Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ môn công nghệ ô tô
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
…… o0o………….
ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN HỘP SỐ
Giáo viên hướng dẫn: PHẠM BỘI CHƯƠNG
Họ tên sinh viên: Trần Văn Hóa – Lớp ĐH K5 ô tô A
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
A- Phần thuyết minh:
1- Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực
2- Tính toán lựa chọn bánh răng hộp số
3- Tính toán trục hộp số
4- Tính toán ổ lăn
B- Phần bản vẽ:
1- Bản vẽ mặt cắt dọc của hộp số: A0
2- Bản vẽ chế tạo của trục thứ cấp hộp số A3
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN NHƯ SAU:
- Loại xe: tải ben
- Tự trọng xe: 5600KG, tải trọng 4400KG
- Số chỗ ngồi: 02
- Loại động cơ: Diesel
- Xe tham khảo: xe IFA 50
• Đặc điểm và thông số kỹ thuật của xe IFA 50:
Xe IFA-50 do nhà máy chế tạo ô tô IFA của Cộng hòa dân chủ Đức sản xuất
năm 1969. Vỏ xe bằng kim loại có sàn xe tự đổ, thành sau mở lật được, đổ tải qua
3 phía. Trang bị khí nén, thủy lực, điện để nâng ben của rơmoóc. Cabin có 2 chỗ
ngồi bằng kim loại.

- Sau
1750mm
1780mm
19 Bán kính quay vòng theo vỏ xe 7,1m
20 Tốc độ cực đại 90 km/h
21 Tiêu hao nhiên liệu 17 lít/100km
22 Động cơ 4 VD 14,5/12-1 SRW diêden
4 kỳ, 4 xilanh, bố trí thẳng hàng:
1-3-4-2
23 Đường kính xilanh 120mm
24 Hành trình pittong 145mm
25 Dung tích công tác 6,56 lít
26 Tỉ số nén 18
27 Công suất cực đại 125 mã lực ở 2300 vòng/phút
28 Mômen xoắn cực đại 43 kG.m ở 1350 vòng/phút
29 Bơm cao áp DEP 4V-S 804/3
30 Vòi phun Se 170 66-1, TGL 12348
31 Điện áp thiết bị điện 12V
32 Li hợp Ma sát khô, 1 đĩa
33 Hộp số 5 cấp, đồng tốc cho số II,III,IV,V
34 Truyền lực chính 2 cấp, côn răng xoắn, bánh răng
hành tinh
35 Tỷ số truyền của hộp số:
- Số I:
- Số II:
- Số III
- Số VI
8,62
4,56
2,62

Trần Văn Hóa Trang 3
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
Nhận xét , đánh giá đồ án
Giáo viên hướng dẫn:
Kết quả đánh giá:
Giáo viên chấm:
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình phát triển nền kinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội, việc
vận chuyển hàng hoá, hành khách có vai trò to lớn. Với việc vận chuyển bằng ô tô có khả
năng đáp ứng tốt hơn về nhiều mặt so với các phương tiện vận chuyển khác do đặc tính
đơn giản, an toàn, cơ động. Trong các loại hình vận chuyển thì vận chuyển bằng ô tô là
loại hình thích hợp nhất khi vận chuyển trên các loại đường ngắn và trung bình. Ô tô có
Trần Văn Hóa Trang 4
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
thể đến được nhiều vùng, nhiều khu vực địa điểm mà các phương tiện vận chuyển khác
khó có thể thực hiện được. Nó có thể đưa đón khách tận nhà, giao hàng tận nơi, đưa hàng
đến tận chân công trình mà giá cước phù hợp với nhu cầu của nhân dân.
Ngày nay do nhu cầu vận chuyển hàng hoá, hành khách tăng nhanh, mật độ vận
chuyển lớn. Đồng thời cùng với sự mở rộng và phát triển đô thị ngày càng tăng nhanh thì
vận chuyển bằng ô tô lại càng có ưu thế. ở các nước công nghiệp phát triển, công nghiệp
ô tô là ngành kinh tế mũi nhọn. Trong khi đó ở nước ta ngành công nghiệp ô tô mới chỉ
dừng lại ở mức khai thác, sử dụng, sửa chữa và bảo dữơng. Những năm 1985 trở về trước
các ô tô hoạt động ở Việt Nam đều là ô tô nhập ngoại với nhiều chủng loại do nhiều công
ty ở các nước sản xuất. Từ những năm đầu thập kỷ 90 chúng ta thực hiện việc liên doanh,
liên kết với các công ty nước ngoài. Nên ở Việt Nam hiện nay đã có 14 liên doanh đã và
đang hoạt động như: TOYOTA, MERCEDES - BENZ VMC, DEAWOO, MITSUBISHI,
NISSAN, FORD Ngoài ra còn kể đến một số hãng trong nước như:Trường Hải,
MêKông, Vinasuki, Công ty ô tô 1-5 , Công ty ô tô 3-2 … Tại những liên doanh này ô tô
được lắp ráp trên các dây chuyền công nghệ hiện đại. Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam
đã chuyển sang một giai đoạn mới.

