Đề tài Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình hộp số ô tô

Luận văn tốt nghiệp Đề tài : Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình hộp số ô tô NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ ................................................................................................................ MỤC LỤC Trang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN……………….……1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN………………….…...2 LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………….…..6 PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ.….8 Giới thiệu chung về hộp số………………………………………8 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loai…………………………………….8 Nhiệm vụ…………………………………………………….…..8 Yêu cầu……………………………………………………….….9 Phân loại…………………………………………………….……9 1.2.3.1. Yêu cầu của hộp số có cấp…………………………………….9 1.2.3.2. Phân loại theo phương pháp thay đổi tỉ số truyền………….….10 1.2.3.3. Phân loại theo cơ cấu điều khiển………………………….…...11 1.2.4. Phân tích chon phương án kết cấu hộp số……………………….12 1.2.5. Chọn sơ đồ cấu tạo của hộp số………………………………......13 1.3. Phân tích đặc điểm kết cấu hộp số ô tô……………………………14 1.3.1. Hộp số ba trục (hộp số đồng tâm)...……………………………..14 1.3.2. Hộp số hai trục…...……………………………………………...16 1.4. Phân tích đặc điểm của hộp số theo số cấp………………………..18 1.4.1. Hộp số thường (cấp số từ 3 đến 6)…...………………………….18 1.4.2. Hộp số nhiều cấp (từ 8 đến 20)……………………………….....21 PHẦN II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỘP SỐ XE ZIL-130……………………………………………………………27 2.1. Cấu tạo……………………………...……………………………..27 2.2. Cơ cấu điều khiển hộp số………………..…………….…………..30 2.2.1. Đặc điểm của cơ cấu điều khiển hộp số…………………………30 2.2.2. Đặc điểm kết cấu cơ cấu định vị và khóa hãm…………………..31 2.2.2.1. Cơ cấu định vị…………………………………………………31 2.2.2.2. Khóa hãm……………………………………………………...31 2.2.2.3. Cơ cấu an toàn khi gài số lùi…………………………………..32 2.4. Bộ đồng tốc hộp số ô tô……………………………………………32 2.4.1. Phân tích đặc điểm kết cấu của bộ đồng tốc…………………….33 a. Bộ đồng tốc loại I……………………………………………………33 b. Bộ đồng tốc loại II (loại răng hãm)………………...………………..37 PHẦN III. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH………………………………………………………………...46 3.1. Các bánh răng hộp số……………………………………………...46 3.2. Cơ cấu gài số………………………...…………………………….46 3.3. Bộ đồng tốc……………………………...………………………...47 3.3.1. Cơ cấu đồng tốc loại có khóa………...………………………….47 a. Cấu tạo…………..…………………………………………………..47 b. Hoạt động………................................................................................49 3.3.2. Cơ cấu đồng tốc kiểu không có khóa..….……………………….51 3.4. Trục hộp số…………………..……………………………………53 3.5. Vỏ và nắp hộp số, các ổ bi………………………...………………53 PHẦN IV. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SỬA CHỮA……………54 4.1. Các hư hỏng của hộp số...................................................................54 4.2. Phương pháp kiểm tra và sửa chữa……………………………….54 PHẦN V. TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………..58 LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước ngành công nghiệp ô tô của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Trong những năm gần đây lượng ô tô tham gia giao thông không ngừng tăng lên. Ngày nay ô tô đã trở thành phương tiện đi lại thân thiện đối với người dân Việt Nam. Nhận ra nhu cầu này nhiều hãng xe nổi tiếng trên thế giới đã đầu tư vào Việt Nam. Theo đó Nhà nước cũng có những chính sách phù hợp để thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô phát triển. Ngoài những công ty đã phát triển từ lâu đời ở Việt Nam như Công ty ô tô mùng 1 tháng 5 hay công ty cơ khí ô tô Sài Gòn. Những năm gần đây nhiều công ty ô tô nước ngoài đã đầu tư vào thị trường Việt nam như : Toyota, Suzuki, Ford, Mercedes, Mazda, Huynđai. Việc xuất hiện các công ty nước ngoài đã tác động mạnh mẽ tới việc đào tạo kỹ thuật viên trong nước sao cho đáp ứng được với nền công nghiệp ô tô nước nhà. Theo dự án đào tạo nghề của Cộng Hòa Liên Bang Đức đầu tư vào Việt Nam. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên là một trọng tâm trong dự án đó. Trong đó ngành cơ khí động lực được chú trọng ngay từ đầu. Trong quá trình hoạt động đã đào tạo được các kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao đáp ứng nhu cầu của xã hội. Là sinh Đại học được đào tạo chính quy , qua thời gian học tập và nghiên cứu tại trường dưới một mô hình đào tạo có chất lượng. Để khẳng định chất lượng đào tạo của Nhà trường nói chung và khoa cơ khí động lực nói riêng , chúng em được giao đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình Hộp số ô tô’’. Đề tài gồm bốn phần: PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ SỬ DỤNG TRÊN ÔTÔ. PHẦN II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỘP SỐ XE ZIL-130. PHẦN III. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH. PHẦN IV. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SỦA CHỮA. Trang bị hệ thống điều hòa trên ô tô là rất quan trọng, nhờ vậy tính tiện nghi của ô tô ngày một nâng cao , giúp con người cảm thấy thoải mái khi sử dụng ô tô . Nhận thức được tính cấp thiết của đề tài, nên ngay sau khi nhận được đề tài em đã tìm hiểu những vấn đề có liên quan, sưu tập tài liệu. Trong quá trình thực hiện chúng em gặp không ít những khó khăn, nhưng với sự hướng dẫn tận tình của thầy LÊ VĂN ANH cùng các thầy cô trong khoa và các bạn cùng lớp chúng em đã dần khắc phục được những khó khăn. Đến nay đề tài của chúng em đã hoàn thành đề tài đúng thời gian quy định. Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, tính rộng lớn của đề tài nên mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng đề tài cũng không thể tránh khỏi những khiếm khuyết , rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các quý thầy cô và các bạn trong lớp để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn nữa. Em hy vọng đề tài của chúng em sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn sinh viên khóa sau và là bài giảng hữu ích trong việc giảng dạy của nhà trường. Em xin chân thành cảm ơn! PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ. 1.1. Giới thiệu chung về hộp số. Khi ô tô chuyển động trên đường, sức cản chuyển động của ô tô thay đổi trong giới hạn rất rộng từ 20÷30 lần như lúc không tải, lặng gió, đường tốt hoặc lúc ngược gió to,đường sấu, quá tải, lên rốc… Các loại động cơ trên ô tô có khả năng thay đổi momen xoáy trong giới hạn hẹp: động cơ xăng khoảng 1,1÷1,2 ;động cơ diezel khoảng 1,05÷1,15, động cơ tăng áp lớn hơn một chút. Nhìn chung việc thay đổi momen xoắn cần thiết để thắng sức cản chuyển động trên đường của xe. Để giải quyết vấn đề này trên ô tô người ta phải đặt hộp số. Hộp số dùng để thay đổi lực kéo tác động lên bánh xe dẫn động ôtô bằng chách thay đổi tỉ số truyền động giữa động cơ với bánh xedẫn động. thông thường, muốn kéo bánh xe dẫn động quay một vòng,trục khuỷu động cơ phải quay 4,8 hay 12 vòngnhiều hơn. Ngoài ra, hộp số còn cho phép cài số lui và về tử điểm cho xe đứng yên trong lúc động cơ vẫn làm việc. 1.2. Nhiêm vụ, yêu cầu, phân loại. 1.2.1 nhiệm vụ. Hộp số dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi momen xoắn ở các bánh xe chủ động của ô tô, đồng thời thay đổi tốt độ chạy xe sao cho phù hợp với sức cản bên ngoài. Ta luy chiều chuyển động của ô tô (tiến hay lùi). Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoảng thời gian tùy ý(số 0)mà không cần tắt máy và mở ly hợp. Dẫn động lực ra ngoài cho các bộ phận công tác của xe chuyên dùng(có phần trích công suất cho tời kéo, xe tự đổ…) 1.2.2. Yêu cầu của hộp số. Có đủ tỉ số truyền một chách hợp lý để nâng cao tính kinh tế, và tính động lực của ô tô. Hiệu suất truyền lục cao, khi làm việc không gây tiếng ồn, thay đổi số nhẹ nhàng không sinh lực va đập ở các bánh răng. Kết cấu gọn gàng,chắc chắn, rễ điều khiển bảo dưỡng và sửa chữa, giá thành hạ. 1.2.3. Phân loại hộp số. 1.2.3.1. Yêu cầu của hộp số có cấp. Để đảm bảo những công dụng trên, ngoai các yêu cầu chung về sức bền, kết cấu gọn, hộp số có cấp ô tô, máy kéo phải thoả mãn các yêu cầu đặc chưng sau: Hộp số ô tô máy kéo phải có đủ tỷ số truyền cần thiết nhằm đảm bảo tốt tính chất động lực và tính kinh tế nhiên liệu khi làm việc. khi gài số không sinh ra các lực va đập lên các răng nói riêng và hệ thống truyền lực nói chung. Muốn vậy hộp số ô tô phải có bộ đồng tốc để gài số hoặc ống để gài số. hộp số phải có vị trí trung gian để có thể ngắt truyền động của động cơ khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian lâu dài. Phải có cơ cấu chống gài hai số cùng lúc để đảm bảo an toàn cho hộp số không bị gãy, vỡ răng. hộp số phải có số lùi để cho phép xe có thể chuyển động lùi; đồng thời phải có cơ cấu chống gài số lùi ngẫu nhiên. điều khiển nhẹ nhàng, làm việc êm và hiệu suất cao. 1.2.3.2. phân loại theo phương pháp thay đổi tỉ số truyền. Loại hộp số có cấp. Ngày nay trên ô tô dùng nhiều nhất là loại hộp só có cấp(loại này thay đổi tỉ số truyền bàng cách thay đổi sự ăn khớp giữa các cặp bánh răng), vì cấu tạo đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất truyền lực cao, giá thành rẻ. Trong loại hộp số có cấp này người ta chia ra: + Theo tính chất trục truyền: - loại có trục tâm cố định việc thay đổi số bàng các con trượt thường có loại hai trục tâm dọc hoặc ngang, loại ba trục tâm dọc. - loại có trục tâm di động (hộp số hành tinh). + Theo cấp số ta có: hộp số 3 cấp, 4 cấp, 5 cấp… Nếu hộp số càng nhiều cấp tốc độ càng cho phép sủ dụng hợp lý công suất của động cơ, trong điều kiện lực cản khác nhau do đó tăng được tính kinh teescuar ô tô nhưng thời gian thay đổi số dài, kết cấu phức tạp. Loại hộp số vô cấp. Hộp số vô cấp có ưu điểm là có thể thay đổi tỉ số truyền liên tục trong một giói hạn nào đó, thay đổi tự động, liên tục phụ thuộc vào sức cản chuyển động của ô tô, nó rút ngắn được quãng đường tăng tốc, tăng lớn nhất tốc độ trung bình của ô tô. + Hộp số vô cấp kiểu cơ học(ít sử dụng). + Hộp số vô cấp kiểu va đập(ít dùng). + Hộp số vô cấp kiểu ma sát (bánh ma sát hình côn). +Hộp số vô cấp dùng điện. Dùng động cơ đốt trong kéo máy phát điện, cung cấp điện cho động cơ điện đặt ở bánh xe chủ động(hoặc có nguồn điện là ắc quy). Ta thay đổi dòng điện kích thích của động cơ điện sẽ thay đổi tốc độ và momen xoắn của động cơ điện và bánh xe chủ động. + hộp số vô cấp thủy lực: truyền momen xoắn nhờ năng lượng dòng chất lỏng có thể là thủy động hoặc thủy tĩnh. Hộp số vô cấp thủy lực có kết cấu phức tạp, giá thành cao, hiệu suất truyền lực thấp,thay đổi momen soắn trong giới hạn hẹp. Thông thường người ta kết hợp với hộp số có cấp có trục tâm di động(kiểu hành tinh) với biến momen thủy lực. Yêu cầu của hộp số có cấp 1.2.3.3. Phân loại theo cơ cấu điều khiển. Loại điều khiển cưỡng bức (thường ở hộp cố có cấp). Loại điều khiển bán tự động (thường ở hộp số kế hợp). Loại điều khiển tự động (thường ở hộp số vô cấp). 