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

Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.........................................................................5 1.1. Các thông số tham khảo.........................................................................5 1.2. Giới thiệu chung về hộp số....................................................................6 1.2.1. Công dụng....................................................................................6 1.2.2. Yêu cầu........................................................................................6 1.2.3. Phân loại.......................................................................................7 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.....................9 2.1 . Giới thiệu một số hộp số cơ khí thường dùng trên ô tô hiện nay. ........9 2.1.1. Hộp số 3 trục................................................................................9 2.1.2. Hộp số 2 trục..............................................................................12 2.2. Quan điểm thiết kế...............................................................................14 2.3. Kết luận về phương án thiết kế............................................................15 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỘP SỐ...........................20 3.1. Tính tỷ số truyền hộp số.....................................................................20 3.1.1. Khoảng cách trục.......................................................................21 3.1.2. Modun các bánh răng hộp số.....................................................21 3.1.3. Góc nghiêng răng β....................................................................21 3.1.4. Số răng của các bánh răng.........................................................22 3.1.5. Xác định lại chính xác tỷ số truyền, khoảng cách trục .............25 3.1.6. Dịch chỉnh góc bánh răng..........................................................26 3.2. Tính bền bánh răng..............................................................................36 3.2.1. Chế độ tải trọng để tính toán hộp số..........................................36 3.2.2. Tính bền bánh răng....................................................................38 3.3. Tính toán trục hộp số............................................................................41 3.3.1. Tính sơ bộ trục, kích thước trục hộp số.....................................41 3.3.2. Tính bền trục..............................................................................42 Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 1 Đồ án tốt nghiệp 3.4. Tính toán ổ lăn....................................................................................54 3.4.1. Tải trọng tác dụng lên ổ lăn trục thứ cấp...................................56 3.4.2. Đối với trục trung gian..............................................................58 3.4.3. Đối với trục sơ cấp....................................................................59 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CATIA TRONG THIẾT KẾ 3D.........60 4.1. Đặt vấn đề...........................................................................................60 4.2. Giới thiệu phần mềm CATIA.............................................................61 4.3. Ứng dụng phần mềm CATIA để thiết kế các chi tiết trong hộp số cơ khí trên ôtô................................................................................64 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM COSMOS ĐỂ KIỂM NGHIỆM BỀN CHI TIẾT................................................74 5.1. Đặt vấn