tính toán ly hợp trên ô tô

Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp trên ôtô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực. Do đó nó có nhiệm vụ tách và nối hai bộ phận này với nhau trong trường hợp cần thiết như: Khi xe bắt đầu chuyển bánh, khi chuyển số... . Ngoài ra, trong quá trình ôtô hoạt động sẽ xuất hiện những mômen quán tính tác động lên hệ thống truyền lực nên ly hợp còn đóng vai trò là bộ phận an toàn bảo vệ cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. 1.1.2. Phân loại: Có nhiều cách phân loại: Theo cách truyền mômen: + Ly hợp ma sát: Truyền mô men thông qua các bề mặt ma sát. Fms = .Plx MLH = Fms.Rtb Ly hợp ma sát có hai loại là ly hợp ma sát khô và ly hợp ma sát ướt: Ly hợp ma sát khô: Không có dung môi, các đĩa ma sát thường được làm từ Ferado đồng. Ly hợp ma sát ướt: Được nhúng trong dầu. + Ly hợp thuỷ lực: Truyền mômen thông qua chất lỏng. + Ly hợp điện từ: Truyền mômen nhờ lực điện từ. + Ly hợp liên hợp: Mô men được truyền bằng cách kết hợp các phương pháp trên. Thông thường là bằng ma sát cộng với thủy lực. Hiện nay, trên ôtô dùng chủ yếu là ly hợp ma sát và ly hợp thủy lực. Theo trạng thái làm việc: + Loại ly hợp thường đóng: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái đóng, khi đạp ly hợp các bề mặt làm việc tách ra. Đại đa số các ly hợp trên ôtô dùng loại này. + Loại ly hợp thường mở: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái mở. Theo dạng lò xo của đĩa ép: + Ly hợp sử dụng lò xo trụ bố trí theo vòng tròn. + Ly hợp sử dụng lò xo dạng côn xuắn. + Ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa. Theo hệ thống dẫn động ly hợp: + Ly hợp dẫn động cơ khí. + Ly hợp dẫn động thuỷ lực. + Ly hợp dẫn động kết hợp cơ khí và thủy lực Theo trợ lực dẫn động: + Trợ lực cơ khí. + Trợ lực thủy lực. + Trợ lực khí nén. + Trợ lực chân không. 1.1.3. Yêu cầu: Ly hợp trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu: Phải truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bi trượt. Phải ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực. Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số. Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng. Có khả năng trượt khi bị quá tải. Có khả năng thoát nhiệt tốt để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp bị trượt trong quá trình làm việc. Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe. Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng.