1.2.4. Phân tích chọn phương án kết cấu hộp số: Bước quan trọng khi thiết kế hộp số phải phân tích đặc điểm kết cấu của hộp số ôtô và chọn phương án hợp lý. Việc phân tích này phải dựa trên các yêu cầu đảm bảo hộp số làm việc tốt chức năng: -Thay đổi mômen xoắn truyền từ động cơ đến bánh xe chủ động. -Cho phép ôtô chạy lùi. -Tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi dừng xe mà động cơ vẫn làm việc Hộp số thiết kế phải đáp ứng được các yêu cầu: 1-Có tỷ số truyền hợp lý, đảm bảo chất lượng kéo cần thiết. 2-Không gây va đập đầu răng khi gài số, các bánh răng ăn khớp có tuổi thọ cao 3-Hiệu suất truyền lực cao 4-Kết cấu đơn giản, gọn, dễ chế tạo, điều khiển nhẹ nhàng, có độ bền và độ tin cậy cao Nhằm nâng cao tuổi thọ cho các bánh răng ăn khớp, trong hộp số cơ khí có cấp thường bố trí bộ đồng tốc. Nhiệm vụ của bộ đồng tốc là cân bằng tốc độ góc của các chi tiết chủ động và bị động trước khi chúng ăn khớp với nhau. Trên ôtô ngày nay đều sử dụng khá rộng rãi hộp số 2 trục và 3 trục.Hộp số 3 trục thường bố trí trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm. Đối với ôtô vận tải thường dùng loại hộp số 5 và 6 số [1]. Vậy ta chọn hộp số loại 5 số, với hộp số 6 số kết cấu sẽ phức tạp khó chế tạo. 1.2.5. Chon sơ đồ cấu tạo của hộp số. Sơ đồ của hộp số là loại 3 trục: Sơ đồ hộp số loại 3 trục. Sơ đồ trên là hộp số 3 trục có trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm. Gồm 5 cấp (5 số tiến, 1 số lùi). Trong đó tay số 5 là tay số truyền thẳng. Số II, III, IV, V được gài bằng bộ đồng tốc. Số lùi (R) và số I được gài bằng khớp răng. Các bánh răng trên trục trung gian được chế tạo rời và lắp chặt trên trục trung gian. - Trong hộp số có một cặp bánh răng luôn ăn khớp để dẫn truyền mômen quay từ trục thứ nhất đến trục trung gian. Trục thứ nhất được chế tạo thành một khối với bánh răng chủ động của cặp bánh răng luôn ăn khớp và vành răng ngoài để gài số truyền thẳng (i=1). Trục thứ nhất được đỡ bằng hai ổ bi, một ổ đặt trong bánh đà và một ổ đặt ở vỏ hộp số, ổ bi này thường chọn có đường kính ngoài lớn hơn bánh răng chủ động để đảm bảo tháo lắp trục thứ nhất được dễ dàng. - Trên trục trung gian được lắp cố định nhiều bánh răng để dẫn truyền mômen quay đến trục thứ hai, giá trị của mômen quay được thay đổi tuỳ theo cách gài các bánh răng lắp trượt và cùng quay trên trục thứ hai. Trục trung gian được đỡ trên hai ổ bi đặt ở vỏ hộp số. Thường các bánh răng trên trục trung gian có hướng đường nghiêng của răng cùng chiều để giảm lực chiều trục tác dụng lên trục. - Trục thứ hai được đỡ bằng hai ổ bi trong đó ổ bi kim được đặt ngay trong lỗ đầu trục thứ nhất, biện pháp này đảm bảo độ đồng tâm giữa hai trục và tiện lợi cho việc gài số truyền thẳng. ổ bi thứ hai đặt ở vỏ hộp số. Trong các xe thường lắp hộp đo tốc độ ở đuôi trục thứ hai. - Xu hướng phát triển thiết kế hộp số là sử dụng bộ đồng tốc với mọi tay số và do đó tất cả các bánh răng luôn luôn ăn khớp và t hường sử dụng bánh có răng nghiêng. Riêng cặp bánh răng gài số 1 và số lùi được chế tạo là bánh răng răng thẳng. 1.3. Phân tích đặc điểm kết cấu hộp số ô tô. 1.3.1. Hộp số ba trục (còn có thể gọi là hộp số đồng tâm) : kết cấu hộp số đồng trục thường có ít nhất 3 trục truyền động: trục sơ cấp ,trục thứ cấp và trục trung gian. Trong đó trục sơ cấp và trục thứ cấp nối liền trục với nhau. Trục trung gian có thể có môt, hai hoạc ba trục bố trí chung quanh trục sơ cấp và trục thứ cấp nhằm làm tăng độ vững trãi cho trục thứ cấp, duy trì sự ăn khớp cho các cặp bánh răng trên các trục. Sơ đồ nổi bật của sơ đồ hộp số đồng trục là cho phép tạo ra số truyền thẳng (không qua cặp bánh răng nào) nên hiệu suất cao nhất có thể coi như bằng một nếu bỏ qua các tổn thất khác. Điều này có ý nghĩa rất lớn đối với hộp số ô tô vì phần lớn thời gian làm việc của hộp số là số truyền thẳng (chiếm tỉ lệ đến 50÷80%). Cho phép nâng cao hiệu suất truyền của hộp soosvaf do đó giảm tiêu hao nhiên liệu và làm tăng tuổi thọ