Nghiên cứu, mô phỏng bộ ly hợp bằng phần mềm Inventor

ĐÀO PHÚ HỒNG ANH BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Tên đề tài: Nghiên cứu, mô ly hợp phần mềm Inventor CBHD: ThS Trịnh Đắc Phong NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ Sinh viên: Đào Phú Hồng Anh Mã số sinh viên: 2018600079 Hà Nội – Năm 2022 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án trước hết em xin gửi đến quý thầy, cô giáo khoa cơng nghệ kĩ thuật Ơ tơ trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Em xin gửi đến thầy Trịnh Đắc Phong tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hồn thành khóa đồ án tốt nghiệp Từ kiến thức em học thêm nhiều kiến thức bổ ích, hữu dụng cho cơng việc sau Em xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo thầy khoa Cơng nghệ Ơ tơ tạo điều kiện giúp đỡ, dạy dỗ em suốt trình học tập trường Em trân trọng biết ơn sâu sắc tới tất người gia đình, bạn bè động viên khích lệ giúp em q trình học tập làm khóa luận Trong q trình làm khóa luận tốt nghiệp này, giúp đỡ tận tình cố gắng tránh thiếu sót Vì vậy, em kính mong nhận ý kiến đóng góp bảo q thầy Hà Nội, tháng 05 năm 2022 Sinh viên thực Đào Phú Hoàng Anh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Yêu cầu 1.1.3 Phân loại 1.2 Cấu tạo ly hợp 1.2.1 Ly hợp ma sát ma sát khô 1.2.2 Ly hợp thủy lực 1.2.3 Ly hợp liên hợp 1.3 Kết cấu phận ly hợp 10 1.3.1 Đĩa ma sát 10 1.3.2 Đòn mở ly hợp 12 1.3.3 Đĩa ép 13 1.3.4 Lò xo ép 13 1.3.5 Trục ly hợp 14 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CỤM CHI TIẾT CỦA LY HỢP 15 2.1 Thông số xe Vinfast Lux A2.0 15 2.2 Moment ma sát ly hợp 15 2.3 Xác định thơng số kích thước ly hợp 16 2.3.1 Bán kính hình vành khăn bề mặt ma sát đĩa bị động 16 2.3.2 Diện tích bán kính trung bình hình vành khăn ma sát 18 2.3.3 Lực ép cần thiết F 18 2.3.4 Nhiệt sinh trượt ly hợp 23 2.3.5 Xác định thông số cấu ép 24 2.4 Tính tốn điều khiển ly hợp 29 2.4.1 Xác định hành trình bàn đạp Sbd (mm) 30 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR PROFESSIONAL VÀO THIẾT KẾ LY HỢP 32 3.1 Giới thiệu phần mềm Inventor 32 3.2 Các tiện ích Inventor 33 3.2.1 Tiện ích tạo mơ hình 33 3.2.2 Tiện ích quản lý thông tin 34 3.2.3 Hệ thống hỗ trợ người dùng 34 3.3 Module 3D model 35 3.4 Module Assembly 36 3.5 Ứng dụng phần mềm Inventor 38 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ 43 4.1 Kết chung 43 4.2 Kết cấu chi tiết ly hợp 43 4.2.1 Đĩa ma sát 43 4.2.2 Vỏ ly hợp 45 4.2.3 Bánh đà 46 4.2.4 Đĩa áp suất 47 KẾT LUẬN 48 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu tạo ly hợp Hình 1.2 Ly hợp trạng thái đóng mở Hình 1.3 Nguyên lý ly hợp thủy lực Hình 1.4 Cấu tạo ly hợp liên hợp Hình 1.5 Cấu tạo đĩa ma sát 10 Hình 1.6 Địn mở ly hợp 13 Hình 2.1 Cơng trượt ly hợp 18 Hình 3.1 Khởi động môi trường lắp ráp 37 Hình 3.2 Giao diện môi trường lắp