đảm bảo an toàn cho hộp số không bị gãy vỡ răng.
- Hộp số phải có số lùi để cho phép xe chuyển động lùi; đồng thời phải có cơ cấu an
toàn chống gài số lùi một cách ngẫu nhiên.
- Điều khiển nhẹ nhàng, làm việc êm, hiệu suất cao và giá thành hạ
3.Phân loại hộp số
3.1 .Phân loại theo phương pháp thay đổi tỉ số truyền
* Loại hộp số có cấp
Ngày nay trên ôtô dùng nhiều nhất là hộp số có cấp (loại này thay đổi tỉ số truyền
bằng 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 người ta chia:
* Theo tính chất trục truyền
-Loại có trục tâm cố định việc thay đổi số bằng các con trượt thường có loại hai trục
tâm dọc hoặc ngang, loại ba trục tâm dọc.
Trần Văn Hóa Trang 6
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
-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 sử dụng hợp lý công suất của động
cơ, trong điều kiện lực cản khác nhau do đó tăng được tính kinh tế của ôtô 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 giố hạn
nào đó, thay đổi tự động, liên tục phụ thuộcvào sức cản chuyển động của ôtô, nó rút
ngắn được quãng đường tăng tốc, tăng lớn nhất tốc độ trung bình của ôtô.
-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 từ ắc quy). Ta thay đổi

Đối với các hãng ôtô đời mới và hiện đại 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.
5. Chọn sơ đồ động học của hộp số
Sơ đồ của hộp số là loại 3 trục ( hình 1 ):
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.
Trần Văn Hóa Trang 8
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
- 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 thường sử dụng bánh có răng nghiêng. Riêng cặp
bánh răng gài số 1 và số lùi được chế tạo là bánh răng răng thẳng.
Trần Văn Hóa Trang 9

 Bề rộng của lốp là : B = 9 (in)
 Đường kính vành bánh xe là :d = 20 (in)
Ta có :

4,25.
2
.






+=
d
Br
bx
λ
(mm)
Trong đó :
λ
là Hệ số kể đến biến dạng của lốp.
Lốp có áp suất thấp ta chọn :
λ
= 0,93
⇒
r
bx
= 0,93.( 9 +
2

bx
= 0,4488 (m)
+
η
t
: là hiệu suất của hệ thống truyền lực
Theo xe tham khảo
η
t
= 0,85 ÷ 0,90 chọn
η
t
= 0,90
+ M
axem
: là mômen quay cực đại của động cơ M
emax
= 43 (KG.m)
+ ψ
max
: hệ số cản tổng cộng của đường. Ta có thể chọn hệ số cản tổng cộng của
mặt đường cho xe tải lớn sơmi rơmooc nằm trong khoảng 0,18-0,3 chọn ψ
max
=0,3
ψ
max
=f +tgα
max

f : hệ số cản lăn mặt đường

+ r
b
: Bán kính động học của xe (m).
+ i
hn
: Tỷ số truyền cao nhất trong hộp số. Ta chọn : i
hn
= 1.
+ V
max
= 90 (km/h) : Vận tốc lớn nhất của ôtô.
Thay số vào ta có:
- ở tỉ số truyền số 1 của hộp số ôtô phải vượt qua
)( if
+=
ψψ
Số 1 có tỉ số truyền cao nhất trong dãy số của hộp số, tốc độ tương ứng là chậm nhất
(khoảng 3
÷
5
hkm /
), ôtô phải di chuyển ở loại đường có hệ số cản lăn (
f
) đã cho và
phải vượt qua được độ dốc (
i
).
Như vậy, cần chọn lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động của ôtô để có thể khắc phục
được lực cản tổng cộng
if +=

