tính toán kiểm nghiệm ly hợp một đĩa ma sát khô xe zil- 131

lời nói đầu Trong giai đoạn nay, cách mạng khoa học kỹ thuật phát triển nh vũ bÃo thu đợc nhiều thành tựu tác dụng to lớn vào kinh tế quốc phòng Đất nớc ta thời kỳ CNH-HĐH, điều đòi hỏi cần có khoa học kỹ thuật phát triển Trong bối cảnh đó, ngành xe máy quân đội ta không ngừng nâng cao chất lợng nghiên cứu khoa học, nâng cao trình độ chuyên môn đối lợng đội ngũ làm công tác thiết kế, quản lý, khai thác, sử dụng xe máy quân đội Chính điều đáp ứng đợc yêu cầu ngày cao với nghiệp phát triển đất nớc nói chung bớc đại hoá quân đội, nâng cao sức chiến đấu, sẵn sàng nhận hoàn thành nhiệm vụ Tuy nhiên, điều kiện thực tế khó khăn đất nớc Việt Nam nay, việc khai thác, sử dụng trang thiết bị có quân đội cách khoa học yêu cầu cấp bách, thiết yếu, phơng tiện xe máy, trang thiết bị quân đội trang thiết bị chuyên dụng, đắt tiền, có khả mua Mặt khác xe máy quân đội đa phần loại xe sản xuất Liên Xô cũ Do để khai thác, sử dụng tốt trang bị xe máy quân đội điều kiện địa hình Việt Nam đòi hỏi cán kĩ thuật ngành xe phải nắm đặc tính kết cấu loại xe để biết cach khai thác, bảo dỡng, sửa chữa, phục hồi chi tiết, hệ thống xe Đồ án Tính toán kiểm nghiệm ly hợp xe Zil-131 không nằm mục đích trang bị cho cán ngành xe có thªm hiĨu biÕt vỊ hƯ thèng trun lùc nãi chung vµ tõng chi tiÕt hƯ thèng, nhÊt lµ cã thể sửa chữa, phục hồi chi tiết ly hợp Để từ có sở khai thác, bảo dỡng xe đợc tốt Xuất phát từ điều kiện nêu Đồ án đợc thực theo nội dung sau: Phần I: Cấu tạo chung đặc tính kỹ chiến thuật xe zil - 131 Phần II: PHân tích đặc điểm kết cấu ly hợp zil - 131 Công dụng ly hợp Yêu cầu ly hợp Phân tích kết cấu ly hợp Phần III: tính toán kiểm nghiệm ly hợp zil - 131 Xác định thông số ly hợp Kiểm nghiệm ly hợp theo công trợt riêng nhiệt độ đốt nóng chi tiết ly hợp Tính toán chi tiết chủ yếu ly hợp Dẫn động điều khiển ly hợp Phần I: Cấu tạo chung đặc tính kỹ chiến thuật xe zil-131 1.1- Cấu tạo chung Xe -131 ôtô vận tải quân có công thức bánh xe x 6, dùng để chuyên chở hàng hoá, trang thiết bị quân sự, đội Ngoài dùng làm xe sở cho mẫu xe đặc chủng: xe công trình xa, xe chuyên dùng khác Xe -131 loại xe cầu, với tất cầu chủ động, tải trọng 3,5 tấn, nhà máy Li-kha-trốp chế tạo thay cho loại xe -157, ЗИЛ-157K Xe ЗИЛ-131 so víi xe ЗИЛ-157 cã chÊt lỵng kéo tốt hơn, động lực tính thông qua cao Dạng cải tiến lắp thiết bị chuyên dùng thùng kín Xe -131 có động bố trí phía trớc buồng lái, nhng kích thớc bao tơng đối nhỏ, thuận tiên cho lắp bánh xe dự trữ trang thiết bị phụ khác Xe -131 có dự trữ hành trình lớn.Việc ứng dụng thiết bị thuỷ lực, khí nén thiết bị điều khiển đà giảm nhẹ cờng độ làm việc ngời lái Hệ thống treo với nhíp hoàn thiện, giảm chấn ống thuỷ lực, lốp áp suất thấp(điều chỉnh đợc) đà làm tăng độ êm dịu chuyển động khả thông qua xe loại địa hình 1.2- Đặc tính kỹ chiÕn thuËt xe ЗИЛ -131 STT Th«ng sè kÜ thuËt KÝch thíc bao - ChiỊu dµi toµn bé xe - ChiỊu réng - ChiỊu cao ®Õn thïng xe ChiỊu cao c¬ së KÝch thíc thïng xe - Dài x rộng x cao Tâm bánh xe trớc/sau Khoảng sáng gầm xe trớc/sau Tải trọng - Đờng tốt - Đờng đất Trọng lợng xe không tải - Cầu trớc - Cầu sau Trọng lợng toàn - Cầu trớc - Cầu sau Trọng lợng moóc kéo - Đờng tốt - Đờng xấu 10 Bán kính quay vòng nhỏ 11 Chiều cao sàn xe 12 VËn tèc lín nhÊt 13 Qu·ng ®êng phanh (v = 30 km/h) 14 