ĐỒ án TÍNH TOÁN ô tô đề tài TÍNH TOÁN và THIẾT kế LY hợp XE ô tô

Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng Khoa khí động lực  ĐỒ ÁN TÍNH TỐN Ơ TƠ ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN VÀÀ̀ THIẾT KẾ LY HỢP XE Ơ TƠ GVHD: Thầy Võ Bá Khánh Trình Lớp: SVTH: CĐ Ô TÔ 19C Nguyễn Thịnh Cao Nguyễn Tuấn CườÀ̀ng Phùng Quang Dương TP.HCM, tháng 10 năm 2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta ngày phát triển có thay đổi ngày, với phát triển kinh tế khoa học kỹ thuật có bước phát triển vượt bậc thu thành tựu quan trọng Khoa học kỹ thuật áp dụng phổ biến đời sống góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế quốc dân Công nghiệp ôtô ngành quan trọng phát triển kinh tế đất nước, đặc biệt quốc gia phát triển Việt Nam Ơ tơ du lịch phục vụ cho mục đích thiết yếu người việc vận chuyển hàng hoá, lại người.Ngồi cịn phục vụ nhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hoả, cứu hộ, an ninh, quốc phịng… Do phát triển ngành cơng nghiệp ô tô Việt Nam mục tiêu chiến lược phát triển đất nước Thực tế nhà nước ta trọng phát triển ngành công nghiệp ô tô với đề án chiến lược dài hạn đến năm 2015, 2020 Cùng với việc chuyển giao công nghệ Việt Nam nước phát triển giới, ngày tiếp cận nhiều với công nghệ tiên tiến giới có cơng nghệ ô tô Công nghệ ô tô công nghệ xuất lâu năm gần có nhiều bước phát triển mạnh mẽ, liên tục công nghệ phát minh nhằm hồn thiện tơ truyền thống Ngồi người ta cịn phát minh cơng nghệ nhằm thay đổi ô tô truyền thống nghiên cứu ô tô dùng động Hybrid, động dùng nhiên liệu Hydro, tơ có hệ thống lái tự động… Tuy nhiên điều kiện nước ta, cần tiếp thu hồn thiện cơng nghệ ô tô truyền thống Trên ôtô, người ta chia thành phần cụm khác Trong ly hợp cụm có vai trị quan trọng hệ thống truyền lực ơtơ Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu ơtơ, tính điều khiển tơ, đảm bảo an tồn cho động hệ thống truyền lực ô tô Nên để chế tạo ôtô đạt yêu cầu chất lượng việc thiết kế chế tạo ly hợp tốt quan trọng Do em giao đề tài “ Thiết kế hệ thống ly hợp xe ơtơ ” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể hệ thống ly hợp ô tô du lịch quy trình thiết kế chế tạo hệ thống ly hợp cho ô tô du lịch Với thông số ban đầu lấy từ xe tham khảo xe Toyota Camry 2007 MT Trong nội dung đồ án, em cố gắng trình bày cách cụ thể hệ thống ly hợp xe ô tô du lịch, bao gồm từ phần tổng quan hệ thống ly hợp đến quy trình thiết kế chế tạo ly hợp hồn chỉnh hoạt động hư hỏng xảy cách bảo dưỡng, sữa chữa hệ thống ly hợp TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trong thời gian giao đề tài, với hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể Thầy giáo Võ Bá Khánh Trình thầy giáo mơn Ơ tơ xe chuyên dụng, em hoàn thành đồ án Mặc dù thân có cố gắng quan tâm giúp đỡ thầy giáo kinh nghiệm, kiến thức thời gian hạn chế nên đồ án em tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, phê bình thầy mơn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn thầy giáo mơn Ơ Tơ, Khoa Cơ khí động lực, TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT CAO THẮNG giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt đồ án TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀÀ̀ LY HỢP TRÊN Ô TÔ 1.1.Mục đích 1.2.Công dụng 1.3 Phân loại 1.4 Chức 1.5 Yêu cầu ly hợp CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN LÝ HỢP Thông số xe Toyota Camry 2007 MT 2.1 Momen ma sát ly hợp cần truyền 2.2 Chọn đườÀ̀ng kính ngồi, bề dày ma sát 2.3 Lực ép cần thiết lên đĩa ma sát để truyền momen 2.4 Hành trình đĩa ép 2.5 Kiểm tra ly hợp theo công trượt 2.6 Kiểm tra độ tăng nhiệt độ ly hợp 2.7 Tính tốn chi tiết ly hợp 2.7.1 Lò xo ép ly hợp 2.7.2 Đĩa bị động 11 2.7.3 Đĩa ép 12 2.7.4 Tính giảm chấn lò xo giảm chấn 13 2.7.5 Tính bền trục ly hợp 15 2.7.6 Đòn mở ly hợp 21 2.7.7 Đinh tán 21 2.8 Thiết kế cấu điều khiển ly hợp 24 2.8.1.Yêu cầu 24 2.8.2.Phân loại 24 2.8.3.Tính tốn dẫn động thủy lực 24 Kết Luận 26 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀÀ̀ LY HỢP TRÊN Ơ TƠ 1.1 Mục đích Ly hợp cụm chủ yếu ô tô máy kéo, đảm nhận nhiệm vụ sau: - Ngắt đường truyền công suất từ động đến hộp số Nó cho phép động quay trạng thái tự mà không truyền công suất đến hộp số - Trong q trình ngắt, cho phép người lái sang số để phù hợp với điều kiện làm việc tơ - Trong q trình đóng ly hợp xảy trượt ly hợp, làm cho q trình đóng êm dịu, giảm tải trọng động tác dụng lên hộp số, trục hệ thống khác hệp thống truyền lực - Khi ly hợp đóng hồn tồn, tồn cơng suất truyền từ động đến hộp số, trượt khơng cịn xảy 1.2 Công dụng - Nối động với hệ thống truyền lực ô tô di chuyển - Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trường hợp ô tô khởi hành chuyển số Đảm bảo cấu an toàn cho chi tiết hệ thống truyền lực gặp tải - trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp 1.3 Phân loại Ly hợp phân loại theo phương pháp sau: - Theo cách truyền momen quay từ trục động đến trục hệ thống truyền lực, người ta chia loại ly hợp Ly hợp ma sát: truyền momen quay bề mặt ma sát Ly hợp thuỷ lực: truyền momen quay tác dụng dòng chất lỏng Ly hợp nam châm điện: truyền momen quay tác dụng trường nam châm điện Ly hợp loại liên hợp: truyền momen quay cách kết hợp loại kể TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 1.4 Chức Ly hợp dùng để truyền momen xoắn từ động đến hệ thống truyền lực cách êm dịu Ly hợp dùng để cắt truyền dộng đến hệ thống truyền lực nhanh dứt khoát trường hợp cần thiết 1.5 Yêu cầu ly hợp - Ly hợp phải truyền động momen xoắn lớn động mà không bị trượt điều kiện, momen ly hợp phải lớn momen xoắn động - 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 va đập cho hộp số - Đảm bảo thoát nhiệt tốt ly hợp trượt - Momen quán tính phần bị động phải nhỏ - Ly hợp phải trượt động làm việc tải - Kết cấu đơn giản nhỏ gọn, điều khiển dễ dàng, dễ sửa chữa TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN LÝ HỢP Thông số xe Toyota camry 2007 MT STT