ghép 37 Hình 3.3 Sketch hình vành khăn đĩa ma sát 38 Hình 3.4 Đùn biên dạng vành khăn 39 Hình 3.5 Biên dạng rãnh 39 Hình 3.6 Extrude cut biên dạng rãnh 40 Hình 3.7 Sử dụng công cụ Circular Pattern 40 Hình 3.8 Vị trí lỗ 41 Hình 3.9 Cơng cụ Hole 41 Hình 3.10 Đĩa ma sát 42 Hình 4.1 Phân rã chi tiết ly hợp 43 Hình 4.2 Đĩa ma sát 43 Hình 4.3 Chi tiết đĩa ma sát 44 Hình 4.4 Trục ly hợp 45 Hình 4.5 Moay 45 Hình 4.6 Nắp ly hợp 46 Hình 4.7 Bánh đà 46 Hình 4.8 Đĩa áp suất 47 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Hệ số dự trữ loại xe 17 Bảng 2.2 Giới hạn đường kính ngồi vành ma sát 18 Bảng 2.3 Hệ số cản tổng cộng đường 21 Bảng 2.4 Hiệu suất thuận hệ thống truyền lực 22 Bảng 2.5 Đường kính dây lị xo đường kính trung bình 27 Bảng 2.6 Các hệ số k, v, γ 27 Bảng 3.1 Các lệnh môi trường 3D Model 36 Bảng 3.2 Các lệnh môi trường lắp ghép 38 LỜI NĨI ĐẦU Ơ tơ phương tiện vận tải chủ yếu tương lai.Nó đóng vai trị quan trọng đời sống người phát triển quốc gia Ơ tơ khơng phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách, hàng hóa mà ngày với phát triển bậc cơng nghệ tơ cịn tác phẩm nghệ thuật thể vẻ đẹp, vẻ sang trọng hồn mỹ Ơ tơ phương tiện chủ chốt ngành giao thông vận tải không ngừng phát triển quy mô chất lượng để tạo điều kiện cho kinh tế phát triển, nước ta Đảng Nhà nước trọng phát triển ngành cơng nghiệp ơtơ Trong q trình phát triển kinh tế xã hội nước ta với chủ trương “cơng nghiệp hố-hiện đại hố” có nhiều loại tô nhập lắp ráp Việt Nam Dòng xe ngày sử dụng rộng rãi chúng có nhiều tính ưu việt: điều khiển dể dàng,an tồn, độ bền tốt kích thước nhỏ gọn nên lại dễ dàng đường hẹp, đặc biệt thành phố với nhiều phương tiện giao thông lưu thông đường.Với mục tiêu nghiên cứu thiết kế hệ thống ly hợp theo hướng giảm nhẹ lao động cho người lái,giảm hành trình bàn đạp, song kết cấu phải đơn giản nên em thực đề tài thiết kế ly hợp Với nội dung vậy,em tập trung nghiên cứu tính toán kiểm nghiệm xe sở Vinfast Lux A2.0 Ly hợp sẻ có kết cấu đơn giản, lực điều khiển người lái nhẹ đảm bảo hành trình bàn đạp hợp lý.các phận thiết kế sản xuất nước Nội dung gồm phần sau: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CỤM CHI TIẾT CHƯƠNG 3: ỨNG DỰNG PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR PROFESSIONAL VÀO THIẾT KẾ LY HỢP CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ Trong trình làm đồ án, thân cố gắng, xong khả thời gian có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý, phê bình thầy bạn lớp Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẩn Trịnh Đắc Phong thầy Khoa Công nghệ Kỹ thuật ô tô Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 1.1.1 Công dụng Ly hợp phận quan trọng hệ thống truyền lực xe ô tô Ly hợp có nhiệm vụ: Đóng ngắt moment truyền từ động đến hệ thống truyền lực khởi động, phanh, chuyển số, dừng xe Là cấu an toàn, bảo