(Tiểu luận) thiết kế môn học kết cấu tính toán đề tài thiết kế ly hợp ma sát khô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -  - THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TỐN ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ LY HỢP MA SÁT KHƠ Năm 2022 LỜI NĨI ĐẦU Với công 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 kỹ thuật tơ, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính tốn thiết kế phận, cụm máy, chi tiết xe thiết thực bổ ích Trong khuôn khổ giới hạn đồ án môn học, em giao nhiệm vụ thiết kế tính tốn ly hợp xe tải Công 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 Phạm Tất Thắng nổ lực thân, sau khoảng thời gian cho phép 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 em hoàn thiện q trình học tập Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2022 Sinh viên thực MỤC LỤC Lời Nói Đầu MỤC LỤC CHƯƠNG I .3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ I CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP Công dụng ly hợp Phân loại ly hợp 3 Yêu cầu ly hợp II GIỚI THIỆU HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .8 Giới thiệu hệ thống ly hợp loại đĩa ma sát khô .8 Lựa chọn phương án thiết kế .13 CHƯƠNG II 13 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 13 I XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP .14 II XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LY HỢP .15 Xác định bán kính ngồi bán kính đĩa ma sát 15 Xác định bán kính ma sát trung bình đĩa ma sát 15 Xác định số lượng đĩa ma sát 16 Lực ép đĩa ép đóng hồn tồn 16 III Kiểm tra khả làm việc ly hợp 17 Công trượt riêng 17 2 Nhiệt sinh trượt ly hợp .19 IV Thiết kế lò xo đĩa 20 Xây dựng đường đặc tính kích thước lị xo đĩa .20 Kích thước địn mở lị xo ép đĩa nón cụt xẻ rãnh 23 V Thiết kế giảm chấn 25 VI Thiết kế dẫn động ly hợp 26 Xác định thông số cảu điều khiển ly hợp trợ lực.26 VII Bản vẽ 31 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ I CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP Công dụng ly hợp Trong hệ thống truyền lực ô tô, ly hợp cụm chính, có cơng dụng là: - Nối động với hệ thống truyền lực ôtô di chuyển - Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trường hợp ôtô khởi hành chuyển số - Đảm bảo cấu 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 có cấp, việc dùng ly hợp để tách tức thời động khỏi hệ thống truyền lực làm giảm va đập đầu răng, khớp gài, làm cho trình đổi số dễ dàng Khi nối êm dịu động làm việc với hệ thống truyền lực (lúc ly hợp có trượt) làm cho mơmen bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành tăng tốc êm Cịn phanh xe đồng thời với việc tách động khỏi hệ thống truyền lực, làm cho động hoạt động liên tục (khơng bị chết máy) Do đó, khởi động động nhiều lần Phân loại ly hợp Ly hợp ôtô thường phân loại theo cách : - Phân loại theo phương pháp truyền mômen - 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 2.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp thành loại sau : Loại 1: Ly hợp ma sát: Đó loại ly hợp mà mơ men ma sát hình thành ly hợp nhờ ma sát bề mặt ma sát khí Loại sử dụng phổ biến hầu hết ôtô nhờ kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sữa chữa thay - Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có : + Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa nhiều 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 động lớn tác dụng lên cụm chi tiết hệ thống truyền lực - Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có : + Thép với gang + Thép với thép + Thép với phêrađô phêrađô đồng + Gang với phêrađô + - Thép với phêrađô cao su Theo đặc điểm môi trường ma sát gồm có : + Ma sát khơ + Ma sát ướt (các bề mặt ma sát ngâm dầu) Ưu điểm ly hợp ma sát : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Nhược điểm ly hợp ma sát : bề mặt ma sát nhanh mòn tượng trượt tương q trình đóng ly