Thông số kỹ thuật Công suất cực đại Nemax Momen cực đại Memax Trọng lượng toàn tải Ga Chiều dài sở Chiều dài xe Chiều rộng xe Chiều cao xe Thông số lớp Hộp số 10 Tỉ số truyền truyền lực i0 11 Tỉ số truyền tay số 12 Tỉ số truyền tay số 13 Tỉ số truyền tay số 14 Tỉ số truyền tay số 15 Tỉ số truyền tay số 16 Tỉ số truyền tay số cuối TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 17 Tỉ số truyền tay số lùi 3,583 2.1 Momen ma sát ly hợp cần truyền M1 = β Mdc = β Memax= 1,75.218,29 = 382 (N.m) Chọn β (là hệ số dự trữ ly hợp) β = 1,75 (vì tơ tải khơng móc )(tra bảng 2.1 trang 10 giáo trình tập lớn tính tốn tơ) ( Mdc = Memax ) Trong : Ml – Momen ma sát cực đại ly hợp Mdc – Momen cực đại động β - Hệ số dự trữ ly hợp ad : skknchat@gmail.com TI E U L U A N M OI d o w nl o 2.2 Chọn đườÀ̀ng kính ngồi, bề dày ma sát Đường kính ngồi ma sát chọn dựa theo đường kính bánh đà có cơng thức thực nghiệm sau: -ĐườÀ̀ng kính ngồi: D = 2.R2=10 √ M emax A0,47 =10 √ 218,29 = 215,51 (mm) Chọn A( hệ số kinh nghiệm ) A = 0,47 tơ du lịch, tra bảng 2.2 trang 11 sách giáo trình tập lớn tính tốn tơ Tra bảng 2.3 trang 12 sách giáo trình tập lớn tính tốn tơ chọn: D = 280 mm R2= 140 mm Chọn R2 = 140 mm = 0,14 m -ĐườÀ̀ng kính trong: d= ( 0,55 – 0,7).D =0,64.280 =180 mm R1= 90 mm =0,09 m -Bề dày ma sát: ta chọn δ = mm 2.3 Lực ép cần thiết lên đĩa ma sát để truyền momen - Rtb: Bán kính ma sát trung bình: Rtb = - Lực ép cần thiết lên đĩa ma sát: -P= - Trong đó: μ: hệ số ma sát, chọn μ = 0,35 - p: số bề mặt ma sát, p = - Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Xác định phản lực lên trục gối đỡ trục I trục số III Trục III: Hình 3.5.3: Sơ đồ lực tác dụng lên trục III Xét mặt phẳng xOz, ta có phương trình: ∑F {∑ X =X D + X F −Pv 4=0 MD=PV 320−XF 390=0 Xét mặt phẳng yOz, ta có phương trình: { ∑ FY =−Y D−Y F + Pr 4=0 ∑ MD =−Pr 320+Y F (320+70)+ Pa Trục số I: 18 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hình 3.5.4: Sơ đồ lực tác dụng lên trục I Xét mặt phẳng xOz, ta có phương trình: ∑ F =X {∑ X − XC+X D+PV1=0 A M A=− XC 240+ X D.310+PV 1.310=0 Xét mặt phẳng yOz, ta có phương trình: ∑F { Y =Y A −Y C+ Y D + Pr 1=0 ∑ M A=Y C 240−(Y D + Pr ).310+ Pa 19 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hình 3.5.5: Biểu đồ moment trục ly hợp - Từ biểu đồ môment ta nhận thấy tiết diện B tiết diện nguy hiểm Như ta kiểm tra bền cho trục I (trục ly hợp) tiết diện B - Ứng suất tổng hợp σ t h moment xoắn moment uốn tác dụng tiết diện nguy hiểm là: σth = Trong đó: MX mơ men uốn theo phương x B, Mx = 289281,6N.mm MY mô men uốn theo phương Y B, My = 688420,8 N.mm MZ mô men xoắn B, MZ = 218290 N.mm d đường kính trục ly hợp, chọn d = 40 mm Suy ra: 20 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 289281,62+ 688420,82+2182902 σt h = √ 40 = 121,58 N/mm2 0,1 Với vật liệu chế tạo thép 40X có σ th ≤ [ σ th ] Trục ly hợp đủ bền 2.7.6 Đòn mở ly hợp  Đòn mở ly hợp chế tạo cách dập thép Cacbon thấp trung bình, sau xi-anuy