Tính toán thiết kế ly hợp

Tính toán thiết kế ly hợpLỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thế giới, nền kinh tế việt nam cũng từng bước phát triển, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và kỷ thuật ngành giao thông vận tải củng phát triển rất mạnh mẽ .Ôtô ngày càng trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển hàng hóa và hành khách phổ biến kéo theo nó là nhu cầu về đội ngũ để phục vụ cho ngành. Sau khi học xong môn học Ô tô II, chúng em đã vận dụng những kiến thức đã học để làm đồ án - Tính toán Ô tô II. Trong quá trình tính toán để hoàn thành Đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu chúng em đã gặp không ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng cùng với sự nỗ lực của em, sự giúp đỡ của các bạn trong lớp, và sự hướng dẫn hết sức tận tình của thầy giáo Phạm Bội Chương, các thầy giáo trong khoa giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc chúng em đã hoàn thành xong Đồ án môn học Ô tô II. Tuy nhiên do là lần đầu tiên chúng em vận dụng lý thuyết đã học, vào tính toán một bài tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy chúng em rất mong sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân chúng em ngày càng được hoàn thiện hơn nữa về kiến thức chuyên môn và khả năng tự nghiên cứu của mình. Qua Đồ án này mỗi người trong chúng em đều đã có ý thức hơn cho nghề nghiệp của mình, đã dần hình thành cho mình phuong pháp học tập và nghiên cứu mới. Cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy Phạm Bội Chương đã giúp chúng em hoàn thành tốt Đồ án này. Rất mong được sự giúp đỡ nhiều hơn nữa của thầy và các thầy giáo trong khoa. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên : Nguyễn Văn Quân ĐỒ ÁN MÔN HỌC ÔTÔ 2 Họ và tên sinh viên : Nguyễn Văn Quân : Lớp : ĐHLT CNKT ÔTÔ B: Khóa : K2 Tên đề tài : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC : - Loại ôtô : Ôtô du lịch - Trọng lượng toàn xe Ga = 1330 (KG) - Mômen cực đại Memax = 9,3 (mã lực), nM = 2900 (vòng/phút) - Công suất cực đại Nmax = 50 (mã lực), nN = 4750 (vòng/phút) - Ký hiệu bánh xe : 6,00 – 13 - Vận tốc cực đại vmax = 120 (km/h) - ih1 = 3,81 - Lò xo ép dạng đĩa - Dẫn động thủy lực II. NỘI DUNG CẦN HOÀN THÀNH : - Phân tích kết cấu chọn phương án thiết kế ly hợp - Xác định mômen ma sát của ly hợp - Xác định các kích thước cơ bản của ly hợp - Tính công trượt riêng - Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp - Tính toán dẫn động ly hợp III. BẢN VẼ : - 01 bản vẽ A0 : vẽ cắt dọc và ngang của ly hợp - 01 bản vẽ A3 : hệ thống dẫn động ly hợp Sinh viên thực hiện Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Văn Quân Phạm Bội Chương Mục lục Phần mục Tên nội dung thuyết minh trang I Phân tích kết cấu chọn phương án thiết kế ly hợp 4 II Tính toán các chi tiết chính của ly hợp 9 III Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 17 IV Tính toán dãn động ly hợp 33

doc40 trang | Chia sẻ: banmai | Ngày: 20/02/2013 | Lượt xem: 1657 | Lượt tải: 14download
Tóm tắt tài liệu Tính toán thiết kế ly hợp, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN Giáo viên hướng dẫn: Phạm Bội Chương Kết quả đánh giá: ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. Giáo viên chấm:........................................................ Kết quả đánh giá: .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thế giới, nền kinh tế việt nam cũng từng bước phát triển, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và kỷ thuật ngành giao thông vận tải củng phát triển rất mạnh mẽ .Ôtô ngày càng trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển hàng hóa và hành khách phổ biến kéo theo nó là nhu cầu về đội ngũ để phục vụ cho ngành. Sau khi học xong môn học Ô tô II, chúng em đã vận dụng những kiến thức đã học để làm đồ án - Tính toán Ô tô II. Trong quá trình tính toán để hoàn thành Đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu chúng em đã gặp không ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng cùng với sự nỗ lực của em, sự giúp đỡ của các bạn trong lớp, và sự hướng dẫn hết sức tận tình của thầy giáo Phạm Bội Chương, các thầy giáo trong khoa giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc chúng em đã hoàn thành xong Đồ án môn học Ô tô II. Tuy nhiên do là lần đầu tiên chúng em vận dụng lý thuyết đã học, vào tính toán một bài tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy chúng em rất mong sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân chúng em ngày càng được hoàn thiện hơn nữa về kiến thức chuyên môn và khả năng tự nghiên cứu của mình. Qua Đồ án này mỗi người trong chúng em đều đã có ý thức hơn cho nghề nghiệp của mình, đã dần hình thành cho mình phuong pháp học tập và nghiên cứu mới. Cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy Phạm Bội Chương đã giúp chúng em hoàn thành tốt Đồ án này. Rất mong được sự giúp đỡ nhiều hơn nữa của thầy và các thầy giáo trong khoa. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên : Nguyễn Văn Quân ĐỒ ÁN MÔN HỌC ÔTÔ 2 Họ và tên sinh viên : Nguyễn Văn Quân : Lớp : ĐHLT CNKT ÔTÔ B: Khóa : K2 Tên đề tài : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP SỐ LIỆU CHO TRƯỚC : Loại ôtô : Ôtô du lịch Trọng lượng toàn xe Ga = 1330 (KG) Mômen cực đại Memax = 9,3 (mã lực), nM = 2900 (vòng/phút) Công suất cực đại Nmax = 50 (mã lực), nN = 4750 (vòng/phút) Ký hiệu bánh xe : 6,00 – 13 Vận tốc cực đại vmax = 120 (km/h) ih1 = 3,81 Lò xo ép dạng đĩa Dẫn động thủy lực NỘI DUNG CẦN HOÀN THÀNH : Phân tích kết cấu chọn phương án thiết kế ly hợp Xác định mômen ma sát của ly hợp Xác định các kích thước cơ bản của ly hợp Tính công trượt riêng Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp Tính toán dẫn động ly hợp BẢN VẼ : 01 bản vẽ A0 : vẽ cắt dọc và ngang của ly hợp 01 bản vẽ A3 : hệ thống dẫn động ly hợp Sinh viên thực hiện Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Văn Quân Phạm Bội Chương I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ I.1. Công dụng của hệ thống thiết kế : Hiện nay trên ô tô, máy kéo có nhiều loại ly hợp khác nhau, ly hợp là một cụm chi tiết quan trọng, có tác dụng tách nối truyền động từ động cơ đến hộp số khi gài số, hay nói cách khác, ly hợp là bộ phận dùng để nối trục khuỷu dộng cơ với hệ thống truyền lực, để truyền mômen quay được êm dịu và cắt truyền động đế hệ thống truyền lực nhanh chóng, dứt khoát. Ngoài ra, ly hợp còn là cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải. I.2. Nêu và phân tích các yêu cầu của hệ thống thiết kế : 1. Ly hợp phải truyền được mômen quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào. Để thực hiện điều đó thì Mms ly hợp > Memax nghĩa là hệ số dự trữ β > 1. 2. Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay lên trục của hệ thống truyền lực, không gây va đập các bánh răng. Khi ly hợp đóng êm dịu thì ô tô khởi hành từ từ mà không bị giật, làm cho người lái đỡ mệt. 3. Mở dứt khoát nhanh chóng nghĩa là cắt hoàn toàn truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực trong thời gian rất ngắn. Nếu ly hợp mở không dứt khoát, dẫn đến việc khó già số êm dịu vì mômen quay của động cơ và mômen quy dẫn của các chi tiết chuyển động của động cơ sẽ truyền tới trục sơ cấp của hộp số làm cho việc dịch chuyển các bánh răng vào ăn khớp khi gài số khác sẽ rất khó khăn. Việc mở dứt khoát và nhanh chóng sẽ giảm lực va đập giữa các bánh răng. 4. Mômen quán tính của các chi tiết thụ động phải nhỏ để giảm các lực va đập lên bánh răng. 5. Đóng vai trò như một bộ phận an toàn để tránh tác dụng của hệ thống truyền lực, những lực qua lớn khi xẩy ra quá tải : Mms ly hợp < Memax. 6. Điều khiển nhẹ nhàng và lực điều khiển nhỏ. 7. Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình thường. Khi ly hợp làm việc thì nhiệt độ các bề mặt làm việc là rất lớn. Chính vì vậy, yêu cầu khi thiết kế ly hợp là phải đảm bảo làm sao để bề mặt ma sát có thể thoát nhiệt tốt nhất. 8. Kết cấu đơn giản, trọng lượng nhỏ, làm việc bền, độ tin cậy cao, điều chỉnh và chăm sóc dễ dàng. I.3. PHÂN LOẠI SƠ BỘ HỆ THỐNG THIẾT KẾ : Dựa vào cách truyền mômen quay từ động cơ tới hệ thống truyền lực mà có thể chia các loại ly hợp : 1. Ly hợp ma sát : Truyền mômen quay bằng các bề mặt ma sát. Trên ô tô thì loại ly hợp ma sát được dùng nhiều, tùy theo hình dạng của chi tiết mà chia ra các loại: - Ly hợp đĩa : Phần thụ động có 1,2 hay 3 đĩa ma sát, tùy theo tải trọng từng loại xe. Loại ly hợp ma sát 1 đĩa có kết cấu đĩa thụ động và hệ dẫn động ly hợp đơn giản, thoát nhiệt tốt, mở dứt khoát, mômen của các chi tiết thụ động bé, giá thành rẻ. Tuy nhiên khi làm việc dễ xẩy ra mòn bề mặt ma sát. Hay đĩa ma sát bị đảo, dẫn đến ly hợp mở không dứt khoát. loại 2 đĩa đóng êm dịu hơn do có nhiều đĩa nên các bề mặt ma sát tiếp xúc với nhau từ từ khi đóng ly hợp. Tuy nhiên việc định vị các đĩa ma sát khi cắt ly hợp là khó khăn. - Ly hợp hình côn : Phần đĩa thụ động có hình côn. - Ly hợp hình trống: Phần đĩa thụ động làm theo dạng má phanh tàn trống. Loại ly hợp hình côn và tang trống ngày nay không còn dùng trên ô tô nữa vì mômen quán tính của các chi tiết thụ động của chúng lớn gây tải trọng va đập lớn lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp. 2. Ly hợp thủy lực : Truyền mômen quay bằng cách nhờ tác dụng của trường nam cham điện. Đóng ly hợp êm dịu, ngắt ly hợp dứt khoát, độ tin cậy cao. Nhược điểm chính là kết cấu cồng kềnh, hiệu suất giảm do tổn hao điện từ, giá thành cao. . CHỌN LOẠI LY HỢP, SƠ ĐỒ LY HỢP, SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG LY HỢP .1. Chọn loại ly hợp : Qua phân tích sơ bộ như trên, ta chọn loại ly hợp ma sát một đĩa để thiết kế cho loại xe con được yêu cầu. Để tạo lực ép thì có thể dùng lò xo trụ bố trí xung quanh, lò xo côn hoặc lò xo dạng đĩa. - Ly hợp lò xo trụ bố trí xung quanh đĩa ép có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, thoát nhiệt tốt, kích thước gọn, có rộng chỗ để bố trí cốc ép, mômen truyền qu bề mặt ma sát rất lớn. Tuy nhiên nó có nhược điểm là lực ép phân bố không đều, việc điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát khó. Khi lắp ở động cơ cao tốc lò xo bị biến dạng (cong) dưới tác dụng của lực ly tâm làm giảm lực ép. - Ly hợp lò xo côn : Dùng một lò xo côn bố trí chính giữa nên lực ép lên bề mặt ma sát đều hơn. Tuy vậy mômen truyền qua bề mặt ma sát lại nhỏ vì áp suất của lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua đòn mở, việc bố trí cốc ép khó khăn do không gian phần giữa chật hẹp, ngoài ra việc điều chỉnh khe hở giữa các bề mặ ma sát khó. - Ly hợp lò xo đĩa côn có kết cấu nhỏ gọn, vì lò xo đĩa côn vừa làm nhiệm vụ đĩa ép vừa làm nhiệm vụ là đòn mở cho phép rút ngắn kích thước dài và giảm hối lượng của ly hợp. nhờ có đặc tính là phi tuyến nên lực mở ly hợp chỉ cấn nhỏ, mở nhẹ nhàng. Lực ép lên bề mặt ma sát đều hơn và đĩa ép phân phối đều. Do vậy mà khi sử dụng lò xo đĩa lực tác dụng lên bàn đạp cần thiết để giữ cho ly hợp ở trạng thái mở giảm và sự mài mòn các bề mặt ma sát trong giới hạn nào đó không làm giảm mà thậm chí còn làm tăng lực ép. Nhược điểm của ly hợp lò xo đĩa côn là rất khó chế tạo được lò xo có đặc tính theo yêu cầu, với lực ép lớn mà kích thước nhỏ. Mặc dù đối với ly hợp lò xo đĩa côn, việc chế tạo lò xo đĩa rất khó đạt được đặc tính phi tuyến yêu cầu nhưng với những ưu điểm trên nên ta chọn ly hợp lò xo đĩa côn một đĩa ma sát để thiết kế cho xe. Hình 1.1. Đồ thị biểu diễn đặc tính của các lò xo 1 - Lò xo đĩa ; 2 - Lò xo trụ ; 3 - Lò xo côn .2. Chọn sơ đồ dẫn động ly hợp : Dẫn động ly hợp là để mở ly hợp khi cần thiết. Trên ô tô máy kéo hiện nay thường dùng hai loại dẫn động là : dẫn động cơ khí và dẫn động thủy lực. Có thể kết hợp cả khí nén để điều khiển ly hợp nhằm cắt hoàn toàn mômen từ động cơ truyền đến hộp số, giúp cho việc gài số dễ dang nhanh chóng, không va đập trong quá trình gài số. Hiện nay trên ô tô đang sử dụng một số dạng dẫn động ly hợp sau: 1. Dẫn động cơ khí - Dẫn động cơ khí có cường hóa chân không. - Dẫn động cơ khí có cường hóa thủy lực. - Dẫn động cơ khí có cường hóa khí nén. 2. Dẫn động thủy lực - Dẫn động thủy lực có cường hóa khí nén. Trong đó: - Dẫn động cơ khí có ưu điểm là chế tạo, bảo dưỡng sữa chữa đơn giản, làm việc tin cậy giá thành rẻ. Tuy nhiên, nó có nhược điểm : trong trường hợp chỗ ngồi của người lái ở xa ly hợp thì chiều dài và số lượng khâu khớp của dẫn động lớn, làm giảm hiệu suất dẫn động cơ khí thì vấn đề làm kín sàn xe và truyền lực từ bàn đạp đến ly hợp phức tạp hơn do động cơ đặt trên các đối đỡ đàn hồi. - Dẫn động thủy lực có ưu điểm là hiệu suất cao, độ cứng vững chắc cao nên giảm được dành trình tự do của bàn đạp. Dẫn động thủy lực còn hạn chế tốc độ dich chuyển của đĩa ép khi đóng ly hợp đột ngột nhờ đó giảm được giá trị tải trọng động. Tuy vậy, dẫn động thủy lực có nhược điểm : kết cấu phức tạp, đòi hỏi độ kín khít cao, đắt tiền, làm việc kém tin cậy hơn dẫn động cơ khí (Khi rò rỉ trên đường ống). Do những ưu điểm vượt trội của dẫn động thủy lực nên ta chọn loại dẫn động ly hợp bằng thủy lực dùng để thiết kế cho xe con. .3. Sơ đồ dẫn động ly hợp : Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý dẫn đồng ly hợp Các thống số đề đồ án được giao: STT Tên thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị 1 Loại xe Xe Con 2 Trọng lượng toàn bộ 1330 KG 3 Công suất cực đại 36,8 KW 4 Số vòng quay ứng với mômen xoắn cực đại 4750 Vòng/Phút 5 Mômen cực đại 93 N.m 6 Số vòng quay ứng với mômen cực đại 2900 Vòng/Phút 7 Tỷ số truyền số 1 3,81 8 Tỷ số truyền truyền lực chính 4,22 9 Bán kính động lực học bánh xe 0.296 m Trong đó: -Công suất cực đại đề cho là Nemax = 50 (mã lực) 36,8 (KW) -Ký hiệu bánh xe : 6,00 - 13 Ta có công thức xác định bán kính động lực học của bánh xe là: (m) Với λ là hệ số kể đến biến dạng của lốp. Lốp có áp suất thấp chọn . Chọn . Thay số vào ta có II. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP II.1. Tính toán đĩa bị động và đĩa ép : II.1.1. Mômen ma sát yêu cầu của đĩa ly hợp : Để đảm bảo truyền hết mômen động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt trong bất kỳ điều kiện sử dụng nào thì mômen ma sát của ly hợp sinh ra phải luôn luôn lớn hơn mômen cực đại của động cơ, tức là: Mms =.Memax ( N.m ) (3.1) Trong đó : - Memax = 93 ( N.m ) - β là hệ số dự trữ. Hệ số dự trữ ly hợp β phải đủ lớn ( β > 1) để đảm bảo ly hợp truyền hết mômen xoắn động cơ trong mọi điều kiện làm việc của nó (khi các bề mặt ma sát bị dầu mỡ rơi vào ,khi các lo xo ép bị giảm tính đàn hồi ,khi các tấm ma sát bị mòn ,…) .Mặt khác hệ số β cũng không được lớn quá vì như thế ly hợp không làm tốt chức năng bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải Theo kinh nghiệm đối với xe con và xe du lịch b = 1,3 ¸ 1,75. Chọn β = 1,4. Thế số ta có (N.m) II.1.2. Bán kính trung bình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động : Gọi lực ép tổng cộng do cơ cấu ép tạo ra là F (N), đặt tại bán kính trung bình của đĩa ma sát. Khi đó Mms ly hợp tạo ra có giá trị : (N.m) (3.2) Trong đó : - :Hệ số ma sát trượt giữa các đôi bề mặt ma sát: =0,22÷0,3. Xe làm việc trong điều kiện không nặng nhọc và có tính động lực tốt nên chộn hệ số ma sát theo giới hạn nhỏ . Chọn =0,25. - Zmz : Số đôi bề mặt ma sát ưu tiên chọn một đĩa bị động nên chọn Zmz =2. Lý do là vì kết cấu nhỏ gọn, bố