Đồ án Tính toán kiểm nghiệm hộp số xe ford everest

Më §ÇU Ngµnh «t« gi÷ mét vÝ trÝ quan träng trong ho¹t ®éng vµ ph¸t triÓn cña x· héi. ¤t« ®­îc sö dông phæ biÕn ®Ó phôc vô trong c¸c lÜnh vùc kh¸c nhau cña nÒn kinh tÕ quèc d©n. NhiÒu tiÕn bé khoa häc kü thuËt vµ c«ng nghÖ míi ®· ®­îc ¸p dông nhanh chãng vµo c«ng nghÖ chÕ t¹o «t«. C¸c tiÕn bé khoa häc ®· ®­îc ¸p dông nh»m môc ®Ých lµm gi¶m c­êng ®é lao ®éng cho ng­êi l¸i, ®¶m b¶o an toµn cho xe, ng­êi, hµng ho¸ vµ t¨ng chÊt l­îng kÐo-vËn tèc còng nh­ t¨ng tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu cña xe. NÒn kinh tÕ n­íc ta ®ang trªn ®µ ph¸t triÓn, hiÖn nay nhiÒu lo¹i xe hiÖn ®¹i ®· vµ ®ang ®­îc s¶n xuÊt vµ l¾p r¸p t¹i ViÖt Nam, víi c¸c th«ng sè kü thuËt phï hîp víi ®iÒu kiÖn khÝ hËu, ®Þa h×nh ViÖt Nam. Trong qu¸ tr×nh häc tËp em ®· ®­îc giao “§å ¸n tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hép sè xe ford everest.” Víi ®iÒu kiÖn thêi gian cã h¹n, c¸c néi dung trong ®å ¸n chØ lµ b­íc t×m hiÓu c¸c th«ng sè kü thuËt vµ kÕt cÊu cña hép sè lµ c¬ së ®Ó xem xÐt thùc tÕ khai th¸c sö dông hép sè. Néi dung chÝnh cña bµi tËp bao gåm: Më ®Çu Ch­¬ng 1: Giíi thiÖu chung vÒ xe ford everest Ch­¬ng 2: §Æc ®iÓm kÕt cÊu hép sè ford everest Ch­¬ng 3: TÝnh to¸n kiÓm bÒn cho c¸c chi tiÕt vµ bé phËn c¬ b¶n cña hép s« Trong thêi gian lµm ®å ¸n em ®­îc sù h­íng dÉn rÊt nhiÖt t×nh cña c¸c thÇy trong Khoa §éng lùc ®Æc biÖt lµ thÇy NguyÔn Huy S¬n. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn lµm ®å ¸n ch¾c ch¾n vÉn cßn nhiÒu thiÕu sãt, em rÊt mong ®­îc sù ®ãng gãp vµ chØ b¶o cña c¸c thÇy gi¸o ®Ó em hoµn thiÖn ®­îc ®å ¸n nµy. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o h­íng dÉn thÇy NguyÔn Huy S¬n ®· tËn t×nh gióp ®ì em hoµn thµnh ®å ¸n nµy ! Ch­¬ng 1 GiíI THIÖU CHUNG VÒ XE ford everest 1.1 Giíi thiÖu chung vÒ xe FORD EVEREST FORD EVEREST lµ loại «t« đa dụng 7 chỗ cho gia đình. Ford Everest là sản phẩm chiến lược của Ford tại thị trường châu Á, sản xuất theo nghiên cứu nhu cầu khách hàng trong khu vực châu Á - Thái Bình Dương. Khi thiÕt kÕ nã ®­îc chó ý nhiÒu ®Õn viÖc ®¶m b¶o chÊt l­îng ®éng lùc häc tèt, tÝnh æn ®Þnh chuyÓn ®éng tèt, ®iÒu khiÓn nhẹ nhµng, ®¶m b¶o ®é tin cËy cao vµ thuËn tiÖn cho viÖc chăm s¶o d­ìng. Víi gi¸ thµnh phï hîp víi thu nhËp của ng­êi d©n ViÖt Nam nªn xe FORD EVEREST ®­îc nhiÒu gia ®×nh sö dông ®Ó ®i l¹i vµ du lÞch. H×nh 1.1: H×nh d¸ng bªn ngoµi xe Ford Everest FORD EVEREST có 3 loại: 2.5L, 4x2 (truyền động cầu sau, động cơ diezel); 2.6L, 4x2 (truyền động cầu sau, động cơ xăng); 2.5L, 4x4 (hai cầu chủ động, động cơ diezel).   Điều nổi bật về công nghệ của FORD EVEREST 4x2 và 4x4 động cơ diezel là được trang bị động cơ Turbo diezel 2.5, 4 xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler. Còn Ford Everest 4x2 động cơ xăng là trang bị động cơ xăng 2.6 lít, trục cam đơn với hệ thống phun xăng điện tử EFI. .  