ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XƢỞNG NHIỆT
LUYỆN HỘP SỐ ÔTÔ TẢI 5 TẤN GVHD : TS.Lê Văn Lữ
SV :
NHÓM : 8

Mục lục

Page 1

Phần I: TỔNG QUAN
Chƣơng I: GIỚI THIỆU HỘP SỐ ÔTÔ TẢI
1.1 Giới thiệu hộp số ôtô……………………………………………… page 4
1.1.1 Hệ thống truyền lực……………………………………… page 4
1.1.2 Hộp số ôtô………………………………………………….page 4
1.1.3 Công dụng………………………………………………….page 4
1.2 Cấu tạo của hộp số ôtô tải 5 tấn……………………………………page 5
Phần II: CHỌN VẬT LIỆU VÀ LẬP PHƯƠNG
TRÌNH SẢN XUẤT
Chƣơng II: LỰA CHỌN VẬT LIỆU

4.10 Công nghệ nhiệt luyện bánh răng số 4 trục thứ cấp………… page 54
4.11 Công nghệ nhiệt luyện bánh răng số lùi trục thứ cấp………….page 59
Phần IV: Quy hoạch mặt bằng phân xưởng
Chƣơng V: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ
5.1 Đặc điểm làm việc của thiết bị………………………………….page 64
5.2 Tính số thiết bị cần dung……………………………………… page 68
5.3 Chọn các thiết bị phụ……………………………………………page 68
Chƣơng VI: QUY HOẠCH MẶT BẰNG

Page 3

6.1 Yờu cu chung page 69
6.2 Tớnh din tớch mt bng phõn xng page 69
6.3 Chn kt cu nh xng page 70
6.4 Cỏch b trớ mt bng phõn xngpage 71
Chng VII: AN TON LAO NG
7.1 Khỏi quỏt v an ton lao ng page 73
7.2 K thut an ton trong xng nhit luynpage 73
7.3 V sinh lao ng page 74
7.4 Nhim v ca cụng tỏc an ton.page 74
TAỉI LIEU THAM KHAO page 75 Phn I:

Page 4


1.2. Cấu tạo của hộp số ôtô tải 5 tấn: Page 5

Về cơ bản, cấu tạo chung của hộp số hai trục ngoài vỏ hộp số bao gồm các chi tiết
sau: trục sơ cấp, trục thứ cấp, các cặp bánh răng và các ống gài đồng tốc. Trong hình dƣới
thể hiện đây là hộp số hai trục 5 cấp, có cả số lùi và truyền lực cuối cùng có bộ vi sai. Vì
hộp số có 5 cấp nên trên trục sơ cấp và thứ cấp có 5 cặp bánh răng luôn ăn khớp với
nhau. Trong đó bánh răng chủ động số 1, số 2 cố định trên trục sơ cấp. Bánh răng chủ
động số 3, số 4, số 5 quay trơn trên trục sơ cấp. Bánh răng bị động số 1, số 2 quay trơn
trên trục thứ cấp. Bánh răng bị động số 3, số 4, số 5 cố định trên trục thứ cấp (thƣờng
bánh răng quay trơn đƣợc bố trí cạnh đồng tốc gài số). Vì có 5 số nên hộp số có 3 ống gài
đồng tốc.

Ngoài ra để đảo chiều quay của trục thứ cấp khi lùi, hộp số còn có thêm 1 bánh
răng số lùi có thể di trƣợt trên trục số lùi để ăn khớp với một bánh răng chủ động số lùi
trên trục sơ cấp và vành răng trên ống gài của bộ đồng tốc số 1 và số 2 ở vị trí trung gian.
Vì hộp số hai trục thƣờng bố trí ở xe du lịch cầu trƣớc chủ động nên ngoài các bộ
phận nêu trên thì cặp bánh răng truyền lực cuối cùng và bộ vi sai cũng đƣợc bố trí luôn
trong cụm hộp số.