trí dễ dàng, mở dứt khoát. Dưới tác dụng của lực F, tại bề mặt của tấm ma sát xuất hiện một áp suất p (N/m2), hướng pháp tuyến. Giả sử áp suất p phân bố đều trên bề mặt của đĩa. ta có : (3.3) Kết hợp (3.2) ta có : ( N.m ) - KR : Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong và ngoài bề mặt ma sát. KR == 0,53÷0,75.Chọn KR =0,75. (3.4) Áp suất làm việc p của các bề mặt ma sát quyết định đến lượng mòn của các bề mặt này khi ly hợp trượt trong quá trình đóng ly hợp sau gài số, do đó . Ở ô tô, bề mặt ma sát giữa Gang với Phe-ra-đô có ( N/m2 ). Giới hạn trên dùng cho xe nhiều xilanh, có đặc tính động lực tốt, ít sang số. Dưới hạn dưới dùng cho các ô tô có đặc tính động lực học kém, ô tô tải trọng lớn hoặc làm việc trong điều kiên nặng nhọc. Với xe con, chọn ( N/m2 ). Suy ra : (m) =102(mm) Bán kính trong đĩa bị động được tính theo công thức (3.4) : R1= KR.R2 (3.5) Thay các giá trị vào công thức (3.5) ta có : R1= 0,75.0,102 = 0,0765(m) =76,5(mm) II.1.3. Diện tích bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát : - Diện tích hình vành khăn tấm ma sát S được xác định theo công thức sau : ( m2 ) - Bán kính trung bình vòng ma sát được xác định theo công thức (3.3) như sau : ( m ) = 90(mm) Khi chọn số đôi bề mặt ma sát bằng 2 thì phải kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát bằng công thức sau : Trong đó : Memax :Mômen cực đại của động cơ .Memax= 93 (N.m) b : Hệ số dự trữ của ly hợp . b=1,4 Rtb :Bán kính trung bình của tấm masát .Rtb = 90 (mm) b : Bề rộng của hình vành khăn tấm masát.b = 102 – 76,5= 25,5(mm) µ: hệ số masát .Vật liệu tấm masát là pherado đồng có µ= 0,25 i: Số đôi bề mặt ma sát.i=2(Một đĩa bị động) [q]=250 (KN/m2) . Áp lực riêng cho phép trên tấm bề mặt ma sát Thay vào công thức ta có: 200,75 (KN/m2 ) q<[q] nên với một đĩa ma sát thì ly hợp vẫn đảm bảo bền khi làm việc. II.1.4. Lực ép của cơ cấu ép : Lực ép cần thiết của cơ cấu ép phải tạo ra mà theo đó đảm bảo được áp suất làm việc đã chọn và thoả mãn mômen ma sát yêu cầu được xác định từ công thức sau : F = (N) F = (N) II.2. Tính toán công trượt riêng và chế độ nhiệt làm việc cảu ly hợp : Khi ly hợp được mở rồi đóng lại trong quá trình khởi hành hoặc chuyển số, khi đó đĩa chủ động đang quay với số vòng quay của trục khuỷu, còn đĩa bị động chưa quay hoặc quay với vận tốc khác. Trước khi hai đĩa này được nối thành khối liền thì bao giờ cũng có sự trượt tương đối giữa chúng. Khi bắt đầu khởi hành, quá trình trượt mãnh liệt nhất. Khi chuyển số thì quá trình trượt phụ thuộc nhiều vào trình độ chuyên môn và tay nghề của người lái. Khi ly hợp trượt thì sẽ sinh ra công ma sát. Công này biến thành nhiệt năng đốt nóng các chi tiết của ly hợp làm giảm hệ số ma sát và tính đàn hồi của lò xo ép. Để nghiên cứu sự trượt của ly hợp, ta xét quá trình khởi hành ô tô biểu diễn trên Hình 3.1. Điểm A tương ứng với thời điểm ô tô bắt đầu dịch chuyển khi mômen ma sát tăng lên bằng mômen cản quy dẫn về trục ly hợp, tức là : Ml = Ma và được tính theo công thức : Ma = (3.6) Hình 3.1. Quá tình khởi hành ô tô. Hình 3.2. Mômen tương đương: Động cơ - Hệ thống truyền lực Trong đó : - : Hệ số cản tổng cộng của đường .Tính cho đường có =0,02 - : Lực cản của không khí . Khi khởi hành xe thì =0 (vì tốc độ quá nhỏ). - it : Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực (it=io.ih1.ip) - : Hiệu suất của hệ thống truyền lực. Đối với ôtô con =0,9÷0,93.Chọn =0,9 Phụ thuộc vào tỷ số giữa mômen động cơ Me và mômen ma sát của ly hợp Ml trong quá trình đóng, tốc độ góc trục ωe ban đầu tăng đến điểm B (do tăng ga), sau đó giảm xuống điểm C (tương ứng với điểm kết thúc trượt ly hợp). Khoảng thời gian từ O đến C là thời gian đóng ly hợp tđ . Trong thời gian tđ, mômen ma sát của ly hợp tăng gần như tỷ lệ thuận với thời gian, tức có thể viết Ml = K.t, trong đó K là hệ số đặc trưng cường độ đóng ly hợp. Để xác định công trượt của ly hợp, ta khảo sát mô hình tương đương : động cơ – hệ thống truyền lực như hình 3.2. Ở đây : (3.7) Ja : Mô men quán tính của các khối lượng chuyển động tịnh tiến của xe máy kéo và rơ móoc quy dẫn về trục ly hợp. Ga : Trọng lượng toàn bộ của ôtô .Ga= 1330 (KG) Gm : Trọng lượng toàn bộ của rơmóc. Gm =0 g : Gia tốc trọng trường .g = 9,81 (m/s2) rbx :Bánh kính làm việc của bánh xe chủ động . rbx =0,296 (m) ih1 : Tỷ số truyền của hộp số ở tay số 1 . Theo đề ih1 =3,81 ip : Tỷ số truyền của hộp số phụ . ip =1 io :Tỷ số truyền của truyền lực chính .io =4,22 : Hệ số tính đến khối lượng chuyển động quay trong hệ thống truyền lực .Trong tính toán thiết kế lấy =1,05÷1,06. Chọn =1,05. Thay vào (3.6) và (3.7) ta có : ( KG.m.s2 ) ( KG.m ) Phương pháp tính công trượt này tính trong quá trình diễn biến thực tế khi đóng ly hợp gồm hai giai đoạn : - Tăng mô men quay của ly hợp Ml từ giá trị 0 đến Ma khi bắt đầu đóng ly hợp, lúc đó ô tô bắt đầu khởi hành tại chỗ. -Tăng mô men quay của ly hợp Ml đến giá trị mà trượt của ly hợp không còn nữa. Công trượt của động cơ ở giai đoạn đầu của thời gian t1 sẽ tiêu hao cho sự trượt và nung nóng ly hợp. Công trượt ở giai đoạn đầu L1 được xác định như sau: (3.8) Công trượt của động cơ ở giai đoạn thứ 2 của thời gian t2 tiêu tốn cho việc tăng tốc trục bị động của ly hợp và sẽ thắng các sức cản chuyển động của ô tô. Công trượt ở giai đoạn thứ 2 được xác định theo công thức như sau : (3.9) Từ các công thức (3.8) và (3.9) ta có công trượt toàn bộ ly hợp sẽ là : (3.10) Trong các công thức t1, t2 được tính theo công thức : t1= (s) t2 = (s) Với k là hệ số tỷ lệ kể đến nhịp độ tăng mômen khi đóng ly hợp và được xác định theo công thức kinh nghiệm : Đối với xe du lịch và xe con k = 5 ÷ 15 (KG.m/s).Chọn k =14 (KG.m/s) A : Là biểu thức rút gọn được tính theo công thức : Rõ ràng ta thấy công trượt tăng lên theo hiệu số tăng và đạt giá trị cực đại khi (xe khởi động tại chỗ). Tốc độ góc trục khuỷu động cơ khi đóng ly hợp có thể thừa nhận không đổi và đạt giá trị ứng với mô men cực đại của động cơ. Do đó : (rad/s) (s) (s) Thay tất cả các giá trị tính được vào công thức (3.10) ta tính được công trượt của toàn bộ ly hợp là: (J) b) Công trượt riêng của ly hợp : giá trị tuyệt đối của công trượt L chưa phản ánh được khả năng chống mài mòn và điều kiện làm việc của ly hợp. Các ly hợp có kích thước khác nhau, dù có cùng L sẽ có điều kiện làm việc khác nhau và bị mài mòn khác nhau. Vì vậy, để đánh giá ly hợp về những phương diện trên, người ta dùng một đại lượng tương đối gọi là công trượt riêng : (3.11) Trong đó : L :Công trượt tổng cộng của ly hợp được xác định ở trên . zms :Số đôi bề mặt ma sát .Ly hợp một đĩa bị động nên zms =2 R2 ,R1 : Bán kính tương ứng vòng ngoài ,vòng trong của hình vành khăn bề mặt ma sát [cm]. Thay số vào công thức (3.11) ta có: [J/m2] = 129,325[KJ/ m2] Công trựơt cho phép đối với xe con là : Lr ≤1000. [KJ/ m2] . So sánh kết quả giữa công trượt riêng và công trượt riêng cho phép ta thấy chúng chênh lệch nhau không đáng kể vì vậy ly hợp làm việc vẫn đảm bảo được tuổi thọ. c) Nhiệt sinh ra do trượt ly hợp : Công trượt của ly hợp biến thành nhiệt năng làm nung nóng các chi tiết của nó, do đó khi tính toán thiết kế ly hợp phải tiến hành kiểm tra nhiệt độ làm việc xem có vượt quá nhiệt độ cho phép không. Thực tế cho thấy, chi tiết bị đốt nóng mạnh nhất là đĩa bị động vì chúng trực tiếp thu nhận nhiệt. Bánh đà có kích thước và khối lượng lớn nên ít bị nung nóng hơn so với đĩa ép, vì vậy ta tính toán nhiệt đối với đĩa ép. Để xác định mức tăng nhiệt độ của đĩa ép, ta giả thiết nhiệt do ly hợp sinh ra không truyền vào môi trường xung quanh, khi đó ta có phương trình cân bằng nhiệt như sau: γ.L =m.c.ΔT (3 - 12) Trong đó : L : Công trượt toàn bộ của ly hợp γ : Hệ số xác định phần nhiệt để nung nóng đĩa ép ,với ly hợp môt dĩa bị động thì γ = 0,50. c : Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng ,với vật liệu làm bằng thép hoặc gang có thể lấy c=481,5 (J/kg.0K) m : Khối lượng chi tiết bị nung nóng (kg) ΔT: Độ tăng nhiệt độ của chi tiết bị nung nóng (0K). Đối với xe con sau một lần đóng không quá 10 0K. Từ đó suy ra khối lượng đĩa ép tối thiểu là : (kg2.m/J) = 3,8 (kg). d) Chiều dày tối thiểu của đĩa ép (theo chế độ nhiệt ): Bề dày tối thiểu của đĩa ép d (m) được xác định theo khối lượng tính toán chế độ nhiệt ở trên có thể được xác định theo công thức : (3.13) Trong đó : r : Khối lượng riêng của đĩa ép. Với vật liệu làm bằng gang thì r = 7800(kg/m3). Thay số các đại lượng đã biết vào (3.13) ta có: (m) = 34 (mm) III. TÍNH TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA LY HỢP III.1. Tính toán sức bền của đĩa bị động : Đinh tán thường được chế tạo từ các kim loại mềm bằng đồng, nhôm để tránh xướt đĩa ép và bánh đà khi vòng ma sát quá mòn. Đinh tán có dạng hình trụ tròn đặc hoặc rỗng, đường kính từ 4 ÷ 6 (mm). Đối với xe con có thể chọn đường kính đinh tán là 4 mm. Đinh tán được bố trí theo hai dãy tương ứng với các bán kinh trong là r1 và bán kính ngoài là r2 .Số lượng đinh tán có thể chọn n = 20 đinh tán. Bề rộng tấm ma sát b = R2 – R1 = 0,102 – 0,0765 = 0,0255(m) = 25,5 (mm) Ta chọn các kích thước r1 = 76,5 + b/4 = 76,5 + 25,5/4= 82,87 (mm) r2 = 102– b/4 = 10,2 – 25,5/4 = 95,62 (mm) Dãy ngoài có bán kính là r2 = 95 (mm), số lượng đinh tán là n2 = 12. Dãy trong có bán kính là r1= 82 (mm), số lượng đinh tán là n1 = 8. Lực tác dung lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức : (N) (N) (4.1) Lần lượt thay số vào (4.1) ta có : (N) (N) Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất dập . - Ứng suất cắt của đinh tán ở vòng trong là: ( N/m2 ) (4.2) Thay số vào ta có : (N/m2) = 15,42 (kg/cm2 ) - Ứng suất dập của đinh tán ở vòng trong là: (N/m2 ) (4.3) Trong đó : l là chiều dài khoảng chèn dập của đinh tán. Chọn l=1 (mm) Thay số vào (4.3) ta có: (N/m2 ) = 60,5 (kg/cm2 ) Ứng suất cho phép với vật liệu nêu trên là: [] =100 [kg/cm2 ] [] =250 [kg/cm2 ]. Kiểm tra đinh tán ở vòng ngoài: - Ứng suất cắt của đinh tán ở vòng ngoài là: (N/m2 ) = 11,91 (kg/cm2 ) - Ứng suất dập của đinh tán ở vòng ngoài là: (N/m2 ) =46,75 (kg/cm2 ) Ứng suất cho phép với vật liệu nêu trên là: [] =100 [kg/cm2 ] [] =250 [kg/cm2 ] III.2. Moay ơ đĩa bị động : Moay ơ đĩa bị động được nối với xương đĩa bị động bằng đinh tán