thiết kế ly hợp xe corolla altis 1.8E MT 2018 CVT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN CHỦ ĐỀ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN LY HỢP XE ÔTÔ COROLLA ALTIS 1 8E MT 2018 CVT Sinh viên thực hiện:Phạm Khắc KimLớp: AT 6051.5Người hướng dẫn: Th.S Hoàng Quang Tuấn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BAI TÂP LƠN CHỦ ĐỀ: THIẾT KẾ TÍNH TỐN LY HỢP XE ƠTƠ COROLLA ALTIS 1.8E MT 2018 CVT Sinh viên thực hiện: Phạm Khắc Kim Lớp: AT 6051.5 Người hướng dẫn: Th.S Hoàng Quang Tuấn MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN LY HỢP I CÔNG DỤNG .1 II PHÂN LOẠI .1 III YÊU CẦU IV PHÂN TÍCH KẾT CẤU - CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP Ô TÔ Phƣơng án chọn lò xo ép Đĩa bị động ly hợp Đĩa ép .1 Lò xo ép Đòn mở V LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP .1 V.1 Kết cấu ly hợp lắp xe ZIN-130 V.1.2 Kết cấu ly hợp lắp xe AZ-53 VI CÁC PHƢƠNG ÁN DẪN ĐỘNG LY HỢP A Phƣơng án 1: Dẫn động ly hợp khí B Phƣơng án 2: Dẫn động ly hợp thủy lực C Phƣơng án 3: Dẫn động ly hợp khí có cường hóa khí nén Giới thiệu xe tham khảo .1 Thông số kỹ thuật xe Corolla altis 1.8E MT 2018 CVT Chƣơng TÍNH TỐN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP I XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP II XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP 1 Xác định đƣờng kính ngồi đĩa ma sát Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền Xác định thông số giảm chấn III XÁC ĐỊNH CÔNG TRƢỢT SINH RA TRONG Q TRÌNH ĐĨNG LY HỢP IV KIỂM TRA CÔNG TRƢỢT RIÊNG VI TÍNH TỐN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU .1 Chương THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ DẪN ĐỘNG LY HỢP A CÁC PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP B THIẾT KẾ TÍNH TỐN DẪN ĐỘNG THUỶ LỰC CĨ TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG I XÁC ĐỊNH LỰC VÀ HÀNH TRÌNH CỦA BÀN ĐẠP KHI KHƠNG CĨ TRỢ LỰC II THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG THỦY LỰC KẾT LUÂN TÀI LIỆU THAM KHẢO MỞ ĐẦU Với công nghiệp phát triển ngày đại, nhu cầu sống người nâng cao Vấn đề 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 cơng nghệ kỹ thuật tơ, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán thiết kế phận, cụm máy, chi tiết xe thiết thực bổ ích Trong khuôn khổ giới hạn đồ án môn học, nhóm 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 Hồng Quang Tuấn nổ lực thân nhóm, sau khoảng thời gian cho phép nhóm em hồn thành đồ án Vì bước đầu tính tốn thiết kế cịn bỡ ngỡ khơng tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn Do vậy, em mong thầy (cô) thông cảm bảo thêm để nhóm em hồn thiện q trình học tập Hà Nội, ngày 27 tháng 10 năm 2022 Nhóm trưởng Phạm Khắc Kim Chƣơng TỔNG QUAN LY HỢP Ly hợp phần tử thiếu hệ thống truyền lực (HTTL) ô tô Nếu khơng có bánh hộp số , HTTL phải chịu lớn lực xung kích, mơ men xung lượng lực xung kích, mơ men lực quán tính thời điểm khác vận hành tơ Ví dụ: Khi sang số, phanh I CÔNG DỤNG -Ly hợp khớp nối trục khuỷu động với hệ thống truyền lực -Ly hợp dùng để ngắt - nối truyền động từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực -Ngoài ra, ly hợp cịn dùng cấu an tồn 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 khan gây dập răng, chí, gây vỡ hộp số -Hơn nữa, ly hợp khơng tự động ngắt phanh đột ngột gây tải cho hệ thống truyền lực II PHÂN LOẠI Phân loại ly hợp dựa tiêu chí sau Theo cách truyền mô men a Ly hợp ma sát Truyền mômen từ động sang trục sơ cấp hộp số