η
ψ
≥⇔≥
tfcoe
b
hI
iiM
rG
i
η
ψmax
max
≥⇔
Trần Văn Hóa Trang 13
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
- Ở số truyền số 1 của hộp số, lực kéo tiếp tuyến lớn nhất phát ra ở các bánh xe chủ động
của ôtô bị hạn chế bởi điểu kiện bám và được thể hiện:
ϕ
η
ϕϕ
.

max
max
G
r
iiiM

Vậy ta có thể chọn tỉ số truyền
hI
i
trong khoảng
Và ta chọn theo điều kiện khắc phục lực cản
I.2 Số cấp hộp số ô tô:
Với xe tải thường thiết kế theo tiêu chí tiêu hao nhiên liệu thấp, tính năng động lực học
không tốt lắm nên số cấp thường nằm trong khoảng 4 đến 6 cấp.
Số cấp hộp số của ô tô được xác định theo công thức:
1
(log log )
1
log
h hn
i i
n
q
−
= +
Trong đó :
+
n
là số cấp của hộp số
+ i
h1
là giá trị truyền thấp nhất của hộp số ( i
h1
= 8,05)
+ i
hn

h3
Tỷ số
truyền
8,05 4,78 2,84 1,68 1
I.5. Khoảng cách trục và các kích thước chiều trục
I.5.1. Khoảng cách trục hộp số :
Trần Văn Hóa Trang 15
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
Khoảng cách trục A (mm) của hộp số ôtô được xác định sơ bộ theo công thức kinh
nghiệm sau :

Trong đó :
+): Hệ số kinh nghiệm, có giá trị nằm trong khoảng sau:
Đối với xe vận tải: k=8,69,6 cho hộp số thường
Vậy ta chọn
+) M
emax
: mômen quay cực đại. M
emax
= 430 (N.m)
Thay số ta tính được khoảng cách trục sơ bộ :

Khoảng cách trục A của các hộp số ô tô hiện nay thường nằm trong khoảng:
Đối với ô tô vận tải: A
Vậy A đã tính ở trên thỏa mãn. Chọn sơ bộ A = 136 (mm)
I.5.2. Kích thước theo chiều trục cacte hộp số :
Kích thước theo chiều trục của các-te hộp số 1 (mm) nói chung có thể được xác
định bằng tổng chiều đài (theo chiều trục) của các chi tiết lắp trên trục trung gian hộp số
(hoặc trên trục thứ cấp đối với hộp số hai trục). Bao gồm: chiều rộng của các bánh răng
b(mm), chiều rộng của bộ đồng tốc (hoặc ống gài) H(mm), chiều rộng của các ổ đỡ trục

0
.
Trần Văn Hóa Trang 17
≈
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
Khi đã chọn được khoảng cách trục A và môđun pháp tuyến m như nhau cho các
bánh răng ở các cấp số thì số lượng răng của bánh răng chủ động và bánh răng bị động
được tính :
Số I:
( ) ( )
8
05,815,3
20cos.136.2
1
cos 2
1
1
=
+
=
+
=
h
im
A
Z
β
(răng)

6405,8.8.

Số III:
( ) ( )
19
84,215,3
20cos.136.2
1
cos 2
3
3
=
+
=
+
=
h
im
A
Z
β
(răng)

5419.84,2.
3333
=== ZiZ
h
(răng)
Số VI:
( ) ( )
27
68,115,3

5
=
+
=
+
=
h
im
A
Z
β
(răng)

3737.1.
5555
=== ZiZ
h
(răng)
Trần Văn Hóa Trang 18
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
Tỷ số truyền được tính chính xác là:

8
8
64


67,1
27
45
4
44
4
===
Z
Z
i
h
1
37
37
5
55
5
===
Z
Z
i
h
Khoảng cách trục:
( )
( )
126
2
5,3.648
2

12
2
1
===⇒==
LL
L
L
ZZ
Z
Z
i
L
(răng)
Chọn số răng của bánh răng số lùi trên trục sơ cấp Z
L
=21 (răng)
Trần Văn Hóa Trang 19
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
Tỷ số truyền chính xác là:
16,9
7
64
==
L
i

Khoảng cách giữa trục sơ cấp và trục số lùi:
( )
( )
75,50

A
LL
TL
(mm)
II.2. Tính bánh răng:
Bánh răng hộp số ô tô tính toán theo uốn và tiếp xúc.
* Tính theo uốn: Khi tính toán bánh răng hộp số ô tô ta cần mômen tính toán của
động cơ M
d
truyền xuống bánh răng để tính. Khi tính toán hộp số ô tô, mômen tính toán
của đông cơ bằng mômen quay động cơ M
emax
.
Ứng suất uốn tại tiết diện nguy hiểm của bánh răng xác định theo công thức

