ĐỀ TÀI:THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN LY HỢP

- Trong quá trình đóng ly hợp xảy ra sự trượt ly hợp, làm cho quá trình đóng đượcêm dịu, giảm tải trọng động tác dụng lên hộp số, trục và các hệ thống khác trong hệpthống truyền lực.. -

Mục lục

Trang

PHẦN MỞ ĐẦU 1

Lời cảm ơn 4

Lời mở đầu 5

CHƯƠNG I: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ LY HỢP 7

1.1 nhiệm vụ 7

1.2.yêu cầu 7

1.3 phân loại 7

CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 8

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP 8

3.1xác định moment ma sát cần truyền .9

3.2 đường kính ngoài đĩa ma sát 9

3.3 lực ép cần thiết lên các đĩa 9

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÔNG TRƯỢT CỦA LY HỢP 10

4.1 xác định công trượt của ly hợp 11

4.2 kiểm tra công trượt riêng 11

4.3 kiểm tra nhiệt đọ của các chi tiết bị nung nóng trong quá trình ly hợp trượt 11

CHƯƠNG V:MOAY-Ơ ĐĨA THỤ ĐỘNG 12

5.1 yêu cầu 12

5.2 vật liệu chế tạo 12

5.3 thiết kế kết cấu 12

CHƯƠNG VI:TÍNH TOÁN MỐI GHÉP ĐINH TÁN 13

CHƯƠNG VII:BỘ PHẬN GIẢM CHẤN 14

7.1 tổng quát 14

7.2 lực tác dụng lên lò xo giảm chấn 15

7.3 đường kính dây lò xo 15

CHƯƠNG VIII:TRỤC LY HỢP 16

8.1 nhiệm vụ , công dụng của trục ly hợp 16

8.2 yêu cầu đối với trục ly hợp 16

8.3vật liệu chế tạo và phương pháp nhiệt luyện 16

8.4 tính bền và thiết kế kết cấu trục ly hợp 17

8.5 chọn ổ bi cho trục ly hợp 23

CHƯƠNG IX:TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG 24

CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP SƯA CHỮA 25

Kết luận 26

PHẦN MỞ ĐẦU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

-Ngày tháng năm 2012 Giáo viên

Giáo viên duyệt

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI CẢM ƠN

Sau 3 năm theo học ngành công nghệ kĩ thuật ôtô, chúng em, những sinhviên của khoa cơ khí động lực được sự dìu dắt, chỉ bảo tận tình của quý thầy cô

trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG đã và đang từng bước ngày

càng hoàn thiện mình hơn để trở thành những kỹ thuật viên đem sức lực và trínão của mình để cống hiến cho xã hội Và cho đến ngày nay, với đồ án môn họcnày cũng đánh dấu một cột mốc mới trên bước đường trưởng thành của chúng

em

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN THANH BÌNH đã

tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập cũng nhưtrong thời gian thực hiện đề tài này Chúng em cũng xin cảm ơn quý thầy cô

trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG, đặc biệt là quý thầy cô của

khoa cơ khí động lực đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ chúng em trong thời giantheo học và thực hiện đề tài

Xin cảm ơn các bạn sinh viên khoa cơ khí động lực đã đóng góp ý kiếngiúp nhóm sinh viên chúng tôi hoàn thành đề tài này

Nhóm sinh viên thực hiện

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh

tế thế giới, nền kinh tế việt nam cũng từng bước phát triển trên con đườngCÔNG NGHIỆP HÓA – HIỆN ĐẠI HÓA Bên cạnh đó kỹ thuật của nước tacũng từng bước tiến bộ Trong đó phải nói đến nghành động lực nói chung vàsản xuất ô tô nói riêng, chúng ta đã liên doanh với khá nhiều hãng ô tô nổi tiếngtrên thế giới như Hyundai, Honda, Toyota…cùng sản xuất và lắp ráp ô tô Đểgóp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiêncứu, thiết kế tính toán đó là yêu cầu cấp thiết Có như vậy ngành sản xuất ô tôcủa ta mới có thương hiệu riêng cho mình trên thị trường quốc tế

