+ Khi li hợp mở : Khi người lái đạp bàn đạp ly hợp thông qua hệ thống dẫn động làm chocàng mở 11 xoay ngược chiều kim đồng hồ, đầu trong càng mở 11 tỳ và ép vòng bi mở 9 sang trái, vòn
Giới thiệu phương án thiết kế
Giới thiệu phương án thiết kế
a Cấu tạo của ly hợp :
- Cấu tạo của ly hợp gồm 3 phần chính :
+ Phần chủ động: Gồm có bánh đà, giá đỡ lên vỏ ly hợp, vỏ ly hợp và đĩa ép.
+ Phần bị động: Gồm có đĩa ma sát và trục bị động
+ Cơ cấu điều khiển để ngắt ly hợp: Gồm có bàn đạp, các cần bẩy, thanh nối, khớp trượt và các lò ép.
Hình 1 : Cấu tạo của ly hợp b Kết cấu của cụm ly hợp : Ly hợp ma sát khô 1 đĩa lò xo màng
1 Trục khuỷu 8 Vỏ ly hợp
3 Vành răng 10 Trục sơ cấp hộp số
4 Đĩa bị động 11 Càng mở
7 Lò xo nén 14 Lò xo giảm chấn
Hình 2 : Sơ đồ cấu tạo của cụm ly hợp
(2), giữa bề mặt đĩa BĐ (4) với đĩa ép (6) là tác nhân truyền công suất từ bánh đà (2) sang trục CĐ của hộp số
+ Khi li hợp mở : Khi người lái đạp bàn đạp ly hợp thông qua hệ thống dẫn động làm cho càng mở (11) xoay ngược chiều kim đồng hồ, đầu trong càng mở (11) tỳ và ép vòng bi mở (9) sang trái, vòng bi mở (9) dịch chuyển tự do sang trái hết khe hở δ để tiếp xúc với đầu của đòn mở (12) (thường tiếp xúc qua 1 vòng đệm), vòng bi (9) đẩy các đòn mở (12) quay quanh khớp cố định lắp trên vỏ, đầu ngoài của đòn mở (12) kéo đĩa ép (6) dịch chuyển tịnh tiến sang bên phải, ép lò xo (7) bị biến dạng nén đồng thời tách khỏi đĩa bị động (5), giải phóng đĩa BĐ (4) Đĩa BĐ ở trạng thái tự do, lực ma sát không còn, dòng truyền công suất được ngắt tạm thời từ bánh đà sang trục sơ cấp hộp số.
+ Khi nhả bàn đạp ly hợp : dưới tác dụng của lò xo hồi vị lắp dưới càng mở (11) càng mở
(11) hồi về vị trí ban đầu đẩy vòng bi mở (9) dịch chuyền tịnh tiến trở lại sang phải giải Bánh đà Vỏ ly hợp Đĩa ép Đĩa bị động Trục chủ động hộp số Ma sát bulong Khớp nối Ma sát Then hoa 11 phóng đòn mở (12), lực đàn hồi của các lò xo số (7) đẩy đĩa ép (6) ép đĩa bị động số (5) trở lại tiếp xúc với bánh đà (2), ly hợp trở lại trạng thái đóng.
+ Tính linh hoạt: Với cấu trúc đĩa lò xo màng, ly hợp này có tính linh hoạt cao trong việc truyền động Điều này giúp làm giảm xóc và rung động và cung cấp sự mượt mà và êm ái trong quá trình truyền động.
+ Truyền động chính xác: Vì lò xo màng có thể biến dạng một cách chính xác và đáng tin cậy, ly hợp 1 đĩa lò xo màng cho phép truyền động một cách chính xác và chính xác.
+ Kích thước nhỏ gọn: Đòn mở được kết hợp với đĩa lò xo nên nó có kết cấu nhỏ gọn, lực ép phân bố đều lên toàn bộ bề mặt ma sát.
+ Hiệu suất cao: Đĩa lò xo màng trong ly hợp 1 đĩa lò xo màng cho phép truyền động hiệu suất cao Điều này giúp tăng cường hiệu suất toàn bộ hệ thống truyền động và tăng khả năng tăng tốc của xe.
+ Tuổi thọ cao: Với cấu trúc lò xo màng chắc chắn và chất liệu lò xo bền bỉ, ly hợp 1 đĩa lò xo màng có tuổi thọ cao và khả năng hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
+ Chịu tải hạn chế: Ly hợp 1 đĩa lò xo màng có khả năng chịu tải hạn chế so với ly hợp 1 đĩa lò xo trụ.