hợp, chi tiết ly hợp bị nung nóng nhiệt tạo phần công ma sát Tuy nhiên ly hợp ma sát sử dụng phổ biến ơtơ ưu điểm Loại 2: Ly hợp thủy lực: ly hợp truyền mômen xoắn lượng chất lỏng (thường dầu) Ưu điểm ly hợp thủy lực là: làm việc bền lâu, giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực dễ tự động hóa trình điều khiển xe Nhược điểm ly hợp thủy lực là: chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ tượng trượt Loại ly hợp thủy lực sử dụng ơtơ, sử dụng số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng vài ôtô quân Loại 3: Ly hợp điện từ: ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng từ trường nam châm điện Loại sử dụng xe ôtô Loại 4: Ly hợp liên hợp: ly hợp truyền mômen xoắn cách kết hợp hai loại kể (ví dụ ly hợp thủy cơ) Loại sử dụng xe ôtô 2.2 Phân loại 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: loại sử dụng hầu hết ôtô - Ly hợp thường mở : loại sử dụng số máy kéo bánh C - 100 , C - 80 , MTZ2 2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép Theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép ngồi người ta chia loại ly hợp sau : Loại 1: Ly hợp lò xo: ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, gồm loại sau : - Lò xo đặt xung quanh : lò xo bố trí vịng trịn đặt hai hàng - Lò xo trung tâm (dùng lị xo cơn) Theo đặc điểm kết cấu lị xo dùng lị xo trụ, lị xo đĩa, lị xo Trong loại ly hợp dùng lị xo trụ bố trí xung quanh áp dụng phổ biến ôtô nay, có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo lực ép lớn theo yêu cầu làm việc tin cậy Loại 2: Ly hợp điện từ: lực ép lực điện từ Loại 3: Ly hợp ly tâm: loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng mở ly hợp Loại sử dụng ơtơ qn Loại 4: Ly hợp nửa ly tâm: loại ly hợp dùng lực ép sinh lực ép lị xo cịn có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào Loại có kết cấu phức tạp nên sử dụng số ôtô du lịch ZIN-110, POBEDA 2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau : - Ly hợp điều khiển tự động - Ly hợp điều khiển cưỡng Để điều khiển ly hợp người lái phải tác động lực cần thiết lên hệ thống dẫn động ly hợp Loại sử dụng hầu hết ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát trạng thái ln đóng Theo đặc điểm kết cấu, ngun lý làm việc hệ thống dẫn động ly hợp người ta lại chia thành loại sau : - Dẫn động khí - Dẫn động thủy lực khí kết hợp - Dẫn động trợ lực: trợ lực khí (dùng lị xo), trợ lực khí nén trợ lực thủy lực Nhờ có trợ lực mà người lái điều khiển ly hợp dễ dàng, nhẹ nhàng Yêu cầu ly hợp Ly hợp hệ thống chủ yếu ôtô, làm việc ly hợp phải đảm bảo yêu cầu sau : - Truyền hết mômen động mà không bị trượt điều kiện sử dụng Muốn mơmen ma sát ly hợp phải lớn mơmen cực đại động (có nghĩa hệ số dự trữ mômen ly hợp phải lớn 1) - Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh hộp số khởi hành ôtô sang số lúc ôtô chuyển động - Mở ly hợp phải dứt khốt nhanh chóng, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn (vì mở khơng dứt khốt làm cho khó gài số êm dịu) - 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, tuổi thọ cao - Ly hợp làm nhiệm vụ phận an toàn để tránh tải cho hệ thống truyền lực Tất yêu cầu trên, đề cập đến q trình chọn vật liệu, thiết kế tính toán chi tiết ly hợp II GIỚI THIỆU HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Giới thiệu hệ thống ly hợp loại đĩa ma sát khô Trong đó: Ga: trọng lượng tồn tơ(N) Ga=Ga1+Ga2=11300+16800=28100(N) Gm: trọng lượng toàn romooc đoàn xe kéo theo(Gm=0) g: gia tốc trọng trường; g = 9,81(m/s2) rbx: bán kính làm việc bánh xe chủ động(m) ih, ip, i0: tỷ số truyền tương ứng hộp số, hộp số phụ, truyền lực : hệ số tính đến khối lượng chuyển động quay hệ t thống truyền lực ( t = 1,05 ÷ 1,06 Chọn t = 1,05) + Bán kính làm việc bánh xe chủ động với cỡ lốp 265/65R18 : hệ số biến dạng lốp, chọn loại lốp áp suất thấp = 0,935 → + Mô men cản chuyển động quy dẫn 19