Nghiên cứu cơ sở thiết kế hộp số trên ô tô

MỤC LỤC Lời nói đầu 1 Chương 1: Nghiên cứu cơ sở thiết kế hộp số ôtô 1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu đối với hộp số 2 1.2 Trình tự thiết kế hộp số . 5 Chương 2: Xây dựng chương trình trợ giúp tính toán thiết kế hộp số 2.1 Mục đích . . 49 2.2 Yêu cầu . . 49 2.3 Giới thiệu phần mềm ứng dụng cho thiết kế 49 2.4 Chương trình trợ giúp tính toán thiết kế hộp số 51 2.5 Phạm vi ứng dụng của chương trình 58 Chương 3: Ứng dụng chương trình thiết kế hộp số ôtô quân sự 3.1 Chọn sơ đồ động học và nguyên lý làm việc cho hộp số thiết kế 59 3.2 Số liệu ban đầu . 60 3.3 Tính toán thiết kế hộp số 60 3.4 Nhận xét . 78 Kết luận . 80 Tài liệu tham khảo . 81 Phụ lục . 82

doc48 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2410 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu cơ sở thiết kế hộp số trên ô tô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ng vµo c«ng nghÖ chÕ t¹o « t«, ®Ó lµm t¨ng kh¶ n¨ng phôc vô vµ ®é tin cËy cña « t«. C¸c tiÕn bé khoa häc nµy ®­îc ¸p dông nh»m môc ®Ých gi¶m nhÑ c­êng ®é lao ®éng cho ng­êi l¸i, ®¶m b¶o an toµn cho ng­êi, xe vµ hµng ho¸, t¨ng vËn tèc chuyÓn ®éng trung b×nh, t¨ng tÝnh kinh tÕ cña «t«. Tuy nhiªn cho ®Õn nay nghµnh «t« n­íc ta ch­a cã sù ph¸t triÓn lín, chñ yÕu lµ söa ch÷a, sö dông vµ chÕ t¹o phô tïng thay thÕ. ®Æc biÖt träng qu©n ®éi hiÖn nay, hÇu hÕt «t« qu©n sù ®· cò, l¹c hËu, «t« chñ yÕu ®­îc phôc håi, c¶i tiÕn chø ch­a cã nh÷ng thiÕt kÕ ®ãng míi. §Ó nghµnh «t« ph¸t triÓn m¹nh th× c«ng t¸c nghiªn cøu tÝnh to¸n thiÕt kÕ lµ mét viÖc hÕt søc quan träng cÇn ph¶i lµm. chÝnh v× lÏ ®ã T«i ®· nhËn §Ò tµi ‘Nghiªn cøu c¬ së thiÕt kÕ hép sè trªn «t«’. Néi dung ®Ò tµi gåm 3 phÇn chÝnh: + Ch­¬ng I : Nghiªn cøu c¬ së thiÕt kÕ hép sè trªn «t«. + Ch­¬ng II : X©y dùng ch­¬ng tr×nh trî gióp tÝnh to¸n thiÕt kÕ hép sè. + Ch­¬ng III : øng dông ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ hép sè «t« qu©n sù. §­îc sù h­íng dÉn nhiÖt t×nh cña ThÇy gi¸o §¹i t¸, Pgs-Ts Vò §øc LËp vµ sù nç lùc cña b¶n th©n.T«i ®· hoµn thµnh ®å ¸n ®óng thêi gian qui ®Þnh. Tuy nhiªn do tr×nh ®é thiÕt kÕ thùc tÕ ch­a cã, khèi l­îng c«ng viÖc ph¶i lµm t­¬ng ®èi nhiÒu nªn ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt, ch­a hîp lý. V× vËy T«i rÊt mong ®­îc sù ®ãng gãp cña c¸c ThÇy gi¸o cïng toµn thÓ c¸c ®ång chÝ. Ch­¬ng 1 nghiªn cøu C¥ Së thiÕt kÕ hép sè «t« 1.1 C«ng dông, ph©n lo¹i vµ yªu cÇu ®èi víi hép sè Khi «t« chuyÓn ®éng, søc c¶n cña xe phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn ®­êng vµ nã thay ®æi trong kho¶ng rÊt réng(cì 25-30 lÇn). Trong khi ®éng c¬ ®Æt trªn «t« cã hÖ sè thÝch øng rÊt thÊp. §èi víi ®éng c¬ x¨ng hÖ sè nµy b»ng 1,1-1,2 vµ ®èi víi ®éng c¬ diezel b»ng 1,05-1,15. Do ®ã m« men quay cña ®éng c¬ kh«ng thÓ ®¸p øng næi yªu cÇu m« men cÇn thiÕt ®Ó th¾ng søc c¶n cña «t«. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy vµ ®Ó cho ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é kinh tÕ, trªn xe cÇn thiÕt ph¶i cã hép sè. 1.1.1 C«ng dông - hép sè dïng ®Ó truyÒn, 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 ®éng tuú theo søc c¶n bªn ngoµi. - Thùc hiÖn chuyÓn ®éng lïi cña 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 m¸y tr­íc khi khëi hµnh, ®Ó b«i tr¬n ®éng c¬ tèt h¬n, ®Ó b¬m lèp, quay trôc thu c«ng suÊt…). 1.1.2 Ph©n lo¹i Theo ®Æc tÝnh truyÒn m« men Theo ®Æc tÝnh nµy, hép sè chia lµm 3 lo¹i. hép sè v« cÊp. Hép sè cã cÊp. Hép sè kÕt hîp v« cÊp vµ cã cÊp. hép sè v« cÊp ®¶m b¶o cã ®­îc 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 b¶o ®¶m kh¶ n¨ng lµm viÖc cña ®éng c¬ ë chÕ ®é kinh tÕ nhÊt trong kho¶ng vËn tèc réng, cho phÐp tËn dông c«ng suÊt lín nhÊt cña ®éng c¬ cho chuyÓn ®éng. Khi sö dông hép sè v« cÊp lùc kÐo t¹i b¸nh xe chñ ®éng thay ®æi liªn tôc vµ tõ tõ, kh«ng ph¶i c¾t dßng c«ng suÊt dÉn ®Õn c¸c b¸nh xe khi chuyÓn sè nªn nã n©ng cao ®­îc chÊt l­îng ®éng lùc häc vµ t¨ng ®­îc 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, hÖ sè truyÒn ®éng thÊp. hép sè cã cÊp ®¶m b¶o thay ®æi kh«ng liªn tôc gi¸ trÞ tû 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, dÔ chÕ t¹o, gi¸ thµnh h¹. hép sè kÕt hîp th«ng th­êng lµ sù kÕt hîp gi÷a bé truyÒn v« cÊp(bé biÕn m« men xo¾n) víi hép gi¶m tèc c¬ khÝ cã cÊp. Theo ®Æc ®iÓm m«i tr­êng truyÒn m« men. Gåm cã lo¹i c¬ khÝ, thuû lùc, ®iÖn tõ vµ liªn hîp. hép sè c¬ khÝ: TruyÒn m« men xo¾n b»ng c¸c bé truyÒn c¬ khÝ, phæ biÕn nhÊt lµ bé truyÒn b¸nh r¨ng. hép sè lo¹i thuû lùc: TruyÒn m« men xo¾n nhê n¨ng l­îng dßng chÊt láng. Lo¹i nµy cã thÓ lµ thuû ®éng hoÆc thuû tÜnh. hép sè lo¹i thuû lùc cã kÕt cÊu rÊt phøc t¹p, gi¸ thµnh chÕ t¹o cao, hiÖu suÊt truyÒn thÊp. Ngoµi nh÷ng nh­îc ®iÓm trªn bé truyÒn lùc thuû tÜnh cßn cã träng l­îng lín vµ kÐm tin cËy khi lµm viÖc. Hép sè lo¹i ®iÖn: TruyÒn m« men xo¾n tõ ®éng c¬ ®èt trong ®Õn c¸c b¸nh xe chñ ®éng nhê dßng ®iÖn. Lo¹i nµy còng Ýt ®­îc sö dông do cã träng l­îng lín vµ cã hiÖu suÊt thÊp. Hép sè lo¹i liªn hîp th­êng lµ hép sè thuû c¬ kÕt hîp gi÷a bé biÕn m« men thuû lùc víi hép sè hµnh tinh t¹o thµnh truyÒn ®éng thuû c¬ vµ cã thÓ tù ®éng chuyÓn sè. Theo ph­¬ng ph¸p dÉn ®éng ®iÒu khiÓn hép sè Cã thÓ lµ dÉn ®éng ®iÒu khiÓn c­ìng bøc hoÆc dÉn ®éng ®iÒu khiÓn tù ®éng(tù ®éng hoµn toµn hoÆc b¸n tù ®éng). Ph©n lo¹i hép sè c¬ khÝ cã cÊp Theo sè l­îng trôc chia ra hép sè hai trôc hoÆc ba trôc: hép sè hai trôc: Trôc s¬ cÊp (trôc vµo) vµ trôc thø cÊp (trôc ra) bè trÝ kh«ng ®ång t©m nhau. hép sè ba trôc: Trôc s¬ cÊp vµ trôc thø cÊp ®Æt ®ång t©m nhau vµ thªm trôc trung gian. Theo ®Æc ®iÓm bè trÝ trôc cã hép sè trôc ngang, hép sè trôc däc. hép sè trôc ngang: Cã ®­êng t©m trôc vu«ng gãc víi trôc ®èi xøng däc cña «t«. hép sè trôc däc: Cã ®­êng t©m trôc n»m trong mÆt ph¼ng song song víi trôc ®èi xøng däc cña «t«. Theo ®Æc tÝnh ®éng häc cña trôc bao gåm hép sè cã trôc cè ®Þnh hoÆc trôc di ®éng: hép sè cã trôc cè ®Þnh lµ ®­êng t©m c¸c trôc cè ®Þnh. §©y lµ hép sè c¬ khÝ ®¬n gi¶n. hép sè cã trôc di ®éng: §©y lµ hép sè hµnh tinh. Theo sè l­îng sè truyÒn cã: hép sè 2 cÊp hép sè 3 cÊp hép sè 4 cÊp hép sè 5 cÊp;… Theo c¬ cÊu gµi sè: B»ng b¸nh r¨ng di tr­ît; B»ng bé ®ång tèc; B»ng phanh vµ ly hîp (®èi víi hép sè thuû c¬). Theo ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn: §iÒu khiÓn b»ng tay; §iÒu khiÓn tù ®éng; §iÒu khiÓn b¸n tù ®éng; 1.1.3 Yªu cÇu ®èi víi hép sè Cã tû sè truyÒn thÝch hîp ®Ó ®¶m b¶o tÝnh chÊt ®éng lùc häc vµ tÝnh kinh tÕ khi lµm viÖc. Kh«ng sinh ra c¸c lùc va ®Ëp lªn hÖ thèng truyÒn lùc. Cã vÞ trÝ trung gian ®Ó cã thÓ c¾t ®éng c¬ khái hÖ thèng truyÒn lùc ®­îc l©u dµi. §¬n gi¶n kÕt