P
Các nguyên tố
khác
0,360,44
0,5-0,8
0,17-0,37
0,8-1,1
<0,3
<0,035
<0.03 Nhiệt độ (
0
C ) điểm tới hạn của thép 40Cr
AC
1
= 743
AC
3
= 728
Ar
1
= 693
Ar
2
= 730
2.2. Vật liệu làm bánh răng:
2.2.1. Điều kiện làm việc:


S
P
Các nguyên tố khác
0,17-0,23
0,8-1,1
1,0-1,3
-
<0,035
<0.03
0,03-0,09 Ti

Nhiệt độ (
0
C ) điểm tới hạn của thép 18CrMnTi
AC
1
= 740
AC
3
= 825
Ar
1
= 650
Ar
2
= 730 Page 8


30,4
320000
16
20000
3
BRSC 2
18CrMnTi
2,9
30000
1,5
20000
4
BRSC 3
18CrMnTi
4,8
50000
2,5
20000
5
BRSC 4
18CrMnTi
5,7
60000
3
20000
6
BRSCL
18CrMnTi
1,2
12000

11
BRTCL
18CrMnTi
7,8
84000
4,2
20000
12
Tổng cộng

100
1052000

220000
Đặc tính các chi tiết
3.1.2. Kế hoạch sản xuất hàng năm:
Trong sản xuất luôn có phế phẩm nên số lƣợng sản xuất luôn lớn hơn số lƣợng
yêu cầu. Tỉ lệ phế phẩm của quá trình nhiệt luyện là 5% nên:
Sản lƣợng phải sản xuất = sản lƣợng yêu cầu * 1,05

Page 9

STT
Tên chi
tiết
Vật liệu
Tỉ
lệ
(%)
Sản lƣợng yêu cầu

9600
1000
201600
21000
2
Trục
TC
40Cr
30,4
320000
20000
16000
1000
336000
21000
3
BRSC
2
18CrMnTi
2,9
30000
20000
1500
1000
31500
21000
4
BRSC
3
18CrMnTi

18CrMnTi
7,8
84000
20000
4200
1000
88200
21000
8
BRTC2
18CrMnTi
8,6
90000
20000
4500
1000
94500
21000
9
BRTC3
18CrMnTi
7,2
76000
20000
3800
1000
79800
21000
10
BRTC4

Kế hoạch sản xuất của phân xƣởng
Page 10

3.2. Lập quy trình sản xuất:

STT
Tên chi
tiết
Vật liệu
Khối
lƣợng
(kg/năm)
Số
lƣợng
(cái/
năm)
Thƣờng
hóa
Thấm
Cacbon
Tôi
Ram
cao
Tôi
cao
tần
Ram

21000
x
x
x x
4
BRSC
3
18CrMnTi
52500
21000
x
x
x x
5
BRSC
4
18CrMnTi
63000
21000
x
x
x
x x
9
BRTC3
18CrMnTi
79800
21000
x
x
x x
10
BRTC4
18CrMnTi
56700
21000
x
x
x x
11
BRTCL
18CrMnTi
88200

LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NHIỆT
LUYỆN CHI TIẾT HỘP SỐ ÔTÔ TẢI 5
TẤN.
CHƢƠNG IV: QUY TRÌNH NHIỆT LUYỆN, TÍNH TOÁN
VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ.
4.1. Công nghệ nhiệt luyện trục sơ cấp:
 Vật liệu: 40Cr
 Khối lƣợng chi tiết: 9,6 kg
 Số lƣợng chi tiết: 20000 cái
 Diện tích xung quanh chi tiết: 0,12 (m
2
)
Các quy trình nhiệt luyện:
 Thƣờng hóa 890
0
C
 Tôi thể tích 850
0
C
 Ram cao 500
0
C
 Tôi cao tần 960
0
C
 Ram thấp: 200
0
C
4.1.1. Thƣờng hóa:
 Thiết bị: lò giếng điện trở CШЗ- 6.6/10

.n = 0,18.4 + 0,12.8 = 1,68 (m
2
)
Thời gian nung:
ò
ò
.
2,3 lg
.
p
ld
n
lc
Gc
tt
tK
F t t


   


Trong đó:
- K: hệ số sắp xếp
- G: khối lƣợng mẻ nung
- c
p
: nhiệt dung riêng
- F: diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt
-