Sau khi học xong môn học TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÔTÔ, chúng em đượckhoa giao làm nhiệm vụ Đồ án môn học Trong quá trình tính toán để hoànthành Đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu chúng em đã gặp không ítkhó khăn bỡ ngỡ nhưng cùng với sự nỗ lực của bản thân, và sự hướng dẫn hết

sức tận tình của thầy giáoTRẦN THANH BÌNH, cho nên em cũng đã cố gắng

đã hoàn thành xong Đồ án môn hoc Tính toán thiết kế ôtô Tuy nhiên do là

lần đầu tiên chúng em vận dụng lý thuyết đã học, vào tính toán và thiết kế ôtô

cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏinhững sai sót Vì vậy chúng em rất mong sự quan tâm, sự giúp đỡ chỉ bảo củacác thầy để bản thân chúng em ngày càng được hoàn thiện hơn nữa về kiến thứcchuyên môn và khả năng tự nghiên cứu của mình

CHƯƠNG I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ LY HỢP

- Trong quá trình đóng ly hợp xảy ra sự trượt ly hợp, làm cho quá trình đóng được

êm dịu, giảm tải trọng động tác dụng lên hộp số, trục và các hệ thống khác trong hệpthống truyền lực

- Khi ly hợp được đóng hoàn toàn, toàn bộ công suất được truyền từ động cơ đếnhộp số, sự trượt không còn xảy ra

1.2 Yêu Cầu

- Truyên được momen lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ thời điểmnào Muốn như vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen cực đại củađộng cơ một ít, nghĩa là hệ số dự trữ mômen của ly hợp phải lớn hơn 1

- Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay trên trục của hệ thống truyền lực, khônggây va đập các bánh răng Ngoài ra khi ly hợp đóng êm dịu thì ôtô, máy kéo khởihành không giật, làm cho người lái đỡ mệt, nhất là khi ôtô chạy trên đường phố hoặckhi máy kéo làm việc ở cánh đồng nhỏ phải sử dụng ly hợp nhiều

- Mở dứt khoát và nhanh chóng, nghĩa là cắt hoàn toàn truyền động từ động cơ đến

hệ thống truyền lực trong thời gian rất ngắn Nếu mở không dứt khoát thì khó gài số

êm dịu vì mômen quay của động cơ và mômen quy dẫn đến trục khuỷu của tất cảcác chi tiết chuyển động của động cơ sẽ truyền một phần đến trục sơ cấp của hộp số,cho nên khi dịch chuyển các bánh răng khỏi sự ăn khớp để gài số khác sẽ rất khókhăn trên bánh răng ta muốn dịch chuyển sẽ có tác dụng của lực do mômen nói trênsinh ra Mở dứt khoát và nhanh chóng sẽ giảm lực va đập các bánh răng

- Mômen quán tính của càc chi tiết thụ động phải nhỏ để giảm các lực va đập lênbánh răng

- Làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh tác dụng lên hệ thống truyền lực những lựcquá lớn khi gặp qua tải

- Điều khiển dể dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ

- Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình thường

- Kết cấu đơn, giản trọng lượng nhỏ, làm việc bền, điều chỉnh và chăm sóc dể dàng

1.3 Phân Loại

Ly hợp được phân loại theo các phương pháp sau:

Theo cách truyền mômen quay từ trục động cơ đến trục của hệ thống truyền lực,người ta chia ra các loại ly hợp:

+ Ly hợp ma sát: truyền mômen quay bằng các bề mặt ma sát

+ Ly hợp thuỷ lực: truyền mômen quay dưới tác dụng của dòng chất lỏng

+ Ly hợp loại nam châm điện: truyền mômen quay bằng tác dụng của trường namchâm điện.

+ Ly hợp loại liên hợp: truyền mômen quay bằng cách kết hợp các loại kể trên

Ly hợp ma sát là loại thông dụng nhất và thường được sử dụng chủ yếu trên các loạiôtô

Ở ly hợp ma sát, tuỳ theo hình dáng của các chi tiết ma sát mà người ta chia ra làmnhiều loại :

+ Ly hợp đĩa: phần thụ động gồm một hay nhiều đĩa

+ Ly hợp hình côn: đĩa thụ động có dạng côn

+ Ly hợp hình trống: phần thụ động làm theo kiểu má phanh và tang trống

Loại ly hợp hình côn và tang trống ngày nay không còn dùng trên ôtô và máy kéonữa vì mômen quán tính của chi tiết thụ động của chúng lớn gây nên tải trọng va đậplên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp

Tuỳ theo số đĩa thụ động mà người ta chia ly hợp ma sát ra một, hai hay nhiều đĩa

Ly hợp một đĩa hiện nay dùng nhiều trên ôtô và máy kéo vì nó đơn giản, rẻ vàmômen quán tính của chi tiết thụ động bé

Ở ôtô tuỳ theo phương pháp sinh lực lên đĩa ép người ta chia ly hợp loại lò xo (ở đâylực ép sinh ra bởi lực ép của lò xo), loại nữa ly tâm, loại ly tâm…

Loại nửa ly tâm dùng ở ôtô du lịch và vận tải trọng cỡ nhỏ vì ở đấy mômen cực đạicủa động cơ tương ứng với số vòng quay tương đối cao

Loại ly tâm thường được dùng để làm dễ dàng điều khiển ôtô Trong các ly hợp loại

ly tâm thì lực ly tâm dùng để đóng mở ly hợp, còn lực để ép là do lò xo, ít khi dùnglực ly tâm để ép đĩa ép Loại ly hợp này không được sử dụng rộng rãi

Theo phương pháp điều khiển ly hợp có thể chia ra loại điều khiển bằng sức người

và loại điều khiển tự động

CHƯƠNG II CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Ly Hợp Ma Sát Khô

Chọn Ly hợp ma sát khô loại 1 đĩa sử dụng lò xo hình trụ

* Ưu điểm: kết cấu đơn giản, đảm bảo thoát nhiệt tốt, thuận tiện cho công tác bảoquản sữa chữa

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP

Tính toán ly hợp loại ma sát nhằm mục đích xác định số lượng và kích thước các bềmặt ma sát cần thiết để truyền mômen quay của động cơ, xác định lực ép lên bề mặt

ma sát, xác định tỷ số truyền của cơ cấu điều khiển ly hợp, cũng như xác định kíchthước các chi tiết khác

Kích thước của ly hợp được xác định từ cơ sở có khả năng truyền mômen quay lớnhơn mômen quay của động cơ một ít Sở dĩ phải tính theo mômen động cơ là để đảmbảo truyền được hết mômen quay của động cơ đến hệ thống truyền lực trong trường

hợp khi đĩa ma sát bị dầu nhờn rơi vào, hoặc khi các mặt ma sát bị hao mòn, hoặckhi các lò xo ép bị mất tính đàn hồi đi một ít.

3.1 Xác Định Mômen Ma Sát Cần Truyền

M l = .MM emax

Ở đây: M 1: mômen ma sát của ly hợp, Nm ;

M emax : mômen quay cực đại của động cơ Nm;

 : hệ số dự trữ của ly hợp

Đối với ôtô tải nhẹ chọn  = 1,6

M 1 = 1,6.294 = 470,4 (N.m)

3.2 đường kính ngoài đĩa Ma Sát

Đường kính ngoài của đĩa ma sát bị giới hạn bởi đường kính ngoài của bánh đà động

cơ

D2=2 R2=3 , 16√M e max

C =3 , 16√2943,6 = 28.5 (cm), chọn lại D2 = 290 (mm)

Ở đây : D2: Đường kính ngoài của vòng ma sát, cm;

M emax: mômen cực đại của động cơ, N.m;

C: Hệ số kinh nghiệm Đối với ôtô vận tải trong điều kiện sử dụng bìnhthường chọn C = 3,6

Bán kính ngoài đĩa ma sát:

Chọn R 2 = D2

2 = 2902 =145 (mm) Chọn lại R2 = 135 (mm)

1353−953

1352−952 = 116 cmThường ở ôtô hay dùng các bề mặt ma sát thép với phêrađô nhưng tính đến nhữngđiều kiện nhiệt độ, tốc độ trượt tương đối làm giảm hệ số đó đi cho nên khi tính talấy  = 0,25 ¿ 0,35 Chọn  = 0,3