cÊu vµ ®iÒu khiÓn dÔ dµng. Lµm viÖc kh«ng ån. HiÖu suÊt cao. Cã ®é bÒn vµ ®é tin cËy cao. ThuËn tiÖn trong b¶o d­ìng, söa ch÷a. 1.2 Tr×nh tù tÝnh to¸n thiÕt kÕ hép sè cã cÊp «t« B­íc 1: Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu, chän s¬ ®å ®éng häc cña hép sè. B­íc 2: TÝnh to¸n søc kÐo cña «t«, x¸c ®Þnh tû sè truyÒn chung cña c¶ hÖ thèng truyÒn lùc khi gµi c¸c sè kh¸c nhau. B­íc 3: ph©n chia tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc theo tõng côm (hép sè, hép sè phô, truyÒn lùc chÝnh). B­íc 4: TÝnh to¸n x¸c ®Þnh kÝch th­íc c¸c chi tiÕt cña hép sè. TiÕn hµnh bè trÝ toµn hép sè. 1.2.1 Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu, chän s¬ ®å ®éng häc cña hép sè 1.2.1.1 Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu hép sè HiÖn nay c¸c «t« th­êng sö dông hép sè ba trôc däc. Hép sè ba trôc däc lµ hép sè mµ m« men xo¾n ®­îc truyÒn qua hai cÆp b¸nh r¨ng vµ ba trôc, trong ®ã trôc s¬ cÊp vµ trôc thø cÊp ®Æt ®ång t©m nhau. Do vËy môc nµy t«i chØ ®i s©u ph©n tÝch lo¹i hép sè ba trôc däc. Hép sè ba trôc däc so víi hép sè lo¹i cã trôc di ®éng vµ lo¹i hép sè hai trôc cã nh÷ng ­u nh­îc sau: ­u ®iÓm: - Khi cïng kÝch th­íc ngoµi th× hép sè ba trôc däc cho ta tû sè truyÒn lín h¬n v× tû sè truyÒn nµy b»ng tÝch tû sè truyÒn cña hai cÆp b¸nh r¨ng thùc hiÖn viÖc truyÒn m« men. §Æc ®iÓm nµy rÊt quan träng, v× hiÖn nay ®éng c¬ cao tèc ®­îc sö dông nhiÒu trªn «t«. NÕu cÇn ®¶m b¶o mét gi¸ trÞ tû sè truyÒn nh­ nhau th× lo¹i hép sè ba trôc däc cã kÝch th­íc bÐ, träng l­îng nhá h¬n, do ®ã lµm gi¶m träng l­îng cña «t«. - Hép sè cã sè truyÒn th¼ng víi tû sè truyÒn b»ng 1 (khi gµi trùc tiÕp trôc thø cÊp vµo trôc s¬ cÊp). HiÖu suÊt truyÒn lùc lµ cao nhÊt (coi nh­ b»ng 1) v× truyÒn lùc kh«ng qua cÆp b¸nh r¨ng chÞu t¶i nµo c¶. Trong khi ®ã, thêi gian sö dông sè truyÒn th¼ng chiÕm tû lÖ cao (50-80% thêi gian lµm viÖc cña «t«) nªn n©ng cao ®­îc tÝnh kinh tÕ. Nh­îc ®iÓm: - Trõ sè truyÒn th¼ng, c¸c sè truyÒn tiÕn kh¸c, m« men ®Òu ®­îc truyÒn qua hai cÆp b¸nh r¨ng (sè lïi qua 3 cÆp b¸nh r¨ng) nªn hiÖu suÊt truyÒn gi¶m. - KÝch th­íc æ phÝa tr­íc (theo truyÒn chuyÓn ®éng cña xe) cña trôc thø cÊp hép sè bÞ hµn chÕ vµ æ nµy ®Æt vµo hèc sau cña trôc s¬ cÊp. V× vËy khi lµm viÖc æ th­êng xuyªn chÞu qu¸ t¶i. §Ó kh«ng qu¸ t¶i, cã thÓ lµm kÝch th­íc b¸nh r¨ng th­êng tiÕp chÕ t¹o liÒn trªn trôc s¬ cÊp lín vµ nh­ vËy t¨ng ®­îc kÝch th­íc æ. Nh­ng nÕu b¸nh r¨ng th­êng tiÕp lín th× tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng nµy sÏ nhá. Do vËy kÝch th­íc b¸nh r¨ng th­êng tiÕp trªn trôc s¬ cÊp kh«ng t¨ng ®­îc. Th«ng th­êng æ tr­íc cña trôc thø cÊp dïng æ ®òa (thanh l¨n trô). Do æ ®òa kh«ng chÞu lùc chiÒu trôc kh«ng t¸c ®éng vµo æ nµy. hép sè ba trôc däc cã c¸c lo¹i 3 cÊp, 4 cÊp, 5 cÊp. hép sè ba cÊp 4 5 6 1 2 3 7 8 9 Z3’ Z2’ Z0 Z1’ ZL Z3 Z2 Z1 III II I L H×nh1.1. S¬ ®å ®éng häc hép sè ba cÊp trôc däc. 1. Trôc s¬ cÊp; 2. Vá hép sè; 3. §ång tèc gµi sè; 4, 6. Cµng gµi sè; 5. L¾p hép sè; 7. Trôc thø cÊp; 8. Trôc trung gian; 9. Trôc sè lïi; §Æc ®iÓm cÊu t¹o: Trôc s¬ cÊp (1) ®ång thêi lµ trôc bÞ ®éng cña ly hîp. Trôc nµy ®­îc gèi lªn hai æ: Mét æ thanh l¨n trong hèc b¸nh ®µ ë ®u«i trôc khuûu ®éng c¬ vµ mét æ bi ®Æt ë vá hép sè. B¸nh r¨ng Z3 th­êng ®­îc chÕ t¹o liÒn trôc, lµ b¸nh r¨ng nghiªng lu«n ¨n khíp víi b¸nh r¨ng Z3’ trªn trôc trung gian vµ cã vµnh r¨ng ®Ó gµi sè truyÒn th¼ng(sè truyÒn III). Trôc trung gian 8 ®­îc ®Æt trªn hai æ ë vá hép sè. C¸c b¸nh r¨ng l¾p trªn trôc trung gian th­êng ®­îc t¹o thµnh mét khèi h×nh th¸p vµ l¾p cè ®Þnh víi trôc 8. C¸c b¸nh r¨ng Z3’, Z2’ lµ b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng. Z1’ vµ ZL lµ c¸c b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng. Trôc thø cÊp 7 ®­îc gèi lªn hai æ: Mét æ ®òa trong hèc b¸nh r¨ng Z3 vµ mét æ bi ®Æt ë thµnh phÝa sau cña vá hép sè 2. ë phÇn gi÷a vµ ®u«i trôc cã gia c«ng then hoa ®Ó l¾p moay ¬ cña ®ång tèc 3, l¾p b¸nh r¨ng di tr­ît r¨ng th¼ng Z1 ®Ó gµi sè truyÒn 1 vµ sè lïi, l¾p mÆt bÝch dÉn ®éng trôc truyÒn c¸c ®¨ng. B¸nh r¨ng Z2 quay tr¬n trªn trôc vµ cã vµnh r¨ng ®Ó gµi sè truyÒn II. Trôc sè lïi 9 ®­îc liªn kÕt cøng víi vá hép sè 2. Trªn trôc cã b¸nh r¨ng Z0 quay tr¬n nhê b¹c. Cµng gµi 4 thùc hiÖn di tr­ît ®ång tèc 3 däc trôc thø cÊp 7 ®Ó gµi sè truyÒn III(sè truyÒn th¼ng) vµ sè truyÒn II cßn cµng gµi 6 thùc hiÖn di tr­ît b¸nh r¨ng trô Z1 ®Ó gµi sè truyÒn I vµ sè lïi. ViÖc truyÒn m« men xo¾n qua hép sè c¬ khÝ ba cÊp ®­îc thùc hiÖn theo nguyªn t¾c lµm viÖc cña truyÒn ®éng b¸nh r¨ng ¨n khíp ngoµi. ë c¸c sè truyÒn tiÕn, truyÒn ®éng ®Òu qua hai cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp nªn trôc s¬ cÊp vµ thø cÊp cã cïng chiÒu quay. ë sè lïi ph¶i qua 3 cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp nªn trôc thø cÊp vµ trôc s¬ cÊp quay ng­îc chiÒu nhau. ë sè truyÒn th¼ng (sè truyÒn III) do gµi trùc tiÕp trôc s¬ cÊp vµo trôc thø cÊp nªn chóng quay thµnh mét khèi vµ c¸c cÆp b¸nh r¨ng kh«ng ph¶i chÞu t¶i. Nhê c¬ cÊu ®iÒu khiÓn (cÇn gµi sè) t¸c ®éng lªn c¸c cµng gµi lµm di tr­ît ®ång tèc hoÆc b¸nh r¨ng ¨n khíp víi nhau ®Ó ®­îc tû sè truyÒn t­¬ng øng víi tõng tay sè. øng dông: Hép sè c¬ khÝ ba trôc däc th­êng dïng ë c¸c xe du lÞch cã d÷ tr÷ c«ng suÊt lín vµ võa. V× xe du lÞch yªu cÇu ®iÒu khiÓn ph¶i ®¬n gi¶n, thêi gian t¨ng tèc ng¾n. NÕu t¨ng sè cÊp cña hép sè th× c«ng suÊt ®éng c¬ ®­îc sö dông tèt h¬n nh­ng thêi gian chuyÓn sè t¨ng lªn, lµm phøc t¹p ®iÒu khiÓn xe mµ xe du lÞch th­êng cã c«ng suÊt riªng lín nªn ®a sè thêi gian lµm viÖc ë sè truyÒn th¼ng. hép sè bèn cÊp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Z4’ Z3’ Z1’ ZL’ Z4 Z3 Z1 IV III II I Z2’ Z2 10 ZL H×nh1.2. S¬ ®å ®éng häc hép sè bèn cÊp trôc däc. 1. Trôc s¬ cÊp; 2. Vá hép sè; 3. L¾p hép sè; 4. §ång tèc gµi sè; 5, 6, 10. Cµng gµi sè; 7. Trôc thø cÊp; 8. Trôc trung gian; 9. Trôc sè lïi; §Æc ®iÓm kÕt cÊu vµ nguyªn lý lµm viÖc cña hép sè 4 cÊp t­¬ng tù nh­ hép sè c¬ khÝ 3 trôc däc 3 cÊp. Cã mét sè ®iÓm kh¸c biÖt lµ: Cµng gµi 5 t¸c ®éng vµo ®ång tèc 4 lµm cho nã di tr­ît theo chiÒu trôc vµ ®Ó thùc hiÖn gµi sè truyÒn IV hoÆc sè truyÒn III. CÆp b¸nh r¨ng sè truyÒn II còng lµ cÆp b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng th­êng xuyªn ¨n khíp. Gµi sè truyÒn II ®­îc thùc hiÖn nhê cµng gµi 6 dÞch chuyÓn b¸nh r¨ng Z1 sang tr¸i ®Ó cho vµnh r¨ng ë b¸nh r¨ng nµy vµo ¨n khíp vµo vµnh r¨ng gµi sè ë b¸nh r¨ng Z2. Gµi sè lïi nhê cµng gµi 10 lµm xª dÞch khèi b¸nh r¨ng sè lïi(ZL vµ ZL’) ®Ó cho ZL’ vµo ¨n khíp víi Z1’ vµ ZL vµo ¨n khíp víi Z1. øng dông: Lo¹i hép sè bèn cÊp th­êng dïng ë «t« du lÞch cã d÷ tr÷ c«ng suÊt nhá, «t« vËn t¶i h¹ng nhÑ vµ h¹ng võa nh»m sö dông tèt c«ng suÊt cña c«ng suÊt ®éng c¬. Hép sè nµy l¾p trªn c¸c xe qu©n sù vµ xe bäc thÐp b¸nh h¬i nh­: GAZ-66, GAZ-53, UAZ-469, BR§M, BTR-60PB… hép sè n¨m cÊp - S¬ ®å ®éng häc: 1 2 3 4 5 10 7 8 9 Z5’ Z4’ Z1’ ZL’ Z5 Z4 Z1 V IV I L Z2’ Z2 Z3’ ZL” ZL Z3 6 III II 11 H×nh 1.3: S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o cña hép sè 5 cÊp 1. Trôc s¬ cÊp; 2. V¬ hép sè; 3. L¾p hép sè; 4, 11. §ång tèc gµi sè; 5, 6, 10. Cµng gµi sè; 7. Trôc thø cÊp; 8. Trôc trung gian; 9. Trôc sè lïi; - Nguyªn lý lµm viÖc: §Æc ®iÓm kÕt cÊu vµ nguyªn lý lµm viÖc cña hép sè 5 cÊp t­¬ng tù nh­ hép sè 3, 4 cÊp nh­ng cã mét sè ®iÓm kh¸c lµ: §Ó thùc hiÖn viÖc chuyÓn sè, sö dông hai ®ång tèc: §ång tèc 4 ®Ó gµi sè truyÒn IV, V; ®ång tèc 11 ®Ó gµi sè truyÒn II, III. Sè truyÒn V lµ sè truyÒn th¼ng. CÆp b¸nh r¨ng Z5, Z’5; Z4, Z’4; Z3, Z’3; Z2, Z’2 ®Òu lµ cÆp b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng th­êng xuyªn ¨n khíp . Gµi sè truyÒn I vµ sè lïi nhê b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng Z1 di tr­ît däc trôc thø cÊp 7. Khèi b¸nh r¨ng sè lïi th­êng xuyªn quay khi hép sè lµm viÖc nhê b¸nh r¨ng sè lïi ZL l¾p cè ®Þnh trªn trôc trung gian vµ ¨n khíp víi b¸nh r¨ng Z’’L. §Ó n©ng cao chÊt l­îng ®éng lùc häc vµ tÝnh kinh tÕ cña xe, ë hép sè ba trôc däc n¨m cÊp cã nh÷ng tr­êng hîp sè truyÒn IV lµ sè truyÒn th¼ng cßn sè truyÒn V lµ sè truyÒn t¨ng(tû sè truyÒn <1). Sè truyÒn t¨ng ®­îc sö dông khi xe ch¹y kh«ng t¶i hoÆc nhÑ t¶i trªn ®­êng tèt. Tû sè truyÒn cña sè truyÒn t¨ng n»m trong kho¶ng 0,75 - 0,85. C¸c lo¹i xe cã sè truyÒn t¨ng nh­ URAL-4320, MAZ-5335… øng dông: Hép sè 5 cÊp th­êng sö dông cho xe vËn t¶i h¹ng võa vµ h¹ng nÆng nh­ ZIL-131, URAL-375, URAL-4320, KRAZ-255B, KAMAZ-5320, MAZ-5335…. 1.2.1.2 DÉn ®éng ®iÒu khiÓn C¬ cÊu ®iÒu khiÓn hép sè dïng ®Ó thay ®æi thø tù ¨n khíp cña c¸c b¸nh r¨ng nh»m t¹o ra c¸c tØ sè truyÒn kh¸c nhau tõ ®ã t¹o ra lùc kÐo ë b¸nh xe chñ ®éng phï hîp víi lùc c¶n chuyÓn ®éng. C¬ cÊu ®iÒu khiÓn hép sè bao gåm: cÇn sè, trôc tr­ît vµ n¹ng gµi, èng gµi hoÆc bé ®ång tèc. §Ó b¶o ®¶m gi÷ nguyªn vÞ trÝ c¸c sè ®· gµi còng nh­ tr¸nh gµi 2 sè ®ång thêi, tr¸nh gµi nhÇm sè lïi khi «t« ®ang ch¹y tiÕn trong c¬ cÊu ®iÒu khiÓn cßn cã thªm c¬ cÊu ®Þnh vÞ, c¬ cÊu kho¸ h·m vµ c¬ cÊu b¸o hiÖu sè lïi. a. C¬ cÊu ®ång tèc §Ó gµi sè ng­êi ta cã thÓ sö dông èng gµi, b¸nh r¨ng di tr­ît hoÆc ®ång 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: ®ång tèc kiÓu kho¸ h·m, ®ång tèc kiÓu chèt, ®ång tèc kiÓu chèt h­íng t©m. C¬ cÊu ®ång tèc kiÓu kho¸ h·m * CÊu t¹o: CÊu t¹o cña bé ®ång tèc kiÓu kho¸ h·m ®­îc chØ ra trªn h×nh 1.4. H×nh 1.4: CÊu t¹o chi tiÕt cña bé ®ång tèc mçi b¸nh r¨ng sè tiÕn trªn trôc s¬ cÊp lu«n ¨n khíp víi b¸nh r¨ng trªn trôc thø cÊp. V× c¸c b¸nh r¨ng nµy quay tù do trªn trôc cña chóng nªn chóng lu«n quay khi ®éng c¬ ho¹t ®éng vµ ly hîp ®­îc ®ãng. C¸c moay¬ ®ång tèc ®­îc l¾p víi trôc cña chóng bëi then hoa. èng tr­ît ®­îc l¾p vµo tõng moay¬ còng bëi then hoa däc theo mÆt ngoµi cña moay¬ vµ cã kh¶ n¨ng di tr­ît theo ph­¬ng däc trôc. Moay¬ ®ång tèc cã ba r·nh song song víi trôc vµ cã mét kho¸ h·m, cã mét phÇn låi lªn khíp víi t©m cña mçi khe. C¸c kho¸ h·m lu«n ®­îc Ðp vµo èng tr­ît b»ng lß xo h·m. Khi cÇn gµi sè ë vÞ trÝ trung gian phÇn låi cña tõng kho¸ h·m n»m bªn trong r·nh cña èng tr­ît. Vßng ®ång tèc ®Æt gi÷a moay¬ ®ång tèc vµ phÇn c«n cña tõng b¸nh r¨ng sè vµ nã bÞ Ðp vµo mét trong c¸c mÆt c«n nµy khi gµi sè. Vßng ®ång tèc cßn cã ba r·nh ®Ó khíp víi c¸c kho¸ h·m. * øng dông: Dïng ë c¸c lo¹i « t« GAZ-53, 66; BR§M -2, BTP- 60PB… C¬ cÊu ®ång tèc kiÓu chèt h­íng trôc * CÊu t¹o: CÊu t¹o ®ång tèc kiÓu chèt h­íng trôc chi tiÕt cña nã ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 1.5. H×nh 1.5: §ång tèc kiÓu chèt h­íng trôc C¬ cÊu ®ång tèc kiÓu chèt h­íng trôc gåm cã mét èng tr­ît, hai vµnh ®ång tèc, moay¬ ®ång tèc, ba chèt ®ång tèc (chèt cøng), ba chèt dÉn h­íng (chèt mÒm), ba lß xo vµ bi ®Þnh vÞ èng tr­ît ®ång tèc. C¸c chèt ®ång tèc gi÷ c¸c vµnh ®ång tèc ë hai phÝa. Chóng ®­îc v¸t ë gi÷a mét gãc 50o vµ xuyªn qua èng tr­ît. C¸c chèt dÉn h­íng ®­îc bè trÝ ë vÞ trÝ ®èi diÖn víi c¸c chèt ®ång tèc, lß xo Ên viªn bi vµo r·nh ë gi÷a cña mçi chèt ®Ó ®Þnh vÞ vÞ trÝ t­¬ng ®èi gi÷a èng tr­ît víi c¸c vµnh ®ång tèc. H×nh d¹ng bªn ngoµi cña vµnh ®ång tèc cã d¹ng c«n. C¬ cÊu ®ång tèc kiÓu chèt h­íng trôc th­êng dïng ë nh÷ng «t« t¶i lín. * Nguyªn lý lµm viÖc: VÞ trÝ trung gian: ë vÞ trÝ nµy do èng tr­ît ®­îc c¸c chét dÉn h­íng ®Þnh vÞ nªn n»m ë vÞ trÝ trung gian. C¸c vµnh ®ång tèc còng ë tr¹ng th¸i tù do ch­a tiÕp xóc víi c¸c mÆt c«n cña b¸nh r¨ng sè. Khi cÇn gµi sè ho¹t ®éng, cµng g¹t ®Èy èng tr­ît mang c¸c vµnh ®ång tèc dÞch chuyÓn sang tr¸i theo h­íng gµi. Khi mÆt c«n cña vµnh ®ång tèc tiÕp xóc víi mÆt c«n cña b¸nh r¨ng sè, do ch­a ®ång tèc nªn vµnh tr­ît sÏ quay theo b¸nh r¨ng sè. Do ®ã vÞ trÝ t­¬ng ®èi gi÷a vµnh tr­ît vµ èng tr­ît lÖch nhau mét gãc b»ng khe hë gi÷a chèt ®ång tèc vµ lç trªn èng tr­ît. T­¬ng øng víi gãc lÖch nµy, r·nh then ë phÝa trong èng tr­ît kh«ng trïng víi vÊu then trªn b¸nh r¨ng sè nªn ch­a ®Èy èng tr­ît gµi víi b¸nh r¨ng sè ®­îc. Khi b¸nh r¨ng sè vµ vµnh tr­ît ®· ®ång tèc, vµnh tr­ît quay tù do lóc ®ã cã thÓ ®Èy tiÕp èng tr­ît vµo ¨n khíp víi vÊu r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng sè. Qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ®ång tèc cã thÓ tham kh¶o thªm trªn h×nh 1.6. h×nh 1.6: Qu¸ tr×nh ®ång tèc * øng dông: Dïng ë c¸c lo¹i « t« ZIL-130, 131, 157K… C¬ cÊu ®ång tèc kiÓu chèt h­íng t©m * CÊu t¹o: C¬ cÊu ®ång tèc kiÓu chèt h­íng t©m ®­îc chØ ra trªn h×nh 1.7 h×nh 1.7: CÊu t¹o ®ång tèc kiÓu chèt h­íng t©m CÊu t¹o cña bé ®ång tèc nµy còng bao gåm vµnh tr­ît 2, èng tr­ît 4, moay¬ ®ång tèc 7, bèn chèt ®ång tèc (chèt cøng) 5, bèn cÆp lß xo vµ viªn bi 8. Vµnh tr­ît 2 ®­îc l¾p víi c¸c chèt cøng trªn moay¬ ®ång tèc n»m ë gi÷a èng tr­ît (c¸c chèt cøng xuyªn qua r·nh 3 cña èng tr­ît), c¸c lß xo vµ viªn bi 8 ¨n khíp víi r·nh lâm ë phÝa trong gi÷a èng tr­ît. Trªn èng tr­ît 4 ë hai mÆt ®Çu cã ghÐp hai vµnh ®ång tèc cã mÆt lµm viÖc h×nh c«n. Moay¬ ®ång tèc cã then trong ®Ó di tr­ît trªn trôc vµ hai mÆt ®Çu cã then ®Ó ¨n khíp víi b¸nh r¨ng sè. Nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu ®ång tèc lo¹i nµy còng ®­îc gi¶i thÝch t­¬ng tù nh­ hai c¬ cÊu ®ång tèc ®· tr×nh bµy trªn. * øng dông: Dïng ë c¸c lo¹i « t« KRAZ- 255B; URAL- 375§; MAZ- 500; KAMAZ- 5320; URAL- 4320… b. C¬ cÊu chuyÓn sè C¬ cÊu chuyÓn sè bao gåm cÇn sè, c¸c kh©u khíp (c¸c thanh hoÆc d©y c¸p), c¸c trôc tr­ît, n¹ng gµi. Tuú theo cÊu t¹o chung cña c¬ cÊu chuyÓn