đề...........................................................................................74 5.2. Giới thiệu phần mềm...........................................................................74 5.3. Ứng dụng phần mềm COSMOS giải bài toán kiểm nghiệm bền trục trung gian hộp số...................................................................76 5.4. Kết quả việc ứng dụng CATIA và COSMOS...............................81 CHƯƠNG 6: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC TRUNG GIAN......................................................................................81 6.1. Giới thiệu............................................................................................81 6.2. Yêu cầu kỹ thuật.................................................................................82 6.3. Tính công nghệ trong kết cấu..............................................................82 6.4. Trình tự gia công trục trung gian của hộp số......................................83 Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 2 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 7. NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN...........................................92 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................94 LỜI NÓI ĐẦU Ô tô là một loại phương tiện giao thông được sử dụng từ rất lâu, ở hầu hết các quốc gia trên thế giới. Đất nước ta đang trong thời kì phát triển, ngành công nghiệp ô tô đang là vấn đề quan tâm của nhà nước. Cùng với quá trình phát triển của nghành công nghiệp ô tô thì càng có nhiều nhà máy ô tô ra đời, các ngành dịch vụ liên quan đến ô tô cũng phát triển theo, việc nội địa hóa đang được đẩy mạnh và ngày càng nhiều chi tiết được sản xuất trong nước. Hộp số là một trong những bộ phận quan trọng của hệ thống truyền lực trên ô tô. Nó làm nhiệm vụ biến đổi mô men theo điều kiện cản của mặt đường. Ngày nay việc sử dụng hộp số tự động đang là xu thế của ngành công nghiệp ô tô, nhưng hộp số cơ khí vẫn được dùng phổ biến hiện nay, đặc biệt là trên các xe ô tô vận tải. Đem lại nhiều lợi ích kinh tế cho người sử dụng. Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 3 Đồ án tốt nghiệp Trong đồ án tốt nghiệp này em được giao đề tài: tính toán thiết kế hộp số cơ khí cho xe tải (cụ thể: xe tải 5 tấn với xe tham khảo là xe Zil 130), có ứng dụng thiết kế 3D trên CATIA và đánh giá độ bền các chi tiết bằng COSMOS. Với yêu cầu thiết kế nhỏ gọn, đủ bền, dễ điều khiển, giá thành hợp lý. Em xin trân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Trọng Hoan, thầy giáo Hoàng Thăng Bình và các thầy trong bộ môn ô tô và xe chuyên dụng – Viện cơ khí động lực – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Hà Nội, ngày 30 tháng 5 năm 2010. Sinh viên: Mạc Văn Hiệu. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Các thông số kỹ thuật của xe tham khảo: TT Thông số Xe ZIL130 Đơn vị 1 Kích thước bao: dài, rộng, cao 6500 - 2660 - 2400 mm 2 Chiều dài cơ sở 3800 mm Khối lượng bản thân ô tô 4300 kg - phân bố lên cầu trước -phân bố lên cầu sau Khối lượng toàn bộ 2120 2180 9525 kg kg kg 3 4 Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 4 Đồ án tốt nghiệp -Cẩu trước - Cầu sau 2645 6880 kg kg 5 Tải trọng 5000 kg 6 Lốp D=900 mm 7 Vận tốc chuyển động lớn nhất 90 km/h 8 Góc dốc lớn nhất 150 độ 9 Mô men xoắn cực đại của động cơ 410 N/m 10 Tỷ số truyền của truyền lực chính i0=6,32 11 Hiệu suất của hệ thống truyền lực 0,85 1.2. Giới thiệu chung về hộp số Hộp số là cụm chi tiết quan trọng của hệ thống truyền lực, cho phép thay đổi và phân chia tốc độ và mô men xoắn của động cơ đến các cầu chủ động của ô tô. 1.2.1. Công dụng Hộp số trong hệ thống truyền lực của ô tô dùng để:  Thay đổi tốc độ và mô men truyền lực (hay lực kéo) trên các bánh xe.  Ngắt động cơ lâu dài khỏi hệ thống truyền lực.  Thay đổi chiều chuyển động tiến hoặc lùi của ô tô. Trên một số ô tô, chức năng thay đổi mô men 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. 1.2.2. Yêu cầu Hộp số cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau: Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 5 Đồ án tốt nghiệp  Có dãy tỉ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng có tỉ số truyền tối ưu, phù hợp với tính năng động lực học yêu cầu và tính kinh tế vận tải.  Phải có hiệu suất truyền lực cao.  Khi làm việc không gây tiếng ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh các tải trọng động.  Đối với các hộp số sử dụng các bộ truyền có cấp (các tỉ số truyền cố định), khi chuyển số, thường xảy ra thay đổi tốc độ và mô men, gây nên tải trọng động. Hạn chế các xung lực và mô men biến động cần có các bộ phận ma sát: (đồng tốc, khớp ma sát, bộ truyền thuỷ lực,...) cho phép làm đều tốc độ của các phần tử truyền và nâng cao độ bền, độ tin cậy trong làm việc của hộp số.  Đảm bảo tại một thời điểm làm việc chỉ gài vào một số truyền nhất định một cách chắc chắn (cơ cấu định vị, khoá hãm, bảo hiểm số lùi,....).  Kết cấu phải nhỏ gọn, dễ điều khiển, dễ bảo dưỡng và sửa chữa.  Có khả năng bố trí cụm công suất để dẫn động các thiết bị khác. 1.2.3. Phân loại Tùy theo những yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được phân loại như sau: Theo trạng thái của trục hộp số trong quá trình làm việc:  Hộp số có trục cố định.  Hộp số có trục di động (hộp số hành tinh).  Theo số trục của hộp số (không kể trục số lùi ):  Hộp số hai trục.  Hộp số ba trục.  Theo cấp số:  Hộp số hai cấp.  Hộp số ba cấp, bốn cấp, ...  Theo cơ cấu gài số:  Gài bằng bánh răng di trượt.  Gài bằng bộ đồng tốc.  Gài bằng phanh và ly hợp (đối với hộp số thủy cơ ).  Theo phương pháp điều khiển:  Điều khiển bằng tay.  Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 6 Đồ án tốt nghiệp  Điều khiển tự động.  Điều khiển bán tự động.  Theo loại bánh răng:  Bánh răng thẳng.  Bánh răng nghiêng (hay sử dụng).  Bánh răng chữ V.  Kết hợp nhiều loại bánh răng.  Theo đặc điểm thay đổi tỉ số truyền:  Hộp số vô cấp.  Hộp số có cấp.  Theo cấu trúc truyền lực giữa bánh răng:  Hộp số thông thường.  Hộp số hành tinh. CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1. Giới thiệu một số hộp số cơ khí thường được dùng trên ô tô hiện nay  Hộp số có hộp số vô cấp và hộp số có cấp. Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 7 Đồ án tốt nghiệp - Hộp số vô cấp dùng để tạo thành hệ thống truyền lực vô cấp, trong đó hộp số có tỉ số truyền biến đổi liên tục. - Hộp số có cấp dùng để tạo thành hệ thống truyền lực có cấp. Tỉ số truyền của hộp số này thay đổi với các giá trị khác nhau. Đây là hộp số được dùng phổ biến trên ô tô hiện nay.  Cấu tạo chung của hộp số cơ khí có cấp bao gồm các bộ phận cơ bản: - Bộ phận đảm nhiệm chức năng truyền và biến đổi mô men bao gồm: các cặp bánh răng ăn khớp, các trục và ổ đỡ trục, vỏ hộp số. - Bộ phận đảm nhận chuyển số đảm nhận chức năng chuyển số theo sự điều khiển của người lái và khả năng giữ nguyên trạng thái làm việc trong quá trình xe hoạt động. Bộ phận này bao gồm: cần số, các đòn kéo, thanh trượt, nạng gạt, khớp gài, cơ cấu định vị, khóa hãm, cơ cấu bảo hiểm số lùi.  