+ Hạn chế về tuổi thọ: Vì các đĩa lò xo màng có khả năng biến dạng nhiều, nên chúng có xu hướng mòn nhanh hơn và có tuổi thọ thấp hơn so với đĩa lò xo trụ Điều này có thể yêu cầu thay thế và bảo dưỡng thường xuyên hơn.
+ Ly hợp 1 đĩa lò xo màng cũng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ Khi nhiệt độ cao, lò xo màng có thể mất đi độ cứng và không hoạt động hiệu quả.
+ Với những ô tô cỡ nhỏ không gian bố trí hẹp nên người ta thường sử dụng loại ly hợp ma sát khô một đĩa sử dụng lò xo ép dạng màng.
+ Xe hơi cá nhân: Ly hợp 1 đĩa lò xo màng thường được sử dụng trên các loại xe hơi cá nhân, bao gồm xe du lịch, xe gia đình.
+ Xe tải và xe khách nhỏ: Ly hợp ma sát 1 đĩa lò xo màng cũng được sử dụng trong các loại xe tải và xe khách nhỏ có trọng tải nhẹ Loại ly hợp này đủ mạnh để truyền động xe và được ưa chuộng do tính đơn giản và chi phí thấp. c Kết cấu dẫn động ly hợp : Dẫn động thủy lực
1 Đĩa bị động 2 Đĩa ép
5 Lò xo hồi vị bi T 6 Xy lanh chính
7 Bàn đạp 8 Lò xo hồi vị bàn đạp
9 Càng mở 10 Xy lanh công tác
Hình 3 : Sơ đồ dẫn động bằng thủy lực
+ Khi người lái tác dụng một lực lên bàn đạp, dầu từ xy lanh chính (6) qua ống dẫn (11) vào xy lanh công tác (10) đẩy pittông của xy lanh này đi sang phải thông qua càng mở đẩy bi T (4) ép vào đòn mở (3) làm cho đòn mở kéo đĩa ép (2) và đĩa bị động (1) tách ra làm mở ly hợp.
+ Khi đóng ly hợp: Khi người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, nhờ lò xo hồi vị bi
T (5) và lò xo hồi vị bàn đạp (8) đẩy pittông của xy lanh công tác (10) sang trái làm đẩy dầu qua ống (11) trở về xy lanh chính (6) đẩy trả bàn đạp vể vị trí ban đầu Đồng thời nhờ lò xo hồi vị (5) nên bi T (4) cũng được đẩy tách ra khỏi đòn mở làm đóng ly hợp.
+ Khắc phục được các hiện tượng rơ của các khâu khớp cơ khí.
+ Hiệu suất truyền động cao, độ cứng cao, dễ lắp đặt.
+ Thuận tiện cho việc bố trí dẫn động nhất là cụm ly hợp cách xa vị trí lái xe.
+ Kết cấu phức tạp, giá thành cao.
+ Làm việc với độ tin cậy thấp, sửa chữa và sử dụng phức tạp hơn cơ khí.
+ Yêu cầu làm kín và độ chính xác chi tiết lắp ghép cao.
+ Xe ô tô con: Đây là loại xe cá nhân thông thường, từ xe hạng nhỏ đến sedan, hatchback, crossover và SUV Dẫn động ly hợp bằng thủy lực được sử dụng để kết nối động cơ với hộp số, cho phép điều khiển chuyển số mượt mà và tăng cường hiệu suất của hệ dẫn động.
Yêu cầu
Từ những nhiệm vụ trên mà ly hợp có những yêu cầu sau :
- Đảm bảo truyền được mômen quay lớn nhất của động cơ trong bất kỳ điều kiện sử dụng nào Tuy nhiên ma sát của ly hợp không được quá lớn nhằm đảm bảo được nhiệm vụ làm cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực.
- Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu Tức là mômen ma sát hình thành ở ly hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp, có vậy mới tránh được hiện tượng giật xe và gây dập răng của các bánh răng trong hộp số cũng như trong các cơ cấu truyền động khác trong hệ thống truyền lực.
- Mômen quán tính các chi tiết phần bị động của ly hợp phải nhỏ đến mức thấp nhất có thể nhằm giảm va đập lên bánh răng khi gài số, giảm nhẹ điều kiện làm việc của bộ đồng tốc cũng như tăng nhanh thời gian gài số.