hóa bề mặt làm việc  Lực tác dụng lên đầu đòn mở ly hợp xác định theo công thức sau: Pdm = Fn Zdm = 2897 ,33 = 965,78 N Trong đó: Fn: lực cần tác dụng lên đĩa để mở ly hợp Zdm: Số lượng đòn mở ly hợp chọn theo kích cỡ ly hợp (từ ÷ 5) Chọn zdm 2.7.7 Đinh tán - Để giảm kích thước ly hợp, ly hợp làm việc điều kiện ma sát khơ, vật liệu có ma sát cao Đĩa bị động gồm ma sát xương đĩa Xương đĩa thường chế tạo thép cacbon trung bình cao (thép 50 80) Vật liệu xương đĩa Phêrađo Đồng - Chiều dày xương đĩa thường: chọn mm - Chiều dày ma sát thường chọn mm - Tấm ma sát gắn với xương đĩa bị động đinh tán Vật liệu đinh tán đồng - Ta bố trí đinh tán đĩa theo dãy, tương ứng với bán kính vịng la r1và vịng ngồi r2 Đinh tán nối ghép ma sát vớớ́i đĩa bị động 21 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Bề rộng ma sát: b = R2 – R1 = 0,14 – 0,09 = 0,05 m Bán kính dãy đinh tán trong: r1 = R1 + b = 0,09 + 0,05 = 0,1025 m Bán kính dãy đinh tán ngồi: r2 = R2 - b = 0,14 - 0,05 = 0,1275 m Số lượng đinh tán vòng vòng ngoài: Chọn n1= 16 đinh tán, n2= 16 đinh tán Đường kính đinh tán: dđt = (4 ÷ ) mm, chọn dđt = mm Lực tác dụng lên dãy đinh tán vòng trong: F1 Lực tác dụng lên dãy đinh tán vòng trong: F2 F1 = Lực tác dụng lên dãy đinh tán vịng ngồi: F2 = Chọn đường kính đinh tán: dđt= mm  Ứng suất cắớ́t tác dụng lên đinh tán: c = Ứng suất cho phép: [τ ] = 40 MN/m2 τ c1= τ c2= Vậy đinh tán thỏa điều kiện bền cắt  Ứng suất chèn dập đinh tán: 22 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com F cd = n l d [ cd] Ứng suất chèn dập cho phép: chi ều dà y t ấ mma s át Chiều dài đinh tán : l = l= = mm cd1 = cd2 Vậy đinh tán thỏa điều kiện chèn dập Đinh tán nối đĩa bị động moayơ Bề rộng xương đĩa bị động nối với moayơ: d −D b = ms 22 moayo = 180−40 = 70 mm Trong đó: dms: đường kính ma sát Dmoayơ: đường kính ngồi moayơ Bán kính lắp dãy đinh tán: r = 50 mm Số lượng đinh tán: chọn n = đinh tán Lực tác dụng lên dãy đinh tán: M emax F= r2 Chọn đường kính đinh tán: dđt= mm  Ứng suất cắớ́t tác dụng lên đinh tán: F c = 2182,9.10 −6 Ứng suất cắt cho phép: [τc]= 30 MN/m2 Vậy đinh tán thỏa điều kiện bền cắt  Ứng suất chèn dập đinh tán: n = 23 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com cd1 = Ứng suất chèn dập cho phép: [σchd]= 30 MN/m2 Vậy đinh tán thỏa điều kiện chèn dập 2.8 Thiết kế cấu điều khiển ly hợp 2.8.1 Yêu cầu Hệ dẫn động phải điều khiển dễ dàng, gọn nhẹ Bảo dưỡng điều chỉnh thuận lợi, đơn giản Các tiêu đánh giá hệ thống dẫn động:  Lực bàn đạp Pbd≤150 N với xe du lịch  Hành trình bàn đạp Sbd ≤ 150 mm với xe du lịch  Công mở ly hợp Am≤ 20 Nm với xe du lịch Để giảm lực bàn đạp công mở ly hợp chi tiết chịu lực phải có độ cứng thích hợp lực ma sát khâu khớp phải nhỏ 2.8.2 Phân loại: Trên ô tô thông thường sử dụng hai dạng là:  Dẫn động thủy lực  Dẫn động khí nén 2.8.3 Tính tốn dẫn động thủy lực 24 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tỉ số truyền: ic = itidđ.iđ Ta chọn: a = 200 mm b = 30 mm c = 198 mm d = 100 mm d = 15 mm d = 25 mm e = 50 mm g = 20 mm Trong đó: idđ – tỉ số truyền dẫn động iđ – tỉ số truyền đòn mở it – tỉ số truyền phần dẫn động thủy lực - Theo hình 2.6 ta có cơng thức tính tủ số truyền tổng cộng sau: a c e d2 ic = b d g d22 = 91.6667 Trong đó: d1 d2 đường kính xy lanh thủy lực - Hành trình bàn đạp Sbđ = p.