sè mµ ng­êi ta chia ra: c¬ cÊu chuyÓn sè trùc tiÕp tõ cÇn sè ®Õn trôc tr­ît hoÆc c¬ cÊu chuyÓn sè gi¸n tiÕp tõ cÇn sè th«ng qua c¸c kh©u khíp trung gian míi ®Õn trôc tr­ît. C¬ cÊu chuyÓn sè trùc tiÕp C¬ cÊu chuyÓn sè lo¹i nµy cã cÇn chuyÓn sè ®­îc l¾p ®Æt trùc tiÕp ngay trªn n¾p hép sè. Lo¹i nµy th­êng ®­îc sö dông ë nh÷ng «t« du lÞch hoÆc «t« t¶i cã hép sè ®Æt däc vµ vÞ trÝ cña hép sè gÇn víi vÞ trÝ cña ng­êi l¸i xe. Trªn h×nh 1.8 thÓ hiÖn cÊu t¹o chung cña c¬ cÊu chuyÓn sè lo¹i nµy. VÒ cÊu t¹o c¬ cÊu chuyÓn sè trùc tiÕp bao gåm cÇn chuyÓn sè 1 ®­îc ghÐp b»ng khíp cÇu víi n¾p phô sè 8, c¸c trôc tr­ît 7 cã thÓ tr­ît däc trôc trong c¸c lç trªn n¾p 6. C¸c trôc tr­ît ®Òu cã l¾p n¹ng gµi 2 vµ di chuyÓn cïng víi trôc tr­ît. h×nh 1.8: cÊu t¹o c¬ cÊu chuyÓn sè lo¹i trùc tiÕp. ë mçi trôc tr­ît t¹i vÞ trÝ trung gian cßn l¾p c¸c vÊu cã r·nh ®Ó ¨n khíp víi ®Çu cÇn chuyÓn sè khi gµi sè. C¸c n¹ng gµi ®­îc ¨n khíp víi c¸c r·nh trªn c¸c b¸nh r¨ng di tr­ît, èng gµi hoÆc c¬ cÊu ®ång tèc. Khi muèn gµi sè ng­êi ®iÒu khiÓn chuyÓn cÇn sè sao cho ®Çu d­íi cña cÇn chuyÓn sè khíp víi mét r·nh cña vÊu gµi trªn trôc tr­ît cÇn gµi sau ®ã ®Èy cÇn chuyÓn sè ®Ó trôc tr­ît dÞch chuyÓn vÒ phÝa tr­íc h¹¬c phÝa sau thùc hiÖn viÖc gµi sè. Th«ng th­êng mét trôc tr­ît víi mét n¹ng gµi ®¶m nhiÖm gµi hai sè. Ngoµi ra cßn cã c¸c c¬ cÊu ®Þnh vÞ, kho¸ h·m vµ b¸o hiÖu sè lïi. C¬ cÊu chuyÓn sè gi¸n tiÕp CÊu t¹o chung cña c¬ cÊu chuyÓn sè gi¸n tiÕp ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 1.9. Lo¹i c¬ cÊu chuyÓn sè nµy th­êng ®­îc ¸p dông ë nh÷ng «t« du lÞch (hoÆc «t« t¶i) cã hép sè ®Æt ngang, cÇu tr­íc chñ ®éng hoÆc hép sè ®Æt däc nh­ng ®Òu ë xa vÞ trÝ ng­êi l¸i. h×nh 1.9: C¬ cÊu chuyÓn sè gi¸n tiÕp V× hép sè ®Æt xa vÞ trÝ ng­êi l¸i nªn tõ cÇn chuyÓn sè bè trÝ c¹nh ng­êi l¸i (trªn sµn xe hoÆc trªn trô l¸i) ®Õn n¾p hép sè cÇn cã c¸c dÉn ®éng trung gian. DÉn ®éng trung gian nµy cã thÓ b»ng c¸c thanh ®iÒu khiÓn c¬ khÝ hoÆc b»ng d©y c¸p. Nguyªn t¾c chung khi gµi sè lµ cÇn ph¶i t¹o ra hai chuyÓn ®éng: mét chuyÓn ®éng chän trôc tr­ît vµ mét chuyÓn ®éng ®Èy trôc tr­ît thùc hiÖn gµi sè. V× vËy dÉn ®éng trung gian tõ sau cÇn chuyÓn sè ®Õn n¾p hép sè th­êng cã hai ®­êng truyÒn ®éng. §Ó lµm s¸ng tá nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu chuyÓn sè lo¹i nµy cã thÓ tham kh¶o thªm cÊu t¹o qua h×nh 1.10. thao t¸c ®Çu tiªn trªn cÇn sè sÏ t¹o ra chuyÓn ®éng ®Ó di chuyÓn trôc cÇn chuyÓn vµ chän sè. Thao t¸c tiÕp theo cña cÇn sè lµ quay trôc cÇn chuyÓn vµ chän sè ®Ó ®Èy trôc tr­ît mang n¹ng gµi thùc hiÖn viÖc gµi sè. h×nh 1.10: C¬ cÊu chuyÓn sè gi¸n tiÕp c. C¬ cÊu ®Þnh vÞ vµ kho¸ h·m tr¸nh gµi hai sè ®ång thêi §Ó trôc tr­ît mang n¹ng gµi cã thÓ duy tr× ®­îc c¸c b¸nh r¨ng cña hép sè ë tr¹ng th¸i trung gian (sè 0) hoÆc ë c¸c vÞ trÝ gµi sè th× trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn cña hép sè ph¶i cã c¬ cÊu ®Þnh vÞ. Ngoµi ra ®Ó chèng gµi hai sè ®ång thêi, tr¸nh g©y h­ háng cho hép sè th× trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn hép sè cßn cã thªm c¬ cÊu kho¸ h·m chèng gµi hai sè ®ång thêi. Víi cïng mét môc ®Ých nh­ nhau nh­ng vÒ kÕt cÊu chóng ta cã thÓ gÆp nhiÒu d¹ng kh¸c nhau. C¬ cÊu ®Þnh vÞ b»ng lß xo bi vµ kho¸ h·m b»ng chèt a c b C¬ cÊu ®Þnh vÞ b»ng lß xo bi vµ kho¸ h·m b»ng chèt ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 1.11. h×nh 1.11: C¬ cÊu ®Þnh vÞ b»ng lß xo bi vµ kho¸ h·m b»ng chèt. Trong kÕt cÊu nµy c¬ cÊu ®Þnh vÞ ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch trªn mçi trôc tr­ît cã lµm c¸c lç khuyÕt h×nh chám cÇu. Sè lç vµ vÞ trÝ t­¬ng quan gi÷a c¸c lç phô thuéc vµo hµnh tr×nh vµ vÞ trÝ cña trôc tr­ît t­¬ng øng víi vÞ trÝ trung gian vµ vÞ trÝ gµi sè. ë c¸c vÞ trÝ nµy lß xo sÏ Ðp viªn bi vµo r·nh lâm trªn trôc nhê ®ã trôc tr­ît ®­îc ®Þnh vÞ t¹i vÞ trÝ ®ã. C¬ cÊu kho¸ h·m ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 1.11.a. Trong phÇn th©n cña n¾p hép sè ®Æt trôc tr­ît ng­êi ta khoan th«ng c¸c v¸ch ng¨n gi÷a c¸c trôc tr­ît. Trôc tr­ît n»m ë vÞ trÝ gi÷a còng ®­îc khoan mét lç xuyªn ngang, hai trôc tr­ît hai bªn ®­îc gia c«ng c¸c lç khuyÕt h×nh chám cÇu. Trong lç khoan ngang trªn trôc tr­ît ë gi÷a ng­êi ta ®Æt chèt 1, cßn trªn lç khoan ë v¸ch ng¨n ®­îc ®Æt hai chèt 2. §é dµi cña c¸c chèt ®­îc tÝnh to¸n sao cho khi mét trôc tr­ît ®· dÞch chuyÓn khái vÞ trÝ trung gian (vÞ trÝ gµi sè) th× hai trôc cßn l¹i bÞ c¸c chèt kho¸ cøng. Nguyªn lý ®ã ®­îc thÓ hiÖn qua ba s¬ ®å cña h×nh 1.11.a. ë s¬ ®å thø nhÊt khi trôc gi÷a ®· dÞch chuyÓn khái vÞ trÝ trung gian sÏ Ðp hai chèt 2 vÒ hai phÝa khíp víi lç h×nh chám cÇu cña hai trôc cßn l¹i nªn hai trôc nµy kh«ng cã kh¶ n¨ng di chuyÓn. ë s¬ ®å thø hai vµ thø ba khi mét trong hai trôc phÝa ngoµi dÞch chuyÓn sÏ ®Èy chèt 2 Ðp vµo lç h×nh chám cÇu cña trôc gi÷a, th«ng qua chèt 1 Ðp tiÕp lªn chèt 2 ë phÝa ®èi diÖn ®Ó t× vµo lç h×nh chám cÇu cña trôc ngoµi ®èi diÖn do ®ã hai trôc nµy còng kh«ng cã kh¶ n¨ng di chuyÓn. C¬ cÊu kho¸ h·m b»ng tÊm kho¸ a b c CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña lo¹i nµy ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 1.12. h×nh 1.12: C¬ cÊu kho¸ h·m b»ng tÊm kho¸. Kh¸c víi c¬ cÊu kho¸ h·m dïng chèt trong c¬ cÊu nµy tÊm kho¸ cµng chuyÓn sè lu«n ®­îc chÌn vµo hai trong ba r·nh trªn phÇn ®Çu cµng chuyÓn sè do ®ã kho¸ tÊt c¶ c¸c cµng chuyÓn sè, trõ mét cµng ®ang ®­îc gµi. VÝ dô ë h×nh 1.12.b, khi ®· chän trôc gµi sè 3 vµ sè 4 th× tÊm kho¸ chÌn vµ gi÷ hai trôc chuyÓn sè 1/ sè 2 vµ trôc chuyÓn sè 5/ sè lïi kh«ng cã kh¶ n¨ng di chuyÓn. Khe hë cña tÊm kho¸ lóc nµy trïng víi vÞ trÝ di chuyÓn cña ®Çu cÇn ®Ó thao t¸c gµi sè 3 hoÆc sè 4. Nh­ vËy ë vÞ trÝ nµy chØ cã mét trôc tr­ît gµi sè 3/ sè 4 cã thÓ di chuyÓn cßn l¹i hai trôc kia bÞ kho¸ cøng. T­¬ng tù nh­ vËy trªn h×nh 1.12.c khi ®· chän trôc gµi sè 1/ sè 2 th× tÊm kho¸ chÌn vµ gi÷ hai trôc cßn l¹i. V× vËy ë vÞ trÝ nµy còng chØ cã mét trôc gµi sè 1/ sè 2 cã thÓ di chuyÓn cßn hai trôc gµi sè 3/ sè 4 vµ sè 5/ sè lïi bÞ kho¸ cøng. 1.2.1.3 Chän s¬ ®å ®éng häc cho hép sè thiÕt kÕ C¨n cø vµo môc ®Ých, yªu cÇu cña lo¹i « t« vËn t¶i cÇn thiÕt kÕ vµ qua ph©n tÝch kÕt cÊu ®Ó ta chän s¬ ®å ®éng häc cña hép sè cho phï hîp. VÝ dô Khi thiÕt kÕ hép sè cho xe vËn t¶i lo¹i võa th× nªn chän s¬ ®å ®éng häc hép sè lµ lo¹i hép sè 3 trôc däc 5 cÊp, cã mét sè truyÒn th¼ng (sè V), c¸c sè I, II, III, IV ®­îc truyÒn qua hai cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp, sè lïi ®­îc truyÒn qua 3 cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp. Cã hai ®ång tèc qu¸n tÝnh ®Ó gµi c¸c sè truyÒn II, III, IV, V. 1.2.2 TÝnh to¸n søc kÐo cña «t«, x¸c ®Þnh tû sè truyÒn