Tiªu hao nhiªn liƯu (v = 40 km/h) 15 Động đốt -131 16 Ly hợp Trị số Đơn vị (loại) 7040 2500 2975 3975 mm mm mm mm 3600 x 2322 x 930 1820/1820 330/350 mm mm mm 5000 3500 6460 2900 3560 10185 3060 7125 KG KG KG KG KG KG KG KG 6500 4000 10,2 1430 80 12 40 KG KG m mm km/h m l/100km k×, xilanh, chữ V Ma sát khô, đĩa 17 Hộp số 18 Hép sè ph©n phèi - Sè trun thÊp it - Sè trun cao ic Trun lùc chÝnh io C¬ cấu lái (i) 19 20 Hộp số khí cấp 2,08 1,0 7,339 20 Loại kép Vít đai ốc-thanh răng-cung phần II: phân tích đặc điểm kết cấu ly hợp 2.1 Công dụng ly hợp - Ly hợp dùng để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu động đến cụm hệ thống truyền lực - Ly hợp dùng để tách nối động với hệ thống truyền lực khởi hành, dừng xe, chuyển số phanh xe hƯ thèng trun lùc c¬ khÝ víi hép sè cã cấp việc dùng ly hợp để tách tức thời động khỏi hệ thống truyền lực làm giảm va đập đầu bánh vào số khớp gài làm cho trình đổi số đợc dễ dàng - Ly hợp cấu an toàn bảo đảm cho động hệ thống truyền lực khỏi bị tải dới tác dụng động mô men quán tính 2.1 Yêu cầu ly hợp - Ly hợp phải thoả mÃn yêu cầu sau: + Truyền mô men xoán không bị trợt điều kiện + Đóng êm dịu hoàn toàn + Mở hoàn toàn nhanh chóng + Thoát nhiệt tốt cho bề mặt ma sát, đảm bảo làm việc bình thờng ly hợp + Đảm bảo cân lực chiều trục ly hợp đóng mở + Điều khiển nhẹ nhàng dễ dàng, có khả tự động hoá dẫn động điều khiển + Dễ chăm sóc bảo dỡng, sửa chữa, tháo lắp + Là cấu an toàn cho động hệ thống truyền lực bị tải 2.3 Phân tích kết cấu ly hợp Hình 2.1: Cấu tạo ly hợp đĩa a) Phần chủ động ly hợp - Phần chủ động ly hợp gồm có bánh đà 2, đĩa ép 3, vỏ ly hợp 9, lò xo ép 7, mở 16 Các bề mặt ma sát bánh đà đợc gia công phẳng - Trong trình làm việc ly hợp phát sinh nhiệt làm cho chi tiết ly hợp bị nóng lên đĩa ép đợc chế tạo gang hợp kim có độ bền mòn cao, độ chống mòn tốt, độ bền học cao, khẳ thoát nhiệt tốt Đĩa ép có dạng hình khối dày nên thu nhiệt vào thân toả môi trờng, bánh đà đĩa ép đợc xem hấp thụ toàn lợng nhiệt sinh ly hợp bị trợt Ngoài đĩa ép phải đảm bảo độ cứng vững tránh đợc trình cong vênh ly hợp làm việc Đĩa ép chuyển động quay với bánh đà phải có khả di chuyển dọc trục mở đóng ly hợp, đĩa ép vỏ ly hợp đợc liên kết với bốn lò xo Một đầu lò xo đợc tán cố định với vỏ ly hợp đinh tán, đầu lại lắp với đĩa ép qua ống bạc bulông Do tạo nên liên kết cứng đĩa ép với vỏ ly hợp theo phơng tiếp tuyến Để đảm bảo truyền mô men xoắn, đồng thời đảm bảo di chuyển dọc trục đĩa ép mở đóng ly hợp, mặt đĩa ép gia công gờ lồi để định vị lò xo ép Đôi thấy khoan bớt phần kim loại bề mặt đĩa ép, việc đảm bảo cân động cho phần chủ động ly hợp - Vỏ ly hợp đợc cố định với bánh đà bu lông 23, lò xo ép đựoc bố trí hình tròn, lò xo ép có đầu tì vào đĩa ép qua vòng cách nhiệt 10, đầu lại tì vào vỏ ly hợp qua gờ định vị - Lò xo đợc định tâm mép lỗ vỏ ly hợp gờ lồi đĩa ép b) Phần bị động ly hợp - Phần bị động ly hợp bao gồm: đĩa bị động 26, trục bị động 29 - Đĩa bị động 26 đợc lắp ghép then hoa với trục 29 trục sơ cấp hộp số Mối ghép then hoa nàybảo đảm truyền mô men xoắn tới trục 29, đồng thời đĩa bị động 26 dịch chuyển dọc trục mở đóng ly hợp - Cấu tạo đĩa bị động gồm phần: xơng đĩa, moay đĩa, ma sát, giảm chấn xoắn Hình 2.2: Đĩa bị động ã Xơng đĩa: Chế tạo thép, không xẻ rÃnh không đặt lò xo gợn sóng Các ma sát đợc lắp trực tiếp lên xơng đĩa đinh tán (tán