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN CÔNG TRƯỢT CỦA LY HỢP:

Khi đóng ly hợp sẽ có hiện tượng trượt các đĩa ở thời gian đầu cho đến khi nào đĩachủ động và đĩa thụ động quay như một hệ thống động học liền Khi các đĩa bị trượt

sẽ sinh ra công ma sát làm nung nóng các chi tiết của ly hợp lên quá nhiệt độ làmviệc bình thường, làm hao mòn các tấm ma sát và nguy hiểm nhất là các lò xo ép cóthể bị ram ở nhiệt độ như vậy, mất khả năng ép Vì thế việc xác định công trượttrong thời gian đóng ly hợp là một điều cần thiết

J m : mômen quán tính của bánh đà và của các chi tiết động cơ quy dẫn về bánh đà

J a : mômen quán tính của ôtô và rơmoóc quy dẫn đến trục ly hợp

i h: tỷ số truyền tương ứng của hộp số Ở đây ôtô đang ở chế độ khởi động tỷ

số truyền này ứng với tỷ số truyền của hộp số ở tay số 1;

Ở đấy:  : hệ số cản tổng cộng của đường;

 = 0,03

K: hệ số cản không khí (khi ôtô chuyển động với tốc độ thấp KFv 2 = 0 );

tl: hiệu suất của hệ thống truyền lực;

tl = 0,89

4.1 Xác Định Công Trượt Của Ly Hợp:

Công trượt của ly hợp được xác định theo phương trình sau:

Công của động cơ ở giai đoạn thứ hai của thời gian t2 tiêu tốn cho việc tăng tốc trục

bị động của ly hợp và sẽ thắng các sức cản chuyển động của ôtô

Công trượt ở giai đoạn thứ hai sẽ xác định theo công thức sau:

Đối với ôtô vận tải k = 150 ¿ 750 Nm/s Chọn k = 400 (Nm/s)

Giá trị của A xác định theo công thức sau:

A= √ 2.Ja( ωm− ωa) = √2.0,6129 (157 ) 13,87 (Nms)1/2

m: tốc độ góc của trục động cơ

m =0,75 n/30 = 2000.30 = 157 (s-1)

a: tốc độ góc của trục ly hợp.Khi khởi động a = 0

4.2 Kiểm Tra Công Trượt Riêng:

Đối với ôtô công trượt riêng được tính theo công thức:

4.3 Kiểm Tra Nhiệt Độ Của Các Chi Tiết Bị Nung Nóng Trong Quá Trình Ly Hợp Bị Trượt:

T =

ν L

c.g a

Trong đó:

T : nhiệt độ tăng lên của chi tiết, oC;

 : hệ số xác định phần công trượt để nung nóng chi tiết cần tính;

 = 0,5 ( đối với ly hợp 1 đĩa )

C = 500 J/Kg.độ

L : công trượt toàn bộ;

g n :khối lượng của chi tiết bị nung nóng

g n = ❑4 [ ( (D22−D12) h1 ɣ1)+(D bd h2 ɣ2)]

= ❑4 [ ((270 10−3)2−(190.10−3)2).10 10−3.7850+(380 10−3.50 10−3.7500)]= 44,77 kg

với:

-D1: đường kính trong đĩa ma sát

-D2: đường kính ngoài đĩa ma sát

-h1:chiều dày đĩa ma sát ; 10 mm

-h2: chiều dày bánh đà ; 50 mm

-D bd: đường kính bánh đà ; 380 mm

-ɣ1: khối lượng riêng của thép ; 7850 kg/m3

-ɣ2: khối lượng riêng của gang ; 7500 kg/m3

0,5.156246,38

500 44,77 = 3,49 oCVậy ly hợp thỏa điều kiện nhiệt độ cho phép là từ 8 ¿ 10 oK

Thiết kế đinh tán

I/chọn vật liệu và định dạng đinh tán:

1.1/đinh tán được chọn làm từ vật liệu đồng đỏ

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN MOAY-Ơ ĐĨA THỤ ĐỘNG

5.1 yêu cầu:

Moay-ơ truyền moment xoắn từ đĩa thụ động sang trục ly hợp, nó có khả năng di chuyển dọc trục cho nên , moay-ơ phải có đọ cứng vững cần thiết,có độ đồng tâm cao, đủ độ bền cơ học