1 MỤC LỤC MỤC LỤC III LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 CÔNG DỤNG , PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU: 1.1.1 Công dụng: 1.1.2 Phân loại: 1.1.3 Yêu cầu: 1.1.4 Sơ đồ vị trí ly hợp xe 1.2 LY HỢP MA SÁT: .5 1.2.2 Ly hợp ma sát đĩa: 1.2.3 Ly hợp ma sát hai đĩa: 12 1.3 BIẾN MÔ THỦY LỰC 13 1.4 LY HỢP ĐIỆN TỪ 14 1.5 ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP KHI GÀI SỐ VÀ KHI PHANH 16 1.5.1 Khi gài số: 16 1.5.2 Khi phanh ôtô: 16 CHƯƠNG II CƠ SỞ TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP MA SÁT 17 2.1 NHỮNG SỐ LIỆU BAN ĐẦU 17 2.1.1 Nhiệm vụ đồ án thiết kế ly hợp .17 2.1.2 Các thông số cho trước thông số tham khảo .17 2.2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ LY HỢP - .19 2.2.1 Tính tốn thiết kết ly hợp 19 2.2.2 Dẫn động điều khiển ly hợp 41 CHƯƠNG III TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP MA SÁT CÓ TRỢ LỰC CHO XE DU LỊCH CHỖ NGỒI 50 3.1 TÍNH CHỌN CÁC THƠNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN: 50 3.1.1 Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền .50 3.1.2 Xác định thơng số kích thước ly hợp: .50 3.2 TÍNH KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA LY HỢP: 53 3.2.1 Tính cơng trượt: 53 3.2.2 Kiểm tra công trượt riêng: .57 3.3 TÍNH BỀN CÁC CHI TIẾT CỦA LY HỢP .58 3.3.1 Lò xo ép: .58 3.3.2 Đĩa bị động: 62 3.4.TÍNH HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP .70 3.4.1.Xác định lực hành trình bàn đạp: .70 3.4.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực: .72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 MỤC LỤC BẢN Bảng Thông số kinh nghiệm ly hợp đĩa ma sát 17 Bảng 2.2 Những thơng số ly hợp số ô tô Liên Xô .18 Bảng Những thơng số ly hợp số ô tô Liên Xô 20 Bảng Chọn hệ số trữ ly hợp β .21 Bảng Cơng thức tính tốn loại lò xo 27 Bảng Kích thước lị xo .27 Bảng 7.Ứng suất xoắn cho phép [τ] thép lò xo .28 YBảng Xác định thơng số kích thước ly hợp……………… … 53 Bảng Bảng thông số kiểm tra điều kiện làm việc ly hợp .58 Bảng 3 Bảng tính lò xo ép .61 Bảng Bảng tính đĩa bị động 69 MỤC LỤC HÌN Hình 1 Sơ đồ vị trí ly hợp xe Hình Bộ ly hợp hộp số dọc Hình Bộ ly hợp hộp số ngang Hình Sơ đồ ly hợp đĩa ma sát Hình Mặt cắt ly hợp đĩa xe du lịch Hình Mặt cắt ly hợp hai xe tải Hình Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát đĩa dẫn động khí Hình Cấu tạo ly hợp ma sát .9 Hình Cấu tạo ly hợp (loại lị xo màng) Hình 10 Cấu tạo địn mở 10 Hình 11 Cơ cấu địa bị động 10 Hình 12 Cấu tạo cấu điều khiển ly hợp 11 Hình 13 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát hai đĩa 12 Hình 14 Sơ đồ nguyên lý ly hợp thuỷ lực .13 Hình 15 Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ .15 YHình 1.Sơ đồ động lực học………………………………………………………… 24 Hình 2 Đặc tính lò xo ép .26 Hình Đặc tính lị xo trụ 28 Hình Các phương án lắp lò xo ép .29 Hình Sơ đồ nối ghép – truyền lực đĩa ép bánh đà 30 Hình 6.Kết cấu đĩa bị động ly hợp 32 Hình Xương đĩa bị động dạng hình .32 Hình Sơ đồ kết cấu giảm chấn 33 Hình Sơ đồ tính uốn – xoắn trục ly hợp .35 Hình 10.Truyền động đĩa ép 36 Hình 11 Kết cấu đòn mở ly hợp 37 Hình 12 Sơ đồ tính địn mở lý hợp 37 Hình 13 Phương án kết cấu bạc mở ly hợp 38 Hình 14 Ổ bi bạc mở ly hợp ô tô sảm xuất nhà máy ZIL, 39 Hình 15.Ổ bi bạc mở ly hợp ô tô GAZ-69, -69A; 40 Hình 16 Ổ bi bạc mở ly hợp ô tô VAZ- 2101 40 Hình 17 Ổ bi bạc mở ly hợp ô tô Ural-375, 41 Hình 18.Sơ đồ dẫn động ly hợp khí 43 Hình 19 Sơ đồ dẫn động ly hợp có điều chỉnh 43 Hình 20 Sơ đồ cấu điều khiển ly hợp dẫn động thủy 46 Hình 21 Sơ đồ cấu điều khiển ly hợp với dẫn động cớ trợ lực 46 YHình Lị xo ly hợp dạng đĩa lò xo ly hợp dạng trụ 59 Hình 2.Đĩa bị động xe 62 Hình 3 Sơ đồ bố trí đinh tán ma sát 62 Hình Sơ đồ cấu tạo moay đĩa bị động .65 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 CÔNG DỤNG , PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU: 1.1.1 Công dụng: Ly hợp cụm hệ thống truyền lực ôtô Ly hợp ôtô phận liên kết động hệ thống truyền lực Do có nhiệm vụ tách nối hai phận với trường hợp cần thiết như: Khi xe bắt đầu chuyển bánh, chuyển số Ngồi ra, q trình ơtơ hoạt động xuất mơmen qn tính tác động lên hệ thống truyền lực nên ly hợp đóng vai trị phận an tồn bảo vệ cho chi tiết hệ thống truyền lực khỏi bị tải 1.1.2 Phân loại: Có nhiều cách phân loại: - Theo cách truyền mômen: + Ly hợp ma sát: Truyền mô men thông qua bề mặt ma sát Fms = .Plx MLH = Fms.Rtb Ly hợp ma sát có hai loại ly hợp ma sát khơ ly hợp ma sát ướt: Ly hợp ma sát khơ: Khơng có dung mơi, đĩa ma sát thường làm từ Ferado đồng Ly hợp ma sát ướt: Được nhúng dầu + Ly hợp thuỷ lực: Truyền mômen thông qua chất lỏng + Ly hợp điện từ: Truyền mômen nhờ lực điện từ + Ly hợp liên hợp: Mô men truyền cách kết hợp phương pháp Thông thường ma sát cộng với thủy lực Hiện nay, ôtô dùng chủ yếu ly hợp ma sát ly hợp thủy lực - Theo trạng thái làm việc: + Loại ly hợp thường đóng: Khi khơng có lực điều khiển, ly hợp ln trạng thái đóng, đạp ly hợp bề mặt làm việc tách Đại đa số ly hợp ôtô dùng loại + Loại ly hợp thường mở: Khi khơng có lực điều khiển, ly hợp trạng thái mở - Theo dạng lò xo đĩa ép: + Ly hợp sử dụng lị xo trụ bố trí theo vịng trịn + Ly hợp sử dụng lị xo dạng xuắn + Ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa - Theo hệ thống dẫn động ly hợp: + Ly hợp dẫn động khí + Ly hợp dẫn động thuỷ lực + Ly hợp dẫn động kết hợp khí thủy lực - Theo trợ lực dẫn động: + Trợ lực khí + Trợ lực thủy lực + Trợ lực khí nén + Trợ lực chân khơng 1.1.3 u cầu: Ly hợp ôtô phải đảm bảo