và ghép với trục bằng then hoa. Mối ghép then hoa hư hỏng chủ yếu do chèn dập, bong tróc bề mặt làm việc hoặc do ứng suất cắt khi truyền mô men lớn. như vậy tính toán moay ơ ta tính toán theo ứng suất cắt và dập ở then hoa. Sơ đồ tính toán moay ơ như hình 4.2. Do trục ly hợp cũng là trục sơ cấp của hộp số , nên đường kính ngoài trục ly hợp D được tính theo trục sơ cấp hộp số xác định bằng công thức sau : (4.4) Trong đó : kd là hệ số kinh nghiệm. k = 4,0÷4,6 .Chọn k=4,2 Memax = 71 (N.m) : Mômen cực đại của động cơ. Ta có : (mm) .Chọn D = 23 (mm). Với D = 23 (mm) ta tra bảng (7-26) sách thiết kế chi tiết máy ta có các thông số khác của then hoa như sau: Sử dụng then hoa có răng hình chữ nhật chịu tải trọng lớn - Đường kính trong : d = 18 (mm) - Chiều rộng của răng : b = 3 (mm) - Số răng là : Z= 6 Chiều dài moay ơ được chọn bằng đường kính ngoài của then hoa: L = D = 23 (mm). Chiều dài moay-ơ được xác định bằng công thức sau: L=1,4.D =1,4.22=30,8 (mm) Khi làm việc then hoa của moay ơ chịu ứng suất chèn dập và cắt và được kiểm nghiệm theo công thức sau: - Ứng suất cắt : (4.5) - Ứng suất chèn dập : (4.6) Trong đó : Memax : Mô men cực đại của động cơ .Memax = 93 (N.m). Z1 : Số lượng moay ơ riêng biệt, với ly hợp một đĩa bị động thì Z1=1 Z2 : Số then hoa của moay ơ. Z2 =6 L : Chiều dài moay ơ .L = 30,8 (mm) = 0,0308 (m) D : Đường kính ngoài của then hoa . D =23(mm) = 0,023 (m). d : Đường kính trong của then hoa . d = 18 (mm) = 0,018 (m). b : Chiều rộng then hoa . b = 3 (mm) = 0,003 (m). Lần lượt thay số vào công thức (4.5) và (4.6) ta có: (N/m2) = 98,2 (kg/cm2 ) ( N/m2 ) = 117,8 (kg/cm2 ) Vật liệu chế tạo moay-ơ thường là thép 40 ,40X .Ứng suất cho phép là: kg/cm2 kg/cm2 . Vậy moay ơ thiết kế đảm bảo đủ bền khi làm việc. Tính toán đinh tán nối moay-ơ với xương đĩa bị động: Đinh tán nối moay-ơ với xương đĩa bị động được làm bằng thép có đường kính d = (6÷10) mm. Đối với xe con chọn d = 6 (mm). Đường kính mũ đinh tán được tính theo công thức sau: Dmd = (1,6÷1,75).d. Chọn Dmd = 1,6.d = 1,6.6 = 9,6 (mm). f54 Sơ đồ tính toán đinh tán gắn xương đĩa bị động với moay-ơ. Đinh tán được bố trí một dãy với đường kính là D = 54 (mm) ,số lượng đinh tán chọn n= 8 (đinh). Lực tác dụng lên đinh tán được xác định theo công thức sau: (N) Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất dập : - Ứng suất cắt của đinh tán : (N/m2 ) =152,3 (KG/cm2 ) - Ứng suất dập của đinh tán ở vòng ngoài là: (N/m2 ) = 717,6 (KG/cm2) Trong đó: F : Lực tác dụng lên đinh tán . F= 3444,4 (N) n : Số đinh tán . n = 8 (đinh) d : Đường kính đinh tán . d = 6 (mm) l : Chiều dài chèn dập của đinh tán .Chọn l =1 (mm) Trị số ứng suất cho phép : [] = 300 KG/cm2 = 800 KG/cm2 Ta thấy : và nên đinh tán đảm bảo bền. III.3.Tính toán lò xo ép ly hợp: II.3.1. Chọn loại,cách lắp đặt. Ly hợp với lò xo ép loại đĩa có kết cấu đơn giản do lò xo ép lúc này luôn làm nhiệm vụ của đòn mở hơn nữa lò xo đĩa có đặc tính phi tuyến rất hợp với điều kiện làm việc của ly hợp. Đối với xe du lịch đang thiết kế ta chọn loại ly hợp lò xo đĩa côn. Hình 5.5: Cấu tạo lò xo đĩa côn Để tính toán lò xo đĩa côn trước hết ta chọn phương án lắp đặt.Có 2 phương án lắp đặt. Phương án 1 (Hình a): Lò xo tác dụng lên đĩa ép qua vành ngoài Phương án 2 (Hình b): Lò xo tác dụng lên đĩa ép qua vành trong Phương án 1 được sử dụng rộng rãi vì phương án này có kết cấu cơ cấu mở đơn giản ( Chiều lực mở từ ngoài vào) Phương án 2 tuy cách lắp lò xo đơn giản,lực mở và ứng suất trong lò xo nhỏ hơn nhưng ngày nay ít sử dụng vì kết cấu cơ cấu mở phức tạp hơn. 2 1 b) Hình 5.6 : Các phương án lắp lò xo đĩa 1- Đĩa ép 2- Lò xo ép Ở đây ta chọn phương án 1 khi lắp đĩa ép III.3.2.Lực ép của lò xo đĩa côn. Lực ép cần thiết của lò xo đĩa côn được tính theo công thức: Trong đó : -F : lực ép cần thiết của ly hợp .F = 2893,3 ( N) -ko : Hệ số tính đến sự giản nở ,sự nới lỏng của lò xo.ko=(1,05÷1,08).chọn ko=1,05 III.3.2. Tính toán lò xo đĩa côn. III.3.2.1 Các kích thước cơ bản của lò xo ép đĩa nón cụt B D e D a D i a Flx l D e h dd l 2 l" 2 l' 2 D i D a D c F m B Hình 5.7 : Sơ đồ tính toán lò xo đĩa côn Lực tác dụng lên đĩa ép ký hiệu là Fm ,còn lực tác dụng lên lò xo đĩa côn để mở ly hợp Flx . Việc tính toán lò xo đĩa nhằm xác định độ biến dạng của nó khi lắp đặt.Lò xo tạo được lực ép cần thiết lên đĩa ép.Lực ép của lò xo tác dụng lên đĩa ép được tính theo công thức sau: ( 1-21) Trong đó: - l : Khoảng dịch chuyển của lò xo ở chổ đặt lực ép Fm do sự quay của vành liền quanh vòng tỳ. - l2 = l2’ + l2’’ :Dịch chuyển của lò xo ở đầu phần đòn mở khi mở ly hợp Ở đây: l2’ = l (Dc – Di)/(De – Dc) Thành phần dịch chuyển gây ra sự thay đổi góc nghiêng của vành lò xo. l2’’ :Biến dạng uốn của các cánh đòn mở.Do l2’’ rất nhỏ nên l2 » l2’ - E : Mô đuyn đàn hồi của lò xo côn,với thép lò xo E = 2,1 . 1011 (MN/m2) - m : Hệ số poát xông m = 0,26 - k1 = k2 = - Da :Đường kính phần xẽ rảnh - De : Đường kính lò xo - Dc : Đường kính vành tỳ của lò xo - (m) Khi thiết kế chọn các kích thước của lò xo như sau: De = 2Rtb ÷ 2R2 = 2.0,09 ÷ 2. 