Trong đó:
-
1

= 0,5 : độ đen của kim loại
-
2

= 0,7 : độ đen của tƣờng lò

Page 13

- F
1
: diện tích hấp thụ của mẻ nung
- F
2
: diện tích bề mặt của tƣờng lò



= 0,03×C
th
×(T/100)
3
+ (10÷15) = 0,03×1,86×(1163/100)
3
+ 10 = 98
126,8.0,162 950 25

t t t t t ph    

4.1.2. Tôi thể tích:
Thiết bị và đồ gá nhƣ quá trình thƣờng hóa
Thời gian nung:
ò
ò
.
2,3 lg
.
p
ld
n
lc
Gc
tt
tK
F t t


   

= 0,03×C
th
×(T/100)
3
+ (10÷15) = 0,03×1,86×(1123/100)

mt d
ng
mt c
Gc
tt
tK
F t t


   


126,8.0,162 50 850
2 2,3 lg 0,2( ) 12( út)
1,68.400 50 80
ng
t h ph

     
Thời gian chuẩn bị:
5( út)
cb
t ph

Thời gian tổng cộng
86( út)
n g ng cb

= 0,03×C
th
×(T/100)
3
+ (10÷15) = 0,03×1,63×(773/100)
3
+ 15 = 37

203,6.0,162 550 25
2 2,3 lg 1,58( ) 94( út)
2,64.37 550 500
n
t h ph

     


Thời gian giữ:
47( út)
g
t ph

Thời gian nguội: làm nguội trong môi trƣờng không khí ở 30
0
C
5( út)
ng
t ph

Thời gian chuẩn bị:

0,08( út)
g
t ph

Thời gian nguội:
0,03( út)
ng
t ph

Thời gian chuẩn bị:
5( út)
cb
t ph

Thời gian tổng cộng:
5,17( út)
n g ng cb
t t t t t ph    

4.1.5. Ram thấp:
 Thiết bị nhiệt luyện: lò giếng điện trở CШ3- 6.6/7
 Nhiệt độ làm việc: 250
0
C
 Không gian làm việc của lò: 600 x 600 (mm)
 Kích thƣớc ngoài: 1,54 x 1,54 x 2,1 (m)
 Đồ gá dùng nhƣ quá trình ram cao
Thời gian nung:
ò
ò


     
Page 16

Thời gian giữ:
56( út)
g
t ph

Thời gian nguội: làm nguội trong không khí ở 30
0
C
5( út)
ng
t ph

Thời gian chuẩn bị:
5( út)
cb
t ph

Thời gian tổng cộng:
178( út)
n g ng cb
t t t t t ph    
 Đồ gá: dạng khay chế tạo bằng thép chịu nhiệt nhƣ hình vẽ
550
300
40
Page 17

 Khối lƣợng đồ gá: 15 (kg)
 Diện tích xung quanh gá: 0,21m
2

 Số chi tiết trên gá: 2 cái/gá
 Số gá một lần chất là : 3 gá
 Khối lƣợng của mẻ nung:
G = G
g
.n + G
ct
.n = 15.3 + 16.6 = 141 (kg)
 Diện tích hấp thu của mẻ nung:
F = F
g
.n + F
ct
.n = 0,21.3 + 0,18.6 = 1,71 (m
2
)
Thời gian nung:

: nhiệt độ của lò
- t
d
: nhiệt độ ban đầu của chi tiết
- t
c
: nhiệt độ cuối của chi tiết
1
1 2 2
4,9
11
( 1)
th
C
F
F



4,9
1,73
1 1,71 1
( 1)
0,5 1,13 0,7



Trong đó:
-
1


     


Thời gian giữ:

1
24( út)
2
gn
t t ph

Thời gian nguội

0( út)
ng
t ph

Thời gian chuẩn bị:
5( út)
cb
t ph

Thời gian tổng cộng:
76( út)
n g ng cb
t t t t t ph    

4.2.2. Tôi thể tích:
Thiết bị và đồ gá nhƣ quá trình thƣờng hóa

2 2,3 lg 0,9( ) 54( út)
1,71.84 900 850
n
t h ph

     