riêng cho ma sát với xơng đĩa) ã Moayơ đĩa bị động: Dùng để truyền mô men xoắn từ đĩa bị động tới trục bị động ly hợp (trục sơ cấp hộp số), mặt moay có gia công rÃnh then hoa để lắp ghép với đoạn trục then hoa trục bị động, vành moay đợc chế tạo liền với moay Hai bề mặt sát thân moay đợc gia công phẳng để tiếp xúc với ma sát giảm chấn xoắn ã Các ma sát: Đợc chế tạo dạng vành khăn, bề mặt có gia công rÃnh hớng tâm nghiêng nhằm thoát nhiệt, thoát phần vật liệu bị mài mòn trình làm việc thoát dầu, thoát nớc khỏi bề mặt ma sát Trên ma sát gia công hai hàng lỗ dạng bậc để lắp ghép ma sát với xơng đĩa bằng đinh tán, đinh tán thờng đợc chế tạo kim loại mềm (đồng nhôm) Sau gắn ma sát lên x5 ơng đĩa, đầu đinh tán phải tụt xuống khỏi bề mặt ma sát từ 1-2 mm để tránh cọ sát đầu đinh tán lên bề mặt ma sát đĩa ép bánh đà ma sát mòn ã Bộ gảm chấn xoắn: Đợc đặt đĩa bị động ly hợp để tăng độ êm dịu đóng ly hợp, tránh cho hệ thống truyền lực khỏi dao động xoắn cộng hởng tần số dao động hệ thống truyền lực trùng với tần số kích thích dao động gây thay đổi mô men xoắn động Bộ giảm chấn xoắn gồm lò xo trụ đợc lắp lỗ hình chữ nhật xơng đĩa vành moayơ đĩa với độ nén định ma sát bề mặt giảm chấn xoắn có bề mặt tiếp xúc với bề mặt ma sát moayơ, bề mặt lại tiếp xúc với với mặt bích xơng đĩa Nh vậy, xơng đĩa moayơ liên kết đàn hồi với qua lò xo giảm chấn, xơng đĩa moayơ xoay tơng Khi có xoay tơng đối gia moayơ xơng đĩa lò xo giảm chấn xoắn bị nén lại nên giảm độ cứng hệ thống truyền lực, có nghĩa giảm tần số giao động riêng hệ thống truyền lực triệt tiêu khả xuất hiên cộng hởng tần số cao Do độ cứng tối thiểu lò xo giảm chấn xoắn bị giới hạn điều kiện kết cấu ly hợp nên dao động hệ thông truyền lực xảy cộng hởng tần số thấp, bề mặt ma sát giảm chấn xoắn moay xơng đĩa xuất mô men ma sát, lợng dao động cộng hởng tần số thấp nhờ mà mà khuếch tán môi trờng dới dạng nhiệt dao động cộng hởng bị triệt tiêu c) Cơ cấu mở ly hợp Cơ cấu mở ly hợp bao gồm: Đòn mở ly hợp 16 gồm chiếc, bạc mở 12 - Đòn mở: Dùng để tách cỡng đĩa ép giải phóng đĩa bị động khỏi bánh đà ly hợp Đòn mở đợc kết cấu theo nguyên lí đòn bẩy, đầu nối với lề đĩa ép thông qua ổ lăn kim 22 để giảm ma sát khớp mày mở ly hợp, đầu tì vào bạc mở tác động mở ly hợp, đầu đòn mở nối lề với giá đòn mở, giá lắp cố định với vỏ ly hợp bu lông Khớp lề đòn mở phải bảo đảm cho đầu đòn mở quay quanh lề với tâm quay thay đổi để đầu đòn mở có chuyển động tịnh tiến dọc trục mở đóng ly hợp Đầu phải đòn mở (4 đòn mở)phải nằm mặt phẳng vuông góc với đờng tâm trục - Bạc mở: Dùng để truyền tác động mở ly hợp tới đòn mở Bạc mở gồm ổ tỳ h ớng trục 11 bạc mở 12 Khi đóng mở ly hợp bạc mở 12 di chun däc trơc 29, vßng phÝa tríc ly hợp mở quay với đầu đòn mở, vòng phía sau (bên phải) không quay cố định tơng bạc mở 12 Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lí cấu tạo ly hợp d) Nguyên lí làm việc - Khi ngời lái đạp lên bàn đạp ly hợp lực thắng sức căng lò xo hồi vị bàn đạp lực nén lò xo ép đĩa ma sát, lúc ly hợp mở cắt động lực truyền từ động đến đĩa ma sát, lúc trục bị động ly hợp không truyền mô men xoắn Khi tác động lên bàn đạp thông qua hệ thống dẫn động gồm tay đòn, kéo tác động lên bạc mở làm bạc mở vào (theo hình mũi tên) tác động lên đòn mở mở ly hợp - Khi đóng ly hợp ngời lái nhả từ từ bàn đạp, nhờ lò xo hồi vi thông qua hệ thống đòn dẫn động