chung cña c¶ hÖ thèng truyÒn lùc X©y dùng ®­êng ®Æc tÝnh tèc ®é ngoµi cña ®éng c¬ C¸c ®­êng ®Æc tÝnh tèc ®é ngoµi cña ®éng c¬ lµ nh÷ng ®­êng cong biÓu diÔu sù phô thuéc cña c¸c ®¹i l­îng c«ng suÊt, m« men theo sè vßng quay cña trôc khuûu ®éng c¬. C¸c ®­êng ®Æc tÝnh nµy gåm cã: - §­êng c«ng suÊt: Ne = f(ne). - §­êng m« men xo¾n: Me = f(ne). Trong phÇn nµy tr×nh bµy c¬ së biÓu diÔn mèi quan hÖ gi¶i tÝch cña Me=f(ne), khi ®· cã ®Æc tÝnh thùc cña ®éng c¬ cÇn tÝnh to¸n. Theo L©y- §Ðc - Man, ®èi víi ®éng c¬ ®èt trong dïng nhiªn liÖu diezel hoÆc x¨ng th× d¸ng ®iÖu ®­êng cong Me=f(ne) lµ ®­êng cong bËc hai. Do vËy, chóng ta cã thÓ biÓu diÔn quan hÖ Me=f(ne) theo c«ng thøc thùc nghiÖm L©y- §Ðc – Man: (1.1) Trong ®ã: - MeN, NeN : m« men xo¾n, C«ng suÊt x¸c ®Þnh trªn trôc khuûu ®éng c¬ øng víi chÕ ®é c«ng suÊt cùc ®¹i Nemax. - neN : Sè vßng quay trôc khuûu ®éng c¬ ë Nemax. - a, b, c: lµ c¸c hÖ sè phô thuéc vµo tõng ®éng c¬ cô thÓ. B¶n chÊt cña ph­¬ng tr×nh nµy lµ néi suy Lagrange ®Ó x¸c ®Þnh c¸c hÖ sè a, b, c theo c«ng thøc (1.1) khi ®· cã ®Æc tÝnh thùc. Chóng ta ®­a (1.1) vÒ d¹ng sau: Y=a+b.x -c.x2 (1.2) Trong ®ã: ; (1.3) Trªn ®Æc tÝnh thùc, chóng ta lÊy ba ®iÓm víi c¸c to¹ ®é sau: (Memin, nemin); (Memax, nemax); (MeN, neN); Dùa vµo (1.2) ta x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ to¹ ®é cña c¸c ®iÓm t­¬ng øng trªn ®­êng cong Y=f(x): ; ; ;; (1.4) ; ; Sau khi biÕn ®æi (1.4) vÒ d¹ng (1.2) ta nhËn ®­îc c¸c biÓu thøc x¸c ®Þnh c¸c hÖ sè a, b, c nh­ sau: a=A1.X2. X3 + A2.X1. X3+ A3.X1. X2 b=-[A1.(X2+X3) + A2.(X1+X3)+ A3.(X1+X2)] (1.5) c=A1+ A2+ A3 Trong ®ã: ; ; Trªn c¬ së c¸c c«ng thøc (1.5); ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c hÖ sè a, b, c cña quan hÖ gi¶i tÝch Me=f(ne). Gi¶i ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc kÐo x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®¸nh gi¸ chÊt l­îng vËn tèc kÐo cña «t« Trong tr­êng hîp chuyÓn ®éng tæng qu¸t, ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña «t« ë d¹ng ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc kÐo ®­îc viÕt d­íi d¹ng sau ®©y: Pk= Pf + Pi+ Pw+ Pj (1.6) (1.7) Trong ®ã: Ma - Khèi l­îng toµn bé «t« (Kg) - HÖ sè khèi l­îng quay - Lùc kÐo(N); Pf =f.G.cos; - Lùc c¶n l¨n cña ®­êng(N) Pi =G.sin; - Lùc c¶n lªn dèc (N) Pw=K.F.v2 ; - Lùc c¶n kh«ng khÝ(N) J=- Gia tèc chuyÓn ®éng cña «t« (m.s-2) Sau khi sö dông c¸c c«ng thøc x¸c ®Þnh thµnh phÇn cña (1.7) chóng ta ®­a vÒ d¹ng sau: (1.8) Trong ®ã: i=1, 2, …, n n- Sè l­îng sè truyÒn ai, bi, ci- C¸c hÖ sè t­¬ng øng víi sè truyÒn thø i. C¸c hÖ sè ai, bi, ci ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Trong ®ã: VNi=0,105. (m/s) neN - Sè vßng quay trôc khuûu ®éng c¬ ë Nemax. rk, rd - B¸n kÝnh ®éng häc vµ b¸n kÝnh ®éng lùc häc b¸nh xe (m). G - Träng l­îng toµn bé «t« (N). MeN - m« men xo¾n cña trôc khuûu ®éng c¬ ë neN (KG.m). itli - tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc ë sè truyÒn i. KP - HÖ sè kÓ ®Õn tæn hao ë thiÕt bÞ ®éng lùc lÊy Kp=0,85-0,95. Kb - HÖ sè c¶n kh«ng khÝ(N.s2.m-4). f0 - HÖ sè c¶n l¨n cña ®­êng khi vËn tèc chuyÓn ®éng nhá. Kf - HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña vËn tèc tíi hÖ sè c¶n l¨n, lÊy: Kf=7.10-6. F - DiÖn tÝch c¶n chÝnh diÖn cña «t« (m2) i - §é dèc cña ®­êng. a, b, c- HÖ sè trong biÓu thøc x¸c ®Þnh quan hÖ gi¶i tÝch Me=f(ne). Trªn c¬ së ph­¬ng tr×nh (1.8) víi c¸c hÖ sè x¸c ®Þnh theo c¸c biÓu thøc trªn. Ta tÝnh ®­îc lùc kÐo ë c¸c sè truyÒn. c. x¸c ®Þnh tû sè truyÒn chung cña c¶ hÖ thèng truyÒn lùc Tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc trong tr­êng hîp tæng qu¸t ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: itl = ih. if. i0 Trong ®ã: - ih: Tû sè truyÒn cña hép sè chÝnh. - if: Tû sè truyÒn cña hép sè ph©n phèi. - i0: Tû sè truyÒn cña cÇu xe. 1.2.3 Ph©n chia tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc cho tõng côm (hép sè, hép sè phô, truyÒn lùc chÝnh) + X¸c ®Þnh tØ sè truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh i0: Tû sè truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh i0 ®­îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o cho «t« ®¹t vËn tèc cùc ®¹i ë tay sè cao nhÊt cña hép sè khi trë ®ñ t¶i: Trong ®ã: - ih = 1 (ih lµ tØ sè truyÒn cña tay sè cao nhÊt hép sè chÝnh). - ip = 1 (ih lµ tØ sè truyÒn cña tay sè cao nhÊt hép sè phô). - nv : Sè vßng quay trôc khuûu cña ®éng c¬ t­¬ng øng víi Vmax cña « t« (rad/s) - Vmax: lµ vËn tèc lín nhÊt cña «t« (m/s). - rb= l1 . r 0 : B¸n kÝnh lµm viÖc trung b×nh, ®­îc x¸c ®Þnh theo kÝch th­íc lèp. + l1 : HÖ sè kÓ ®Õn sù biÕn d¹ng cña lèp, l1 = 0,93 + r0 : b¸n kÝnh thiÕt kÕ cña b¸nh xe - ip: Tû sè truyÒn cña hép sè phô. + X¸c ®Þnh tØ sè truyÒn cña hép sè ph©n phèi ip: Hép ph©n phèi cña « t« qu©n sù th­êng cã hai sè truyÒn, tû sè truyÒn cña sè truyÒn cao th­êng chän b»ng 1 (ipc = 1). Tû sè truyÒn sè thÊp cña hép ph©n phèi (ipt) ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o vËn tèc tÝnh to¸n nhá nhÊt cña « t«: (1.9) §èi víi « t« qu©n sù hiÖn ®ang sö dông, tû sè truyÒn cña sè truyÒn thÊp hép sè ph©n phèi th­êng n»m trong kho¶ng: ipt =1,5 ¸ 2,5. + X¸c ®Þnh tû sè truyÒn cña hép sè ihs: Tû sè truyÒn cña c¸c sè truyÒn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: (1.10) §Ó x¸c ®Þnh tû sè truyÒn ë c¸c tay sè ta ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc kho¶ng vËn tèc ë c¸c sè truyÒn ®ã. Môc ®Ých cña viÖc ph©n chia kho¶ng vËn tèc cho c¸c sè truyÒn lµ nh»m ®¶m b¶o sö dông hîp lý kho¶ng ®éng cña «t«, ®Ó tõ c¸c yªu cÇu ®­îc ®Æt ra xe cã chÊt l­îng kÐo hîp lý, vËn tèc tèt h¬n, tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu cao h¬n trong mäi ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng. Cã 4 chØ tiªu ph©n chia kho¶ng vËn tèc cho c¸c sè truyÒn: §¶m b¶o cho «t« cã vËn tèc trung b×nh cao. §¶m b¶o cho «t« cã tÝnh n¨ng t¨ng tèc tèt. §¶m b¶o n©ng cao tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu cña «t«. §¶m b¶o cho «t« cã kh¶ n¨ng kÐo t«t. Tõ c¸c chØ tiªu trªn, khi ph©n chia kho¶ng vËn tèc cho c¸c sè truyÒn th­êng chän mét chØ tiªu lµm c¬ b¶n. khi yªu cÇu c¬ b¶n ®· tho¶ m·n th× nh÷ng yªu cÇu cßn l¹i, ë møc ®é nµy hoÆc møc ®é kh¸c sÏ ®­îc ®¸p øng. D­íi ®©y sÏ lÇn l­ît kh¶o s¸t c¸c ph­¬ng ph¸p ph©n chia kho¶ng vËn tèc tho¶ m·n c¸c yªu cÇu nªu trªn. a. Ph©n chia kho¶ng vËn tèc ®¶m b¶o cho «t« cã vËn tèc trung b×nh cao Yªu cÇu nµy ®­îc chän lµm yªu cÇu c¬ b¶n cho xe nhiÒu c«ng dông vµ xe chuyªn dïng v× chóng th­êng ho¹t ®éng ë c¸c ®iÒu kiÖn rÊt ®a d¹ng vµ ë c¸c sè truyÒn kh¸c nhau cña hép sè. NhËn thÊy r»ng, vËn tèc trung b×nh cña « t« cµng cao nÕu nã cã thÓ kh¾c phôc ®­îc søc c¶n kh¸c nhau cña ®­êng ë nh÷ng vËn tèc lín. Ng­êi ta ®¸nh gi¸ møc ®é sö dông c«ng suÊt cña xe l¾p bé truyÒn cã cÊp qua hÖ sè sö dông c«ng suÊt ®éng c¬. khi ®ã c«ng suÊt sö dông ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Ne=Nemax Trong ®ã: - HÖ sè sö dông c«ng suÊt ®éng c¬. HiÖu suÊt cña « t« còng phô thuéc vµo møc ®é sö dông c«ng suÊt. Khi xe chuyÓn ®éng ®Òu cã thÓ coi hiÖu suÊt phô thuéc tuyÕn tÝnh vµo c«ng suÊt truyÒn. NghÜa lµ: Lùc kÐo cña « t« trong tr­êng hîp nµy sÏ b»ng: Do vËy: (1.11) Trong ®ã: - lµ hiÖu suÊt lín nhÊt cña « t« ë sè truyÒn cho tr­íc khi sö dông hoµn toµn c«ng suÊt ®éng c¬. Nh­ vËy, vËn tèc cã thÓ cã ®­îc cña xe phô thuéc vµo b×nh ph­¬ng hÖ sè sö dông c«ng suÊt ®éng c¬. Khi hÖ sè cµng lín th× xe cã thÓ kh¾c phôc søc c¶n kh¸c nhau cña ®­êng ë vËn tèc cµng cao vµ do ®ã vËn tèc trung b×nh cña « t« sÏ t¨ng lªn. Khi hiÖu suÊt kh«ng ®æi, vËn tèc lín nhÊt mµ xe cã thÓ ®¹t ®­îc chØ khi =1, nghÜa lµ khi sö dông hoµn toµn c«ng suÊt ®éng c¬. ViÖc sö dông hoµn toµn c«ng suÊt chØ cã ë bé truyÒn v« cÊp. Trong bé truyÒn cã cÊp, ë mçi sè truyÒn c«ng suÊt chØ ®­îc sö dông hoµn toµn ë ®iÒu kiªn nhÊt ®Þnh. Cho r»ng ë mçi sè truyÒn xe chuyÓn ®éng víi vËn tèc tÝnh to¸n vti, nghÜa lµ ®éng c¬ lµm viÖc ë sè vßng quay kh«ng ®æi nN øng víi c«ng suÊt lín nhÊt Nemax. Nh­ vËy hiÖu suÊt vµ lùc c¶n kh«ng khÝ còng kh«ng ®æi trong toµn bé kho¶ng biÕn thiªn cña hÖ sè sö dông c«ng suÊt tõ =0 ®Õn =1. Khi ®ã: v = vti vµ lùc kÐo riªng theo ®éng c¬ khi sö dông hoµn toµn c«ng suÊt x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: (1.12) So s¸nh (2.11) vµ (2.12) nhËn ®­îc: (1.13) Tõ biÓu thøc (1.13) cã thÓ x©y dùng ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a hÖ sè sö dông c«ng suÊt víi lùc kÐo riªng theo ®éng c¬ ë mét sè truyÒn(h×nh 1.13). §å thÞ nµy cã d¹ng ®­êng cong parabol. je jti n ne=nN v=vt 0 0,75 0,50 0,25 H×nh 1.13. §å thÞ sö dông c«ng suÊt ®éng c¬ ë mét sè truyÒn Trªn h×nh (1.14) m« t¶ ®å thÞ sö dông c«ng suÊt ®éng c¬ ë c¸c sè truyÒn kh¸c nhau cña hép sè. H×nh1.14: §å thÞ sö dông c«ng suÊt ë c¸c sè truyÒn Tõ viÖc kh¶o s¸t ®­êng parabol cña c¸c sè truyÒn sÏ nhËn ®­îc: …………………………………… (1.14) …………………………………… Trong ®ã: n- sè l­îng sè truyÒn cña hép sè. Nh©n vÕ ph¶i vµ vÕ tr¸i t­¬ng øng cña c¸c ph­¬ng tr×nh ë (1.14) sÏ nhËn ®­îc: (1.15) b. §¶m b¶o cho xe cã tÝnh n¨ng t¨ng tèc tèt NÕu trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng mµ xe th­êng xuyªn ph¶i dõng (khi xe ho¹t ®éng trong thµnh phè) th× tÝnh n¨ng t¨ng tèc sÏ lµ yÕu tè quyÕt ®Þnh ®Õn vËn tèc trung b×nh cña « t«. V× vËy ®èi víi xe du lÞch, xe buýt vµ mét sè xe vËn t¶i khi ph©n chia kho¶ng vËn tèc ng­êi ta chän yªu cÇu ®¶m b¶o tÝnh n¨ng t¨ng tèc lµm yªu cÇu c¬ b¶n. X©y dùng ®å thÞ vi=v() (h×nh 1.15) vµ bá qua sù gi¶m vËn tèc trong qu¸ tr×nh chuyÓn sè ta cã: ……………… (1.16) ……………… Ne Me Ne(w) Me(Nm) Nemax Memax v(m/s) v5max v4max=v5min v3max=v4min v1max=v2min v2max=v3min v1min we(rad/s) 0 wN wM wb H×nh 1.15. §å thÞ vËn tèc chuyÓn ®éng cña « t« ë c¸c sè truyÒn vi = v(we). Trªn ®å thÞ: - vËn tèc gãc cña ®éng c¬ khi xe b¾t ®Çu t¨ng tèc ë c¸c sè truyÒn; , - vËn tèc gãc cña ®éng c¬ t­¬ng øng víi c«ng suÊt vµ m« men ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i. V× trong thêi gian t¨ng tèc, vËn tèc ë tõng sè truyÒn ®Òu biÕn thiªn trong kho¶ng () do vËy: Hay: (1.17) Nh­ vËy theo biÓu thøc (1.17) nhËn thÊy: §Ó ®¶m b¶o « t« cã tÝnh n¨ng t¨ng tèc tèt th× ph¶i ph©n chia vËn tèc cho c¸c sè truyÒn theo cÊp sè nh©n víi c«ng béi b»ng q, nghÜa lµ v1max, v2max,… vimax…, vnmax lµ mét cÊp sè nh©n víi c«ng béi lµ q. VËn tèc v1max, v2max,… vimax…, vnmax x¸c ®Þnh nh­ sau: ………………. (1.18) ………………. Trong ®ã: ih1, ih2…, ihi,… ihn- tû sè truyÒn 1, 2,…i,…n cña hép sè; ip, i0- tû sè truyÒn cña hép sè ph©n phèi vµ truyÒn lùc chÝnh. Thø nguyªn nh­ sau: vimax-m/s; rk- m; - rad/s. Thay gi¸ trÞ vimax ë biÓu thøc (1.18) vµo (1.17) nhËn ®­îc: (1.19) HoÆc: (1.20) …………………… Tõ ®ã rót ra: q= (1.21) Nh­ vËy nÕu cho tr­íc sè l­îng sè truyÒn lµ n, qua c«ng thøc (1.21) sÏ x¸c ®Þnh ®­îc c«ng béi q, khi ®· biÕt vtmin= v1max; vtmax= vnmax cã thÓ x¸c ®Þnh vËn tèc tÝnh to¸n ë c¸c sè truyÒn trung gian. §ång thêi nÕu cho tr­íc tû sè truyÒn cña mét sè truyÒn nµo ®ã trong hép sè th× theo c«ng thøc (1.20), (1.21) sÏ x¸c ®Þnh ®­îc c¸c tû sè truyÒn cña c¸c tay sè cßn l¹i. NÕu sè truyÒn cao nhÊt cña hép sè lµ sè truyÒn th¼ng th× ihn=1, khi ®ã: (1.22a) Vµ: …;; (1.22b) Sè l­îng sè truyÒn nhá nhÊt cho phÐp ®­îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o , hay: (1.23) NÕu ®iÒu kiÖn (1.23) kh«ng ®­îc ®¶m b¶o th× kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c sè truyÒn sÏ lín vµ do ®ã tÝnh n¨ng t¨ng tèc cña xe sÏ xÊu ®i nhiÒu(khi ®ã qu¸ tr×nh t¨ng tèc cña « t« ë c¸c sè truyÒn ®Òu ph¶i b¾t ®Çu ë vïng lµm viÖc kh«ng æn ®Þnh cña ®éng c¬). Trong thùc tÕ, tr­íc tiªn chän sè l­îng sè truyÒn (dùa theo c¸c mÉu xe hiÖn cã), sau ®ã tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c«ng béi qu¸ tr×nh cho cÊp sè nh©n, tõ q x¸c ®Þnh ®­îc theo c«ng thøc (1.23). Tr­êng hîp khi hép sè cã bèn sè trë lªn, sè 1 kh«ng dïng ®Ó t¨ng tèc mµ dïng ®Ó kh¾c phôc lùc c¶n lín nhÊt cña ®­êng th× viÖc ph©n chia vËn tèc sÏ ®­îc tiÕn hµnh tõ sè truyÒn 2. Khi ®ã lÊy v2max=vµ c«ng béi sÏ b»ng: (1.24) NÕu kÓ ®Õn sù gi¶m vËn tèc khi chuyÓn sè (H×nh 1.16) th×: Tõ ®ã suy ra: §èi víi « t« cã träng l­îng nhá vµ vËn tèc lín, trÞ sè t¨ng lªn mét c¸ch râ rÖt ë sè truyÒn cao (do ¶nh h­ëng cña lùc c¶n kh«ng khÝ). Do vËy, khi vËn tèc t¨ng lªn, trÞ sè qi sÏ gi¶m xuèng vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c sè truyÒn sÏ ®­îc thu hÑp l¹i. H×nh 1.16. §å thÞ vËn tèc cña « t« cã kÓ ®Õn sù gi¶m vËn tèc khi chuyÓn sè. v(m/s) we(rad/s) wN 0 wb vi+1 Dv vi Nh­ vËy, khi ph©n chia vËn tèc ®Ó ®¶m b¶o tÝnh n¨ng t¨ng tèc tèt ng­êi ta tiÕn hµnh ph©n chia vËn tèc theo cÊp sè nh©n vµ hiÖu chØnh b»ng c¸ch gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c vËn tèc tÝnh to¸n ë c¸c sè truyÒn cao vµ t¨ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c vËn tèc tÝnh to¸n ë c¸c sè truyÒn thÊp. Song viÖc t¨ng hoÆc gi¶m kh«ng thÓ tuú tiÖn mµ giíi h¹n cña viÖc hiÖu chØnh nµy lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c vËn tèc tÝnh to¸n lµ nh­ nhau: v2max- v1max= v3max- v2max=…=vt(i+1)max-vtimax=…=vnmax-v(n-1)max=const=a (1.25) Ne Me Ne(w) Me(Nm) Nemax Memax v(m/s) v5max v4max=v5min v3max=v4min v1max=v2min v2max=v3min we(rad/s) 0 wN wb2 wb5 wb3 wM wb4 H×nh 1.17. §å thÞ vËn tèc chuyÓn ®éng cña «t« khi vËn tèc ë c¸c sè truyÒn ®­îc ph©n chia theo cÊp sè céng. Nh­ vËy: v1max, v2max, …, vimax,… vnmax lµ mét cÊp sè céng víi c«ng sai b»ng a (h×nh 1.17). C«ng sai cña cÊp sè céng còng cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (1.26) Thay c¸c gi¸ trÞ vimax ë c«ng thøc (2.24) vµo (2.31) sÏ cã: (1.27) Trong ®ã: b- h»ng sè ®iÒu hoµ khi ph©n chia vËn tèc theo cÊp sè céng. H»ng sè ®iÒu hßa còng cè thÓ tÝnh theo c«ng thøc: NÕu sè truyÒn cao nhÊt lµ sè truyÒn th¼ng (ihn=1) th×: (1.28) …………………….. Trong tr­êng hîp nµy: (1.29) Nªn tõ c«ng thøc (1.28) vµ (1.29) cã thÓ rót ra: (1.30) Thay h»ng sè ®iÒu hoµ ®· x¸c ®Þnh ®­îc theo c«ng thøc (1.30) vµo (1.28) sÏ tÝnh ®­îc c¸c tû sè truyÒn cßn l¹i cña hép sè. Qua kh¶o s¸t viÖc nghiªn cøu ph©n chia vËn tèc theo cÊp sè céng thÊy r»ng qu¸ tr×nh t¨ng tèc ë mçi sè truyÒn xÈy ra trong kho¶ng biÕn thiªn kh¸c nhau cña vËn tèc gãc ®éng c¬ (h×nh 1.17). ë sè truyÒn cao kho¶ng biÕn thiªn cµng thu hÑp l¹i, nghÜa lµ: Do vËy tÝnh n¨ng t¨ng tèc ë c¸c sè truyÒn cao tèt h¬n so víi c¸ch ph©n chia theo cÊp sè nh©n. Nh­îc ®iÓm cña c¸ch ph©n chia vËn tèc theo cÊp sè céng lµ ë c¸c sè truyÒn thÊp xe t¨ng tèc trong kho¶ng biÕn thiªn réng cña vËn tèc gãc ®éng c¬ nªn thêi gian t¨ng tèc ë c¸c sè truyÒn nµy t¨ng lªn. c. ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu cña « t« Sù ¶nh h­ëng cña viÖc ph©n chia kho¶ng vËn tèc ®Õn kinh tÕ nhiªn liÖu cña xe chØ cã thÓ ®¸nh gi¸ mét c¸ch ®Çy ®ñ th«ng qua nh÷ng sè liÖu thùc nghiÖm. Trong tr­êng hîp chung, chØ tiªu tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu ®­îc ®¸nh gi¸ th«ng qua møc tiªu hao nhiªn liÖu cho 1km hµnh tr×nh. Møc tiªu hao nhiªn liÖu nµy cã thÓ ®­îc x¸c ®Þnh theo møc tiªu hao nhiªn liÖu nhá nhÊt tÝnh theo giê b»ng c«ng thøc sau: (1.31) Trong ®ã: Qkm – møc tiªu hao nhiªn liÖu cho 1km hµnh tr×nh (l/km); Qkm – møc tiªu hao nhiªn liÖu nhá nhÊt tÝnh theo giê (l/h); Vtb - vËn tèc trung b×nh cña « t« (km/h); - hÖ sè khai th¸c. T¶i vµ sè vßng quay cña ®éng c¬ cã ¶nh h­ëng c¬ b¶n ®Õn hÖ sè (>1), song t¶i cña ®éng c¬ cã tÝnh quyÕt ®Þnh h¬n ®Õn trÞ sè . V× vËy viÖc n©ng cao hÖ sè sö dông c«ng suÊt ®éng c¬ sÏ cho phÐp gi¶m hÖ sè . Khi sö dông tèt c«ng suÊt ®éng c¬ kh«ng nh÷ng n©ng cao ®­îc vËn tèc trung b×nh mµ cßn gi¶m ®­îc møc tiªu hao nhiªn liÖu. Nh­ vËy khi ph©n chia kho¶ng vËn tèc theo hÖ sè sö dông c«ng suÊt ®éng c¬ còng sÏ ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu cña « t«. Trªn mét sè « t«, ®Ó n©ng cao tÝnh kinh tÕ nhiªn kiÖu ng­êi ta bè trÝ thªm sè truyÒn t¨ng(h×nh 1.18). VËn tèc tÝnh to¸n cña xe ë sè truyÒn t¨ng ®­îc chän sao cho: (1.32) Trong ®ã: Vtg- vËn tèc cña xe ë sè truyÒn t¨ng; Vth- vËn tèc cña xe ë sè truyÒn th¼ng; Ne Ne ge Nemax v vtg vth we 0 wN ws ge gemin H×nh 1.18. §å thÞ ®¸nh gi¸ tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu cña « t« khi cã sè truyÒn t¨ng. - vËn tèc gãc cña ®éng c¬ øng víi chÕ ®é cã tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu tèt nhÊt. ë ®iÒu kiÖn thuËn lîi, « t« chuyÓn ®éng víi vËn tèc tÝnh to¸n ë sè truyÒn th¼ng, ®ång thêi còng cã thÓ chuyÓn ®éng t¹i vËn tèc ®ã nh­ng ë sè truyÒn t¨ng b»ng c¸ch gi¶m vËn tèc gãc cña ®éng c¬ tõ xuèng . T¹i t¶i cña ®éng c¬ vµ tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu cao h¬n. Th«ng th­êng tû sè /n»m trong kho¶ng 1,21,3. sè truyÒn t¨ng kh«ng n»m trong kho¶ng ph©n chia vËn tèc mÆc dï nã ®ãng vai trß bæ sung trong viÖc t¨ng tÝnh kinh tÕ nhiªn liÖu. d. §¶m b¶o « t« cã kh¶ n¨ng kÐo tèt Yªu cÇu nµy ®Æc biÖt phï hîp víi c¸c lo¹i xe chuyªn dïng ®Ó kÐo. §Ó ®¶m b¶o xe cã kh¶ n¨ng kÐo tèt th× lùc kÐo trªn moãc kÐo ph¶i t¨ng trong nh÷ng kho¶ng b»ng nhau: (1.33) Tõ ®ã cã thÓ rót ra quy luËt ph©n chia kho¶ng vËn tèc nh­ sau: (1.34) Trong ®ã: k- h»ng sè ®iÒu hßa khi ph©n chia vËn tèc theo cÊp sè ®iÒu hoµ. Nh­ vËy vËn tèc cña c¸c sè truyÒn tu©n theo quy luËt cÊp sè ®iÒu hoµ. Trong tr­êng hîp nµy kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c vËn tèc tÝnh to¸n ë c¸c sè truyÒn thÊp ®­îc thu hÑp l¹i cßn kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c vËn tèc tÝnh to¸n ë c¸c sè truyÒn cao kÐo dµi ra (h×nh 1.19). H×nh1.19. §å thÞ vËn tèc chuyÓn ®éng cña « t« khi vËn tèc tÝnh to¸n cña c¸c sè truyÒn tu©n theo quy luËt cÊp sè ®iÒu hoµ. Ne Ne(w) Nemax v(m/s) we(rad/s) 0 wN v5max v4max=v5min v3max=v4min v2max=v3min v1max wb2 wb5 wb3 wb4 0 VÝ dô: khi v1max = 5km/h, vnmax = 40km/h, n=5 th× vËn tèc tÝnh to¸n ë c¸c sè truyÒn khi tu©n theo quy luËt cÊp sè ®iÒu hoµ sÏ cã c¸c gi¸ trÞ nh­ trong b¶ng 1.1. B¶ng 1.1. VËn tèc vimax khi ph©n chia theo cÊp sè ®iÒu hoµ Sè truyÒn 1 2 3 4 5 VËn tèc vimax (km/h) 5 6,3 8,8 14,5 40 Tû sè vimax/v(i-1)max 1,26 1,40 1,65 2,76 - Kho¶ng kÐo sÏ lµ: (5 ¸14,5)km/h cßn kho¶ng vËn chuyÓn:(14,5 ¸40)km/h. 1.2.4 TÝnh to¸n x¸c ®Þnh kÝch th­íc c¸c chi tiÕt cña hép sè C¸c chi tiÕt cña hép sè ®­îc tÝnh to¸n nh­ trong m«n chi tiÕt m¸y. §Ó tÝnh to¸n ®­îc cÇn ph¶i lµm c¸c néi dung sau: X¸c ®Þnh ®­îc c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hép sè: Kho¶ng c¸ch trôc, th«ng sè cña c¸c b¸nh r¨ng. TÝnh to¸n c¸c chi tiÕt vµ bé phËn c¬ b¶n cña hép sè. a. X¸c ®Þnh ®­îc c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hép sè. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trôc trong hép sè - Chän hÖ sè kinh nghiÖm K: K phô thuéc vµo trÞ sè m« men quay cùc ®¹i Memax cña ®éng c¬. + §èi víi « t« du lÞch K=12,1 + §èi víi « t« vËn t¶i K=18,7 - X¸c ®Þnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc: (mm) ThiÕt kÕ b¸nh r¨ng Chän modun: m= (B¶ng 6.8- TTTK-HD§CK-tËp 1) X¸c ®Þnh sè r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng: Chän sè r¨ng cña b¸nh r¨ng chñ ®éng lu«n ¨n khíp: Za1 Gãc nghiªng cña cÆp b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp: TÝnh tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp: X¸c ®Þnh sè r¨ng cña b¸nh r¨ng bÞ ®éng cÆp b¸nh r¨ng th­êng tiÕp: Za2t= Za1.iat; vµ lµm trßn Za2=round(Za2t); TÝnh l¹i tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng th­êng tiÕp: TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc: TÝnh tû sè truyÒn cña c¸c b¸nh r¨ng sè 1, 2, 3, 4 : X¸c ®Þnh sè r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng sè 1, 2, 3, 4 trªn trôc trung gian ®­îc tÝnh nh­ sau: Lµm trßn sè r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng sè trªn trôc trung gian: Zit=round(Zit); TÝnh gãc nghiªng r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng sè 2, 3, 4: CÆp b¸nh r¨ng sè 1 vµ sè lïi lµ r¨ng trô r¨ng th¼ng nªn: TÝnh l¹i vµ lµm trßn sè r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng sè trªn trôc trung gian: Sè r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng sè 1, 2, 3, 4 trªn trôc thø cÊp ®­îc tÝnh nh­ sau: Zib=Z1.ii ; Lµm trßn sè r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng sè 1, 2, 3, 4 trªn trôc thø cÊp: Zibd=round(Zib); Khèi b¸nh r¨ng sè lïi: - Chän sè r¨ng b¸nh r¨ng nhá: Zln - Chän sè r¨ng b¸nh r¨ng nhá: Zll - sè r¨ng b¸nh r¨ng sè lïi trªn trôc trung gian: §èi víi c¸c cÆp b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng ph¶i tÝnh l¹i gãc nghiªng r¨ng: §èi víi c¸c cÆp b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng ph¶i tiÕn hµnh dÞch chØnh gãc cho b¸nh r¨ng: - CÆp b¸nh r¨ng sè 1: HÖ sè dÞch t©m: HÖ sè Ky=1000. HÖ sè gi¶m ®Ønh r¨ng Tæng hÖ sè dÞch chØnh: hÖ sè dÞch chØnh b¸nh r¨ng Z1: hÖ sè dÞch chØnh b¸nh r¨ng Z1bd: x2=y-x1 - CÆp b¸nh r¨ng sè lïi 1: Gi÷a trôc trung gian vµ trôc sè lïi Kho¶ng c¸ch trôc: Al1=0,5.