ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN ÔTÔ ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ LY HỢP XE ÔTÔ

skkndownloadbychat@gmail.com TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC *** ĐỒ ÁN TÍNH TỐN ƠTƠ ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ LY HỢP XE ÔTÔ GV hướng dẫn: Lê Quang Thống Lớp: CĐ ƠTƠ 19C SV thực hiện: Đỗ Minh Thơng Bùi Vĩnh Thiết Lê Phương Trung I skkndownloadbychat@gmail.com Mục lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP IV 1.1 Công dụng 1.2 Phân loại 1.2.1 Theo phương pháp truyền momen 1.2.2 Theo trạng thái làm việc ly hợp 1.2.3 Theo phương sinh lực ép đĩa ép 1.2.4 Theo phương pháp dẫn động 1.3 Yêu cầu ly hợp 1.4 Đặc điểm cấu tạo ly hợp 1.5 Nguyên lý làm việc ly hợp CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN LY HỢP 2.1 Thơng số ban đầu 2.2 Momen ma sát ly hợp cần truyền 2.3 Chọn đường kính ngồi, bề dày ma sát 2.4 Lực ép cần thiết lên đĩa ma sát để truyền momen 2.5 Hành trình đĩa ép 2.6 Kiểm tra ly hợp theo công trượt 2.7 Kiểm tra độ tăng nhiệt độ ly hợp 2.8 Tính tốn chi tiết ly hợp 10 2.8.1 Lò xo ép ly hợp 10 2.8.2 Đĩa bị động 13 2.8.3 Đĩa ép 14 2.8.4 Giảm chấn 15 2.8.5 Trục ly hợp 16 2.8.6 Đinh tán 21 2.8.7 Đòn mở ly hợp 23 2.9 Thiết kế cấu điều khiển ly hợp 24 skkndownloadbychat@gmail.com 2.9.1 Phân loại 24 2.9.2 Lựa chọn cấu điều khiển 26 2.9.3 Tính toán cấu điều khiển 27 Tài liệu tham khảo 28 skkndownloadbychat@gmail.com LỜI NĨI ĐẦU Với cơng nghiệp phát triển ngày đại, nhu cầu lao động sống người nâng cao Vấn đề vận chuyển hàng hóa, lại người nhu cầu cần thiết Ơ tơ loại phương tiện phát triển phổ biến giới Việt Nam để đáp ứng cho nhu cầu Là sinh viên ngành động lực, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính tốn thiết kế phận, cụm máy, chi tiết xe thiết thực bổ ích Trong khn khổ giới hạn đồ án môn học, em giao nhiệm vụ thiết kế tính tốn ly hợp xe tơ Cơng việc giúp cho em bước đầu làm quen với công việc thiết kế mà em học trường để ứng dụng cho thực tế, đồng thời cịn giúp cho em cố lại kiến thức sau học mơn lý thuyết trước Dưới hướng dẫn tận tình thầy Lê Quang Thống, với nổ lực thân thành viên nhóm, sau khoảng thời gian cho phép em hoàn thành đồ án Vì bước đầu tính tốn thiết kế cịn bỡ ngỡ khơng tránh khỏi sai sót Do vậy, em mong thầy (cô) thông cảm góp ý để em hồn thiện trình học tập skkndownloadbychat@gmail.com skkndownloadbychat@gmail.com CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1.1 Công dụng Ly hợp ô tô khớp nối trục khuỷu động với hệ thống truyền lực có chức là: - Nối động với hệ thống truyền lực ô tô di chuyển -Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trường hợp chuyển số - Ngồi ra, ly hợp cịn dùng cấu an toàn cho hệ thống truyền lực tải Nếu khớp nối ly hợp không ngắt truyền động từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực gài số việc gài số khó khăn gây dập răng,thậm chí gãy vỡ rang hộp số 1.2 Phân loại 1.2.1 Theo phương pháp truyền momen Theo phương pháp truyền mô men từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ bề mặt ma sát - Ly hợp thuỷ lực: mô men truyền động nhờ lượng chất lỏng - Ly hợp điện từ: mô men truyền động nhờ tác dụng trường nam châm điện - Ly hợp liên hợp: mô men truyền động cách kết hợp hai loại kể 1.2.2 Theo trạng thái làm việc ly hợp Theo trạng thái làm việc ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp thường đóng - Ly hợp thường mở skkndownloadbychat@gmail.com 1.2.3 Theo phương sinh lực ép đĩa ép Theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép người ta chia thành loại ly hợp sau: - Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa) - Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ngồi lực ép lị xo cịn có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào - Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng mở ly hợp 1.2.4 Theo phương pháp dẫn động Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp dẫn động khí - Ly hợp dẫn động thuỷ lực - Ly hợp dẫn động có cường hố: + Ly hợp dẫn động khí cường hố khí nén + Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hố khí nén 1.3 Yêu cầu ly hợp - Ly hợp phải có khả truyền hết mơmen động mà không bị trượt điều kiện sử dụng - Khi đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng va đập sinh hộp số khởi hành ô tô sang số lúc ô tô chuyển động - Khi mở ly hợp phải dứt khốt nhanh chóng, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn - Mơmen qn tính phần bị động ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh khởi hành sang số - Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ; - Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt - Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc skkndownloadbychat@gmail.com 1.4 Đặc điểm cấu tạo ly hợp Hình 2.1 - Sơ đồ cấu tạo ly hợp đĩa ma sát 1.Bánh đà; 2.Đĩa ma sát; 3.Thân ly hợp; 4.Đĩa ép; 5.Đòn mở ly hợp; 6.Lò xo hồi vị; 7.Bạc mở ly hợp; 8.Bàn đạp; 9.Lò xo hồi vị; 10.Thanh kéo 11.Cơ cấu điều chỉnh hành trình tư ly hợp; 12.Lị xo ép; 13.Bộ phận giảm chấn đĩa ma sát I.Trục khuỷu; II.Trục ly hợp 1.5 Nguyên lý làm việc ly hợp - Khi đạp pedal ly hợp, sức đẩy khí phận ly hợp phận đòn bẩy đẩy lên đẩy ly hợp Càng đẩy di chuyển bạc đạn chà đến mâm ép, bề mặt mâm ép bị đẩy khỏi đĩa ly hợp tách rời đĩa ma sát khỏi bánh đà Do trục khuỷu động quay mà khơng làm quay đĩa ly hợp đầu vào trục hộp số - Khi pedal ly hợp nhả ra, sức ép lò xo bên mâm ép đẩy phía đĩa ly hợp Làm khóa chặt bánh đà đĩa ma sát, mâm ép, đĩa đầu vào hộp số lại với Động làm quay trục sơ cấp hộp số, bánh hộp số, cardan, cầu xe bánh xe Khi ly hợp vị trí đóng, vỏ ly hợp ghép chặt bánh đà bulông quay