- Phải làm được nhiệm vụ của cơ cấu an toàn để tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải Mômen ma sát không được lớn quá để tránh xảy ra hiện tượng gãy trục các đăng
- Ngoài ra còn có các yều cầu khác như :
+ Điều khiển nhẹ nhàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
+ Hệ số ma sát cao và ổn định
+ Thoát nhiệt tốt, bền vững, hạn chế tối đa ảnh hưởng của nhiệt độ tới hệ số ma sát, độ bền của các chi tiết đàn hồi
+ Làm việc tin cậy, hiệu suất cao
+ Kích thước nhỏ gọn, kết cấu, sữa chữa, bảo dưỡng đơn giản
Tính toán các thông số cơ bản của ly hợp
Tính toán mô men ma sát cần thiết của ly hợp
- Ta có công thức : M = β M e max
M : mô men ma sát của ly hợp ( Nm )
M e max : Mô men xoắn cực đại của động cơ = 145 Nm β : Hệ số dự trữ của ly hợp
Xe tải không có rơ moóc : β = 1,6 ÷ 2,25
Xe tải có rơ moóc : β = 2 ÷ 3
Xác định mô men ma sát cần thiết của ly hợp.
Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức sau:
Mms = β.Me max(2.1) Trong đó: Mms : Mômen ma sát của ly hợp [Nm]
Me max: Mômen xoắn lớn nhất của động cơ : 145 [Nm] β = 1,3: Hệ số dự trữ mômen của ly hợp
Hệ số 𝛽 phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết momen của động cơ trong mọi trường hợp Tuy nhiên hệ số 𝛽 cũng không được chọn quá lớn để tránh tăng kích thước đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải
Thay các giá trị vào (2.1) ta có:
Tính toán các thông số kích thước, số lượng cơ bản của dẫn động và cụm li hợp
Hình 2.1: Kích thước vành đĩa ma sát.
Khi thiết kế có thể chọn sơ bộ đường kính của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm:
M emax : Mô men cực đại của động cơ (Nm)
D 2 : Đường kính ngoài của đĩa ma sát(cm)
C : Hệ số kinh nghiệm, với ô tô con(C=4,7)
Rtb được tính theo công thức:
2.Tính lực ép cần thiết
Cơ cấu ép được dùng để tạo ra lực ép cho đĩa ép của ly hợp thường đóng, ly hợp ma sát
R 1 cơ khí oto thường sử dụng các loại lò xo dây xoắn hình trụ, lò xo dây xoắn hình côn hoặc lò xo đĩa để tạo ra lực ép cho ly hợp Mỗi loại lò xo có những ưu nhược điểm riêng của nó Đối với xe Honda City, ta chọn kiểu lò xo ép là lò xo đĩa
Sau khi xác định được các thông số kích thước của vành ma sát, lực ép cần thiết của cơ cấu ép:
3 Xác định thông số cơ bản của giảm chấn ly hợp a Mô men giảm chấn
M g =M lx +M ms =P lxg R lx n lx +P ms R ms n ms (ghi chú từng đại lượng)
- Gía trị cực đại của mô men giảm chấn lấy theo mô men bám tính từ bánh xe chủ động quy về trục ly hợp: M g ≤ M max =G ᵠ ᵠ r bx i 0 i h 1 i p
- Chọn M g =M max => M lx =M g −M ms 5−36,258,75 b Xác định thông số cơ bản
- Số lượng lò xo 6 ÷ 10, chọn bằng 4
- Tỉ lệ đường kính vòng lò xo với đường kính dây D d =4,5 ÷ 5,5, chọn 5
- Vòng tròn bố trí lò xo: 80÷120mm, chọn 100mm
- Các cửa sổ có chiều dài: 25÷27mm, chọn 26mm
- Đường kính dây lò xo: 3÷4mm, chọn 3,5mm
- Đường kính vòng lò xo: 14÷19mm, chọn 16,5mm
- Số vòng lò xo: 3÷4, chọn 3
- Khoảng cách giữa các vòng lò xo: 3÷4mm, chọn 3mm
Xác định thông số đĩa ma sát
Tính toán kiểm tra khả năng làm việc của ly hợp
Công trượt của ly hợp
2+H: ta có kí hiệu lốp là 185/60R15
Chọn λ=0,935 vì là xe du lịch
M emax 5 η tl =0,9 i tlmax =G ψ max r bx
30 i1,15( rad s ) i tlmin =ω eV r bx v max i1,15.0,2819
50 =3,89 q= n−1 √ i i tl max tlmin =q= 5−1 √ 13,22 3,89 =1,36 i tl2 =i tl1 q ,22