thông qua bề mặt ma sát - Sơ đồ cấu tạo 13 12 11 10 Ly hợp ma sát khô đĩa Bánh đà; Đĩa bị động; Đĩa ép; lò xo ép ;5 Vỏ ly hợp ;6 Bạc mở; Bàn đạp;8 Lò xo hồi vị;9 Đòn kéo;10 Càng mở;11 Ổ bi;12 Đòn mở;13 Giảm chấn - Nguyên lý làm việc + Đóng ly hợp: Khi người lái khơng đạp chân vào bàn đạp ly hợp, khơng cịn lực tác dụng lên đầu đòn mở Lò xo ép ép đĩa ép (3) vào đĩa bị động ép chặt đĩ bị động vào bánh đà thông qua bề mặt ma sát mômen truyền từ bánh đà sang trục ly hợp theo hai đường Đường thứ từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên trái đĩa bị động Đường thứ hai mômen từ bánh đà truyền qua vỏ ly hợp qua đòn mở đến đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phía bên phai đĩa bị động mơmen truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động Đĩa bị động nối với trục ly hợp nhờ khớp nối then hoa nên mômen đường truyền từ đĩa bị động sang trục ly hợp + Khi mở ly hợp: Người lái đạp chân vào bàn đạp qua hệ thống dẫn động lực người lái tác động vào đòn mở ly hợp làm đĩa ép chuyển động sang bên phải ép lò xo (11) tách khỏi bề mặt đĩa ma sát nên đĩa ma sát tách khỏi bề mặt bánh đà, mơmen động khơng truyền sang trục ly hợp * Ưu nhược điểm + Ưu điểm - Kết cấu đơn giản,từ việc sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng - Hiệu suất cao - Mở dứt khoát - Giá thành hạ + Nhược điểm - Khả giảm q tải khơng cao - Đóng ly hợp không êm dịu - Khi phanh xe tốc độ cao gây tải cho HTTL (có thể làm chết máy, gãy trục cơ…) ảnh hưởng đến việc điều khiển vận hành xe b Ly hợp thuỷ lực Truyền mômen thông qua chất lỏng - Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần + Phần chủ động phần bánh bơm, bánh đà + Phần bị động bánh tua bin nối với trục sơ cấp hộp giảm tốc Trong không gian bánh bơm bánh tua bin dầu thuỷ lực Sơ đồ cấu tạo ly hợp thuỷ lực 10 11 12 Ly hợp thủy lực Bánh tuabin; Nắp; Bánh bơm; 4; Tấm ngăn ngoài; Tấm ngăn Nguyên lý làm việc + Khi động quay bánh bơm (3) quay theo, dẫn đến chất lỏng trượt theo rãnh bánh bơm (theo hướng từ ngoài) Khi tới khe hở bánh bơm bánh tua bin chất lỏng đập vào cánh tua bin làm cánh tua bin quay nên trục sơ cấp hộp số quay Khi tới đầu vào cánh tua bin chất lỏng lại quay trở lại bánh bơm tạo chu kỳ kín Khi tốc độ động lớn nên vận tốc chất lỏng lớn, động truyền cho bánh tua bin lớn + Trạng thái ngắt: Khi số vòng quay động nhỏ không đủ cho bánh tua bin quay nên mômen không truyền từ động trục ly hợp + Trạng thái đóng Số vịng quay động tăng làm cánh tua bin quay mômen truyền từ động sang trục ly hợp Khi chủ động ngắt nhanh ly hợp R1,R2 bán kính ngồi mặt đĩa bị động Vậy F = 3,14 (0,19172 – 0,134192) l0 = 9268,76 3,14 (0,1917 -0,134192).2 = 0,41.106(J) Công trượt cho phép: [l0] = 1,2.106(J) So sánh:l0 < [l0] Vậy l0 thoả mãn V KIỂM TRA THEO NHIỆT ĐỘ CÁC CHI TIẾT Công trượt sinh làm nung nóng chi tiết đĩa ép bánh đà… Và làm khả làm việc bình thường chúng, phải kiểm tra nhiệt độ chi tiết Tấm ma sát dẫn nhiệt kém, bánh đà có khối lượng kính thước lớn, ta chi kiểm tra đĩa ép Xác định độ tăng nhiệt theo công thức T = L C m t Trong đó: L: Cơng trượt tổng cộng ly hợp C: Tỷ nhiệt chi tiết bị nung nóng, gang C = 500 J/kg0C mt: Khối lượng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép), mt = : Hệ số xác định phần cơng trượt dùng nung nóng, đĩa ép bị nung nóng ta tính cho đĩa ép   với n số lượng đĩa bị động 2n VI TÍNH TỐN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU Tính sức bền đinh tán đĩa bị động Để giảm kích thước ly hợp làm việc điều kiện