bạc mở đợc đa vị trí ban đầu, đòn mở đợc giải phóng, lò xo ép ép đĩa ép vào ma sát lên bề mặt bánh đà, ly hợp đợc đóng lại truyền mô men động Hình 2.4: Sơ đồ dẫn động điều khiển ly hợp Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lí làm việc ly hợp phần Iii: tính toán thiết kế I - Xác định thông số ly hợp Mô men ma sát ly hợp M Mô men ma sát ly hợp đợc xác định theo công thức: M = β M e max Trong ®ã: + Memax _ Mô men lớn động ly hợp Chän: Memax = 41 KG.m +β _ HÖ sè dù trữ mô men ly hợp Theo [I], ô tô vận tải = 1,5ữ32,2, chọn = 2,1 Suy ra: Mφ = 2,1.41 = 86,1 KG.m Xác định kích thớc vòng ma sát a) Đờng kính D: Đờng kính đợc xác định theo công thøc kinh nghiÖm sau: D = 3,16 M e max A + Memax _ TÝnh theo KG.cm +A _ HÖ số kinh nghiệm Đối với ô tô vận tải A = 3,6 ⇒ D = 2R= 3,16 41.9,81 ≈ 33,4 mm 3,6 Đờng kính vòng ma sát ly hợp D=190ữ360 mm, chọn D = 342 mm Đối với ôtô tải, độ dày ma sát =3,0ữ4,0 mm, chän δ = mm b) §êng kÝnh d: Đờng kính d vòng sát đợc xác định theo công thức sau: d = (0,55 ữ 0,70).D Dựa theo bảng 3, tài liệu [I] kết tÝnh to¸n, chän: d = 186 mm c) BỊ réng ma sát gắn đĩa bị động Tính theo c«ng thøc : b = D − d 342 − 186 = = 78 mm 2 Xác định số đôi bề mặt ma sát ly hợp Số lợng đôi bề mặt ma sát ly hợp xác định theo công thức sau đây: i= 16.M φ π µ q.( D − d )( D + d ) Trong đó: + _ Hệ số ma sát bề mặt tiếp xúc Hệ số ma s¸t phơ thc rÊt nhiỊu u tè : vËt liệu làm ma sát, tốc độ trợt đĩa, áp lực riêng nhiệt độ Đối với ly hợp ôtô, hệ số ma sát thờng nằm khoảng: à=0,25ữ0,4 Chọn: = 0,35 + q _ áp lực riêng bề mặt ma sát (KG/cm2) Ôtô tải q=0,14ữ0,21 MPa Chọn q=0,2 Thay số vào biểu thức : i 1,766 Do số đôi bề mặt ma sát mét sè nguyªn nªn ta chän i = Nh ly hợp tính toán có đĩa ma sát bị động Xác định lực ép đĩa ma sát Lực ép đĩa ma sát đợc xác định theo công thức sau: M P = i.Rtb Trong đó: + Rtb _ Bán kính trung bình vòng ma sát R3 r 1713 − 933 = 135,84 mm = R2 − r 171 − 93 D 342 = 171 mm R _ Bán kính vòng ma s¸t, R = = 2 d 186 = 93 mm R _ Bán kính vòng ma s¸t, R = = 2 Mφ 86,1.9,8.1000 = Thay số tính toán, ta đợc: P = 8882,73 N i.Rtb 0,35.2.135,84 Rtb = Xác định hành trình đĩa ép Hành trình đĩa ép đợc xác định theo công thức sau: S = i. Trong đó: + _ Khe hở đĩa kề ly hợp trạng thái mở Ly hợp đĩa: δ = 0,75÷1,00 mm Chän: δ = 0,9mm VËy: ∆S = 2.0,9= 1,8mm II - KiĨm nghiƯm ly hỵp theo công trợt riêng nhiệt độ đốt nóng chi tiết ly hợp 2.1 Công trợt ly hợp Công trợt sinh bề mặt ma sát đợc xác định theo công thức sau : n0 Jb L= J KG.m 180 + b (1 − ) Je β Trong ®ã : + Jb _ Mô men quán tính bánh đà tợng trng đặt trục bị động ly hợp tơng đơng với động ô tô rk2 ' G J b = δ 2 2 KG.m.s2 g i0 iP ic ih δ’ _ HƯ sè kĨ đến ảnh hởng khối lợng chuyển động quay trêng hỵp ly hỵp më Chän: δ’ = 1,07 G _ Trọng lợng toàn xe Chọn: G = 10425 KG (khi xe chất đầy tải) g _ Gia tốc träng trêng Chän: g = 9,81 m/s2 rk _ B¸n kÝnh tÝnh to¸n rk = λ.r (m) λ _ HƯ số biến dạng lốp Với lốp áp suất thấp = 0,930ữ0,935, chọn = 0,93 r _ Bán kính thiết kế (m), đợc xác định theo kích thớc tiªu chn cđa lèp Ta cã kÝ hiƯu lèp: 12,00 - 20 d  25,4  20  25,4 r =  + B  =  + 12  = 0,5588 2  1000   1000 10 ih, iP, io vµ ic _ TØ sè trun cđa hộp số, hộp số phân phối, truyền lực trun lùc c¹nh Chän: iP = 1, ic = 1, io =7,339 Ta xét trờng hợp ly hợp bị trợt nhiều (lúc khởi hành xe đầy tải, xe khëi hµnh ë sè 1), ih = 