với bánh đà Đĩa ép, ép chặt đĩa ma sát bánh đà Moay đĩa ma sát lắp trượt trục sơ cấp hộp số rãnh then hoa Do đĩa ma sát làm quay trục sơ cấp hộp số Ở vị trí ly hợp ln ln đóng - Khi ly hợp vị trí mở, tác dụng lực đạp pedal lực truyền qua cấu cần đẩy đến mở ly hợp tỳ vào bạc đạn chà, bạc đạn skkndownloadbychat@gmail.com tỳ vào skkndownloadbychat@gmail.com đầu cần mở Lúc cần mở kéo đĩa ép dịch chuyển xa làm cho đĩa ma sát tách rời khỏi bánh đà đĩa ép, mơmen động khơng truyền qua hộp số CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN LY HỢP 2.1 Thơng số ban đầu Thơng số kỹ thuật xe STT Tên thông số Cơng suất cực đại Số vịng quay ứng với cơng suất cực đại Momen xoắn cực đại Số vịng quay ứng với momen xoắn cực đại Ký hiệu Nemax nN Memax Giá trị 120 294 2000 vòng/phút m 8800 Kg mm Thông số lốp xe 7.00-R16 Chiều dài sở L 3375 Khả leo dốc cực đại αmax 18° Dung tí cơng tác Vh 2,5 Trong đó: Ml – Momen ma sát cực đại ly hợp Mdc – Momen cực đại động β – Hệ số dự trữ ly hợp (Bảng 2.1) N.m nM Trọng lượng toàn tải M ms=β M dc =β Memax =1,6.294=470,4 N m Kw 2900 vòng/phút 2.2 Momen ma sát ly hợp cần truyền Đơn vị lít skkndownloadbychat@gmail.com - Xét trục chịu xoắn: - Tính gần đươngg kính trục: Chọn ứng suất cho phép: [ σ ]=70 N /mm2 + Tại A: *M =√M 2+ M 2+0,75 M ⇒ M =√02+02+0,75 2616602=226604,21 N mm M tđ *d A ≥ √ 0,1 [ σ ] =3 226604,21 =31,87 mm 0,1.70 skkndownloadbychat@gmail.com ⇒ Chọn d A=40 mm + Tại B: *M =√M 2+ M 2+0,75 M ⇒ M =√314902,52+1108728,52+0,75 2616602=1174645,45 M tđ *d A ≥ √ 0,1 [ σ ] =3 1174645,45 =55,16 mm 0,1.70 ⇒ Chọn dB =dC=60 mm - Trong trình làm việc, bánh trăng trục ly hợp sinh momen xoắn vừ momen uốn Ứng suất tổng hợp momen uốn tác dụng tiết diện nguy hiểm là: σ th momen xoắn skkndownloadbychat@gmail.com σ = √M ≤ [σ +M 0,1 d th +M2 ]=70 N / mm2 th √314902,52+1108728,52+2616602 ∈ 0,1.[σ60 th ]3 ⇒ σth= =54,71 N / mm ⇒ Thỏa điều kiện bền Trong đó: Mx, My – Momen uốn tác dụng lên tiết diện nguy hiểm (N.mm) Mz – Momen xoắn tác dụng lên tiết diện nguy hiểm (N.mm) d – Đường kính tiết diện nguy hiểm (mm) 2.8.6 Đinh tán - Đinh tán dùng nối ghép vành ma sát vào đĩa bị động Các đinh tán chế tạo từ đồng nhơm với đường kính d=(4 ÷ 6) mm, tính bền theo cắt bền dập Đinh tán đước bố trí đĩa ly hợp theo vịng trịn thành nhiều dãy Khi tính tốn, coi lực tác dụng lên đinh tán phân bố vịng tỉ lệ với bán kính lắp đặt vịng, từ tính lực tác dụng lên đinh tán sau: F= Mmax r e 294.0,106 = (r2+ r2) n (0,092+0,142) 12 294.0,123 F= M max e r Trong đó: =54,4 N = 2 (r2+ r2).n =46,88 N 2 (0,092+0,142).12 skkndownloadbychat@gmail.com F1 – Lực tác dụng lên đinh tán vòng (N) F2 – Lực tác dụng lên đinh tán vịng ngồi (N) r1 – Bán kính lắp đinh tán theo vịng (m) r= R + R 1 =2.0,09+0,14 =0,106 m r2 – Bán kính lắp đinh tán theo vịng ngồi (m) r= R +2 R =0,08+ 