yêu cầu: - Phải truyền hết mômen động xuống hệ thống truyền lực mà không bi trượt - Phải ngắt dứt khốt, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực - Mơmen qn tính phần bị động ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên bánh đồng tốc sang số - Mô men ma sát không đổi ly hợp trạng thái đóng - Có khả trượt bị q tải - Có khả nhiệt tốt để tránh làm nóng chi tiết ly hợp bị trượt trình làm việc - Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe - Giá thành ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễ tháo lắp sửa chữa bảo dưỡng 1.1.4 Sơ đồ vị trí ly hợp xe Hình 1 Sơ đồ vị trí ly hợp xe  Khi kết nối phải êm dịu để không gây va đập hệ thống truyền lực  Khi tách phải nhanh dứt khoát để dễ gài số tránh gây tải trọng động cho hộp số  Ly hợp phải làm nhiệm vụ phận an tồn hệ số dự trữ β phải nằm giới hạn Bộ ly hợp hộp số dọc – FR Hình Bộ ly hợp hộp số dọc Bộ ly hợp hộp số ngang – FF Hình Bộ ly hợp hộp số ngang 1.2 LY HỢP MA SÁT: 1.2.1 Đặc điểm kết cấu ly hợp 1- Chức ly hợp Ly hợp ma sát có chức sau: - Truyền moomen xoắn từ động đên hộp số; Tách động khỏi hệ thống truyền lực chuyển số hay phanh; - Bảo vệ an toàn cho động (tránh tải trọng lớn truyền đến từ bánh xe chủ động) hệ thống truyền lực (khi động quay động tăng đột ngột) 2- Các yêu cầu ly hợp - Ở trạng thái đóng, ly hợp phải truyền moomen xoắn cực đại từ động - đến hệ thống truyền lực; Mở dứt khoát, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn; Kết cấu ly hợp đảm bảo đóng êm dịu nhằm giảm tải trọng va đập lên bánh - hộp số khởi động ô tô hay sang số; Phần bị động ly hợp có moomen qn tính nhở để giảm thời gian sang số; Lực ép bề mặt ma sát không truyền đến cụm lân cận khác (động cơ, - hộp số…); Ly hợp điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ; Các bề mặt ma sát nhiệt tốt, có tuổi thọ cao; Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm sóc; Điều khiển nhẹ nhàng Sau phân tích đặc điểm kết cấu, vào nhiệm vụ cụ thể giao để chọn phương án tối ưu ly hợp Cho mặt cắt ly hợp đĩa ma sát ô tô du lịch, Ly hợp hai đĩa ma sát ce trải nặng Trên loại ôtô sử dụng phổ biến loại ly hợp ma sát Các phận ly hợp bao gồm phần chủ động phần bị động: - Phần chủ động: Gồm có bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, lò xo ép - Phần bị động : Gồm đĩa bị động, phận giảm chấn trục ly hợp Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp thơng qua đòn mở hệ thống dẫn động, hệ thống dẫn động ly hợp dẫn động khí , dẫn động thuỷ lực Ngồi cịn sử dụng phận trợ lực để giảm lực bàn đạp người lái Sơ đồ ly hợp đĩa ma sát có đến hình 1.4, có phần sau: Phần chủ động: bánh đà 1, đĩa ép 3, chốt dẫn