Ta có √ i tlmax = √ 13,22 =3,64 chọni 0 = ¿ 3,89 i h1 =i tl 1 i 0 ,22
Mà [ L 0 ¿00000 ÷ 1200000 ( m J 2 ) =¿ thỏamãn khả năng làm việc
XÂY DỰNG BẢN VẼ KỸ THUẬT CỦA CỤM LY HỢP
Giới thiệu phần mềm
Phần mềm xây dựng bảng vẽ 3D là Solidwork: SolidWorks là một phần mềm
CAD 3D (Computer-Aided Design) phổ biến được phát triển bởi hãng Dassault Systèmes Nó cho phép người dùng tạo ra các mô hình 3D của các sản phẩm kỹ thuật, từ các chi tiết nhỏ đến các hệ thống phức tạp
Để thiết kế được 1 bản vẽ cơ bản ta thực hiện như sau:
- Khởi động SolidWorks ta click chuột trái 2 lần vào biểu tượng:
- Sau đó, cửa sổ xuất hiện Sau đó, ta vào File => New Để vào môi trường làm việc với Solidworks
+ Part: Mục thiết kế vẽ chi tiết, máy móc, khuôn mẫu
+ Assembly: Mục lắp ráp, mô phỏng, chuyển động
+ Drawing: Mục xuất bản về các hình chiếu để gia công
- Sau đó, ta vào mục vẽ click vào Part→ Ok Môi trường thiết kế xuất hiện
- Tại mục 1: Là không gian vẽ thiết kế
- Mục 2: Thanh quản lý về: Tại thanh này bao gồm những mặt phẳng để chọn vẽ và khi vẽ tất cả đều được lưu và chỉnh sửa trên thành này
+ Front Plane Mặt phẳng đứng nhìn từ trước vào, còn gọi là hình chiều đứng
+ Top Plane: Mặt phẳng bằng nhìn từ trên xuống, còn gọi là hình chiếu bằng
+ Right Plane: Mặt phẳng bên phải nhìn từ phải sang, còn gọi là hình chiếu cạnh Lưu ý: Khi vẽ chúng ta phải xác định đúng mặt phẳng của chi tiết mà vẽ
- Mục 3: Mục Sketch Cho phép về tất cả các lệnh 2D, bao gồm các lệnh như sau:
- Thao tác vẽ biên dạng ta làm như sau:
- Click trái chuột chọn mặt phẳng Font Plane sẽ xuất hiện biểu tượng , ta click vào.
- Lưu ý, khi vẽ trong Solidworks ta phải ràng buột đầy đủ kích thước và theo hình học: Thẳng hàng, đồng tâm, song song Cách đơn giản nhất ta về điểm cố định đầu tiên tại gốc toạ độ như sau:
- Đầu tiên, vẽ đường thẳng click vào biểu tượng , sau đó click 1 điểm tại gốc toạ độ và vẽ liên tục như hình Khi kết thúc lệnh ta thoát lệnh bằng cách nhấn ESC trên bàn phím
- Sau đó, ta gán kích thước thì vào lệnh rồi click vào đoạn thẳng muốn lấy kích thước và nhập kích thước và nhấn Enter Khi hoàn thành kết quả biên dạng sẽ có màu đen như hình:
- Để thay đổi kích thước, click chuột trái 2 lần vào kích thước muốn thay đổi, nhập kích thước thay đổi và nhấn Enter
- Để xoá biên dạng đã vẽ, click vào biên dạng muốn xoá và nhấn Delete trên bàn phím và nhấn Yes
Sau đó, ta vẽ đường tròn thì vào vẽ chọn tâm ta click vào gốc toạ độ, ta được như hình:
➢ Phần mềm xây dựng bản vẽ 2D là AutoCAD
Xây dựng bản vẽ lắp 3D
1 Revolve, extrude boss, extrude cut, chamfer, fillet
2 Bulong bắt bỏ ly hợp với bánh đà: Extrude boss, threads
2.2.2.Xây dựng đĩa bị động
1 Đĩa ma sát: extrude boss, extrude cut, circle partten
2 Xương sắt: extrude boss, extrude cut, circle patten
3 Đinh tán bắt đĩa ma sát với sương sắt: revolve, chamfer
4 Sub plate: surface-revolve, thicken, revolve, extrude cut, circle patten
5 Hub Flange: boss extrude/cut
6 Lò xo giảm chấn:helix, sweep
8 Cuishion spring: surface-extrude, surface trim, thicken
2.2.3.Xây dựng vỏ ly hợp
1 Vỏ ly hợp: surface-revolve, surface-extrude boss-surface trim, surface knit, extrude boss/cut, circle patten, hole
2 Lò xo màng: Revolve surface, thicken, êxtrude cut, circle patten
3 Đĩa ép: extrude thin, extrude boss, fillet, hole, circle patten, revolve cut