Thời gian giữ:
1
27( út)
2
gn
t t ph

Thời gian nguội:
Làm nguội trong môi trƣờng dầu ở 50
0
C

Page 19

.
2,3 lg
.
p
mt d
ng
mt c
Gc

 Nhiệt độ làm việc: 550
0
C
 Không gian làm việc của lò: 600 x 600 (mm)
 Kích thƣớc ngoài: 1,54 x 1,54 x 2,1 (m)
 Đồ gá dùng nhƣ quá trình thƣờng hóa tăng số chi tiết 4 cái/ gá
Thời gian nung:
ò
ò
.
2,3 lg
.
p
ld
n
lc
Gc
tt
tK
F t t


   



= 0,03×C
th
×(T/100)
3

Thời gian tổng cộng:
167( út)
n g ng cb
t t t t t ph    
Page 20

4.2.4. Tôi cao tần:
Thiết bị máy phát tần số cao Л

З_100.
Kiểu : NVT – 450H
Công suất cao tần : 50KW cực đại ( công suất có thể điều
chỉnh đƣợc)
Tần số dao động : 50KHz : 200KHz
Yêu cầu năng lƣợng điện : pha, 50Hz, 380V, 93KVA
Bộ dao động : kiểu Hart loy

Thời gian nung :
0,06( út)
n
t ph

Thời gian giữ: chính là thời gian tôi hết chi tiết
0,08( út)
g
t ph


ld
n
lc
Gc
tt
tK
F t t


   



= 0,03×C
th
×(T/100)
3
+ (10÷15) = 0,03×1,6×(473/100)
3
+ 15 = 20

237.0,162 250 25
2 2,3 lg 2( ) 120( út)
2,79.20 250 200
n
t h ph

     



 Diện tích xung quanh chi tiết: 0,038 (m
2
)
Các quy trình nhiệt luyện:
 Thƣờng hóa 950
0
C
 Thấm cabon 900
0
C
 Tôi 850
0
C
 Ram thấp: 200
0
C
4.3.1. Thƣờng hóa:
 Thiết bị: lò giếng điện trở CШЗ- 6.6/10
 Nhiệt độ làm việc : 1000
0
C
 Không gian làm việc: 600 x 600 (mm)
 Kích thƣớc ngoài: 1,54 x 1,54 x 2,1 (m)
 Đồ gá: dạng treo đƣợc chế tạo bằng thép chịu nhiệt nhƣ hình vẽ
 Khối lƣợng đồ gá: 10 (kg)
 Diện tích xung quanh gá: 0,6m
2

 Số chi tiết trên gá: 60 cái/gá
 Số gá một lần chất là : 1 gá

n
lc
Gc
tt
tK
F t t


   


Trong đó:
- K: hệ số sắp xếp
- G: khối lƣợng mẻ nung
- c
p
: nhiệt dung riêng
- F: diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt
-

: hệ số truyền nhiệt
- t
lò
: nhiệt độ của lò
- t
d
: nhiệt độ ban đầu của chi tiết
- t
c
: nhiệt độ cuối của chi tiết


= 0,7 : độ đen của tƣờng lò
- F
1
: diện tích hấp thụ của mẻ nung
- F
2
: diện tích bề mặt của tƣờng lò



= 0,03×C
th
×(T/100)
3
+ (10÷15) = 0,03×1,59×(1223/100)
3
+ 10 = 97
100.0,162 1000 25
2 2,3 lg 0,34( ) 20( út)
2,88.97 1000 950
n
t h ph

     


Thời gian giữ:

1

Page 24

Thời gian nung:
ò
ò
.
2,3 lg
.
p
ld
n
lc
Gc
tt
tK
F t t


   





= 0,03×C
th
×(T/100)

Thời gian tổng cộng:
153( út)
n g ng cb
t t t t t ph    

4.3.3. Tôi:
Thiết bị và đồ gá nhƣ quá trình thƣờng hóa
 Thời gian nung:
ò
ò
.
2,3 lg
.
p
ld
n
lc
Gc
tt
tK
F t t


   

= 0,03×C
th