hướng 4, thân ly hợp 6, lò xo ép 59 Lực tổng hợp P thể thông qua số kết cấu sau: F=  E 1-  P2  K1 l1  K1 [δ2 + (h – l1  K ( h -  K ))] Trong đó: Da K1= De = 0,76 ( Da= 160mm) Dc K2= De = 0,79 ( Dc= 166mm) Môđun đàn hồi E = 2.105 ( MPa ) Chiều cao h = δ.2,2= 2,5.2,2= 5,5(m) (hệ số 2,2 đảm bảo vựng lực ép không đổi rộng khơng lật lị xo) Dịch chuyển đĩa điểm đặt lực ép l1= 2,2mm µP: hệ số µP = 0,26 Do : 3,14.2.10 2,5.2 2 F=  0, 26 210 1  0.76 0, 76  0, 76 (1- 0, 79 ) [2,52+(5,5–2  0, 79 (5,5-  0, 79 ))] ln F= 6424(N) So sánh ta thấy : F> P= 5200(N).Lực ép lớn dẫn đến hệ số β tăng Ta tính lại hệ số β Ta cú : Ml= β.MLH= µP.P.i.Rtb .Pi.Rtb 0, 25.5200.2.0,1 M LH = 255 = =1,39 Kết nằm v ùng cho ph ép β(β=1,3-1,75) Do kích thước lị xo đạt tiêu chuẩn Lị xo đĩa tính bền cách xác định ứng suất điểm chịu tải tĩnh phần tử đàn hồi thành mở với vịng đặc hình nón 60 Ứng suất tính: E FnDa ( D  Da)  2 2(1   2p )  ( Di  Da ) Da σ= + De  Da 210  160 De 210 ln ln Da = 160 =184(mm) Với D = Và =2h/(De-Da)= 2.5,5/(210-160)=0,2 δa độ biểu diễn lũ xo màng, δa= %.δ = 4%.2,5 = 0,1(mm) Fn lực cần tác dụng để ngắt ly hợp De  Dc 210  166 P 5200 Fn= Dc  Di = 166  70 =2383(N) 2.2383.0,16 2.105 2 Vậy σ= 0,0025 (0, 070  0,160) + 2(1  0, 26 ) = 530 (Mpa) Vật liệu chế tạo lò xo màng thép 60T ứng suất giới hạn [σ]=1400(Mpa) (Bài giảng tính tốn thiết kế ô tô) Vậy lò xo màng đủ bền Bảng 3 Bảng thơng số tính tốn lị xo ép STT Công thức M1 P =  RTB i  K1  E l1 F 1-  P  K 2 ( h - = [δ + (h – l1 Kết 255 0, 25.0,1.2 =5200 (N) 6424(N)  K1  K ))] .Pi.Rtb M LH = 0, 25.5200.2.0,1 255 =1, 39 Ghi 61 E FnDa 2(1   p2 )  ( Di  Da ) = + 530(Mpa) ( D  Da)   2 Da Đủ điều kiện 3.3.2 Đĩa bị động: Hình 2.Đĩa bị động xe Đĩa bị động gồm ma sát xương đĩa ghép với đinh tán, xương đĩa lại ghép với moay đĩa bị động đinh tán Đĩa bị động kiểm bền cho hai chi tiết đinh tán moay a) Đinh tán: +) Với đinh tán dùng để tán ma sát với xương đĩa, thường chế tạo từ đồng nhơm với đường kính  mm Đinh tán bố trí theo vòng tròn nhiều dãy (thường hai dãy) Đinh tán kiểm bền theo ứng suất chèn dập ứng suất cắt 62 r1 r2 Hình 3 Sơ đồ bố trí đinh tán ma sát Lực tác dụng lên đinh tán xác định theo công thức: M LH r1 2.(r12  r22 ) F1 = M LH r2 2 F2 = 2.(r1  r2 ) Trong đó: - F1, F2 : Lực tác dụng lên đinh tán vịng vịng ngồi có bán kính r1 r2 - MLH : Mômen lớn động cơ, MLH = 255 Nm - r1, r2 : Bán kính vịng vịng ngồi dãy đinh tán Ứng suất cắt chèn dập đinh tán vòng trong, vịng ngồi:  c1   cd  F1 �  c  d2 n1 ; F1 �  cd  n1.l.d ;  c2  F2 �  c  d2 n2  cd  F2 �  cd  n2 l.d 63 Trong : - c1 , c1 : Ứng suất cắt đinh tán vòng vịng ngồi - cd1 , cd2 : Ứng suất chèn dập đinh tán vịng