vệ toàn hệ thống truyền lực trước tác động thay đổi tải trọng xuất chế độ độ, chuyển động loại đường phức tạp phanh đột ngột mà ly hợp nối [1] 1.1.2 Yêu cầu Truyền moment xoắn lớn động mà không bị trượt điều kiện Khi đóng ly hợp phải êm dịu để tăng từ từ moment xoắn lên trục hệ thống truyền lực, không gây va đập vào bánh vào số, lúc ô tô khởi hành không bị giật, … Ly hợp ngắt phải dứt khốt nhanh chóng cắt truyền lực từ động xuống hệ thống truyền lực, giúp cho việc gài số dễ dàng Moment quán tính phần bị động phải nhỏ (có khổi lượng bé) để nhanh chóng dừng lại mở ly hợp Đảm bảo cho hệ thống truyền lực không chịu lực tải lớn, đột ngột Đảm bảo thoát nhiệt tốt từ bề mặt ma sát Kết cấu đơn giản, điều khiển thuận tiện, dễ bảo dưỡng, sửa chữa [3] Khối lượng chi tiết, moment quán tính phần bị động ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên bánh đồng tốc 35 Web: Từ DSS liên kết với Autodesk Point A Redspark để tìm thơng tin bổ sung web, liên kết với site nhà cung cấp, Autodesk online: Download phiên cập nhật Autodesk Inventor tìm thơng tin sản phẩm, hỗ trợ kĩ thuật thông tin khác 3.3 Module 3D model Sau phác thảo biên dạng, để chuyển chúng thành khối hình học 3D có số lệnh bắt buộc để chuyển tiếp thoát khỏi môi trường vẽ phác thảo: Lệnh Phần mềm Inventor tự mặc định tên gọi mơ hình cần tạo Part 1, muốn lưu vẽ với tên gọi khác, ta nhấp chuột vào biểu tượng nhấn tổ hợp phím Ctrl+S xuất hộp thoại Save As, lúc ta chọn đường dẫn mục Save in đặt tên mơ hình theo ý muốn Sau chuyển sang mơi trường 3D, tab lệnh Model tự động kích hoạt chứa lệnh tạo mơ hình 3D Biểu tượng Tên lệnh Công dụng Extrude Lệnh tạo khối đùn Revolve Lệnh xoay đối tượng quanh trục Sweept Loft Lệnh quét biên dạng theo đường dẫn Tạo khối có tiết diện thay đổi Ghi 36 Extruded Cut Hole Revolve Cut Sweept Cut Fillet Chamfer Rip Lệnh cắt khối theo tiết diện Lệnh tạo ren Lệnh cắt khối theo tiết diện quay quanh trục Lệnh cắt khối theo biên dạng đường dẫn Lệnh bo cung tròn Lệnh vát góc đối tượng Lệnh tạo gân Mirror Lệnh đối xứng Shell Lệnh tạo thành mỏng Bảng 3.1 Các lệnh môi trường 3D Model 3.4 Module Assembly Sau tạo chi tiết ta thực việc lắp chúng lại với để tạo lên cụm chi tiết , cấu máy , có vị trí tương quan với Để thực việc này, phần mềm Autodesk Inventer hồn thiện mơi trường lắp ráp Assembly giúp ràng buộc chi tiết thiết kế lại với cách khống chế bậc tự chúng khơng gian làm việc Ngồi ra, mơi trường này, cịn tạo thêm chi tiết khác giống môi trường Part, thêm vào tạo nhanh chi tiết tiêu chuẩn như: Bulơng, đai ốc, vít, ổ lăn, chốt, then … có sẵn thư viện hệ thống Ưu điểm đáng kể môi trường lắp ráp Assembly Modul Design chuyên thiết kế xác tối ưu chi tiết máy như: Trục, truyền bánh trụ, truyền bánh côn, truyền bánh vít-trục vít, đai, xích, cam, lị xo, phớt chắn dầu 37 … góp phần thuận lợi dễ dàng việc thiết kế mơ hình ba chiều vẽ lắp khí - Khởi động mơi trường lắp ghép: Chọn biểu tượng New Xuất hộp thoại New File ta chọn biểu tượng Standard.iam Hình 3.1 Khởi động môi trường lắp ráp - Giao diện môi trường lắp ghép Hình 3.2 Giao diện mơi trường lắp ghép 38 Các cơng cụ có mơi trường lắp ráp phần mềm Inventor: Biểu tượng Tên lệnh Assemble Creat Công dụng Chỉnh sửa part khối lắp ghép Thêm part vào môi trường lắp ghép Constrain Tạo ràng buộc với part Move Di chuyển part khối lắp ghép Pattern Mirror Ghi Lệnh chép nhanh part theo quy luật Lệnh đối xứng chi tiết Bảng 3.2 Các lệnh môi trường lắp ghép 3.5 Ứng dụng phần mềm Inventor Bước 1: Tạo sketch 2D với biên dạng hình vành khăn đĩa ma sát Sử dụng lệnh tạo đường trịn để tạo hai hình trịn với bán kính tính Hình 3.3 Sketch hình vành khăn đĩa ma sát Bước 2: Sử dụng công cụ Extrude để đùn biên dạng tạo với bề dày tính toán 39 Nhập độ dày chọn hướng cần đùn biên dạng Hình 3.4 Đùn biên dạng vành khăn Bước 3: Tạo rãnh bề mặt ma sát Vẽ sketch bề mặt khối tạo Hình 3.5 Biên dạng rãnh Bước 4: Sử dụng công cụ Extrude Cut để tạo rãnh Nhập độ sâu rãnh cần cắt chọn hướng Sau dùng cơng cụ Fillet để tạo góc bo sau cắt 40 Các khối tạo cần bo góc vát cạnh để tránh cạnh sắc Hình 3.6 Extrude cut biên dạng rãnh Bước 5: Dùng công cụ Circular Pattern để nhân thêm nhiều rãnh dựa theo biên dạng tròn đĩa ma sát Nhập 24 cần nhân thêm Sau đó, chọn tâm quay khối để rãnh nhân theo biên dạng khối ban đầu tạo Hình 3.7 Sử dụng cơng cụ Circular Pattern Bước 6: Dùng point (điểm) để xác định vị trí lỗ để bắt đinh tán 41 Xác định vị trí điểm point dùng cơng cụ Circular để nhân thêm nhiều point theo thiết kế Hình 3.8 Vị trí lỗ Bước 7: Sử dụng cơng cụ Hole để tạo lỗ Chọn tùy chọn lỗ bậc Nhập thơng số lỗ cần tạo: bán kính lỗ, bán kính bậc, độ sâu lỗ, độ sâu bậc Hình 3.9 Cơng cụ Hole Bước 8: Thêm vật liệu cho mơ hình 42 Đổi sang chế độ nhìn thực tế để đánh giá sơ mơ hình Lưu lại mơ hình tạo Hình 3.10 Đĩa ma sát  Các chi tiết khác làm tương tự 43 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ 4.1 Kết chung Hình 4.1 Phân rã chi tiết ly hợp Ly hợp ô tô bánh đà thường cấu tạo thành khối với hình dạng giống khối trụ khối nón 4.2 Kết cấu chi tiết ly hợp 4.2.1 Đĩa ma sát Hình 4.2 Đĩa ma sát 44 Hình 4.3 Chi tiết đĩa ma sát Đĩa ly hợp lắp ráp cho tiếp xúc cách đồng với bề mặt ma sát đĩa ép ly hợp bánh đà Đĩa ly hợp dịch chuyển dọc theo trục, nhiên đĩa quay trục quay theo Đĩa ly hợp hình trịn, mỏng làm từ thép với mayơ đặt giữa, bề mặt đĩa ly hợp ép vật liệu ma sát đinh tán Đĩa thép tán chặt đinh tán với đĩa lò xo ma sát làm bột amiăng ép dây đồng có hệ số ma sát lớn, độ bền cao có tính dẫn nhiệt tốt Các lị xo giảm chấn lắp moayơ đĩa thép, nhằm giảm dao động xoắn động Moay làm thép có then hoa để lắp với phần then hoa đầu trục sơ cấp phải Vật liệu ma sát tán