7,44 Thay số tính toán ta đợc: Jb = ' r2 G 10425 0,5588 2 k 2 = 1,07 = 0,1192 KG.m.s2=1,1683 N.m.s2 g i0 i P ic ih 9,8 7,339 2.1.1.7,44 + Je _ Mô men quán tính khối lợng chuyển động quay động phần chủ động ly hợp J e = (1,2 ữ 1,4) J m KG.m.s2 Chän: Je = 1,2.Jm Jm _ M« men cđa bánh đà động Gbd 1,2.175,8.0,154 J e = 1,2 rbd = = 0,51 KG.m.s2 g 9,81 + no _ Sè vßng quay cđa trơc khủu xe khëi hµnh ë sè no=1000 v/ph + β _ Hệ số dự trữ mô men ly hợp Thay số tính toán, ta đợc: n0 L= 180 1000 1,1683 = = Jb 180 1,1683   5783,17N.m = 5783,17J 1+ (1 − ) 1+ 1 −  Je β 0,51.9,81  2,1 Jb 2.2 Công trợt riêng ly hợp Công trợt riêng đợc xác định theo công thức sau: L l= ≤ [l ] KG.m/cm2 F i π F = ( D − d ) m F _ Diện tích bề mặt ma sát F = 0,0635m2 [l] _ Công trợt riêng cho phép [l] =150ữ250 kJ/m2 D _ Đờng kính vòng ma sát d _ Đờng kính vòng ma sát 5783,17 ⇒ l = 0,0635.2 ≈ 45536,77 J/m2 =45,537 kJ/m2 Vậy: l < [l] 2.3 Xác định nhiệt độ chi tiết bị nung nóng Để tính nhiệt độ nung nóng chi tiết ly hợp ta giả thiết rằng: Đĩa ma sát truyền nhiệt toàn nhiệt sinh tỷong trình trợt ly hợp truyền qua đĩa ép bánh đà Đĩa ép bánh đà đợc nung nóng tức thời, nghĩa không kể đến truyền nhiệt từ đĩa ép bánh đà môi trờng xung quanh Nhiệt độ tăng lên chi tiết sau lần đóng ly hợp đợc xác định theo công thức sau: T= L 427.C.Gτ Trong ®ã: + T _ NhiƯt ®é cđa chi tiÕt tÝnh theo ®é K 11 + ν _ Hệ số xác định công trợt dùng để nung nóng chi tiết cần tính (đĩa ép đĩa chu động trung gian) υ= = 0,5 2.n + n _ Số đĩa bị động ly hợp (n=1) + L _ Công trợt sinh đóng ly hợp [KG.m] + C _ Nhiệt dung riêng chi tiết bị nung nóng đóng ly hợp Đối với gang C=500 J/(kg.độ) + Gn _ Khối lợng chi tiết tÝnh (bÞ nung nãng) (kg), Gn=25 KG 0,5.5783,17 ∆T = 427.0,115.25 = 2,1031 0C Đối với ô tô bánh hơi, lần khởi hành chỗ điều kiện sử dụng đờng phố, T không vợt [T] = 10 ữ 15 0C Vậy, nhiệt độ tăng lên đóng ly hợp đảm bảo đạt yêu cầu Vậy: III _ TÝnh to¸n c¸c chi tiÕt chđ u cđa ly hợp 3.1 Lò xo ép ly hợp Lò xo ép ly hợp hình trụ bố trí xung quanh, lò xo đợc chế tạo thép cácbon cao (50÷60) víi øng st cho phÐp: [τ] = 500÷700 MN/m2 Chọn lò xo ép lò xo hình trụ bố trí theo chu vi đĩa ép * Chọn số lợng lò xo ép n: Theo bảng [I], chọn n = 16 * Lực ép lò xo đóng ly hợp : Lực ép chung tất lò xo đợc xác định theo công thức: P = Mφ µ i.Rtb = 86,1.9,8.1000 ≈ 8882,73 N 0,35.2.135,84 Khi ngắt ly hợp, lò xo bị nén thêm đoạn nữa, lúc lực ép tổng tăng lên khoảng 20% so với lúc ly hợp đóng, Vậy lực ép ngắt ly hợp đợc xác định theo c«ng thøc: PΣmax = 1,2.PΣ = 1,2 8882,73= 10659,28 N Đối với ô tô có tải trọng nhỏ trung bình tải trọng tác dụng lên lò xo không vợt 60ữ70 KG Lực nén tác dụng lên lò xo ly hợp đóng: P = P/n = 8882,73/16 = 555,2 N Lực tác dụng lên lò xo ly hợp trạng thái mở hoµn toµn: P0 = PΣmax/n = 10659,28/16 = 666,205 N Xác định đờng kính dây lò xo Theo sách [I] : max=5000ữ7000 KG/cm2 tỉ số trung bình lò xo với đờng kính lò xo: c = D = ÷ , chän c = d Đờng kính dây lò xo đợc xác định theo ứng suất xoắn ([x]) Theo [VIII], ta có công thức max = 8kP0 D ≤ [τ ] π.d ) k: hệ số xét đến độ cong dây lò xo, k ≈ 1+1,45/c = 1,18 Tõ ®ã suy d = 8c.kP0 8.7.1,18.666,205 =2 ≈ 0,515581 cm ≈ 5,2mm π [τ x ] π 6000.9,81 12 => D = 36,09 mm * Xác định số vòng làm việc lò xo: Độ cứng lò xo: ôtô tải C = 20ữ40 N/mm, chọn C = 30 N/mm mµ C= G.d 8.D n0 Víi : n0: số vòng làm việc lò xo G: môđun đàn hồi lò xo, G = 8.104 MN/m2 Từ suy no= 5,010501 vòng; ta chọn no = Vậy, số vòng làm việc lò xo vòng * Xác định chiều dài biến dạng lò xo: - Chiều dài biến dạng ban đầu lò xo 1: = 0.P Trong đó: + _ Hệ số đàn hồi lò xo (0 = 0,015÷0,04 mm/N) Chän: λ0 = 0,033 mm/N Suy ra: λ1 = 0,033 555,2 = 18,48718 mm - §é biÕn dạng thêm mở lò xo ly hợp 2: = i.