Δf.it + δ Ở đây: Sbđ – Hành trình tổng cộng bàn đạp ( khoảng 150÷180mm ) δ – khe hở đầu địn mở bạc mở ( khoảng ÷ mm ) Δf – hành trình dịch chuyển đĩa ép 25 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com P – số lượng đôi bề mặt ma sát Lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp 1,2 P i ƞ Pbđ = - Ở đây: P – lực nén tổng cộng tác dụng lên đĩa ly hợp tính theo cơng thức Hệ số 1,2 – Hệ số tính đến lò xo ép ly hợp bị nén thêm tách mở ly hợp i – tỉ số truyền ƞ – hiệu suất truyền lực (0,8 ÷ 0,9) Kết Luận Ly hợp phận thiếu hệ thống truyền lực Nó giúp đóng, ngắt cơng suất truyển từ động đến hợp số làm cho trình gài số êm dịu Bên cạnh cịn giúp bảo vệ hộp số xe tải Do quan trọng nên yêu cầu chế tạo phải khắc khe để đảm bảo chế độ làm việc động ngày Sau trình tìm hiểu, nghiên cứu tính tốn đồ án thiết kế ly hợp chúng em phần hiểu nguyên lý hoạt động chi tiết cấu thành nên phân ly hợp Điều bổ ích việc bổ sung kiến thức cho công việc tương lai chúng em sau Sau nhận đề tài đồ án môn học em xác định rõ nhiệm vụ trách nhiệm với đề tài giao Qua việc nghiên cứu đề tài, tham khảo tài liệu cộng với kiến thức học rèn luyện trường CĐKT Cao Thắng Bên cạnh hướng dẫn nhiệt tình thầy Võ Bá Khánh Trình Sự giúp đỡ bạn bè lỗ lực thân Đến đề tài em hồn thành Trong q trình thực đề tài, em có cố gắng trình bày cách ngắn gọn, rõ ràng để hiểu có hệ thống nhằm quý bạn đọc thuận lợi trình tham khảo lần đầu làm Đồ án, phương pháp nghiên cứu khoa học mẻ, chắn không tránh khỏi sai sót Vậy em mong thầy bạn đọc đóng góp ý kiến để làm em hoàn thiện 26 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tài Liệu Tham Khảo - Giáo trình “ Bài Tập Lớn Tính Tốn Ơ Tơ ” Trường CĐKT Cao Thắng - Giáo trình “ Sức Bền Vật Liệu ” Trường CĐKT Cao Thắng - Giáo trình “ Bài Tập Lớn Chi Tiết Máy ” Trường CĐKT Cao Thắng - Giáo trình “ Chi Tiết Máy ” Trường CĐKT Cao Thắng - Giáo trình “ Vẽ Kỹ Thuật ” Trường CĐKT Cao Thắng 27 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... việc thiết kế chế tạo ly hợp tốt quan trọng Do em giao đề tài “ Thiết kế hệ thống ly hợp xe ? ?tô ” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể hệ thống ly hợp ô tô du lịch quy trình thiết kế chế tạo hệ thống ly. .. tạo hệ thống ly hợp cho ô tô du lịch Với thông số ban đầu lấy từ xe tham khảo xe Toyota Camry 2007 MT Trong nội dung đồ án, em cố gắng trình bày cách cụ thể hệ thống ly hợp xe ô tô du lịch, bao... phân ly hợp Điều bổ ích việc bổ sung kiến thức cho công việc tương lai chúng em sau Sau nhận đề tài đồ án môn học em xác định rõ nhiệm vụ trách nhiệm với đề tài giao Qua việc nghiên cứu đề tài,