2.0,12=0,123 m skkndownloadbychat@gmail.com Memax – Momen xoắn cực đại động (N.m) n1 – Số lượng đinh tán vịng ngồi: n1 =12 n2 – Số lượng đinh tán vịng ngồi: n2 =12 - Ứng suất cắt đinh tán: + τ ]=40 MN / m2 = F1 ≤ τ μ d2 c1 c = ⇒ τc1 46,88 =25 MN / m2∈ τ 0,3 0,0052 c ⇒ Đinh tán thỏa điều kiện bền cắt + τ ]=40 MN / m2 = F2 ≤ τ μ d2 c2 c 4.54,4 = ⇒ τc1 =29,01 MN / m2∈ τ 0,3 0,0052 c ⇒ Đinh tán thỏa điều kiện bền cắt - Ứng suất chèn dậpF đinh tán: = +σ ]=25 MN / m2 ≤σl.d chd chd ⇒σ 46,88 = =2,344 MN / m2∈ chd ] chd σ 0,004.0,005 ⇒ Đinh tán thỏa điều kiện bền chèn dập F = +σ ]=25 MN / m2 ≤σl.d chd chd ⇒σ = 54,4 chd σ 0,004.0,005 =2,72 MN / m2∈ chd ] skkndownloadbychat@gmail.com ⇒ Đinh tán thỏa điều kiện bền chèn dập Trong đó: d – Đường kính thân đinh tán (mm): d=5 mm μ – Hệ số ma sát: μ=0,3 l – Chiều dài tiếp xúc đinh tán với đĩa bị động (mm): l=4 mm skkndownloadbychat@gmail.com 2.8.7 Đòn mở ly hợp -Đòn mở dùng để mở ly hợp, cần có độ cứng tốt, mặt phẳng tác dụng lực, đóng mở êm dịu nhờ dùng đĩa thụ động đàn hồi Chọn số lượng địn mở tuỳ theo kích thước ly hợp khơng -Địn mở ly hợp chế tạo từ thép cacbon, ram từ gang rèn - Đòn mở ly hợp tính bền uốn tiết diện nguy hiểm - Momen uốn cực đại tiết diện E – E là: Pm M =P l = u 1 l= n 5794,28 19=27522,83 N mm Trong đó: Pm – Phân lực tác dụng lên địn mở (N), n – Số đòn mở, chọn n=4 l1 – Khoảng cách hai gối lề (mm), chọn l1=19 mm - Momen chống uốn: b ( D2−d2) W= = 15 (202−102) =750 mm ( ) skkndownloadbychat@gmail.com Trong đó: skkndownloadbychat@gmail.com d – Đường kính lỗ gối lề (mm), chọn b=10 mm D – Chiều rộng đòn mở (mm), chọn D=20 mm b – Bề dày đòn mở (mm), chọn b=15 mm - Ứng suất uốn tiết diện E – E: * Chọn vật liệu chế tạo đòn mở gang rèn với [σ ]=(60 ÷ 80) N / mm2 Mu σ ]=(60 ÷ 80) N / mm2 ≤σ W u ⇒σ = u 26074,26 =34,77 N / mm3∈[σ ] u 750 ⇒ Đòn mở thỏa điều kiện bền uốn 2.9 Thiết kế cấu điều khiển ly hợp 2.9.1 Phân loại * Ly hợp dẫn động kiểu khí: Hình 2.3 Sơ đồ dẫn động ly hợp khí * Đĩa bị động 2.Đĩa ép 3.Địn mở 4.Bi T 5.Lò xo hồi vị bi T 6.Càng mở 7.Bàn đạp 8.Lò xo hồi vị bàn đạp 9.Đòn dẫn động Nguyên lý làm việc: - Khi ngắt ly hợp: Người lái tác dụng lực vào bàn đạp, lực bàn đạp thơng qua địn dẫn động mở làm cho bi T dịch chuyển sang trái tỳ skkndownloadbychat@gmail.com vào đầu đòn mở, đòn mở kéo đĩa ép đĩa bị động tách khỏi bề mặt làm việc làm mở ly hợp skkndownloadbychat@gmail.com - Khi đóng ly hợp: Người lái không tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạp kéo bàn đạp trở vị trí ban đầu Đồng thời lị xo hồi vị bi T kéo bi T dịch chuyển sang phải thơi khơng ép vào địn mở Khi lị xo ép lại ép đĩa ép đĩa bị động trở lại trạng thái làm việc ban đầu Ưu điểm: +Kết cấu đơn giản nên dễ chế tạo bảo dưỡng, sửa chữa +Mở nhanh dứt khoát +Giá thành rẻ Nhược điểm: +Lực ma sát cấu lớn nên dẫn đến nặng đạp Có thể khắc phục cách sử dụng trợ lực Đóng khơng êm dịu * Ly hợp dẫn động thủy lực: Hình 2.4 Sơ đồ dẫn động ly hợp thủy lực 1.