FORD EVEREST được trang bị động cơ khoẻ mang lại sự  hài lòng cao nhất khi vận hành trong các điều kiện đường sá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu. Xe FORD EVEREST 4x4 trung bình tiêu hao khoảng 8 lít diezel/100km. Trang bị 5 số tay, ly hợp được thiết kế với đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thuỷ lực, lò xo đĩa mang đến hiệu quả động cơ cao nhất và đảm bảo vận hành êm ái ở mọi tốc độ. 1.2 §Æc tÝnh kü thuËt cua xe ford everest TT Th«ng sè kü thuËt Ký hiÖu Gi¸ trÞ (§Æc ®iÓm) §¬n vÞ 01 Th«ng sè kÝch th­íc ChiÒu dµi toµn bé La 4752 mm ChiÒu réng toµn bé B 1807 mm ChiÒu cao toµn bé H 1866 mm ChiÒu dµi c¬ së L 2860 mm T©m vÖt b¸nh xe : mm + Tr­íc B1 1475 mm + Sau B2 1470 mm Kho¶ng s¸ng gÇm xe tối thiểu 214 mm + Tr­íc 214 mm + Sau 214 mm 02 Th«ng sè vÒ träng l­îng T¶i träng Gt 691 N Träng l­îng xe kh«ng t¶i : Ga 1921 N Träng l­îng toµn bé : G 2632 N 03 Th«ng sè vÒ tÝnh n¨ng th«ng qua B¸n kÝnh quay vßng nhá nhÊt Rmin 6.2 m Gãc v­ît tr­íc 35 §é Gãc v­ît sau 27 §é Gãc v­ît dèc lín nhÊt 30 §é Gãc nghiªng ngang cho phÐp x 20 §é ChiÒu s©u léi n­íc H 0,5 m VËn tèc lín nhÊt của xe Vmax 144 Km/h Møc tiªu hao nhiªn liÖu Ge 7 l/100Km Thêi gian tăng tốc từ 0-100km 14 s 04 Th«ng sè vÒ ®éng c¬ §éng c¬ ®èt trong Động cơ Turbo Diesel 2.5L trục cam đơn có làm mát khí nạp, 4 kú, 4 xi lanh, thẳng hµng - Dung tÝch c«ng t¸c 2.499 LÝt §­êng kÝnh xy lanh D D 93 mm Hµnh tr×nh pÝt t«ng S S 92 mm Tû sè nÐn 4,6 - C«ng suÊt Nemax 109 Ml Sè vßng quay neN nN 3500 V/ph M« men Memax 266 KG m Sè vßng quay neM nM 2000 V/ph 05 Th«ng sè vÒ hÖ thèng truyÒn lùc Ly hîp Đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thủy lực với lò xo đĩa - Hép sè 5 số tay - Tû sè truyÒn i - ih1 3,55 - ih2 2,09 - ih3 0,71 - ih4 1,00 - iL 5,77 - 06 Th«ng sè vÒ hÖ thèng l¸i C¬ cÊu l¸i Ecubi - Tû sè truyÒn i - DÉn ®éng l¸i C¬ khÝ - 07 Th«ng sè vÒ hÖ thèng phanh Phanh tr­íc Phanh ®Üa - Phanh sau Phanh guèc - 08 Th«ng sè vÒ phÇn vËn hµnh HÖ thèng treo - Hệ thống treo trước Hệ thống treo độc lập bằng thanh xoắn kép và ống giảm chấn Hệ thống treo sau Loại nhíp với ống giảm chấn Sè l­îng b¸nh xe 4+1 - Cỡ lốp 265/70R15 Bánh xe Vành hợp kim nhôm đúc Th«ng sè vÒ dung tÝch nhiªn liÖu vµ th«ng sè kiÓm tra ®iÒu chØnh Thïng nhiên liệu 71 LÝt N­íc lµm m¸t ®éng c¬ 3 LÝt B«i tr¬n ®éng c¬ (AC-8) 4,7 LÝt BÇu läc kh«ng khÝ (AC-8) 0,34 LÝt C¬ cÊu l¸i( TAP-15V) 0,3 LÝt Hép sè ( TAP-15V ) 4,5 LÝt DÉn ®éng phanh(GGX-22) 0,7 LÝt Sè vßng quay 6000 V/ph Khe hë xu p¸p: mm + xu p¸p n¹p 0,15-0,2 mm + xu p¸p x¶ 0,12-0,2 mm Khe hë gi÷a 2 cùc nÕn ®iÖn 0,6-0,8 mm Khe hë tiÕp ®iÓm chia ®iÖn 0,2-0,3 mm Hµnh tr×nh tù do bµn ®¹p ly hîp 100-110 mm Hµnh tr×nh tù do bµn ®¹p ch©n phanh 5-8 mm 1.3 KÕt cÊu c¸c côm vµ hÖ thèng chÝnh cña xe ford everest 1.3.1 §éng c¬ Ford Everest 4x4 là động cơ diezel