0,102 = 0,18 ÷ 0,204 (m) Ta chọn De = 0,20 (m) dd : Độ dày lò xo đĩa (m). Với Chọn sơ bộ (m) Ta chọn (m) - Chọn sơ bộ h = 1,75δd = 1,75 . 0,0020 = 0,0035 (m) Để đơn giản trong tính toán trong công thức (1-21) ta đặt: (1-22) Trong đó : == 7,072 . 1011 = 1,116 = 2 Với: Nhờ công cụ slover ta xác định chính xác các kích thước Da,,h sao cho khi lò xo nón cụt được ép phẳng vào ly hợp () thì lực ép của lò xo Flx = 3683(N) Lần lượt thay các giá trị h,A,B,C,δd vào công thức (1-22) ta được hàm Flx = f(λ). Vậy Ta có bảng mối quan hệ của λ và Flx: λ Flx (N) 0.00025 1806.25 0.0005 3020.75 0.00075 3742.125 0.001 4069 0.00125 4100 0.0015 3933.75 0.00175 3668.875 0.002 3404 0.00225 3237.75 0.0025 3268.75 0.00275 3595.625 0.003 4317 0.00325 5531.5 0.0035 7337.75 0.00375 9834.375 Đặc tính phi tuyến lò xo đĩa nón cụt thiết kế III.3.2.2 Các kích thước cơ bản của đòn mở lò xo ép đĩa nón cụt Kích thước đặc trưng cho đòn mở của lò xo đĩa côn Di cùng các thông số cơ bản xác định được theo yêu cầu đặc tính làm việc nêu trên phải thỏa mãn điều kiện bền bền khi mở ly hợp: - - - Trong đó : - s : Ứng suất lớn nhất tại điểm nguy hiểm (điểm B trên Hình 5.7),[N/m2] - Di : Đường kính đỉnh của đĩa côn, [m]. nên (m) Chọn Di = 0,075 (m) - Fm : Lực tác dụng lên đỉnh nón khi mở ly hợp, xác định bằng : Với Vậy ta được: (rad) (mm) = 699,7 MN/m2 So với ứng suất cho phép của vật liệu làm lò xo [s] =1000 [MN/m2] thì lò xo đĩa nón cụt đã thiết kế thỏa mãn điều kiện bền. III.4.Tính toán lò xo giảm chấn : Lò xo giảm chấn được đặt theo hướng tiếp tuyến trong các lỗ được khoét ở đĩa bị động để tránh sự cộng hưởng ở tần số cao của dao động xoắn do sự thay đổi mômen của động cơ và của hệ thống truyền lực ,đảm bảo truyền mômen một cách êm dịu từ đĩa bị động đến moay-ơ trục ly hợp. - Bán kính đặt lò xo thường được chọn theo đường kính ngoài mặt bích moay-ơ và nằm trong giới hạn sau: R = (40÷60)mm. Chọn theo xe tham khảo R = 40 (mm). - Số lượng lò xo giảm chấn : Theo xe tham khảo n = 6 Lực cực đại tác dụng lên một lò xo được xác định theo công thức sau: (N) (4.15) Trong đó: - R: Bán kính đặt các lò xo giảm chấn.R = 40 (mm) - n: Số lượng lò xo giảm chấn.n = 6 - Mms: Mômen ma sát của ly hợp.Theo (3.1) Mms= 130,2 [N.m] - Mmsgc: Mômen ma sát giảm chấn.Theo kinh nghiệm : Mmsgc = (0,06÷0,17).Memax = (0,06÷0,17).93= (5,58 ÷ 15,81). Chọn Mmsgc = 6 [N.m] Thay số vào công thức (4.15) ta có: (N) III.4.1.Đường kính trung bình của vòng lò xo : Đường kính trung bình của lò xo thường được chọn trong giới hạn sau: D = (14÷19) mm.Chọn D = 15 (mm). III.4.2.Đường kính dây lò xo : Đường kính trung bình của lò xo thường được chọn trong giới hạn sau: D = (3÷4) mm. Chọn d = 3(mm) III.4.3.Số vòng làm việc của lò xo : Số vòng làm việc của lò xo được xác định bằng công thức sau: (4.16) Trong đó: - G: Môđuyn đàn hồi dịch chuyển.G = 8.105(KG/cm2 ) = 7,85.1010 (N/m2 ) - l:Độ biến dạng của lò xo giảm chấn từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc thường được chọn trong khoảng (2,5÷4) mm.Chọn l = 3(mm). Thay các đại lượng đã biết vào công thức (4.16) ta có: (vòng) III.4.4.Chiều dài làm việc của lò xo giảm chấn : Chiều dài làm việc của lò xo giảm chấn ứng với khe hở giữa các vòng bằng 0 được xác định bằng công thức sau: Llv = no.d = 6,8.3 = 20,4 (mm) III.4.5.Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do : Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do được xác định theo công thức sau: Lmax = Llv+l+0,5.d = 20,4+3+0,5.3 = 24,9(mm) III.4.6.Độ cứng của lò xo : Độ cứng của lò xo được xác định theo công thức sau: (N/m) Với G, n0, d, D là các đại lượng đã biết Nên: (N/m) III.4.7.Kiểm nghiệm lò xo giảm chấn : Lò xo giảm chấn được kiểm nghiệm theo ứng suất xoắn: (4.17) Trong đó: - Fmaxgc: Lực cực đại tác dụng lên một lò xo giảm chấn.Fmaxgc= 517,5 (N) - D: Đường kính trung bình của vòng lò xo.D = 15 (mm) - d: Đường kính dây lò xo.d = 3 (mm) - k: Hệ số tăng ứng suất tiếp do lò xo bị xoắn khi chịu tải được chọn theo tỷ số D/d theo bảng sau: D/d 3 4 5 6 7 8 9 10 k 1,58 1,40 1,31 1,25 1,21 1,18 1,16 1,14 Do D/d=15/3=5 nên k=1,31. Thay các đại lượng đã biết vào công thức (4.17) ta có: (N/m2 ) = 2746,8 (KG/cm2 ) Vật liệu chế tạo lò xo giảm chấn là thép các bon cao như 80,thép 65 có ứng suất cho phép ÷8000) KG/cm2 . nên lò xo giảm chấn làm việc đảm bảo bền. Bảng thông số và đặc tính làm việc của lò xo giảm chấn: Loại lò xo Lò xo giảm chấn Số lượng lò xo 6 Bán kính đặt lò xo (mm) 40 Đường kính dây lò xo(mm) 3 Đường kính trung bình của lò xo(mm) 15 Số vòng làm việc của lò xo (vòng) 6,8 Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do(mm) 24,9 Chiều dài làm việc của lò xo (mm) 20,4 Độ cứng của một lò xo (N/m) 34632,35 Lực ép lớn nhất lên một lò xo (N) 517,5 IV.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP IV.1.Tính toán dẫn động ly hợp : IV.1.1.Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp : Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp bằng thuỷ lực và cơ khí kết hợp Các kích thước cơ bản và các thông số động học của cơ cấu dẫn động ly hợp của xe tham khảo Mockbur 402 theo sơ đồ ở hình trên. Kích thước đòn dẫn động (mm) a b c d e f 200 35 50 55 125 81 IV.1.2.Xác định hành trình của bàn đạp ly hợp : - Hành trình tự do của bàn đạp: Để khắc phục khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở,được xác định bằng công thức sau: (mm) (5.1) -Hành trình làm việc của bàn đạp ly hợp: (mm) (5.2) -Hành trình toàn bộ của bàn đạp ly hợp: (mm) (5.3) Trong đó: - lm: Độ biến dạng thêm của lò xo khi mở ly hợp.Theo (4.9) thì lm= 2,6 (mm) - ibđ: Tỷ số truyền bàn đạp. ibđ = a/b = 200/35 = 5,72 - idm: Tỷ số truyền đòn mở. idm = e/f = 125/81 =1,54 - inm: Tỷ số truyền nạng mở. inm = c/d = 50/55 = 0,91 - itg:Tỷ số truyền dẫn động thuỷ lực. itg = (d2/d1)2 .Ở đây d1 ,d2 là đường kính xilanh chính và xilanh làm việc .Với kết cấu ôtô hiện nay thì d1 » d2 = 19÷32 (mm). Chọn d1= d2 =25 (mm) nên itg=1. - do: Khe hở giữa đầu tì đòn mở và bạc mở. do = 2÷3 (mm). Chọn do = 3(mm). - d01: Khe hở cần thiết giữa piston của xilanh chính với thanh truyền lực của bàn đạp .d01=0,5÷1 (mm). Chọn d01=1 (mm). - d02: Hành trình đóng lổ thông bù dầu trong xilanh chính. d02=1,5÷2 (mm). Chọn d02=2 (mm). Thay các thông số đã biết vào các công thức (5.1), (5.2), (5.3) ta có: = 2,6.1,54.0,91.5,27.1=19,2 (mm). = 30,20+19,2 = 49,4 (mm). Lực cần thiết của người lái tác dụng lên bàn đạp để mở ly hợp là: (N) (5.4) Trong đó: - hdk: Hiệu suất dẫn động.Đối với dẫn động thuỷ lực hdk = 0,8÷0,9. Chọn hdk = 0,9. - idk: Tỷ số truyền dẫn động. idk = ibd.inm.itg.idm = 5,27.0,91.1.1,54 = 7,385 Fm = Fm max= 698,83 (N). Thay số vào công thức (5.4). (N) Đối với xe du lich thì [Fbd ]=150 [N] IV.1.3. Kết cấu các bộ phận chính của dẫn động ly hợp Đối với dẫn động ly hợp là dẫn động thuỷ lực gồm các bộ phận chính sau: + Xilanh chính. + Xilanh làm việc. + Các đường ống dẫn và các khớp nối ống dẫn. IV1.3.1. Kết cấu xilanh chính: Xilanh chính là bộ phận quan trọng không thể thiếu trong mọi dẫn động thuỷ lực. Xilanh chính có nhiệm vụ cung cấp dầu cho toàn bộ hệ thống, tạo áp suất trong dòng dẫn động để mở ly hợp . Kết cấu của xi lanh chính được thể hiện trên hình 3.2. Hình 3.2. Kết cấu xi lanh chính. 1-Xilanh ; 2-Lỗ bù ; 3-Lỗ thông khí ; 4-Nút đậy; 5-Vòng chắn; 6-Lỗ thông ;7-Piston; 8-Phớt làm kín; 9-Vòng chặn; 10-Van 1 chiều; 11-Van ngược; 12-Lò xo; 13-Phớt làm kín; 14-Đệm cánh; 15-Lỗ thông; 16-Vòng chắn bụ;i 17-Bu lông điều chỉnh; 18-Cần đẩy. Trên thân xilanh chính có lỗ bù 2 nối thông bình chứa với dẫn động (khi bàn đạp ở vị trí ban đầu ) để bù dầu trong dẫn động trong trường hợp có hao hụt. Lỗ thông 6 cho dầu đi từ phía sau ra phía trước piston, khi uốn cong mép cao su làm kín 13, điền đầy khoảng không trước đầu piston trong trường hợp người lái nhả bàn đạp đột ngột để tránh lọt khí vào dẫn động và hẫng bàn đạp khi người lái đạp bàn đạp kiểu “bơm”. Đệm cánh 14 chế tạo bằng thép mỏng đàn hồi để che không cho nút làm kín 13 tiếp xúc trực tiếp với mép lỗ thông 6 trên đầu piston nhằm tăng tuổi thọ. Ở đầu ra của xilanh chính có bố trí van ngược 11, van này có tác dụng duy trì trong dẫn động một áp suất dư nhỏ để tránh không cho không khí lọt vào dẫn động. Bởi vì chất lỏng từ dẫn động muốn trở về xilanh chính phải có một áp suất đủ để thắng được lực lò xo của van ngược. Van một chiều 10 bố trí ở đầu van ngược chỉ cho chất lỏng từ xilanh chính đi qua đến dẫn động mà không cho chất lỏng đi qua theo chiều ngược lại. Cần đẩy 18 đóng vai trò của một tay đòn truyền chuyển động từ bàn đạp đến piston xilanh chính. IV.1.3.2. Tính toán xilanh chính: Lực tác dụng lên bàn đạp để tạo nên áp suất đã chọn trong hệ thống được xác định theo [2]: [kN] (3.6) Trong đó: D- Đường kính xilanh chính [m]. p1- Áp suất đã chọn trong hệ thống [kN/m2]. ibđ- Tỉ số truyền của bàn đạp, ibđ = 5,7. htl - Hiệu suất truyền động thuỷ lực, khi tính toán theo [2] = 0,8 ¸ 0,9 chọn bằng = 0,9. Từ công thức (3.6) ta có: [kN/m2] (3.6) Đường kính xilanh chính D = d1 = 0,025[m] và thay vào công thức (3.6) ta có: [N/m2] Vậy =33,72 [kN/m2]. Áp suất dư trong hệ thống cho phép từ 5000¸8000 [kN/m2]. Như vậy với đường kính xi lanh chọn trên thì đã thoả áp suất cho phép trong hệ thống. IV.1.3.3. Xi lanh làm việc: Hình 3.3. Kết cấu xi lanh làm việc 1- Bu lông xả khí 2- Đệm làm kín 3- Piston làm việc 4- Cần đẩy đòn mở 5- Màng chắn bụi Trên hình 3.3 là kết cấu của xi lanh làm việc để làm kín mối ghép giữa piton và xi lanh người ta thường sử dụng các vòng làm kín bằng cao su. Trên xi lanh làm việc luôn có vít để xả không khí ra khỏi dẫn động. Vít xả được bố trí ở vị trí cao nhất của xi lanh. Mục lục Phần mục Tên nội dung thuyết minh trang I Phân tích kết cấu chọn phương án thiết kế ly hợp 4 II Tính toán các chi tiết chính của ly hợp 9 III Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 17 IV Tính toán dãn động ly hợp 33 Tài liệu tham khảo Giáo trình kết cấu và tính toán động cơ đốt trong – tài liệu nội bộ Trường ĐH SPkt Vinh. Hướng dẫn thiết kế đồ án ĐCĐT – tài liệu nội bộ Trường ĐH SPkt Vinh. Lý thuyết ô tô- máy kéo – NXB khoa học và kỷ thuật 2005 GT kỷ thuật sữa chữa ô tô – NXB GD.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docTÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP.doc
Tài liệu liên quan