24,0.
.
γ
σ
mb
P
u
=

[ ]
2
/ mN
Trong đó: p: Lực vòng tác dụng lên bánh răng tại tâm ăn khớp (N).
b: Chiều rộng bánh răng (mm): b = 29,92 (mm)
y: Hệ số dạng răng phụ thuộc vào số răng tương đương:


[ ]
( )
450150 −=
u
σ
(MN/m
2
): đối với bánh răng số 3,4 và 5

[ ]
( )
1200300 −=
u
σ
(MN/m
2
): đối với bánh răng số lùi

+> Tính cặp bánh răng 1-11:
Z
1
=8(răng); Z
11
= 64 (răng); m = 3,5
M
1
= 430 (Nm); M
11
= M

r
M
P 30714
10.14
430
3
1
1
1
===
−
( )
N
r
M
P 27643
10.112
3096
3
11
11
11
===
−
8
11
== ZZ
td
(răng)
⇒


24,0.
+> Tính cặp bánh răng 2-22:
Z
2
= 13 (răng); Z
22
= 62 (răng); m = 3,5
M
2
= 430 (Nm); M
22
= M
2
.i
h2
.η = 430.4,77.0,9 =1846 (Nm)
Bán kinh vòng chia:
Trần Văn Hóa Trang 21
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
24
20cos.2
13.5,3
cos2
.
0
2
2
===
β

(N)
16052
10.115
1846
3
22
22
22
===
−
r
M
P
(N)
16
20cos
13
cos
033
2
2
===
β
Z
Z
td
(răng)
=⇒
2
y

P
u
σ
( )
[ ]
u
mMN
σ
<
2
/
+> Tính cặp bánh răng: 3-33:
Z
3
= 19; Z
33
= 54 (răng); m = 3,5
M
3
= 430 (Nm); M
33
= 430.i
h3
.η = 430.2,84.0,9 = 1099 (Nm)
Bán kính vòng chia:
35
20cos.2
19.5,3
cos2
.

3
===
−
r
M
p
(N);
10990
10.100
1099
3
33
33
33
===
−
r
M
P
(N)
23
20cos
19
cos
033
3
3
===
β
Z

3
3
3
===
−
ymb
P
u
σ
(MN/m
2
)< [
u
σ
]
+> Tính cặp bánh răng 4-44:
Z
4
= 27 (răng); Z
44
= 45 (răng); m = 3,5
M
4
= 430 (Nm); M
44
= M
4
.i
h4
.η = 430.1,67.0,9 =646 (Nm)

10.50
430
3
4
4
4
===
−
r
M
P
(N)
7690
10.84
646
3
44
44
44
===
−
r
M
P
(N)
Trần Văn Hóa Trang 23
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
33
20cos
27

51,43
453.0.5,3.10.92,29
24,0.8600

24,0.
3
4
4
4
===
−
ymb
P
u
σ
( )
[ ]
u
mMN
σ
<
2
/
+> Tính cặp bánh răng: 5-55:
Z
5
= Z
55
= 37 (răng); m = 3,5
M

r
M
p
(N);
5609
10.69
387
3
55
55
55
===
−
r
M
P
(N)
45
20cos
37
cos
033
5
555
====
β
Z
ZZ
tdtd
(răng)

L2
:
Trần Văn Hóa Trang 24
Khoa cơ khí động lực Đồ án ôtô 2
Z
L
= 21 (răng);
⇒
y
L
= 0,4;; m = 3,5
M
L
= 430 (Nm); M
L2
= 430.i
LL2
.η = 430.3.0,9 = 1161(Nm)
Bán kính vòng chia:
75,36
2
21.5,3
2
.
===
L
L
Zm
r
(mm)

3
2
2
2
===
−
L
L
L
r
M
P
(N)
543
4,0.10.92,29.5,3
24,947750

24,0.
3
2
2
===<
−
L
L
uLuL
ybm
P
σσ
(MN/m

112
2
64.5,3
2
.
1
1
===
L
L
Zm
r
(mm)
Lực vòng:
94775
10.25,12
1161
3
2
2
2
===
−
L
L
L
r
M
p
(N)