được trang bị động cơ Turbo diezel 2.5, 4 xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler.Dung tích thùng nhiên liêu lớn với 71 lít cho phép các chuyến đi dài mà không phải đổ nhiều lần.Ford Everest động cơ khoẻ mang lại sự  hài lòng cao nhất khi vận hành trong các điều kiện đường sá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu, trung bình tiêu hao khoảng 8 lít diezel/100km. Hệ thống động cơ kiểu cam đơn SOHC đã được thay thế bằng kiểu trục cam kép DOHC. Công nghệ phun nhiên liệu đơn đường tăng áp TCDi (Turbo Direct Common - Rail Injection) và tăng áp turbin VGT có làm mát khí nạp chưa được trang bị cho các phiên bản trước đó nay đã được Ford Việt Nam tích hợp trên phiên bản mới. Ford Everest mới còn được trang bị động cơ diesel mới sử dụng công nghệ phun nhiên liệu đơn đường common-rail.Ford Everest có hai phiên bản động cơ: 3,0 lít và 2,5 lít cùng thuộc loại dẫn động 4 bánh. Với bản 3.0 TDCi, động cơ có công suất cực đại 156 mã lực tại vòng tua 3.200 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 380 Nm tại 1.800 vòng/phút. Bản 2.5 có công suất 143 mã lực, mô-men xoắn cực đại 330 Nm. Không chỉ mạnh mẽ hơn so với các mẫu cùng phân khúc, Ford Everest tự tin với phiên bản 2.5 có mức tiêu hao nhiên liệu thấp hơn 22% so với phiên bản cũ và đáp ứng tiêu chuẩn Euro 2. HÖ thèng lµm m¸t: có hệ thống làm mát khí nạp intercooler. HÖ thèng lµm m¸t b»ng ph­¬ng ph¸p lµm m¸t b»ng n­íc theo ph­¬ng ph¸p tuÇn hoµn c­ìng bøc. HÖ thèng b«i tr¬n hçn hîp c­ìng bøc: b«i tr¬n c­ìng bøc kÕt hîp b¬m vµ vung tÐ, cã dung l­îng 4,7 lÝt. 1.3.2 HÖ thèng truyÒn lùc KiÓu c¬ khÝ cã cÊp gåm: Ly hîp, hép sè, truyÒn lùc chÝnh, vi sai vµ c¸c ®¨ng. Ly hîp: Đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thủy lực với lò xo đĩa. Hép sè: Hệ thống truyền động với hộp số AT 5 cấp. Ngoài ra, hộp số tự động 5 cấp của Everest mới được tích hợp module kiểm soát thông minh TCM (Transmission Control Module). TCM có thể tự phát hiện và nhảy số một cách nhanh chóng theo vòng tua động cơ và điều kiện lái. Hơn nữa, TCM sẽ giữ hệ thống truyền động luôn luôn ở trạng thái ít tổn hao năng lượng nhất khiến xe hoạt động hiệu quả, giảm mức nhiên liệu trên đường trường cũng như trong thành phố. Truyền lực chính và vi sai: Vì đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặt ngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai cũng được bố trí luôn trong cụm hộp số. Xe Ford Everest sử dụng truyền lực chính một cấp bánh răng trụ răng nghiêng vi sai thường. Các đăng: Xe sử dụng các đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa và Tripot để truyền lực cho bánh xe chủ động ở cầu trước (cầu dẫn hướng). 1.3.3 HÖ thèng l¸i HÖ thèng l¸i xe ford everest bao gåm c¬ cÊu l¸i b¸nh r¨ng-thanh r¨ng, dÉn ®éng l¸i vµ trî lùc l¸i. C¬ cÊu l¸i lo¹i bè trÝ trªn thanh l¸i ngang. DÉn ®éng l¸i gåm cã: vµnh tay l¸i, vá trôc l¸i, trôc l¸i, truyÒn ®éng c¸c ®¨ng, thanh l¸i ngang, cam đơn vµ c¸c khíp nèi. Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng xuất hiện và rất nhanh được sử dụng phổ biến trên các xe ô tô du lịch và xe tải nhỏ, xe SUV. Nó là một cơ cấu cơ khí khá đơn giản. Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một thanh răng được gắn trên một ống kim loại. Một thanh nối (tie rod) nối với hai đầu mút của thanh răng.  Hình 1.2:Mô Hình Hệ Thống Lái 1.3.4 HÖ thèng phanh HÖ thèng phanh xe lµ hÖ thèng phanh dÉn déng thuû lùc, sö dông c¬ c©ó phanh ®Üa ë cÇu tr­íc, c¬ cÊu phanh tang trống ë cÇu sau. Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) kết hợp hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brake Force Distribution )cùng thiết bị cảm biến trọng để đảm bảo tối ưu hóa trên mọi địa hình. 1.3.5 HÖ thèng treo, lèp, khung HÖ thèng treo trªn xe : +Trước: Hệ thống treo độc lập bằng thanh xoắn kép và ống giảm chấn. + Sau: Loại nhíp với ống giảm chấn Lèp xe gåm 4 lèp vµ 1 lèp dù phßng. (Vành (mâm) đúc hợp kim),Cì lèp/ ¸p suÊt lèp( kg/cm3): 245/ 70R16. PhÇn chÞu lùc lµ khung vá xe. 1.3.6 HÖ thèng ®iÖn ThiÕt bÞ ®o ®¹c: ®ång hå ®a tÇng, ®ång hå ®o tèc ®é... HÖ thèng ®Ìn: ®Ìn khu v­c chÝnh bªn trong, ®Ìn si nhan, ®Ìn phanh, ®Ìn khi xe ®i th¼ng, ®Ìn s­¬ng mï, ®Ìn pha tù ®éng t¾t më... ThiÕt bÞ ®iÒu hoµ: m¸y l¹nh, bé läc khÝ. 1.3.7 ThiÕt bÞ phô Thiết kế nội thất xe làm nổi bật tính đa dụng và tăng tính tiện nghi. Chỗ ngồi được bố trí hợp lý với ba dãy ghế, hàng ghế thứ ba thiết kế cho hai người ngồi, có thể gập đôi và nằm gọn sau hàng ghế thứ hai hoặc dễ dàng tháo bỏ khi cần chuyên chở hàng hoá. Với một cánh cửa sau của khoang hành lý, có khả năng mở tối đa rất tiện khi vận chuyển hàng hoá lên, xuống. Ford Everest có bình xăng với dung tích lớn 71 lít, tiện cho chuyến đi dài mà không phải đổ xăng nhiều lần. Dàn CD 1 đĩa cho xe 4x2 và dàn CD 6 đĩa cho xe 4x4, Ford Everest mang lại sự thư giãn qua âm nhạc trên đường xa. Hệ thống điều hoà cao cấp được trang bị cho xe ford everest có khả năng làm mát nhanh các khu vực trong xe, phía trước, băng ghế giữa và băng ghế sau. Hệ thống điều hòa với 2 cửa gió riêng, người ngồi ở băng ghế thứ hai có thể điều chỉnh vận tốc quạt và hướng gió riêng cho mình sao cho thoải mái nhất Các trang thiết bị an toàn cao cấp gồm có: dây đai an toàn, hai túi khí bảo vệ. Ghế lái được thiết kế với điểm gập phần hông (H-point) bố trí cao, tạo tầm quan sát tối đa cho người ngồi lái, nhất là ở hai phía trái, phải của đầu xe.   