Một số hộp số cơ khí có cấp điển hình: 2.1.1. Hộp số 3 trục Là hộp số có đa số các số truyền i h truyền qua hai cặp bánh răng ăn khớp. Với cấu trúc tỉ số truyền truyền qua hai cặp bánh răng ăn khớp nên chiều quay của trục chủ động và trục bị động không thay đổi, cho phép thực hiện một số giá trị tỉ số truyền lớn, tuy nhiên hiệu quả truyền lực sẽ thấp do phải truyền qua nhiều cặp bánh răng ăn khớp. Sơ đồ cấu trúc, bố trí trục của hộp số 3 trục điển hình :  Hộp số 3 trục 5 cấp: Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 8 Đồ án tốt nghiệp 5 I G3 G2 2 3 4 Za Z'4 Z'a G1 L Z1 Z2 Z3 Z4 1 III Z'3 II I, III Z'2 Z'L ZL1 IV Z'1 IV II ZL2 a) Sơ đồ kết cấu. b) Sơ đồ bố trí trục. Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc, bố trí trục của hộp số 3 trục 5 cấp I, II, III: lần lượt là các trục sơ cấp, trục trung gian, trục thứ cấp. G1, G2, G3: các khớp gài. 0: vị trí trục trung gian của các số truyền. 1, 2, 3, 4, 5: vị trí của các số truyền và bánh răng tương ứng. Zi: các bánh răng. Số 1 Vị trí gài G3, G2≡0; G1=1. Dòng truyền I, ZaxZ’a, II, Z’1xZ1, III Giá trị ih lớn nhất 2 G1, G3≡0; G2=2. I, ZaxZ’a, II, Z’2xZ2, III ih trung gian 3 G1, G3≡0; G2=3. I, ZaxZ’a, II, X’3xZ3, III ih trung gian 4 G1, G2≡0; G3=4. I, ZaxZ’a, II, Z’4xZ4, III ih trung gian 5 G1, G2≡0; G3=5. I, III ih = 1 I, ZaxZ’a, II,Z’LxZL1, ZL2xZ1, III Đảo Lùi G3, G2≡0; G1=L Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 chiều 9 Đồ án tốt nghiệp quay Bảng dòng truyền mô men của hộp số 3 trục 5 cấp:  Hộp số 3 trục 4 cấp: 4 2 G3 G2 1 3 I I, III III Za Z3 Z2 Z1 ZL1 II L G1 Z'L2 Z'a Z'3 Z'2 Z'1 0 ZL2 IV IV Z'L a) Sơ đồ kết cấu. II b) Sơ đồ bố trí trục. Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc bố trí trục hộp số 3 trục 4 cấp I, II, III: lần lượt là các trục sơ cấp, trục trung gian, trục thứ cấp. G1, G2, G3, các khớp gài. 0: vị trí trục trung gian của các số truyền. 1, 2, 3, 4: vị trí của các số truyền và bánh răng tương ứng. Zi: các bánh răng. Dòng truyền mô men của hộp số 3 trục 4 cấp: Số Vị trí gài Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 10 Dòng truyền Giá trị Đồ án tốt nghiệp 1 G3, G1≡0; G2=1. I,ZaxZ’a, II, Z’1xZ1, III ih lớn nhất 2 G1, G3≡0; G2=2. I, ZaxZ’a, II, Z’2xZ2, III ih trung gian 3 G1, G2≡0; G3=3. I, ZaxZ’a, II, X’3xZ3, III ih trung gian 4 G1, G2≡0; G3=4. I, III ih =1 Lùi G3, G2≡0; G1=L I, ZaxZ’a, II, Z’LxZL2xZL1, III Đảo chiều quay 2.1.2. Hộp số 2 trục Là hộp số có đa số các số truyền ih truyền qua một cặp bánh răng ăn khớp. Các hộp số này rất phù hợp với hệ thống truyền lực của xe ô tô con, đòi hỏi tốc độ cao. (Giá trị ih không cần lớn). Ví dụ điển hình: hộp số 2 trục 5 cấp: I, II: lần lượt là các trục sơ cấp, trục thứ cấp. G1, G2, G3, các khớp gài. 1, 2, 3, 4, 5: vị trí của các số truyền và bánh răng tương ứng. Zi: các bánh răng. C1, C2: bánh răng chủ động, bánh răng bị động. Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 11 Đồ án tốt nghiệp G1 Z5 Z4 G2 Z3 Z2 ZL Z1 I C1 II Z'5 Z'4 Z'3 Z'2 G3 C2 Z'1 Hình 2.3: Sơ đồ kết cấu của hộp số 2 trục 5 cấp Các số truyền và dòng truyền mô men của hộp số 2 trục 5 cấp: Số 1 Vị trí gài G1, G2≡0; G3=1. Dòng truyền I, Z1xZ’1, II, C1xC2 Giá trị ih lớn nhất 2 G1, G2≡0; G3=2. I, Z2xZ’2, II, C1xC2 ih trung gian 3 G1, G3≡ 0; G2=3. I, Z3xZ’3, II, C1xC2 ih trung gian 4 G1, G3≡ 0; G2=4. I, Z4xZ’4, II, C1xC2 ih trung gian 5 G2, G3≡ 0; G1=5. I, Z5xZ’5, II, C1xC2 ih nhỏ nhất I, ZLxZL1xZL2, II Đảo chiều quay Lùi G1, G2, G3≡0; LxL1xL2 2.2. Quan điểm thiết kế Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 12 Đồ án tốt nghiệp Theo yêu cầu của bài toán đặt ra là thiết kế hộp số cho xe 5 tấn, với xe tham khảo là xe zil 130.  1221275416VINA  1221275990VINA Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 13 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.4: Xe tham khảo: zil 130 Ta chọn hộp cơ khí giống như xe tham khảo với lí do:  Xe tải động cơ đặt trước, truyền lực bánh sau nên chọn hộp số đặt dọc.  