Đĩa bị động 2.Đĩa ép 3.Đòn mở 4.Bi T 5.Lò xo hồi vị bi T 6.Xy lanh 7.Bàn đạp 8.Lò xo hồi vị bàn đạp 9.Càng mở 10.Xy lanh công tác 11.Ống dẫn dầu Nguyên lý hoạt động: - Khi ngắt ly hợp: Khi người lái tác dụng lực lên bàn đạp, dầu từ xy lanh qua ống dẫn 11 vào xy lanh công tác 10 đẩy pittông xy skkndownloadbychat@gmail.com lanh sang phải thông qua mở đẩy bi T ép vào đòn mở làm cho đòn mở kéo đĩa ép đĩa bị động tách làm mở ly hợp - Khi đóng ly hợp: Khi người lái thơi khơng tác dụng lực vào bàn đạp, nhờ lò xo hồi vị bi T lò xo hồi vị bàn đạp đẩy pittông xy lanh công tác 10 sang trái làm đẩy dầu qua ống 11 trở xy lanh đẩy trả bàn đạp vể vị trí ban đầu Đồng thời nhờ lị xo hồi vị nên bi T đẩy tách khỏi đòn mở làm mở ly hợp Ưu điểm: + Kết cấu đơn giản, dễ bố trí xe + Dẫn động êm, tạo lực bàn đạp lớn Nhược điểm:+ Các chi tiết cần độ kín khít tốt nên khó khăn việc chế tạo chăm sóc, bảo dưỡng 2.9.2 Lựa chọn cấu điều khiển - Đối với xe yêu cầu điều khiển nhẹ nhàng, hiệu suất cao ⇒ Nên ta chọn ly hợp dẫn động thủy lực, cịn có trợ lực hay khơng phải tính tốn xem xét Hình 2.5 Sơ đồ ly hợp đĩa ma sát dẫn động thủy lực skkndownloadbychat@gmail.com 2.9.3 Tính tốn cấu điều khiển - Chọn: a = 200mm b = 30mm c = 230mm d = 70mm e = 80mm g = 15mm d1 = 20mm d2 = 25mm = 182,54 200.230.80 252 - Tỷ số truyền tổng cộng: i = =¿ c b d g d2 = p Δf i t + a c S δ b d d22 30.70.15 202 - Hành trình bàn đạp: bđ =2.1 25 + 200.230 252 =139,4 mm 30.70 202 20 Trong đó: Sbđ – Hành trình tổng cộng bàn đạp (khoảng 150 ÷ 180 mm ¿ 𝛿 – Khe hở đầu đòn mở bạc mở (mm), Chọn δ =4 mm Δf – Hành trình dịch chuyển đãi ép (mm) p – Số đôi bề mặt ma sát - Lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp: P = 1,2 P = 1,2 4828,57 =39,68 N≤ [ P bđ ] 182,54.0,8 c η Trong đó: P – Lực nén tổng hợp tác dụng lên đĩa ly hợp (N) skkndownloadbychat@gmail.com Hệ số 1,2 – Hệ số tính đến lị xo nén ly hợp bi nén thêm tách mở ly hợp ic – Tỷ số truyền tổng cộng η – Hiệu suất truyền lực, η=¿ 0,7 ÷ 0,8 ¿ skkndownloadbychat@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 ... pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp dẫn động khí - Ly hợp dẫn động thuỷ lực - Ly hợp dẫn động có cường hố: + Ly hợp dẫn động khí cường hố khí nén + Ly hợp dẫn động... châm điện - Ly hợp liên hợp: mô men truyền động cách kết hợp hai loại kể 1.2.2 Theo trạng thái làm việc ly hợp Theo trạng thái làm việc ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp thường... việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính tốn thiết kế phận, cụm máy, chi tiết xe thiết thực bổ ích Trong khn khổ giới hạn đồ án môn học, em giao nhiệm vụ thiết kế tính tốn ly hợp xe ô tô Công việc giúp cho