ma sát khô chọn vật liệu có hệ số ma sát cao, đĩa động gồm ma sát xương đĩa Tấm ma sát gắn với xương đĩa bị động đinh tán Xương đĩa thường chế tạo thép cácbon trung bình cao (thép 50 85), chiều dày xương đĩa chọn từ (1,5  2,0) mm Chiều dày ma sát thường chọn từ (3  5) mm, vật liệu ma sát thường Pharêđô đồng Tấm ma sát gắn với xương đĩa bị động đinh tán đồng có đường kính (46)mm r Đinh tán bố trí dãy vành ma sát, tương ứng với bán kính r Lực tác dụng lên dãy đinh tán xác định theo công thức F  M e m ax 2r Đinh tán kiểm tra theo ứng suất cắt chèn dập F c = n d  [c]; cd = F n l.d  [ cd ] d: Đường kính đinh tán n: Số lượng đinh tán F: Lực tác động lên đinh tán C, cd: ứng suất cắt chèn dập Chọn: R = 90mm = 0,09m n = 16 đinh d = 4mm = 0,004m L = 5m = 0,005m Thay số: F= C = 170 0,  944(N) 944 2,95.106(N/m2) 0, 0 , Vật liệu làm đinh tán đồng có ứng suất cho phép [C] = 1,2.107(N/m2); [cd] = 2,5.107(N/m2) So sánh ta thấy đinh đủ bền Moay đĩa bị động Chiều dài moay đĩa bị động chọn để giảm độ đảo đĩa bị động góp phần tăng bền then hoa Khi làm việc then hoa moay chịu ứng suất cắt chèn dập xác định theo công thức C = M e m ax Z.L b ( D ) ld C = M e m ax  d ) Z.L b ( D 2 Trong đó: Memax: Mômen lực động Z: Số then hoa moayơ L: Chiều dài Moayơ D: Đường kính ngồi then hoa B: Bề rộng then hoa Trước tiên tính sơ trục then hoa  d TB M e m ax , 2[  ] N Với [] ứng suất xoắn cho phép (thép 40X) m [] = 4.107 Tra bảng tiêu chuẩn ta lấy then có dTB  0,027 (m) D x d x = 35 x 28 x 10, D = 4mm Với Moayơ ly hợp L = D = 35mm Vậy ta chọn thơng số kính thước Moayơ D = 35mm = 0,035m d = 28mm = 0,028mm Z = 10 then L = 300mm = 0,030m B = 4mm = 0,04m Vật liệu thép 40X với [C] = 1,2.107(N/m2) [cd] = 2.107(N/m2) Vậy then hoa đủ bền * Kiểm tra đinh tán nối Moayơ với xương đĩa Ta cung kiểm tra theo bền cắt chèn dập Đường kính đinh tán đ = 6mm = 0,006m Chiều dài bị chèn dập l = 4m = 0,004m Số lượng đinh bán n = Bán kính bố trí đinh tán R = 0,05m 170 Lực tác dụng lên đinh tán; F = Memax/R1 = Ứng suất cắt: 4F 0, 4 0    c  2 ( N / m ) nd Ứng suất chèn   cd dập: = 3400(N) 3,1 , 0 F 3400  n ld 2 3, ( N / m  ) 0, 0 , 0 Vật liệu làm đinh tán thép C65 có ứng suất cho phép Vậy đinh tán đủ bền Chương THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ DẪN ĐỘNG LY HỢP A CÁC PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP Mục đích việc thiết kế dẫn động ly hợp giảm lực bàn đạp người lái hàh trình bàn đạp vừa đủ, đồng thời đảm bảo tính kinh tế hiệu cao trình sử dụng Ta giới thiệu kiểu dẫn động ly hợp * Dẫn động khí * Dẫn động khí có cường hố khí nén * Dẫn động thuỷ lực * Dẫn động thuỷ lực có trợ lục chân khơng B THIẾT KẾ TÍNH TỐN DẪN ĐỘNG THUỶ LỰC CĨ TRỢ LỰC CHÂN KHƠNG I XÁC ĐỊNH LỰC VÀ HÀNH TRÌNH CỦA BÀN ĐẠP KHI KHƠNG CĨ TRỢ LỰC Sơ đồ dẫn động l a d b C d 2 Ta có: a = 360mm b = 50mm c = 180mm d = 50mm (Khảo sát xe tham khảo) * Xác định hành trình bàn đạp Hành trình bàn đạp xác định theo cơng thức: St = Slv + S0 Trong đó: St: hành trình tổng (tồn bộ) bàn đạp ly hợp S0: hành trình tự bàn đạp để khắcphục khe hở S0 tính: : khe hở bi mơ đầu nhỏ lò xo chọn:  = 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 Trong đó: l1 hành trình làm việc đầu to lò xo đĩa để mở ly hợp, chọn l1 = 2mm Suy St = 81,6 + 56,16  138 (mm) Hành trình cho phép [St] = 150mm Vậy hành trình bàn đạp nằm giới hạn cho phép II THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG THỦY LỰC Tính tốn thiết kế xy lanh cơng tác a Xác định kích thƣớc Hành trình làm việc piston