Đây là hộp số cơ khí có cấp được dùng phổ biến hiện nay:  Quy trình công nghệ nguyên công gia công chế tạo và lắp ráp đã được ứng dụng rộng. Giá thành chế tạo cho sản phẩm thấp.  Vì phổ biến nên quá trình sửa chữa bảo dưỡng của người sử dụng thuận lợi.  Độ tin cậy của sản phẩm sẽ cao hơn so với hộp số vô cấp.  Ta dùng hộp số 3 trục 5 cấp mà không sử dụng hộp số 2 trục hay hộp số nhiều cấp, ít cấp: 4 cấp, 8 cấp,... Vì:  Ảnh hưởng của số lượng số truyền trong hộp số.  Khi sử dụng nhiều tay số thì: tính kinh tế nhiên liệu sẽ tăng lên, tính phức tạp cũng tăng theo, làm cho giá thành của cả chiếc xe cũng tăng lên. Điều này làm mất tính cạnh tranh của sản phẩm.  Với hộp số 3 trục thì trục sơ cấp và thứ cấp là đồng trục cho nên sẽ tạo ra được số truyền thẳng giúp cho các bánh răng và các ổ bi không chịu tải (ít phải làm việc, tăng hiệu suất,…). Hộp số sẽ bền hơn, làm việc tốt hơn.  Mặt khác thì số truyền thẳng là tay số được sử dụng nhiều nhất, khoảng 60 đến 80% thời gian sử dụng của hộp số.  Với hộp số 3 trục thì chúng ta còn tạo ra được tỉ số truyền lớn cho hộp số.  Nếu dùng hộp số 3 cấp hoặc 4 cấp thì nó sẽ không phân được hết các tỉ số truyền, mà vì xe tải 5 tấn nên yêu cầu tỉ số truyền lớn.  Nếu dùng hộp số nhiều cấp: phức tạp hơn, chiều dài trục lớn sẽ xảy ra võng trục mà lại tốn kém không cần thiết. Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 14 Đồ án tốt nghiệp 2.3. Kết luận về phương án thiết kế  Từ các quan điểm thiết kế đã nêu ở trên ta đi tới phương án thiết kế hộp số cho xe tải 5 tấn như sau:  Hộp số cơ khí với 5 cấp số, được bố trí dọc theo xe.  Hộp số có 5 số tiến và 1 số lùi, với số truyền 5 là số truyền thẳng.  Số trục hộp số là 3 trục: trục sơ cấp , trục thứ cấp, trục trung gian. Trong đó có trục sơ cấp và thứ cấp đồng tâm. Cách chuyển số là sử dụng bộ đồng tốc cùng khớp gài số. Điều khiển bằng tay nhờ càng gạt số. Loại bánh răng sử dụng là bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng.     Sơ đồ hộp số tham khảo : 5 G3 1 I G2 2 3 4 4 5 1 8 13 Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 15 L 9 III II 2 G1 3 10 7 6 11 12 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.5: Sơ đồ hộp số xe tham khảo Hình 2.6: Hộp số xe tham khảo  Cơ cấu chính của hộp số gồm:  Trục chủ động I (trục sơ cấp) đồng thời là trục bị động của ly hợp đặt trên hai ổ lăn: một gối vào trong bánh đà, một đặt trên vỏ hộp số. Trục bố trí bánh răng Za(số 1) thường xuyên ăn khớp với bánh răng Z’a(số 2). Trong lòng bánh răng bố trí gối đỡ cho trục I.  Trục trung gian II đặt trên hai ổ lăn của vỏ hộp số. Trên trục bố trí sáu bánh răng nghiêng Z’a, Z’4 (số3), Z’3 (số 6), Z’L (số13), Z’2 (số 7) nhờ các then bán nguyệt và một bánh răng thẳng Z’ 1 (số 10) chế tạo liền trục. Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 16 Đồ án tốt nghiệp  Trục bị động III (trụ thứ cấp) bố trí trên 2 ổ lăn: một – gối trên vỏ, một– gối vào lòng bánh răng Z’a. Trục mang theo ba bánh răng nghiêng: Z 4 (số 4), Z3 (số 5), Z2 (số 8) lắp quay trơn trên trục, một bánh răng thẳng Z1 (số 9) di trượt bằng then hoa đảm bảo cho việc di chuyển gài số trực tiếp, hai bộ khớp gài dạng đồng tốc G2, G3 được gài vào vị trí tương ứng (hình vẽ 2.5). Khi một bánh răng được gài các bánh răng khác sẽ ở vị trí quay tự do (quay lồng không). Vị trí khớp gài G3 có thể bố trí nối với bánh răng Za, tạo nên khả năng truyền thẳng từ trục I sang trục III (số truyền thẳng). Khớp gài G1 đặt trên bánh răng Z1 dùng để di chuyển trực tiếp bánh răng sang vị trí số 1 hay số lùi.  Việc bố trí thêm trục IV (trục số lùi) cho phép tạo thành số lùi với ba cặp bánh răng ăn khớp và đảm bảo chiều quay của trục bị động. Các trục của hộp số được bố trí trong không gian trình bày như hình vẽ. (Hình 2.1).  