Trang thiết bị của ford everest AT 2.5 gồm khoá cửa điều khiển từ xa, gương kính điều khiển điện, đèn sương mù. Kính trước được thiết kế hai lớp với một lớp nhựa mỏng ở giữa, không bị vỡ vụn khi va chạm, giảm tối đa thương tích có thể gây ra cho người ngồi trong xe. Các vùng biến dạng được thiết kế để hấp thụ lực va chạm, tự biến dạng trong trường hợp có va chạm mạnh, giảm thiểu ảnh hưởng lên khoang hành khách. Thiết kế kết cấu thân xe siêu cứng, có thêm các thanh gia cường hai bên nhằm giảm tối đa những tác động lên người ngồi trong xe. Hai bên thành xe cũng được gia cường với các thanh siêu cứng bảo vệ khi có va chạm từ hai phía.   ford everest có 6 màu: xanh đại dương và vàng ánh kim là hai màu mới; bạc ánh trăng, đen kim loại, đỏ ánh dương và trắng kim cương Ch­¬ng 2 Ph©n tÝch KÕT CÊU HéP Sè xe foreverest Kh¸i qu¸t chung vÒ hép sè 2.1.1 C«ng dông cña hép sè - Hép sè dïng ®Ó thay ®æi tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng cña «t« nh»m thay ®æi lùc kÐo ë c¸c b¸nh xe chñ ®éng vµ thay ®æi vËn tèc chuyÓn ®éng cña «t« trong kho¶ng réng tuú ý theo søc c¶n bªn ngoµi. - Thùc hiÖn chuyÓn ®éng lïi cña «t«: - T¸ch ®éng c¬ ®ang lµm viÖc ra khái hÖ thèng truyÒn lùc trong kho¶ng thêi gian tuú ý (Khi n¹p b×nh ®iÖn, cho ®éng c¬ ch¹y kh«ng t¶i ®Ó t¨ng nhiÖt ®é n­íc lµm m¸t tr­íc khi khëi hµnh, ®Ó b«i tr¬n ®éng c¬ tèt h¬n, ®Ó quay trôc thö c«ng suÊt, ®Ó b¬m lèp hoÆc khÝ nÐn cho viÖc b¶o d­ìng) - Sù cÇn thiÕt ph¶i thay ®æi tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc lµ do søc c¶n chuyÓn ®éng xe phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn ®­êng x¸ vµ vËn tèc xe thay ®æi trong kho¶ng rÊt réng ( 25-30 lÇn ), mµ m« men xo¾n cña ®éng c¬ chØ thay ®æi trong giíi h¹n 15¸25% khi b­ím ga më hoµn toµn. M« men xo¾n cña ®éng c¬ cã thÓ thay ®æi trong kho¶ng réng h¬n b»ng c¸ch t¨ng gi¶m l­îng nhiªn liÖu, khi ®éng c¬ sÏ lµm viÖc ë chÕ ®é kh«ng ®ñ t¶i vµ do ®ã tiªu hao nhiªn liÖu sÏ t¨ng lªn . §Ó gi¶m møc tiªu hao nhiªn liÖu th× nªn cho ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é gÇn chÕ ®é ®ñ t¶i, cßn lùc kÐo cÇn thiÕt cho sù chuyÓn ®éng cã ®­îc b»ng c¸ch thay ®æi tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc. ViÖc sö dông hép sè trong hÖ thèng truyÒn lùc cho phÐp kÕt hîp sù lµm viÖc cña ®éng c¬ ë c¸c chÕ ®é kinh tÕ víi kh¶ n¨ng cña xe v­ît ®­îc c¸c c¶n chuyÓn ®éng lín vµ sù thay ®æi vËn tèc trong kho¶ng réng. 2.1.2 Ph©n lo¹i - Hép sè v« cÊp - Hép sè cã cÊp - Hép sè kÕt hîp v« cÊp víi cã cÊp. Hép sè v« cÊp ®¶m b¶o cã ®ù¬c mäi gi¸ trÞ cña tû sè truyÒn trong mét kho¶ng nµo ®ã. B»ng c¸ch thay ®æi v« cÊp m« men xo¾n truyÒn ®Õn c¸c b¸nh xe chñ ®éng mµ ®¶m b¶o kh¶ n¨ng lµm viÖc cña ®éng c¬ ë chÕ ®é kinh tÕ nhÊt trong mét kho¶ng vËn tèc réng, cho phÐp tËn dông c«ng suÊt lín cña ®éng c¬ cho chuyÓn ®éng. Khi sö dông hép sè vo cÊp lù kÐo t¹i c¸c b¸nh xe chñ ®éng thay ®æi liªn tôc tõ tõ, kh«ng cÇn ph¶i c¾t dßng c«ng suÊt dÉn ®Õn c¸c b¸nh xe khi chuyÓn sè nªn nã n©ng cao d­îc chÊt l­îng ®éng lùc häc vµ t¨ng ®­îc tÝnh n¨ng th«ng qua cña «t«. Tuy nhiªn hép sè v« cÊp cã nh­îc ®iÓm lµ kÕt cÊu phøc t¹p, hiÖu suÊt truyÒn ®éng thÊp. Hép sè cã cÊp ®¶m b¶o thay ®æi