5.2 Vật liệu chế t ạo :

+ chiều dài moay-ơ : Lm = 49 (mm)

Moay-ơ ghép với xương đĩa bằng đinh tán, trên moay-ơ có bố trí giảm chấn lò xo trụ.moay-ơ truyền moent xoắn qua trục ly hợp bằng then hoa

CHƯƠNG VI :TÍNH TOÁN MỐI GHÉP ĐINH TÁN

ứng suất dập tác dụng lên mỗi đinh của dãy được tính theo công thức :

CHƯƠNG VII: BỘ PHẬN GIẢM CHẤN

7.1 giới thiệu chung

Giảm chấn được dùng trong ly hợp để tránh cho hệ thống truyền lực của ôtô khỏinhững dao động xoắn cộng hưởng sinh ra khi có sự trùng một trong những tần sốcủa dao động sở hữu của hệ thống truyền lực với tần số của lực gây nên bởi sự thayđổi mômen xoắn của động cơ

Chi tiết đàn hồi của giảm chấn dùng để giảm độ cứng của hệ thống truyền lực, do đógiảm dược tần số dao động bản thân của hệ thống truyền lực và triệt tiêu được khảnăng xuất hiện cộng hưởng ở tần số cao Do độ cứng tối thiểu của chi tiết bị đàn hồicủa giảm chấn bị giới hạn bởi điều kiện kết cấu của ly hợp cho nên hệ thống truyềnlực của ôtô không thể tránh khỏi cộng hưởng ở tần số thấp Bởi thế ngoài chi tiết đànhồi ra cần phải có chi tiết thu năng lượng của các dao động cộng hưởng ở tần số thấpbằng phương pháp ma sát gọi là chi tiết ma sát

Giảm chấn được dùng nhiều là loại chi tiết có đàn hồi bằng lò xo được đặt tiếp tuyếntrong các lỗ khoét của đĩa thụ động và có chi tiết ma sát bằng thép hoặc bằng nguyênliệu ma sát khác Số lượng lò xo hình trụ thường từ 6 ¿ 12 chiếc Để tăng hiệu quảgiảm chấn, có khi giảm chấn được thiết kế với độ cứng thay đổi, ban đầu độ cứng íthơn và sau đó tăng dần Mômen cực đại Mmax giới hạn độ cứng tối thiểu của lò xo(khi các vòng lò xo sát vào nhau) thường lấy bằng mômen xác định theo điều kiệnbám  = 0,8.

Chọn loại giảm chấn lò xo thép hình trụ, số lượng z = 6 cái

Vật liệu: thép măng gan có σ b = 1600 ¿ 1700

7.3Đường kính dây lò xo:

d=1,6√k P lx C

[τ] =1,6√8501,3.809,07.5 = 2.48 (mm)Chọn d = 3 (mm)

Đường kính trung bình của vòng lò xo:

Ta có : G : Mômen quán tính độc cực của tiết diện dây lò xo;

t = 3+1,2.10,11/3 = 5,044 mm

Vậy l o =20 + 3.(5,044-3)= 26,132 (mm)

CHƯƠNG VIII : TRỤC LY HỢP

8.1.nhiệm vụ, công dụng của trục ly hợp.

Trên oto, trục ly hợp có nhiệm vụ truyền momemt xoắn và chuyển động quay

từ trục khuỷu động cơ sang hộp số chính Do yêu cầu của hộp số và ly hợp bốtrí liền nhau, để cần sang số nằm trong buồng lái, cho nên trục ly hợp còn cóbánh răng chủ động luôn ăn khớp với bánh răng của hộp số Thông thường,bánh răng này được chế tạo liền trục, do đó vật liệu chế tạo trục là các loại thépchế tạo bánh răng Ngoài ra gối đỡ của trục thứ cấp hộp số nằm trên trục lyhợp.Vì thế, trên trục ly hợp ngoài tải là moment xoắn còn có các phản lực củagối đỡ trục thứ cấp, các lực tác dụng lên bánh răng luôn ăn khớp Độ bền củatrục thường được tính toán theo ứng suất tổng hợp