Bảng dòng truyền mô men của hộp số này: Số Vị trí gài 1 G3, G2≡0; G1=1. I, ZaxZ’a, II, Z’1xZ1, III ih lớn nhất 2 G1, G3≡0; G2=2. I, ZaxZ’a, II, Z’2xZ2, III ih trung gian 3 G1, G3≡0; G2=3. I, ZaxZ’a, II, Z’3xZ3, III ih trung gian 4 G1, G2≡0; G3=4. I, ZaxZ’a, II, Z’4xZ4, III ih trung gian 5 G1, G2≡0; G3=5. I, III ih = 1 I, ZaxZ’a, II, Z’LxZL1, ZL2xZ1, III Đảo Lùi G3, G2≡0; G1=L Dòng truyền Giá trị quay Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 17 chiều Đồ án tốt nghiệp  Qua bảng ta nhận thấy:  Đa số các tỉ số truyền được thực hiện thông qua hai cặp bánh răng ăn khớp, trong đó có cặp bánh răng luôn ăn khớp Za, Z’a.  Ở số truyền thẳng, lúc này dòng truyền trực tiếp từ trục sơ cấp qua khớp gài tới trục thứ cấp. Khi đó, các bánh răng làm việc không tải, hiệu suất truyền lực của hộp số là cực đại. Thời gian làm việc ở số truyền thẳng có thể chiếm khoảng 60% - 80% tổng thời gian chuyển động, do vậy cho phép hạn chế hao mòn bánh răng.  Bánh răng của hộp số được sử dụng với hai loại: bánh răng nghiêng và bánh răng thẳng. Các bánh răng luôn luôn ăn khớp sử dụng bánh răng răng nghiêng, các bánh răng di trượt gài số sử dụng bánh răng răng thẳng. Các bánh răng có bánh răng nghiêng giúp ta tăng khả năng chịu tải và giảm độ ồn, tuy nhiên trong thiết kế các chiều nghiêng được chọn hợp lý để hạn chế tối đa lực dọc trục tác dụng lên ổ đỡ trục. Các bánh răng răng thẳng sử dụng để gài số trực tiếp không thông qua ống gài, chỉ sử dụng với số 1 và số lùi (khi gài ô tô đứng yên) nhằm tránh xảy ra va đập các đầu răng, tuy nhiên để dễ dàng gài số các đầu răng của các bánh răng này được vát và vê tròn. Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 18 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ 3.1. Tính tỷ số truyền hộp số Trong trường hợp hộp số có trục sơ cấp và thứ cấp đồng trục thì ở tay số truyền cuối cùng tay số 5 người ta chọn ih5 = 1 (số truyền thẳng). Tỷ số truyền ở tay số 1 được tính theo điều kiện cản và điều kiện bám của xe: - Theo điều kiện cản:  .G.r ih1 � max b M e max .i0 .i fc .t - Theo điều kiện bám: m.G ..rb ih1 � M e max .i0 .i fc .t + G: trọng lượng toàn bộ của ô tô: G = 95250 (N) +  max : hệ số cản lớn nhất.  max  f  tg  0,02  tg160  0,31 + G : trọng lượng của ô tô phân bố lên cầu chủ động G =68800 (N) +  : hệ số bám của bánh xe chủ động với mặt đường. Chọn  = 0,7 +m: hệ số phân bố tải trọng động, m = 1,1 – 1,3. +rbx: bán kính bánh xe. rbx= 0.45 (mm) +if: tỷ số truyền hộp số phụ. if = 1 Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 19 Đồ án tốt nghiệp +io: tỷ số truyền truyền lực chính. io= 6,32 ( xe tham khảo). + icc : tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng. icc=1 +Memax: mô men xoắn cực đại của động cơ, Memax = 430 N.m + η : Hiệu suất của hệ thống truyền lực. η= 0,85 → 5,75 ≤ ih1 ≤ 10,4 Chọn ih1= 6.5 (xe tham khảo zil 130). 3.1.1. Khoảng cách trục Khoảng cách trục aω được tính theo công thức kinh nghiệm: aω =k a √3 M emax Trong đó: ka là hệ số kinh nghiệm. ka=17 - 19.8 đối với xe tải chọn ka=18. aω = 135.86 (mm) Chọn aω = 140 (mm) gần nhất trong dãy tiêu chuẩn. 3.1.2. Modun các bánh răng hộp số Modun pháp tuyến (mn) của các bánh răng thường được chọn theo kinh nghiệm. Với ô tô tải: mn= 5.3 ÷ 4.25 (mm) Chọn mn = 4 (mm) theo tiêu chuẩn. 3.1.3. Góc nghiêng răng β Phần lớn các bánh răng là bánh răng nghiêng. 0 0 Đối với ô tô tải β=18 ÷26 Tuy nhiên trong khi chọn β cần lưu ý đến điều kiện đảm bảo độ êm dịu làm việc và một số điều kiện làm việc khác. Độ êm dịu cao nhất khi hệ số trùng Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50 20