δ’ =2.0,5 = mm + δ’ _ khe hở vòng lò xo mở ly hợp, = 0,5 mm + i _ Số cặp bề mặt ma sát, i = - Chiều dài biến dạng hoàn toàn ly hợp : = λ1 + λ2 = 11,305 + = 19,48718 mm - Chiều dài lò xo trạng thái tự do: theo giáo trình chi tiết máy tập : Chiều dài lò xo nén vòng sít nhau: l = (n-0,5)d Trong n toàn số vòng làm việc no cộng thêm (0,75ữ 1) đầu mút Chiều dài lò xo trạng thái tự lµ: l0 = l + λ = (5 +1,75).5,2 +19,49 = 54,49 _ Khe hở vòng lò xo lúc ly hợp mở (lò xo biến dạng lín nhÊt), ∆ = 0,5÷1,5 mm Chän ∆ = 1,0 mm * Kiểm nghiệm lại lò xo: Khi tính toán lò xo hình trụ, cần phải tính đến tập trung ứng suất phía dây lò xo P D τk = π d k MN/m2 đây: D = 36,1 mm d0 = 5,2 mm k= 4c − 0,615 + = 1,2 (theo bảng trang 74 _ KCTT xe ô tô 1968) 4c c Thay số tính toán, ta đợc: k = 522,668 N/mm2 [] = 500 ữ 800 N/mm2 Suy ra: k < [] Vậy, lò xo đạt yêu cầu 3.2 Đĩa chủ động ly hợp (đĩa ép) Đối với ly hợp đĩa, đĩa chủ động đồng thời đĩa ép Đĩa chủ động đợc chọn dựa kích thớc vòng ma sát bánh đà động Đĩa chủ động ly hợp đợc chế tạo từ gang xám C.18-36 Căn vào kết tính toán ta chọn kích thớc ®Üa Ðp: D = 342 mm; d=186 mm 13 BÒ dày đĩa đợc chon sơ chọn (4,5 ÷ 6)% D = 15,39 ÷ 20,52 mm §Üa Ðp vỏ ly hợp liên kết với bốn lò xo Một đầu lò xo đợc tán cố định với vỏ ly hợp đinh tán, đầu lại lắp với đĩa ép qua ống bạc bu lông Do tính bền cho đĩa ép ta tính bền cho chi tiết bắt ( đinh tán bulông) theo c cd tính bền lò xo theo k u Công thức tính bền theo [II] : τc = 4kM j max = 4.0,5.803,6.10 = 14,711 N mm 135,84.1.4.π τc ≤ [τc ] = 15 ÷ 20 MPa rTB z c z d π d kM j max 0,5.803,6.10 σ cd = = = 10,27 N σc ≤[σc] = 20 ÷ 30 MPa mm rTB z c z d d δ 135,84.1.4.8.9 kM j max 0,5.803,6.10 σk = = = 20,32 N mm ; σk ≤ [σk ] = 400 ÷ 500 MPa rTB z c z lx δ lx (blx − d lx ) 135,84.1.4.2,6.(22 − 8) σu = Eδ lx ∆ 2.10 5.2,6.1,8 = = 35,23 N mm l2 163 σu ≤ 850 ÷ 900 MPa k - hƯ sè tính đến vị trí đĩa chủ động, k = 0,5 Mjmax mômen động cực đại, Mjmax = 82 KG.m = 803,6.103 N.mm rTB bán kính trung bình vÕt tiÕp xóc, rTB = 135,84 mm zc – sè đĩa chủ động, zc = zd- số đinh tán(bulông), zd = d - đờng kính đinh tán(bulông), d = mm l- chiếu dài làm việc đinh tán(bulông), l = mm lx- độ dầy lo xo, δlx = 2,6 mm blx- bÒ réng l oxo, blx = 2,2 mm - hành trình đĩa ép, = 1,8 mm llx- chiều dài lò xo, llx = 164 mm Từ ta suy đinh tán, bulông lò xo đủ bền Đối với ly hợp đĩa, đĩa chủ động đồng thời đĩa ép Đĩa chủ động đợc chọn dựa kích thớc vòng ma sát bánh đà động Đĩa chủ động ly hợp đợc chế tạo từ gang xám C4.18-36 Căn vào kết tính toán ta chọn kÝch thíc cđa ®Üa Ðp: D = 342 mm; d = 175 mm 3.3 Đĩa ma sát bị động Đĩa bị động cần có độ đàn hồi lớn để tăng độ êm dịu đóng ly hợp, có hệ số ma sát cao ổn định Đĩa đợc cấu tạo từ vòng ma sát, xơng đĩa giảm chấn xoắn nhằm đảm bảo cho đĩa đàn hồi dọc trục hay đàn hồi theo chiều xoắn Vòng ma sát đợc làm từ Atbét, Ferađô, kim loại gốm ,có độ dày từ 3ữ4 mm, chọn 3mm Xơng đĩa ma sát bị động ly hợp ô tô đợc chế tạo từ thép có hàm lợng bon cao, sau nhiệt