vào phần gợn sóng phần ngồi đĩa ly hợp Chúng đệm đàn hồi, giúp giảm va chạm đĩa ly hợp bị ép mạnh vào bánh đà 45 Hình 4.4 Trục ly hợp Hình 4.5 Moay 4.2.2 Vỏ ly hợp Nắp ly hợp có tác dụng để nối ngắt cơng suất động Nắp ly hợp có lị xo để đẩy đĩa ép ly hợp vào đĩa ly hợp 46 Làm thép dập có lỗ để lắp định tâm với bánh đà Trên vỏ có gờ lồi lỗ để liên kết với đĩa ép bên có gờ định vị lị xo ép Hình 4.6 Nắp ly hợp 4.2.3 Bánh đà Hình 4.7 Bánh đà Bánh đà phận nhằm tạo mơmen qn tính khối lượng giúp động hoạt động Đây coi nguồn để phận khác liên kết lại với Trên phận khoăn lỗ để phận ly hợp gắn lên dễ 47 dàng Bên cạnh đó, thường nhẵn để tạo bề mặt ma sát, làm chất liệu dày để hấp thụ tốt lượng nhiệt tạo sử dụng ly hợp 4.2.4 Đĩa áp suất Đĩa ép làm gang có khả dẫn nhiệt tốt Mặt tiếp giáp với đĩa bị động gia cơng nhẵn, mặt đối diện có gờ lồi định vị lò xo ép số gờ có lỗ để lắp cần bẩy liên kết với vỏ ly hợp Hình 4.8 Đĩa áp suất 48 KẾT LUẬN Với giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Trịnh Đắc Phong, em hoàn thành đề tài “ Nghiên cứu, mô ly hợp phần mềm Inventor“ Q trình tính tốn thực quy trình Kết tính tốn hồn tồn phù hợp với điều kiện Qua trình thực đề tài, em có hội để tổng kết lại kiến thức học năm qua Và tạo điều kiện để em tìm hiểu thêm kiến thức Dù cố gắng để hoàn thành đề tài làm khơng tránh khỏi sai sót kiến thức thân cịn hạn chế Vì em mong có nhận xét đánh giá đóng góp thầy để đồ án em hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Trịnh Đắc Phong thầy khoa giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực 49 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng (2009) Kết cấu ô tô Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội [2] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm (1999) Thiết kế chi tiết máy Nhà xuất giáo dục [3] Ngơ Hắc Hùng (2008) Kết cấu tính tốn tô Nhà xuất giao thông vận tải [4] Vũ Văn Hợp (2011) Quy trình bảo dưỡng ly hợp xe Corolla Hà Nội [5] Nguyễn Quốc Bảo (2011) Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Đà Nẵng [6] Nguyễn Hữu Cẩn (2005) Lý thuyết ô tô máy kéo Hà Nội [7] Lê Văn Tụy Hướng dẫn thiết kế ô tô [8] Nguyễn Đức Quý, Lê Hùng Phong (2015) Hướng dẫn sử dụng phần mềm Autodesk Inventor 2014 Vũng Tàu ... Ngun lý ly hợp thủy lực 1.2.3 Ly hợp liên hợp Ly hợp liên hợp (kết hợp ly hợp thủy lực ly hợp ma sát) sử dụng rộng rãi ô tô Ly hợp ma sát đặt sau ly hợp thủy lực giúp cho việc đóng ly hợp êm dịu... cuộn dây để kéo phần ứng ma sát ép vào rotor  Ly hợp liên hợp: Là kết hợp loại ly hợp thủy lực ly hợp ma sát 1.1.3.2 Theo cách dẫn động điều khiển  Ly hợp điều khiển tự động Ly hợp điều khiển... trường hợp xe bắt đầu khởi hành có cơng trượt lớn lúc chênh lệch tốc độ bánh đà động tốc độ trục ly hợp lớn Sự trượt ly hợp có hai trường hợp: trượt ly hợp đóng ly hợp đột ngột trượt ly hợp đóng ly