liªn tôc gi¸ trÞ sè truyÒn vµ m« men xo¾n ®Õn c¸c b¸nh xe chñ ®éng. nhê c¬ cÊu ®iÒu khiÓn mµ ng­êi l¸i t¸c ®éng lµm thay ®æi tû sè truyÒn vµ m« men xo¾n cho phï hîp víi lùc c¶n bªn ngoµi. Hép sè cã cÊp lµ bé biÕn m« men xo¾n vµ nã ®­îc sö dông réng r·i nhÊt trªn c¸c «t« qu©n sù v× kÕt cÊu ®¬n gi¶n , rÔ chÕ t¹o, gi¸ thµnh h¹. 2.1.3 Yªu cÇu ®èi víi hép sè - B¶o ®¶m cho xe cã chÊt l­îng kÐo vµ chÊt l­îng kinh tÕ tèi ­u trong nh÷ng ®iÒu kiÖn sö dông cho tr­íc. - §iÒu khiÓn thuËn tiÖn vµ nhÑ nhµng. - Lµm viÖc ªm vµ kh«ng ån - Cã hiÖu suÊt truyÒn lùc cao. - Ph¶i cã c¸c tû sè truyÒn ®¶m b¶o tÝnh n¨ng ®éng lùc. - Kh«ng sinh ra c¸c lùc va ®Ëp trªn c¸c hÖ thèng truyÒn lùc. - Ph¶i cã tay sè trung gian ®Ó ng¾t ®éng c¬ ra khái hÖ thèng truyÒn lùc l©u dµi - Thay ®æi tèc ®é vµ thùc hiÖn chuyÓn lïi cña « t«. - KÕt cÊu ®¬n gi¶n, ®iÒu kiÖn dÔ dµng, b¶o qu¶n vµ söa ch÷a thuËn tiÖn. Ph©n tÝch kÕt cÊu hép sè xe FOREVEREST 2.2.1 §Æc ®iÓm kÕt cÊu H×nh 2.1 CÊu t¹o thùc tÕ cña hèp sè ba trôc Trôc s¬ cÊp cña hép sè ®ång thêi lµ trôc ly hîp ®­îc chÕ t¹o liÒn víi b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp gäi lµ b¸nh r¨ng chñ ®éng chÝnh (sè 4). Trôc thø cÊp ®­îc ®Æt ®ång trôc víi trôc s¬ cÊp. Mét ®Çu cña trôc thø cÊp ®­îc tùa trªn æ bi n»m ë vá hép sè, ®Çu cßn l¹i gèi vµo æ bi kim trong phÇn rçng cña b¸nh r¨ng chñ ®éng chÝnh. Trôc trung gian ®­îc gèi trªn hai æ ®ì n»m trong vá hép sè, ®Æt song song vµ c¸ch trôc s¬ cÊp vµ thø cÊp mét kho¶ng nµo ®ã. §Ó thùc hiÖn viÖc gµi sè, trong hép sè còng cã c¸c èng gµi ®ång tèc. V× hép sè cã 5 sè tiÕn nªn trong hép sè ph¶i sö dông 3 èng gµi ®ång tèc. Ngoµi ra hép sè cßn cã b¸nh r¨ng sè lïi cã thÓ di tr­ît trªn trôc sè lïi ®Ó thùc hiÖn gµi sè lïi khi lïi xe. 2.2.2 Nguyªn lý ho¹t ®éng cña hép sè 3 trôc : Nguyªn lý ho¹t ®éng cña hép sè khi gµi c¸c sè truyÒn kh¸c nhau ®­îc thÓ hiÖn ë c¸c h×nh vÏ sau: H×nh 2.2 Dßng truyÒn m«men khi gµi sè 1 H×nh 2.3 Dßng truyÒn m«men khi gµi sè 2 H×nh 2.4 Dßng truyÒn m«men khi gµi sè 3 H×nh 2.5 Dßng truyÒn m«men khi gµi sè 4 2.2.3 C¬ cÊu ®ång tèc §Ó gµi sè ng­êi ta cã thÓ sö dông èng gµi, b¸nh r¨ng di tr­ît hoÆc ®ång H×nh 2.6 Dßng truyÒn m«men khi gµi sè 5 H×nh 2.7 Dßng truyÒn m«men khi gµi sè lïi B¸nh r¨ng gµi sè lïi tèc. Trong c¸c c¬ cÊu trªn th× c¬ cÊu ®ång tèc cho phÐp gµi sè ªm dÞu tr¸nh va ®Ëp nªn nã ®­îc sö dông nhiÒu trong c¸c hép sè cña «t«, ®Æc biÖt trong c¸c «t« hiÖn ®¹i. C¬ cÊu ®ång tèc cã nguyªn lý lµm viÖc gièng nhau nh­ng kÕt cÊu cã thÓ kh¸c nhau nªn nã còng ®­îc chia thµnh c¸c lo¹i ®ång tèc kh¸c nhau. Nh­ ë trªn xe Matiz th× bé ®ång tèc lµ lo¹i vµnh r¨ng kho¸. CÊu t¹o chi tiÕt cña bé ®ång tèc ®­îc chØ ra trªn h×nh H×nh 2.8. CÊu t¹o chi tiÕt cña bé ®ång tèc 2.2.3 C¬ cÊu ®ång tèc Khi tay sè ë vÞ trÝ trung gian, mçi b¸nh r¨ng sè ®­îc ¾n khíp t­¬ng øng víi b¸nh r¨ng bÞ ®éng vµ quay tù do quanh trôc. Moay¬ ®ång