luyện phơng pháp Xác định øng st chÌn dËp then hoa Theo tµi liƯu [VIII]: ứng suất chèn dập then hoa đợc tính theo công thøc :σd = 2.Mx/(dtb.l.h.z) Trong ®ã : - Mx _ Mô men xoắn trục Mx = Memax = 41000 KG.mm - l _ ChiỊu dµi lµm viƯc mèi ghÐp - z _ Số răng; - dtb _ Đờng kính trung b×nh cđa mèi ghÐp 14 - h _ ChiỊu cao làm việc Tra bảng 9.3[VII], (Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí), chọn: m = 3, z = 10; h = 2,4 mm; dtb = 35 mm; l = 46 mm thay sè vµ tính toán, ta đợc: d 20,818 N/mm2 = 212,2 KG/cm2 Mà: [d] = 300ữ400 KG/cm2 (theo [I]) Vậy, mối ghép then hoa đĩa bị động ma sát trục bị động ly hợp đảm bảo bền Tính bền cho đinh tán Đinh tán dùng để tán ma sát với xơng đĩa, đợc chế tạo từ nhôm với d=5mm Đinh tán dợc kiểm bền theo ứng suất chèn dập ứng suất cắt Đinh tán ®ỵc bè trÝ theo d·y, ta cã: M e max r1 41.9,81.1000.75 = = 536,28 N 2 2(r1 + r2 ) 2.(75 + 150 ) M e max r2 41.9,81.1000.150 F2 = = = 1072,56 N 2 2(r1 + r2 ) 2.(75 + 150 ) 4.F1 4.F2 4.536,28 4.1072,56 = = = 3,414 N σ c2 = = = 4,552 N ; 2 mm mm n1πd 8.π n 2πd 12.π F1 = σ c1 σc ≤ [σ] = 40 MPa σ cd = 4.F1 4.536,28 = = 5,363 N mm ; n1ld 8.10.5 σ cd = 4.F2 4.1072,56 = = 7,1504 N mm n2 ld 12.10.5 σcd ≤ [σcd] = 25 MPa Với : r1, r2 - Bán kính vòng đinh tán vòng đinh tán F1, F2 - lực tác dụng lên vòng đinh tán có bán kính tơng ứng r1, r2 d - đờng kính đinh tán n1, n2 số lợng đinh tán tơng ứng r1 , r2 Từ ta suy đinh tán đủ bền 3.4 Bộ giảm chấn xoắn Theo bảng [I], ta chọn số lợng lò xo giảm chấn xoắn 8, đờng kính mặt bích moay 135 mm Bán kính vòng tròn bố trí lò xo giảm chấn đợc chọn dựa đờng kính mặt bích moay 60 mm Để tạo nên lực ép ban đầu, chiều dài lỗ bố trí lò xo phải nhỏ chiều dài lò xo trạng thái tự Chọn chiều dài lỗ 26 mm Lực ép ban đầu lò xo giảm chấn phải tạo nên mô men có trị số (0,15ữ0,20) Memax = (6,3ữ8,4) KG.m Lò xo giảm chấn xoắn có tỉ số đờng kính trung bình với đờng kính dây lò xo nhỏ để ®¶m b¶o võa cã ®é cøng lín, song kÝch thíc lại nhỏ gọn, tỷ số nằm khoảng 4,5ữ5,5 Trong kết cấu ly hợp, đờng kính dây lò xo thờng dao động khoảng 3ữ4 mm; đờng kính lò xo: 14ữ19 mm; số vòng làm việc lò xo: 4ữ5 Ta chọn: Đờng kính dây lò xo: mm; đờng kính lò xo: 15 mm; số vòng làm việc lò xo: vòng 3.5 Trục bị động ly hợp Trục bị động ly hợp đồng thời trục sơ cấp hộp số, cuối trục bị động ly hợp có bố trí bánh hộp số Trong trờng hợp này, trục vừa chịu xoắn vừa chịu uốn, độ bền trục đợc tính toán theo ứng suất tổng hợp Trục bị động ly hợp thờng đợc chế tạo thép: 40X, 18XT, 30 XT 15 Theo tài liệu chi tiết máy, độ bền trục đợc tính theo công thức : td = σ + 3τ ≤ [σ] Trong ®ã : σ = Mmax/(0,1.d3) τ = Tmax/(0,2.d3) [σ] = 0,8 σch Với Mmax, Tmax _ Mô men xoắn lớn mô men uốn lớn thiết diện nguy hiểm lúc tải; ch _ Giới hạn chảy vật liệu trục (ch = 450 Mpa) 3.6 Đòn mở ly hợp Đòn mở ly hợp đợc tính bền theo ứng suất uốn, ứng suất uốn đợc xác định dới tác dụng lực đặt đầu đòn mở ly hợp Khe hở đòn mở bạc mở 3ữ4 mm Muốn cắt mở đợc ly hợp cần phải tác dụng lên đòn mở lực lớn lực nén tổng cộng lò xo trờng hợp đĩa ép dịch chuyển đoạn la S 1,2.P Lực tác dụng lên đòn mở đợc tính : Q = N nd i Trong ®ã : PΣ _ lơc nÐn tỉng céng, PΣ = 8882,73 N n _ Số đòn mở, chọn nd = i _ Tỉ số truyền, chọn i =5 Thay số tính toán, ta đợc: Q = 532,964 N IV_ Dẫn động điều khiển ly hợp Chọn dẫn động ly hợp dẫn động điều khiển trực tiếp khí Tính