vịng ngồi - F1 , F2 : Lực tác dụng lên đinh tán dãy - n : Số đinh tán bố trí vịng, chọn n1 = n2 = 12 - d: Đường kính đinh tán, chọn d = mm = 0,005 m - l : Chiều dày bị chèn dập đinh tán, lấy l = 2,5 mm = 0,0025 cm - [c] : ứng suất cắt cho phép, [c]= 30 MPa - [cd] : ứng suất chèn dập cho phép, [cd] = 80 MPa Ta nhận thấy F1 < F2 nên c1 < c2 cd1 < cd2 ta kiểm tra cho đinh tán vịng ngồi Ta có số liệu tham khảo: r2 = 110 mm = 0,11 m r1 = 90 mm = 0,09 m Thay số vào ta có: M LH r2 255.0,11 2 2 F2 = 2.(r1  r2 ) = 2.(0, 09  0,11 ) = 694 (N)  c2  694  2945427  0, 0052 12 (N/m2) = 2,94 MPa < [c]  cd  Như ta thấy : 694 12.0, 002.0,005 = 3858333 (N/m2) = 3,86 MPa < [cd] c < [c] , cd < [cd] Vậy đinh tán nối ma sát với xương đĩa đủ bền +) Với đinh tán nối đĩa bị động với moay kiểm nghiệm tương tự Các đinh tán nối đĩa bị động với moay chế tạo thép với đường kính từ  10 mm 64 M LH Lực tác dụng lên đinh tán tính theo cơng thức: F = r Với r bán kính đặt đinh tán, chọn tham khảo r = 50 mm = 0,050 m Thay số vào ta có: 255 F = 0, 050 = 5100 (N/m2) Ứng suất cắt chèn dập: F �  c  d2 n ; c  F �  cd  n.l.d Chọn đường kính đinh tán : d = mm  cd  Số lượng đinh tán : n = Chiều dài chèn dập đinh tán : l = mm Với ứng suất giới hạn : [c] = 30 MPa ; [cd] = 80 MPa Thay số vào ta có: c  5100  20093900  0, 0062 4 (N/m2) = 20,09 MPa  cd  Ta thấy : 5100  53125000 4.0,004.0,006 (N/m2) = 53,12 MPa c < [c] ; cd < [cd] Vậy đinh tán nối đĩa bị động moay đủ bền 65 b) Moay ơ: Moay thường thiết kế với độ dài đủ lớn để đĩa bị động đỡ bị đảo, với ly hợp làm việc điều kiện bình thường chiều dài moay thường chọn d D đường kính then hoa trục ly hợp L = D b L Hình Sơ đồ cấu tạo moay đĩa bị động Then hoa moay tính theo chèn dập cắt: c  4.M LH �  c  z1.z2 L.b.( D  d )  cd  8.M LH �  cd  z1.z2 L.( D  d ) Trong : - MLH : mơmen ma sát ly hợp, MLH = 255 Nm - z1 : Số moay ơ, với ly hợp ma sát đĩa có z1 = - z2 : Số then hoa moay - L : Chiều dài moay - D, d : Đường kính ngồi then hoa - b : Bề rộng then hoa Trước tiên tính sơ trục then hoa: dtb  M LH 0, 2.[ ] Trong [] ứng suất xoắn cho phép, với vật liệu chế tạo moay thép 40X có [] = 4.107 N/m2 66 Thay số vào ta có: dtb  255 0, 2.4.107 = 0,027 (m) Tra bảng tiêu chuẩn then hoa có dtb  0,027 m Chọn d = 28mm Ta có: D x d x z = 35 x 28 x 10 b = mm = 0,004 m Vậy ta có L = D = 35 mm = 0,035 m d = 28 mm ; z2 = 10 Thay số vào ta có: c  4.255 10.10.0, 035.0,004.(0,035  0,028) =1156462 (N/m2) = 1,16.106 (N/m2)  cd  8.255 10.10.0, 035.(0, 0352  0, 0282 ) = 5902778 (N/m2) = 5,9.106 (N/m2) Chọn vật liệu chế tạo moay thép 40X có ứng suất giới hạn là: [c] = 1,2.107 (N/m2) [cd] = 2.107 (N/m2) Như ta thấy : c < [c] cd < [cd] Vậy then hoa đủ bền c.Tính lị xo giảm chấn: Lò xo giảm chấn đặt đĩa bị động để tránh cộng hưởng tần số cao dao động xoắn thay đổi mômen động hệ thống truyền lực đảm bảo truyền mômen cách êm dịu từ đĩa bị động đến moayơ trục ly hợp Mơmen cực đại có khả ép lò xo giảm chấn xác định theo công thức: 67 Mmax = Gb  rb i0 i1.i f Trong đó: - Gb : Trọng lượng bám ôtô cầu chủ động: Gb = 0,7.G = 0,7.18700 = 12925 (N) - : Hệ số bám đường, lấy = 0,8 - rb : Bán kính làm việc bánh xe, rb = 0,3776 m - i0 : Tỉ số truyền truyền lực chính, io = 4,12 - i1 : Tỉ số truyền hộp số tay số 1, i1 = 5,125 - if1 : Tỉ số truyền hộp số phụ, if1 = Thay vào cơng thức ta có: 12925.0,8.0,3776 Mmax = 5,125.4,12.1 = 185 (Nm) Mômen truyền qua giảm chấn: Mg = Mlx + Mms = P1.R1.Z1 + P2.R2.Z2 Trong : - Mlx : Mơmen sinh lực lị xo - Mms : Mơmen ma sát - P1 : Lực ép lò xo giảm chấn - R1 : Bán kính đặt lị xo giảm chấn, chọn R1 = 40 mm = 0,04 m - Z1 : Số lượng lò xo giảm chấn đặt moay ơ, chọn Z1 = - P2 : Lực tác dụng vòng ma sát - R2 : Bán kính đặt lực ma sát - Z2 : Số lượng vòng ma sát Theo thực nghiệm thường lấy: Mms = 0,2.Mmax = 0,2.185 = 37 (Nm) 68 Suy ra: Mlx = Mmax – Mms = 185 - 37 = 148 (Nm) Ta có lực ép tác dụng lên lò xo giảm chấn là: M lx 148 Z R P1 = 1 = 6.0, 05 = 493 (N) .G.d Số vòng làm việc lò xo giảm chấn: n0 = 1, 6.P1.D Trong đó: - G : Môđun đàn hồi dịch chuyển, G = 8.1010 (N/m2) -  : Là độ biến dạng lò xo giảm chấn từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc, chọn  = mm = 0,003 m - d: Đường kính dây lị xo, chọn d = mm = 0,003 m - P1 : Là lực ép lò xo giảm chấn, P1 = 493 N - D : Là đường kính trung bình vòng lò xo, chọn D = 15 mm = 0,015 m Thay số vào ta có: 0, 003.8.1010.0, 0034 1, 6.493.0, 023 n0 = = 3,1 Lấy n0 = (vòng) Chiều dài làm việc lò xo tính theo cơng thức: l1 = (n0 +1).d = 5.3 = 15 (mm) Chiều dài lò xo trạng thái tự do: l2 = l1 + n0 = 15 + 4.3 = 27 (mm) Lò xo kiểm tra theo ứng suất xoắn :  8.P1.D k �    d Trong : - P1 : Lực ép lò xo giảm chấn, P1 = 493 N - D : Đường kính trung bình vòng lò xo, D = 0,015 m - d : Đường kính dây lị xo, d = mm - k : Hệ số tập trung ứng suất: 69 0, 015 4C  0, 615 D  C ; Với C = d = 0, 003 = k = 4C  4C  0, 615 4.5  0, 615   C  C 4.5  = 1,31 Thay số vào ta có: k = = Thay thơng số vào cơng thức tính  ta có:  8.493.0, 015 1,31 3,14.0, 0033 = 9,14.108 (N/m2) Vật liệu làm lò xo giảm chấn thép 65 T có = 14.108 (N/m2) Vậy lò xo đủ bền Bảng Bảng thơng số tính tốn đĩa bị động đĩa bị động STT Công thức M LH r2 2 F2 = 2.(r1  r2 )  c2   cd  F2 n2 l.d 4.M LH c  z1.z2 L.b.( D  d )  cd  8.M LH z1.z2 L.( D  d ) Mmax = Ghi 255.0,11 2.(0, 092  0,112 ) = 694 (N) 694  0, 0052 12 = 2,94 MPa 694  cd  12.0, 002.0,005 = 3,89 MPa Thỏa mãn 255 0, 050 M LH F= r F2 d2 n2 Kết Gb  rb i0 i1.i f .G.d n0 = 1, 6.P1.D 10 11 l1 = (n0 +1).d l2 = l1 + n0 = 5100 (N/m2) 4.255 10.10.0, 035.0,004.(0, 035  0, 028) =1,16.106 (N/m2) 8.255  cd  10.10.0, 035.(0, 0352  0,0282 ) = 5,9.106 (N/m2) 12925.0,8.0,3776 5,125.4,12.1 = 185 (Nm) 0, 003.8.1010.0, 0034 1, 6.493.0, 023 =4 (vòng) 5.3 = 15 (mm) 15 + 4.3 = 27 (mm) Thỏa mãn 70 8.493.0, 015 Đủ điều 1,31 3,14.0, 003 kiện = 9,148 (N/m2) 3.4.TÍNH HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP Hệ thống dẫn động ly hợp chọn hệ thống dẫn động ly hợp thủy lực  12 8.P1.D k  d 3.4.1.Xác định lực hành trình bàn đạp: * Sơ đồ dẫn động Hình Sơ đồ dẫn động ly hợp Cơng thức tính tỷ số chuyền dẫn động khí từ bàn đạp: Hình 3.7 Tỷ số truyền ly hợp Ta có: a = 360mm idd= 71 b = 50mm c = 180mm d = 50mm ( khảo sát xe tham khảo) = 0,852 idd==18,72 Vậy lực bàn đạp : Qbd= ==256(N) Xác định hành trình bàn đạp Hành trình bàn đạp xác định theo cơng thức: St= Slv+ S Trong : St : hành trình tổng( tồn bộ) bàn đạp ly hợp So: hành trình tự bàn đạp để khắc phục khe hở So tính: So = δ: khe hở bi mở đầu nhỏ lũ xo, chọn : δ= 3mm  S0= 3.18,72=56,16 Slv: hành trình làm việc bàn đạp để khắc phục khe hở bề mặt ma sát , Slv= idd.L2 Hành trình đầu nhỏ lị xo đĩa l 2= Trong : l1 hành trình làm việc đầu to lị xo đĩa để mở ly hợp, chọn l1= 2mm  l2== 4,36(mm)  Slv= 18,72.4,36 =81,6(mm) Suy St= 81,6 + 56,16 = 138(mm).Hành trình nằm giới hạn cho phép [St]= 150mm 72 3.4.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực: 1.Thiết kế tính tốn xilanh cơng tác a.Xác định kích thước Hành trình làm việc piston cơng tác S2 xác định : S 2= Trong hành trình bi mở S1 S1= l2+ δ =4,36 + = 7,36(mm) S2= 7,36.180/50 =26,5(mm) Ta xác định thể tích dầu xi lanh cơng tác: V2 = d2= 22 mm( giữ ngun đường kính xi lanh cơng tác) V2 = = 10068(mm3) Chọn chiều dày ống t =4mm b.Kiểm tra bền xilanh cơng tác Đường kính ngồi: D2= d2+ 2t = 22+2.4 = 30(mm) Rtb== = 13(mm) Nhận thấy t > 0,1R tb2 nên ta kiểm tra bền xy lanh công tác theo ứng suất sinh ống dây: Ứng suất hướng tâm: δ r= δ0= Trong đó: P: áp suất ống: P = = =3,05.106(N/m2) r :khoảng cách từ điểm xét đến đường tâm ống b: bán kính ngồi b = == 15mm a: bán kính a = == 11 mm 73 Từ biểu đồ mômen ta thấy điểm nguy hiểm nằm mép A ống Theo thuyết bền ứng suất lớn = == ==8,9.106(N/ m2) Vật liệu chế tạo xylanh gang CY24-42 có [σ]= 2,4 107(N/ m2) So sánh < [σ], xylanh cơng tác đủ bền 2.Tính tốn thiết kế xylanh a Xác định kích thước Hành trình xylanh : S3= S2 = 26,5.0,852=19,14(mm) Thể tích dầu thực tế xylanh fải lớn tính tốn dẫn động dầu