tèc l¾p víi vµnh tr­ît b»ng c¸c then hoa vµ phÝa trong l¾p víi trôc còng b»ng then hoa. Vµnh ®ång tèc ë tr¹ng th¸i tù do trong chÕ ®é nµy. Nguyªn lý lµm viÖc cña ®ång tèc cã thÓ chia thµnh ba giai ®o¹n nh­ sau: - Giai ®o¹n 1 (b¾t ®Çu cña sù ®ång tèc): giai ®o¹n nµy ®­îc thÓ hiÖn qua h×nh 10 h×nh 2.9. b¾t ®Çu ®ång tèc Khi cÇn gµi sè di chuyÓn, cµng g¹t ¨n khíp víi r·nh trªn èng tr­ît ®Èy èng tr­ît theo h­íng ®­îc chØ ra bëi mòi tªn A trªn h×nh vÏ. V× vµnh tr­ît vµ kho¸ h·m ®­îc ¨n khíp qua vÊu låi ë gi÷a cña kho¸ h·m nªn khi èng tr­ît di chuyÓn ®Èy kho¸ h·m cïng chuyÓn ®éng theo. Kho¸ h·m t× vµo vµnh ®ång tèc Ðp vµo phÇn c«n cña b¸nh r¨ng ®Ó b¾t ®Çu ®ång tèc. Do sù kh¸c nhau vÒ tèc ®é gi÷a èng tr­ît vµ b¸nh r¨ng vµ do ma s¸t gi÷a vµnh ®ång tèc vµ phÇn c«n cña b¸nh r¨ng nªn vµnh ®ång tèc chuyÓn ®éng theo chiÒu quay cña b¸nh r¨ng (chiÒu mòi tªn trªn h×nh vÏ). §é dÞch chuyÓn nµy b»ng víi sù chªnh lÖch vÒ ®é réng khe vµ ®é réng cña kho¸ h·m. Do vËy c¸c then bªn trong èng tr­ît vµ c¸c vÊu h·m trªn vµnh ®ång tèc ch­a ®óng vÞ trÝ ¨n khíp víi nhau - Giai ®o¹n 2 (qu¸ tr×nh ®ång tèc): giai ®o¹n nµy ®­îc thÓ hiÖn qua h×nh 11 Khi cÇn sè tiÕp tôc di chuyÓn, lùc t¸c dông lªn èng tr­ît v­ît qua lùc cña lß xo kho¸ h·m vµ èng tr­ît v­ît qua phÇn vÊu låi cña kho¸ h·m tuy nhiªn lóc nµy do ch­a ®ång tèc nªn c¸c then cña èng tr­ît vµ vÊu h·m trªn vµnh ®ång tèc ®ang t× vµo nhau. H×nh 2.10 giai ®o¹n ®ång tèc V× vËy lùc t¸c dông lªn èng tr­ît sÏ Ên vµnh ®ång tèc Ðp vµo phÇn c«n cña b¸nh r¨ng m¹nh h¬n. §iÒu nµy lµm cho tèc ®é cña b¸nh r¨ng sè trë nªn ®ång tèc víi tèc ®é cña èng tr­ît. - Giai ®o¹n 3 (hoµn toµn ®ång tèc): giai ®o¹n nµy ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 12. H×nh 2.11. giai ®o¹n hoµn toµn ®ång tèc Khi tèc ®é cña èng tr­ît vµ b¸nh r¨ng sè ®· b»ng nhau, vµnh ®ång tèc b¾t ®Çu quay tù do theo chiÒu quay. KÕt qu¶ lµ then hoa phÝa trong èng tr­ît ¨n khíp víi vÊu h·m trªn vµnh ®ång tèc ®Ó ®i vµo ¨n khíp víi then hoa trªn b¸nh r¨ng sè. 2.2.2 ¦u nh­îc ®iÓm cña hép sè xe Foreverest. - ¦u ®iÓm : Nhá gän dÔ chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt vµ bè chÝ trªn xe , dÔ söa ch÷a b¶o d­ìng gÝa thµnh chÕ t¹o rÎ. -Nh­îc ®iÓm : cho tØ sè truyÒn kh«ng cao chi thÝch hîp víi xe lo¹i nhá, cã tuæi thä kh«ng cao. Ch­¬ng 3 tÝnh to¸n kiÓm bÒn cho c¸c chi tiÕt vµ bé phËn c¬ b¶n cña hép sè 3.1 Môc ®Ých néi dung tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm. 1 Mục đÝch x¸c định th«ng số Qua qu¸ tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖp gióp n¾m v÷ng ®Æc ®iÓm kÕt cÊu, nguyªn lý lµm viÖc, n¾m ch¾c ®îc quy tr×nh mét bµi to¸n tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hép sè 2 Nội dung Sau khi ®· chän ®­îc ph­¬ng ¸n kiÓm nghiÖm nhê ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu vµ ­u nh­îc ®iÓm c¸c lo¹i hép sè tiÕn hµnh tÝnh to¸n nh­ sau: - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hép sè: + KiÓm bÒn c¸c chi tiÕt hép sè + KiÓm bÒn b¸nh r¨ng + KiÓm bÒn trôc + KiÓm bÒn ®ång tèc 3.2 Tính toán sức bền của hộp số B¶ng 3.1 Tªn gäi Tõ ®éng c¬ truyÒn ®Õn Theo b¸m tõ b¸nh xe C«ng thøc[kN.m] Gi¸ trÞ C«ng thøc[kN.m] Gi¸ trÞ Trôc s¬ cÊp 0,096 0,234 Trôc trung gian 0,18 0,25 Trôc thø cÊp 0,86 Sè 1 0,352 Sè 2 0,202 Sè 3 0,131 3.2.1 ChÕ ®é t¶i träng ®Ó tÝnh to¸n hép sè 1) M«men truyÒn ®Õn c¸c trôc hép sè B¶ng 3.1 Trong ®ã: . : tØ sè truyÒn TLC( TruyÒn lùc chÝnh) - . : hÖ sè b¸m lín nhÊt - . : träng l­îng b¸m « t« - 2) Lùc t¸c dông lªn c¸c cÆp b¸nh r¨ng - Lùc vßng : - Lùc h­íng kÝnh : - Lùc chiÒu trôc : Q = P.tgb B¶ng 3.2 Tªn gäi Lùc vßng P[N] Lùc h­íng kÝnh R Lùc chiÒu trôc Q CÆp lu«n ¨n khíp 597,7 295 345 CÆp gµi sè 1 2375 998 1370 CÆp gµi sè 2 1194 676 689 CÆp gµi sè 3 655 275 378 3.2.2 TÝnh søc bÒn b¸nh r¨ng 1) TÝnh søc bÒn uèn: : HÖ sè t¶i träng ®éng bªn ngoµi - =1,52. : HÖ sè tÝnh ®Õn ma s¸t + §èi víi b¸nh r¨ng chñ ®éng : =1,1 + §èi víi b¸nh r¨ng bÞ ®éng : =0,9 : HÖ sè tÝnh ®Õn ®é cøng cña trôc vµ ph­¬ng ph¸p l¾p b¸nh r¨ng trªn trôc + §èi víi b¸nh r¨ng c«ngxon ë trôc s¬ cÊp : =1,2 + §èi víi b¸nh r¨ng di tr­ît ë trôc thø cÊp : =1,1 : HÖ sè tÝnh ®Õn t¶i träng ®éng phô do sai sè c¸c buíc r¨ng khi gia c«ng g©y nªn - =1,11,3 : HÖ sè tÝnh ®Õn øng suÊt tËp trung ë c¸c gãc l­în cña r¨ng do gia c«ng g©y nªn - =1,0 : HÖ sè tÝnh ®Õn ®é trïng khíp chiÒu trôc víi søc bÒn cña r¨ng [ tra theo ®å thÞ] Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc : 2) TÝnh søc bÒn tiÕp xóc §èi víi cÆp b¸nh r¨ng chÕ t¹o cïng mét vËt liÖu, tÝnh to¸n øng suÊt tiÕp xóc (t­¬ng øng víi chÕ ®é t¶i träng : §èi víi « t« lÊy b»ng ) theo c«ng thøc : : Gãc nghiªng cña r¨ng P : Lùc vßng [MN] E : M«®un ®µn håi - §èi víi thÐp : E = 2 2,2.10 [daN/cm] b' : ChiÒu dµi tiÕp xóc cña r¨ng [m] : Gãc ¨n khíp Ta cã : + b' = [m] + Sin20= 0,34 + Cos20= 0,93 + + + + + + + + Ta tÝnh ®­îc c¸c øng suÊt tiÕp : Nh­ vËy c¸c gi¸ trÞ cña ®Òu =10002500[MN/m] 3.2.3 TÝnh to¸n trôc hép sè a) Trôc s¬ cÊp -TÝnh ph¶n lùc t¹i c¸c gèi -TÝnh trôc theo ®é bÒn uèn TÝnh trôc theo xo¾n -TÝnh trôc theo xo¾n vµ uèn tæng hîp b) Trôc thø cÊp -TÝnh ph¶n lùc t¹i c¸c gèi -TÝnh trôc theo ®é bÒn uèn - TÝnh trôc theo xo¾n -TÝnh trôc theo xo¾n vµ uèn tæng hîp c: c) Trôc trung gian -TÝnh ph¶n lùc t¹i c¸c gèi -TÝnh trôc theo ®é bÒn uèn T¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : TÝnh trôc theo xo¾n -TÝnh trôc theo xo¾n vµ uèn tæng hîp 2) TÝnh trôc theo cøng v÷ng f - §é vâng - Gãc xoay a. §é vâng cña trôc - Trôc s¬ cÊp trong mÆt ph¼ng XOZ -Trôc thø cÊp trong mÆt ph¼ng XOZ - Trôc thø cÊp trong mÆt ph¼ng XOY b) Gãc xoay cña trôc - Trôc s¬ cÊp trong mÆt ph¼ng XOZ - Trôc s¬ cÊp trong mÆt ph¼ng XOY: - Trôc thø cÊp trong mÆt ph¼ng XOZ: Trôc thø cÊp trong mÆt ph¼ng XOY Gãc xoay tæng céng