toán dẫn động trực tiếp khí nhằm xác định tỉ số truyền đòn dẫn động tổng hành trình bàn đạp để đảm bảo điều khiển ly hợp thận tiện, nhẹ nhàng, đồng thời phải bảo đảm yêu cầu mở hoàn toàn ly hợp Hình 4.1: Dẫn động điều khiển ly hợp a)Xác định tỉ số truyền đẫn động điều khiển Tỉ số truyền dẫn động điều khiển đợc xác định theo công thức sau : P max a c e = id® = Qbd η b d f Trong đó: Pmax :Tổng lực ép lò xo tác dụng lên đĩa ép mở ly hợp(Pmax = 1086,5KG) η _ HiƯu st dÉn ®éng, η = 0,85 16 Qbd _ Lực tác dụng lên bàn đạp, Qbd ≤ 20 KG Chän Qbd = 19 KG a c e 1085,28 Suy ra: id® = = = 56,1 b d f 19.0,85 Tõ ®ã ta cã thĨ viÕt: i1 = a 400 200 90 = ; i1 = ; i1 = ; b 80 65 25 b)X¸c định hành trình bàn đạp ly hợp Tổng hành trình bàn đạp ly hợp bao gồm: Hành trình tự để khắc phục khe hở hành trình làm việc - Hành trình tự để khắc phục khe hở đợc xác định theo công thức sau: Std = .i1.i2 .idđ/i _ Khe hở đòn mở bạc mở ly hợp trạng thái ®ãng ∆ = 3÷5 mm, chän: ∆ = mm; i = Suy ra: Std = 3.56,1/5 = 33,66 mm - Hành trình làm việc bàn đạp: Slv = S.i1.i2.i3 Trong đó: S _ Hành trình đĩa Ðp, chän: ∆S = 1,8 Suy ra: Slv = 1,8.56,1 = 100,98 mm - Tổng hành trình bàn đạp ly hỵp: SΣ = Std + Slv = 40,32 + 100,98 = 134,64 mm 17 Kết luận Đồ án môn học kết cấu tính toán ô tô quân đồ án vận dụng lí thuyết môn học: cấu tạo xe quân sự, lí thuyết ô tô, kết cấu xe quân sự, vận dụng tổng hợp kiến thức đà đợc học sức bền vật liệu, chi tiết máy, nguyên lí máy để giải Đồ án giúp ích nhiều cho qua trình hệ thống lại kiến thức áp dụng vào giải vấn đề mà nhiệm vụ đồ án đặt Đồ án giúp có thêm nhng kiến thức chuyên nghành kiến thức tổng hợp khác tạo điều kiện cho trình học tập chuẩn bị cho đồ án tốt nghiẹp sau Đồng thời từ đo giúp thêm vững vào ngành phat triển ôtô nớc nhà Với giúp đỡ nhiệt tình thầy Nguyễn Sĩ Đỉnh thầy giáo khác môn xe quân đà hoàn thành đợc nhiệm vụ Nhng trình tính toán, kết đồ án cha hoàn thiện, kính mong đợc bảo thầy giáo để giúp hoàn thiện làm tảng cho đồ án tốt nghiệp sau Tôi xin chân thành cảm ơn Hà nội: ngày tháng năm 18 Tài liệu tham khảo I Hớng dẫn đồ án môn học lí thuyết tính toán kết kấu ô tô quân - Bộ môn xe quân sự, khoa trang bị điện - trờng đại học quân - 1976 II Tập giảng thiết kế tính toán ôtô - pGS.TS Nguyễn Trọng Hoan III Cấu tạo ô tô quân - Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập _ HVKTQS-_ 1995 IV Kết cấu tính toán ô tô - Nhà xuất GTVT _ 1984 V Thiết kế tính toán ô tô máy kéo - Nguyễn Hữu Cần, Phan Đình Kiên - Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp - 1985 VI Lí thuyết ô tô quân - HVKTQS - 2002 VII Thiết kế hệ thống dẫn động -Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Nhà xuất giáo dục VIII Chi tiết máy - Đỗ Quyết Thắng - Bộ môn Cơ kỹ thuật - HVKTQS 1994 19 ... Phân tích kết cấu ly hợp Hình 2.1: Cấu tạo ly hợp đĩa a) Phần chủ động ly hợp - Phần chủ động ly hợp gồm có bánh đà 2, đĩa ép 3, vỏ ly hợp 9, lò xo ép 7, mở 16 Các bề mặt ma sát bánh đà đợc gia... hợp Mô men ma sát ly hợp M Mô men ma sát ly hợp đợc xác định theo công thức: M = M e max Trong đó: + Memax _ Mô men lớn động ly hợp Chọn: Memax = 41 KG.m + _ Hệ số dự trữ mô men ly hợp Theo [I],... kết tính toán, chọn: d = 186 mm c) Bề rộng ma sát gắn đĩa bị động Tính theo công thức : b = D − d 342 − 186 = = 78 mm 2 Xác định số đôi bề mặt ma sát ly hợp Số lợng đôi bề mặt ma sát ly hợp xác