cơng tác S2 xác định: Trong hành trình bi mở S1 S2 = l2 +  = 4,36 + = 7,36 (mm)  S1 = 7,36 180/50 = 26,5 (mm) Ta xác định thể tích dầu xi lanh cơng tác d2 = 22 mm (giữ ngun đường kính xy lanh cơng tác) V2 =10068(mm3 Chọn chiều dày ống t = 4mm * Kiểm tra bền xy lanh cơng tác Đường kính ngồi: D2 = d2 + 2t = 22 + 2.4 = 30 (mm) Nhận thấy t > 0,1RTB2 nên ta kiểm tra bền xy lanh công tác theo ứng suất sinh ống dây: Ứng xuất hướng tâm: Trong đó: P: áp suất ống r: khoảng cách từ điểm xét đến đường tâm ống Từ biểu đồ momen ta thấy điểm nguy hiểm nằm mép (A) ống Theo thuyết bền ứng suất lớn Vật liệu chế tạo xy lanh gang CY24-42 có [] = 2,4.107(N/m2) Tính tốn thiết kế xy lanh * Xác định kích thước Hành trình xylanh Thể tích dầu thực tế xylanh phải lớn tính tốn hiệu suất dẫn động dầu < Nên thể tích dầu V3 = V2 1,1 = 10068.1,1 = 11074,8(mm3) (tức tăng thêm chiều dài xylanh) Đường kính d1 = 26mm, chiều dày t = 4mm * Kiểm tra độ bền xylanh đường kính ngồi: D1 = d1 + 2t = 26 + 2.4 = 34 (mm) Nhận thấy t< 0,1 RTB1 nên ta kiểm tra bền xy lanh theo ứng xuất sinh ống dày Tương tự kiểm tra xylanh Ứng suất lớn mép (A) ống Vật liệu chế tạo xylanh gang CY24-42 có [] = 2,4.107(N/m2) KẾT LUÂN Trong trình học tập nghiên cứu trường,em nhận thấy để trở thành người kỹ sư thực thụ khơng cần có lực thân mà cần phải có thêm say mê nghề nghiệp Sự say mê em thầy giáo trường nói chung,cũng thầy giáo mơn ô tô truyền cho Trước trường để phục vụ,cống hiến cho xã hội,em thầy cô giáo giao cho đề tài: “Thiết kế tính tốn hệ thống ly hợp cho xe ô tô con”,với xe tham khảo xe Toyota Corolla Em thấy đề tài thú vị thực tế,sẽ giúp cho em nhiều chuyên môn sau Ngay sau nhận đề tài,với hướng dẫn thầy Hồng Quang Tuấn em vào tìm hiểu nghiên cứu cụm ly hợp xe chỗ Dưới bảo miệt mài,tận tụy thầy em hoàn thành xong đồ án Tuy nhiên điều kiện thời gian có hạn,cũng trình độ em cịn hạn chế đồ án khơng tránh khỏi sai sót,vì em kính mong thầy bảo phê bình cho đồ án em hồn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy! TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình thiết kế tính tốn tơ máy kéo Chủ biên Nguyễn Hữu Cẩn, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm xuất bán 1978 Hƣớng dẫn đồ án môn học “Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô - máy kéo” Tác giả Lê thị Vàng, NXB Đại học chức Đại học chức Bách Khoa Hà Nội, Năm xuất 1992 Tập giảng “Thiết kế tính tốn tơ” Tác giả PGS TS Ngun Träng Hoan - Hµ Néi 2003 Tập ging Cu to ụ tụ Tỏc gi Phạm Vỵ , Dã ơng Ngọc Khánh - Hà Nội 2004 S tay ụ tụ Bộ giao thông vận tải Liên Xô Viện nghiên cứu khoa học vận tải ôtô Nhà xuất công nhân kỹ thuật - Hà Nội 1984 Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, 2, Tác giả Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, NXB giáo dục, năm xuất bán 2003 Bản vẽ kết cấu ly hợp Ơ tơ – Máy kéo Người soạn: Nguyễn Hữu Cẩn – Xuất 1966 ... LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP V .1 Kết cấu ly hợp lắp xe ZIN -13 0 Ly hợp lắp xe ZIN -13 0 ly hợp đĩa ma sát khơ (hình 2 .1) - Đĩa ép bị ép lò xo ép bố trí xung quanh vỏ ly hợp Vỏ ly hợp lắp ghép với bánh... trượt ; 10 Trục ly hợp ; 11 Càng mở ly hợp ; 12 Đinh tán nối đĩa ; 13 Vỏ ly hợp ; 14 Lò xo ép ; 15 Đai ốc điều chỉnh ; 16 Thanh kéo ; 17 Lò xo hồi vị mở ly hợp ; 18 Lò xo giảm chấn ; 19 Xương... động ly hợp khí có cường hóa khí nén Giới thiệu xe tham khảo .1 Thông số kỹ thuật xe Corolla altis 1. 8E MT 2 018 CVT Chƣơng TÍNH TỐN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP