Môn học THIẾT kế ô tô CHỦ đề TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM bền bộ LY hợp MA sát của XE TOYOTA INNOVA 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH  Mơn học: THIẾT KẾ Ơ TƠ CHỦ ĐỀ: TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM BỀN BỘ LY HỢP MA SÁT CỦA XE TOYOTA INNOVA 2016 MÃ MÔN HỌC: LỚP: GVHH: PGS.TS NGUYỄN MẠNH CƯỜNG SV THỰC HIỆN LÊ NGỌC HẢI TRẦN HỒNG ĐỨC TRẦN HỒ MINH QUANG NGUYỄN QUỐC HUY MSSV 20145490 20145488 20145590 20145518 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………… …….……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………… TP Hồ Chí Minh,Thứ… Ngày… Tháng… Năm… Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .- NỘI DUNG - CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ LY HỢP Ô TÔ .- 1.1 Sơ đồ cấu trúc vị trí ly hợp hệ thống truyền lực - - 1.1.1 Sơ đồ cấu trúc - - 1.1.2 Sơ đồ vị trí ly hợp hệ thống truyền lực .- - 1.2 Cơ sở lý thuyết ly hợp - - 1.2.1 Công dụng ly hợp .- - 1.2.2 Phân loại ly hợp - - 1.2.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền momen .- 1.2.2.2 Phân loạu theo trạng thái làm việc ly hợp - 1.2.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép - 1.2.2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp - 1.2.3 1.3 Yêu cầu ly hợp - - Cấu tạo nguyên lý hoạt động ly hợp - - 1.3.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp loại đĩa ma sát khô .- - 1.3.2 Cấu tạo chung ly hợp loại đĩa ma sát khô - 10 - 1.3.3 Nguyên lý làm việc ly hợp đĩa ma sát khô - 11 - 1.4 Các phận ly hợp ma sát khô - 12 - 1.4.1 Đĩa ép đĩa trung gian .- 12 - 1.4.2 Đĩa bị động .- 13 - 1.4.3 Bộ giảm chấn - 15 - 1.4.4 Đòn mở ly hợp .- 16 - 1.5 Phương án lựa chọn lò xo ép - 16 - 1.5.1 Lò xo trụ - 17 - 1.5.2 Lị xo - 18 - 1.5.3 Lò xo đĩa - 19 - 1.5.4 Phương án lựa chọn - 20 - 1.6 Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp .- 20 - 1.6.1 Kết cấu ly hợp đĩa ma sát - 20 - 1.6.1.1 Kết cấu ly hợp lắp xe ZIN-130 - 20 1.6.1.2 Kết cấu ly hợp lắp xe ZIN-53 - 22 1.6.1.3 Ly hợp lắp xe innova - 24 1.6.2 1.7 Kết luận - 25 - Lựa chọn phương án dẫn động điều khiển ly hợp - 25 - 1.7.1 Phương án Dẫn động ly hợp khí - 25 - 1.7.2 Phương án Dẫn động ly hợp thủy lực - 28 - 1.7.3 nén Phương án Dẫn động ly hợp khí có cường hóa khí - 30 - 1.7.4 nén Phương án Dẫn động ly hợp thủy lực có cường hóa khí - 32 - 1.8 Giới thiệu xe Toyota 2016 - 35 - CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ LY HỢP - 37 2.1 Các thông số kỹ thuật xe Toyota Innova 2016 (Bản G) - 37 2.2 Tính tốn thiết kế ly hợp - 38 2.2.1 Xác định moment ma sát ly hợp - 38 2.2.2 Xác định bán kính ma sát trung bình đĩa bị động - 38 2.2.3 Xác định áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát - 39 2.2.4 Xác định công trượt sinh q trình đóng ly hợp - 40 2.2.5 Cơng trượt riêng ly hợp - 43 2.2.6 Kiểm tra theo nhiệt độ chi tiết .- 44 2.3 Tính tốn sức bền số chi tiết ly hợp - 46 2.3.1 Tính tốn bền đĩa bị động - 46 2.3.1.1 Tính tốn bền đinh tán - 46 2.3.1.2 Tính tốn bền moay bị động - 49 2.3.2 Lò xo ép - 51 2.3.3 Lò xo giảm chấn ly hợp - 55 2.3.4 Tính tốn trục ly hợp - 60 2.4 Tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp - 69 - 2.4.1 Xác định lực hành trình bàn đạp khơng có trợ lực - 69 - 2.4.2 Thiết kế dẫn động thủy lực - 72 - 2.4.2.1 Tính tốn thiết kế xy lanh công tác - 72 2.4.2.2 Tính tốn thiết kế xy lanh .- 75 2.4.3 Thiết kế trợ lực chân không - 76 - 2.4.3.1 Xác định lực mà cường hóa phải thực .- 76 2.4.3.2 Xác định thiết diện màng sinh lực hành trình màng sinh lực - 77 2.4.3.3 Tính lị xo hồi vị màng sinh lực - 77 KẾT LUẬN - 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 81 - LỜI NÓI ĐẦU Ơtơ phương tiện vận tải chủ yếu tương lai Nó đóng vai trị quan trọng đời sống người phát triển quốc gia Ôtô không phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách, hàng hóa mà ngày ơtơ cịn tác phẩm nghệ thuật, thể vẻ đẹp sang trọng hịan mỹ Ơtơ 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 Vì nước ta Đảng nhà nước trọng phát triển ngành công nghiệp ơtơ Trong q trình phát triển kinh tế xã hội nước ta với chủ trương “Công nghiệp hố-hiện đại hố” có nhiều loại ơtơ nhập lắp ráp Việt Nam Dòng xe du lịch ngày sử dụng rộng rãi chúng có nhiều tính ưu việt: Điều khiển dễ dàng, an tồn, độ bền tốt kích thước nhỏ gọn nên lại nhẹ nhàng, 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 giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống ly hợp cho xe Với nội dung vậy, em tập trung nghiên cứu tính tốn kiểm nghiệm xe sở innova, tính tốn thiết kế trợ lực chân khơng Phần cịn lại đồ án tính tốn thiết kế hệ dẫn động xây dựng quy trình bảo dưỡng ly hợp Ly hợp 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 CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ LY HỢP Ô TÔ 1.1 1.1.1 Sơ đồ cấu trúc vị trí ly hợp hệ thống truyền lực Sơ đồ cấu trúc Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc ly hợp Trục khuỷu; Càng mở; Bánh đà; Lò xo hồi vị mở; Đĩa bị động; Lò xo ép; Đòn mở; 10 Vỏ ly hợp; Bàn đạp; 11 Đĩa ép Bi T ; 1.1.2 Sơ đồ vị trí ly hợp hệ thống truyền lực Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống truyền lực xe tơ Hình 1.3 Sơ đồ truyền lực động đặt trước cầu sau chủ động 1.Động cơ; Trục cardan; Ly hợp; Cụm cầu chủ động; Hộp số khí; 1.2 Cơ sở lý thuyết ly hợp Ly hợp phận quan trọng động ô tô Ly hợp dùng để truyền chuyển động quay momen xoắn từ trục sang trục khác có yêu cầu Ly hợp nằm động hộp số thường dùng để nối ngắt công suất động 1.2.1 Công dụng ly hợp Trong hệ thống truyền lực ô tô, ly hợp cụm chính, có cơng 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 an toàn cho chi tiết hệ thống truyền lực không bị tải trường hợp phanh đột ngột không nhả ly hợp Ở hệ thống truyền lực khí với hộp số vơ cấp, việc dùng ly hợp để tách tức thời động khỏi hệ thống truyền lực làm giảm đập đầu va đập khớp gài, làm cho trình đổi số dễ dàng Khi nối êm dịu động làm việc với hệ thống truyền lực làm cho momn bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành tăng tốc êm dịu Khi phanh xe đồng thời với việc tách động khỏi hệ thống truyền lực, động hoạt động liên tục, khơng chết máy Do khơng phải khởi động xe nhiều lần 1.2.2 Phân loại ly hợp Ly hợp ô tô thường phân loại theo cách: - Phân loại theo phương pháp truyền momen - Phân loại theo trạng thái làm việc ly hợp - Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép - Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp 1.2.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền momen Theo phương pháp truyền momen từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp làm loại sau: Loại 1: - Ly hợp ma sát: ly hợp truyền momen xoắn bề mặt ma sát, gồm loại sau: + Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có: ly hợp ma sát loại đĩa, ly hợp ma sát loại hình nón, ly hợp ma sát loại hình trống Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa sử dụng rộng rãi, có kết cấu đơn giản dễ chế tạo khối lượng phần bị động ly hợp tương đối nhỏ Còn ly hợp ma sát loại hình nón hình trống sử dụng, phần bị động ly hợp có trọng lượng lớn gây tải trọng lớn tác dụng lên cụm chi tiết hệ thống truyền lực - Theo vật liệu chế tạo ma sát gồm: thép với gang, thép với thép, thép với phê dô phê đô đồng, gang với phê đô, thép với phê đô cao su - Theo đặt điểm mơi trường ma sát gồm có: má sát ướt ma sát khô d  138 Mz = Pv1 = 2654 = 183126 Nmm Mặt cắt vị trí (3) giữ lại bên trái : M = M - F x  x3 (l + l ) - F y10 M =F x3 l =0 y11 (l + l ) + F y10 2 l = y11 = 62 (305 + 41) + 1559 41 = 85371 Nmm  My = My3 - Fx10 (l1 + l2) + Fx11 l2 =  M = F y3 (l + l ) - F x10 l = x11 = 152 (305 + 41) – 1281 41 = 71 Nmm Vẽ biểu đồ mômen uốn mômen xoắn Tính sức bền trục ly hợp : Trục ly hợp chế tạo thép 40X, có ứng suất cho phép : [th] = 500  700 kG/cm2 ; [c] = 300 kG/cm2 ; [cd] = 250 kG/cm Từ biểu đồ mơmen, ta thấy vị trí trục ly hợp có tiết diện nguy hiểm cần kiểm tra: Tiết diện (11) lắp ổ lăn trục (kiểm tra theo bền uốn) Tiết diện (12) lắp moayơ đĩa bị động (kiểm tra độ chèn dập then) Tiết diện (13) có bánh ln ăn khớp (tính độ võng góc xoay) + Tính bền trục ly hợp theo độ bền uốn xoắn vị trí (11): √M x = σ th +M u 0,1.d [ ≤ σ th ](N /mm ) Trong đó: M u: mơmen uốn tác dụng lên trục ly hợp + M u=√M x 112 M y 11 2 =√18961 + 46289 =50022 Nmm M x : mômen xoắn tác dụng lên trục ly hợp M x =M z=183126 Nmm d : đường kính trục tiết diện nguy hiểm Thay vào cơng thức ta có: 66 d=35mm σ = √5 th 00222+ 1831262 2 =44,3 N / mm =443kG/cm ≤ [σ ] 0,1 35 th Ta thấy: σ th