(zltg+zll).m1l Chän hÖ sè dÞch chØnh: x1l1, x2l1 - CÆp b¸nh r¨ng sè lïi 2: Gi÷a trôc trung gian vµ trôc thø cÊp Kho¶ng c¸ch trôc: Al2=0,5.(zln+z1bd).m1l Chän hÖ sè dÞch chØnh: x1l2, x2l2 TÝnh l¹i tû sè truyÒn cña c¸c cÆp b¸nh r¨ng sè 1, 2, 3, 4, lïi: X¸c ®Þnh th«ng sè kÝch th­íc cña c¸c cÆp b¸nh r¨ng: Mo dun: m Sè r¨ng: Z Gãc nghiªng r¨ng: (®é) Gãc ¨n khíp: (®é) HÖ sè dÞch chØnh: x (mm) HÖ sè chiÒu cao ®Ønh r¨ng: f0 HÖ sè chiÒu cao ®¸y r¨ng: C0 §­êng kÝnh vßng chia: dc (mm) §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng: da (mm) §­êng kÝnh ®¸y r¨ng: df (mm) ChiÒu réng vµnh r¨ng: b(mm) HÖ sè trïng khíp däc: HÖ sè trïng khíp ngang: b. TÝnh to¸n c¸c chi tiÕt vµ bé phËn c¬ b¶n cña hép sè TÝnh b¸nh r¨ng: + Chän vËt liÖu: BiÕt ®­îc øng suÊt uèn cho phÐp , tiÕp xóc cho phÐp . + KiÓm tra vÒ øng suÊt uèn vµ øng suÊt tiÕp xóc: - X¸c ®Þnh m« men tÝnh to¸n: Mtt=Min(M®c, M) - TÝnh øng suÊt uèn, øng suÊt tiÕp xóc - So s¸nh , víi gi¸ trÞ cho phÐp, . NÕu kh«ng tháa m·n th× thay ®æi th«ng sè råi tÝnh l¹i cho tíi khi tho¶ m·n th× th«i. ThiÕt kÕ trôc: Gåm trôc thø cÊp, trôc s¬ cÊp, trôc trung gian, trôc sè lïi. - Trôc thø cÊp: Chän vËt liÖu: BiÕt ®­îc (N/mm2), (N/mm2) X¸c ®Þnh s¬ bé ®­êng kÝnh trôc: d=0,45.A (mm) X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ vÞ trÝ l¾p b¸nh r¨ng: Ltc, (mm) X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i æ ®ì trôc: TÝnh cho tõng sè truyÒn M« men t¸c dông lªn b¸nh r¨ng: Lùc vßng: Lùc h­íng kÝnh: Lùc chiÒu trôc: Ph¶n lùc æ ®ì ®Çu trôc: ; Ph¶n lùc æ ®ì cuèi trôc: ; Ph¶n lùc tæng hîp cña æ ®ì: VÏ biÓu ®å m« men: M« men theo ph­¬ng x: Mix1=Rtcix.x1; x1=0…(Ltc-aitc) Mix2=Rtcix.x2- Ptci.(x2-Ltc+aitc); x2=(Ltc-aitc)… Ltc M« men theo ph­¬ng y: Miy1=Rtciy.y1; y1=0…(Ltc-aitc) Miy2=Rtciy.x2+- Rtci.(x2-Ltc+aitc); x2=(Ltc-aitc)… Ltc M« men tæng hîp: TÝnh ®­êng kÝnh trôc t¹i c¸c tiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng vµ æ l¨n. Tõ biÓu ®å m« men ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c gi¸ trÞ m« men uèn vµ xo¾n ë c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm: M« men t­¬ng ®­¬ng t¹i vÞ trÝ nguy hiÓm: §­êng kÝnh trôc t¹i vÞ trÝ nguy hiÓm: lµ vÞ trÝ l¾p b¸nh r¨ng (mm) §­êng kÝnh trôc t¹i vÞ trÝ l¾p æ l¨n cuèi trôc: (mm) TÝnh kiÓm nghiÖm trôc: TÝnh cho tõng sè - TÝnh trôc vÒ ®é bÒn: Chän øng suÊt tæng hîp cho phÐp: (N/m2) øng suÊt uèn: øng suÊt xo¾n: øng suÊt tæng hîp: So s¸nh , : NÕu th× ph¶i chän l¹i ®­êng kÝnh trôc vµ tÝnh l¹i ®Ó sao cho - §é bÒn mái: Chän hÖ sè an toµn mái cho phÐp: [s]=2…2,5 TÝnh hÖ sè an toµn mái uèn: TÝnh hÖ sè an toµn mái xo¾n: TÝnh hÖ sè an toµn mái: So s¸nh s vµ [s]: NÕu s > [s], ph¶i chän th«ng sè vµ tÝnh l¹i - §é cøng: Gåm chuyÓn vÞ th¼ng vµ gãc xoay chuyÓn vÞ: Chän chuyÓn vÞ tæng hîp cho phÐp: [y]=0,2…0,25 TÝnh chuyÓn vÞ cña trôc ë c¸c sè truyÒn: ; x=0…aitc ; x=aitc…Ltc So s¸nh y vµ [y]: NÕu y > [y], ph¶i chän th«ng sè vµ tÝnh l¹i Gãc xoay: Chän gãc xoay cho phÐp: []=0,2…0,25 TÝnh gãc xoay cña trôc ë c¸c sè truyÒn: ; x=0…aitc ; x=aitc…Ltc So s¸nh vµ []: NÕu > [], ph¶i chän th«ng sè vµ tÝnh l¹i - C¸c trôc cßn l¹i ®­îc lµm t­¬ng tù: TÝnh to¸n then: Then lµ chi tiÕt tiªu chuÈn nªn ta tiÕn hµnh chän sau ®ã kiÓm bÒn vÒ øng suÊt dËp, øng suÊt c¾t. NÕu kh«ng ®¶m b¶o th× chän l¹i. TÝnh then trªn trôc trung gian: - Sö dông then b¸n nguyÖt cã c¸c th«ng sè kÝch th­íc sau: ChiÒu dµi then: l (mm) §­êng kÝnh vßng b¸n nguyÖt cña then: d1 (mm) BÒ réng then: b (mm) ChiÒu réng then: h (mm) ChiÒu s©u r·nh then trªn trôc: t1(mm) - KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn dËp: C¸c th«ng sè cÇn thiÕt cho tÝnh to¸n: + øng suÊt dËp cho phÐp: (N/mm2) + øng suÊt c¾t cho phÐp: (N/mm2) + M« men xo¾n trªn trôc trung gian: Mtg (Nmm) + §­êng kÝnh ®o¹n trôc l¾p then: dtg (mm) øng suÊt dËp: (N/mm2) øng suÊt c¾t: (N/mm2) So s¸nh: víi , víi . NÕu >, > ph¶i chän l¹i lo¹i then. - Then trªn trôc thø cÊp, trôc s¬ cÊp ®­îc lµm t­¬ng tù. TÝnh chän æ l¨n: æ l¨n trôc hép sè ®­îc chän theo hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C. §iÒu kiÖn chän æ lµ . Chän æ l¨n trªn trôc thø cÊp: TÝnh hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C: C=Rt®.Kk.Kd.Kt.(ntt.h)0,3 (N) Trong ®ã: - Rt®: T¶i träng t­¬ng ®­¬ng t¸c dông lªn æ - Kk: HÖ sè phô thuéc æ quay vßng trong hay ngoµi, Víi æ vßng trong quay: Kk=1 - Kd: HÖ sè kÓ ®Õn t¶i träng ®éng t¸c dông lªn æ, va ®Ëp nhÑ Kd=1 - Kt: HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é ®Õn thêi gian lµm viÖc cña æ, Víi hép sè « t« Kt=1; - : Sè vßng quay tÝnh to¸n cña trôc bè trÝ æ l¨n - : Thêi gian lµm viÖc cña æ C¨n cø vµo t¶i träng t¸c dông lªn trôc t¹i c¸c vÞ trÝ ®Æt æ l¨n vµ bè trÝ chung cña hép sè ®Ó chän æ l¨n cho thÝch hîp. æ l¨n trªn trôc s¬ cÊp vµ trôc trung gian ®­îc chän t­¬ng tù nh­ trªn TÝnh to¸n ®ång tèc: Lµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè kÕt cÊu: H×nh1.20:S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o ®ång tèc r1 r §Ó ®¶m b¶o ®ång ®Òu tÊc ®é míi vµo sè ®­îc, gãc nghiªng cña r·nh kho¸ ph¶i tu©n theo bÊt ®¼ng thøc sau: (1.35) Trong ®ã: : Gãc nghiªng cña r·nh khãa, =20300 : Gãc nghiªng cña mÆt c«n ma s¸t, =7120 : HÖ sè ma s¸t gi÷a c¸c bÒ mÆt c«n ma s¸t; r : B¸n kÝnh trung b×nh cña bÒ mÆt c«n ma s¸t (mm) r1 : B¸n kÝnh trung b×nh cña mÆt r·nh khãa (mm) Tõ biÓu thøc (1.35) ta x¸c ®Þnh ®­îc KÕt luËn C¸c néi dung ®­îc tr×nh bµy ë trªn lµ c¬ së ®Ó chóng ta tÝnh to¸n thiÕt kÕ hép sè. Lµ c¬ së ®Ó x©y dùng ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ hép sè, ®­îc tr×nh bµy cô thÓ ë phÇn sau.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docChuong-1.doc
  • doc1a xong.doc
  • doc1b xong.doc
  • doc1c. Nhiem Vu DA.doc
  • doc4.tai lieu tham khao.doc
  • doc4ML.doc
  • docChuong-2.doc
  • docChuong-3.doc
  • docKet luan.doc
  • rarNGO VAN LUAN_bao cao + ban ve.rar
  • docPhu luc.doc
  • docPhu luc2.doc