe thông thường. Trong lòng bánh răng bị động C2 bố trí các cụm vi sai và bán trục truyền mo men ra các bánh xe. Số lùi được thực hiện nhờ việc dịch chuyển bánh răng L1, tới vị trí đồng thời ăn khớp với bánh răng L và bánh răng L2. Nhờ vậy, trục bị động thực hiện đảo chiều quay khi gài số lùi. Khi dịch chuyển bánh răng L1, khớp gài G3 ở vị trí trung gian, đóng vai trò truyền mo men thông qua then hoa của khớp gài sang trục bị động của hốp số. 1.2.Hộp số 3 trục 5 số tiến Trục chủ động (trục sơ cấp) đồng thời là trục bị động của li hợp đặt trên 2 ổ lăn. Trên trục bố trí 2 bộ khớp gài dạng đồng tốc, gắn then hoa trên trục. Các bánh răng 20