TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ

Đồ án tốt nghiệp



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:



- Theo điều kiện bám:



ih1 ≥



ψ max .G.rb

M e max .i0 .i fc .ηt



ih1 ≤



m.Gϕ .ϕ.rb

M e max .i0 .i fc .ηt



+ G: trọng lượng toàn bộ của ô tô:

G = 95250 (N)

+ ψ max : hệ số cản lớn nhất.

ψ max = f + tgα = 0,02 + tg160 = 0,31



+ Gϕ : trọng lượng của ô tô phân bố lên cầu chủ động

Gϕ



=68800 (N)



+ ϕ : hệ số bám của bánh xe chủ động với mặt đường.

Chọn



ϕ = 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

+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

19



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

19



Đồ án tốt nghiệp



+ 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:

Trong đó: ka là hệ số kinh nghiệm.

ka=17 - 19.8 đối với xe tải chọn ka=18.

= 135.86 (mm)

Chọn = 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

khớp chiều trục ε là số nguyên. Tuy nhiên

răng có bề rộng giới hạn nên ta thường chọn

→ góc β được xác định:



20



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

20



εβ



εβ



không thể lớn hơn 1 do các bánh

=1.



Đồ án tốt nghiệp



 π .mn 

βε = arcsin 

÷

 bω 



Với modun mn =4 (mm).

bω = ( 7 ÷ 8 ) mn = 28 ÷ 32 ( mm )



→ Chọn bω = 30 (mm)

Chọn tất cả các bánh răng có cùng bề rộng, cùng modun để chế tạo dễ

dàng hơn.

→ Thay số:

 π .mn 

 π .4 

0

βε = arcsin 

÷ = arcsin 

÷ = 24, 76

 30 

 bω 



Trên thực tế β



≤ βΖ



để đảm bảo một số điều kiện như giảm tải trọng tác



dụng lên ổ.

→ Chọn:



β = 240



3.1.4. Số răng của các bánh răng

Đối với hộp số 3 trục 5 cấp, mỗi tay số trừ số lùi và số truyền thẳng được tạo

nên bởi 2 cặp bánh răng:

Cặp bánh răng dẫn động trục trung gian có tỷ số truyền: ia

Cặp bánh răng nối trục trung gian với trục thứ cấp có tỷ số truyền: i i

Chọn sơ bộ số răng của bánh răng chủ động dẫn động trục trung gian là:

za = 18 răng.

Ta có:



21



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

21



Đồ án tốt nghiệp



ia =



2.aω .cosβ

− 1 = 2,55

mn .za



⇒ i1 =



ih1

= 2,55

ia



,

⇒ za = za .ia = 18.2,55 = 45,9



,

Chọn: z a = 46 (răng).



Số truyền 5 là số truyền thẳng nên: ih 5 = 1

Tỷ số truyền ở các tay số khác



ih ( n−1) = a.ihn



Trong đó :

a = n −1



ih1 4

= 6, 5 = 1, 60

ih 5



n là số tay số.

⇒ ih 4 = ih5 .a = 1, 60 → i4 = 0, 63

ih 3 = ih 4 .a = 2,56 → i3 = 1, 00

ih 2 = ih3 .a = 4,1 → i2 = 1, 61



- Số răng của bánh răng chủ động ở tay số truyền 1

z1 =



Chọn



z1 = 20



2.aω

= 19, 7

mn . ( 1 + i1 )



( răng)



,



,



z1 = i.z1 = 50,28 chọn z1 = 50 răng

z2 =



Chọn



z 2 = 25



2.aω .cosβ

= 24,5

m n ( 1 + i2 )



(răng)

,

z2 = i2 .z 2 = 1, 61.25 = 40, 25



,

Chọn z 2 = 40 (răng)



22



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

22



Đồ án tốt nghiệp



z3 =



2.a ω .cosβ

= 31, 97

mn ( 1 + i3 )



Chọn z 3 = 32 (răng)

,

z3 = i3 .z3 = 32

,

Chọn z 3 = 32 (răng)



z4 =



Chọn



z 4 = 39



2.aω .cosβ

= 39, 23

mn . ( 1 + i4 )



(răng)

,

z4 = i4 .z4 = 24,57



,

Chọn z 4 = 25 (răng)



- Tỷ số truyền lùi thường được chọn: il = (1,2 ÷ 1,3).ih1 = (7,8 ÷ 8,45)

Chọn il = 8,1

Khoảng cách trục số lùi và trục chính.

il, =

il, =



z11 , z12



z11 = 25



z11 z9

.

= 3,18

z10 z12



⇒



Chọn số răng



il

= 3,18

ia



z11 25

=

= 1, 25

z12 20



là:



(răng) ;



z12 = 20



(răng)



Khoảng cách trục giữa trục đảo chiều và trục chính:

Chọn : aω1 = 140 (mm)



23



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

23



Đồ án tốt nghiệp



Khoảng cách trục giữa trục đảo chiều và trục trung gian

Chọn : aω 2 = 90 (mm)



3.1.5. Xác định lại chính xác tỷ số truyền và khoảng cách trục hộp số

Tỷ số truyền hộp số sau khi đã chọn số răng các bánh răng.

ihi =



,

za zi,

.

z a zi



Thay số ta có bảng sau:

Các tay

zi

,

i



z



ihi



i2



i3



i4



i5



il



20

50

6,39



số



i1



25

40

4,09



32

32

2,56



39

25

1,64



1



7,07



Tính chính xác khoảng cách trục theo số răng của các cặp bánh răng đã

chọn.

Đối với bánh răng nghiêng :



Các tay số



i1



i2



i3



i4



ac − a ,



zi



20

50

140



25

40

142,3



32

32

140,11



39

25

140,11



18

46

140,11



,

i



z



24



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

24



Đồ án tốt nghiệp



Chọn khoảng cách trục chính xác là: 140 (mm)

Sai lệch khoảng cách trục giữa các bánh răng được giải quyết bằng dịch

chỉnh góc bánh răng.

3.1.6. Dịch chỉnh góc bánh răng

Sau khi tính toán lại khoảng cách trục có sự sai lệch, để giải quyết sự sai lệch

đó ta có 2 giải pháp: thay đổi góc nghiêng của các bánh răng hoặc dịch chỉnh các

bánh răng.

* Thay đổi góc nghiêng răng.

Thông thường biện pháp này người ta ít dùng vì nó sẽ gây khó khăn cho

công nghệ chế tạo máy và sửa chữa các bánh răng.

* Dịch chỉnh các bánh răng ăn khớp với nhau.

Biện pháp này được dùng nhiều vì chúng ta có thể dễ dàng dịch chỉnh nhờ

thay đổi khoảng cách giữa dao thanh răng và bánh răng cần chế tạo trong quá

trình chế tạo.

Các cặp bánh răng số 1 và số lùi không cần dịch chỉnh do đã đảm bảo khoảng

cách trục.

Đối với bánh răng nghiêng, dịch chỉnh hiệu quả không cao vì dịch chỉnh làm

giảm khá nhiều hệ số trùng khớp.

Bước 1: Xác định hệ số dịch chuyển các trục:

λ0 =



Ac − A

A



Bước 2: Căn cứ vào λ0 ta tra phụ lục tìm được:

- ε 0 : Hệ số dịch chỉnh tương đối

- α : góc ăn khớp

25



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

25



Đồ án tốt nghiệp



Bước 3: Xác định hệ số dịch chỉnh tổng cộng ε t

ξt = 0,5.ξ0 . ( z1 + z2 )



Bước 4: Tiến hành phân chia hệ số dịch chỉnh tổng cộng cho các bánh răng

z1 , z 2 :



ξt = ξ1 + ξ 2



Do các bánh răng đều có số răng lớn hơn 17 nên ta có:

ξ1 = ξ 2 = ξt / 2



Ta có bảng sau:

Cặp bánh

răng thông



z1 − z1,



z2 − z ,2



,

z 3 − z3



z4 − z ,4



,

za − z a



số

Số răng



20-50



25-40



32-32



39-25



18-46



Ac



140



142,3



140,11



140,11



140,11



λ0



0



0,01643



0,0007857



0,0007857



0,0007857



ε0



0



0,01735



0,0007857



0,0007857



0,0007857



α



0



22024’



2007’



2007’



2007’



εt



0



0,60725



0,02514



0,02514



0,02514



ε1 = ε 2



0



0,304



0,0126



0,0126



0,0126



,

Cặp bánh răng z1 − z1



26



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

26



Đồ án tốt nghiệp



Thông số

Modun



Ký



Kết quả

Z1

Z’1

4



Công thức



hiệu

m



Bước răng



t



t=π.m



12,56



Góc ăn khớp



α



α = α0



200



Bước cơ sở



t0



t0 = t.cosα 0



11,8



Số răng



Z



Đường kính vòng tròn



20



50



80



200



d



d=m.z



d0



d 0 = d .cosα 0



75,2



188



Đường kính vòng đỉnh



Dd



Dd = d + 2m



88



208



Đường kính vòng đáy



Dc



Dc = d − 2,5m



70



190



Chiều cao răng



h



h=2,25m



9



Chiều cao đầu răng



hd



hd = m



4



Chiều cao chân răng



hc



hc = 1, 25.m



5



S



S=0,5t



6,28



chia

Đường kính vòng tròn

cơ sở



Chiều dày răng trên

vòng tròn chia

Chiều rộng vành răng



b



30



Khoảng cách trục

Góc profin

Hệ số trùng khớp



140

α0



α0



ε



ε=



0, 5.



(



200



π .m.cosα 0



,

Cặp bánh răng z 2 − z 2



27



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

27



)



2

2

2

2

Dd 1 − d 01 + Dd 2 − d02 − A.sin α 0



1,65



Đồ án tốt nghiệp



Thông số

Tỷ số truyền

Modun pháp tuyến

Bước răng pháp tuyến



Ký

hiệu

i

mn



tn



tn



Góc nghiêng răng



β



Modun mặt đầu



ms



Bước mặt đầu

Đường kính vòng tròn



ts



= π. mn



,

mn .( z2 + z2 )

2.aω

m

ms = n

cosβ

ts = π .ms



cosβ =



d



Dd = d + 2.mn



Dc



Dc = d − 2,5mn



h

b



Chiều dài răng



d= ms .z



Dd



chia

Đường kính vòng đỉnh

Đường kính vòng đáy

Chiều cao răng

Chiều rộng vành răng



h=2,25 mn

B1 =



B1



Khoảng cách trục

Góc ăn khớp ở tiết diện



b

cosβ



4,31

13,53

107,75 172,4

115,75 180,4

97,75 162,4

9

30

32,3



αn



αn = α0



22, 40



x



x2 = x,2



x2 = x ,2 = 0,304



Cặp bánh răng z 3 − z 3



Tỷ số truyền

Modun pháp tuyến



21,790



142,3



pháp tuyến

Dịch chỉnh góc



Thông số



Kết quả

Z2

Z’2

4,09

4

12,56



Công thức



Ký

hiệu

i



Công thức



mn



28



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

28



,



Kết quả

Z3

Z’3

2,56

4



Đồ án tốt nghiệp



Bước răng pháp tuyến



tn =



tn



Góc nghiêng răng



β



Modun mặt đầu



ms



Bước mặt đầu

Đường kính vòng tròn



ts



π. mn



mn .( z3 + z )

2.aω

m

ms = n

cosβ

ts = π .ms



cosβ =



d



Dd = d + 2.mn



Dc



Dc = d − 2,5mn



h

b



Chiều dài răng



d= ms .z



Dd



chia

Đường kính vòng đỉnh

Đường kính vòng đáy

Chiều cao răng

Chiều rộng vành răng



h=2,25 mn

B1 =



B1



Khoảng cách trục

Góc ăn khớp ở tiết diện



12,56

,

3



b

cosβ



23,90

4,4

13,74

140,8

148,8

130,8



140,8

148,8

130,8

9

30

32,8



140,11

αn



200



ε



pháp tuyến

Dịch chỉnh góc



αn = α0



ε1 = ε 1,



0, 0126



,

Cặp bánh răng z 4 − z 4



Thông số

Tỷ số truyền

Modun pháp tuyến

Bước răng pháp tuyến



Ký

hiệu

i



Công thức

tn =



mn



tn



Góc nghiêng răng



β



Modun mặt đầu



ms



,

mn .( z4 + z4 )

2.aω

m

ms = n

cosβ



cosβ =



29



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

29



π. mn



Kết quả

Z4

Z’4

1,64

4

12,56

23,90

4,4