TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP GAZ66

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP GAZ66, HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE GAZ66 VÀ ÁP DỤNG CHO MỘT SỐ XE HIỆN NAY. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP GAZ66. TÝnh to¸n thiÕt kÕ ly hîp cho « t« vËn t¶i cã c«ng thøc 4x4 dùa trªn c¬ së xe GAZ66

MC LC phần I: phân tích chọn phơng án thiết kế phần II: tính toán thiết kế ly hợp 18 Tài liệu tham khảo 25 LờI NóI ĐầU Nh biết phần lớn ôtô Việt Nam đợc nhập nớc họ có công nghệ kỹ thuật cao, với công nghiệp tiên tiến mà ôtô đợc sản xuất nớc mang tính công nghệ cao phù hợp với điều kiện thời tiết, khí hậu đờng xá nớc Còn Việt Nam với kinh tế nghèo, công nghiệp cha phát triển, trình độ khoa học kỹ thuật cha cao mà không tự sản xuất đợc ôtô mà hầu hết nhập từ nớc Những ôtô nớc sản xuất đợc tính toán thiết kế theo điều kiện kinh tế, đờng xá, thời tiết khí hậu nớc họ mà việc tính toán thiết kế ôtô nớc khác Cũng mà tất ôtô đợc nhập sang Việt Nam cha đáp ứng đựợc điều kiện sử dụng Việt Nam cha phù hợp với đờng xá, thời tiết, khí hậu nớc ta Chúng ta tiến hành thiết kế tính toán ôtô nhằm đáp ứng đợc tất điều kiện việt nam Xuất phát từ điều kiện nêu đồ án đợc giao là: Tính toán thiết kế ly hợp cho ô tô vận tải có công thức 4x4 dựa sở xe GAZ-66 phần I: phân tích chọn phơng án thiết kế I.1 khái quát chung I.1.1 Công dụng ly hợp - Ly hợp khớp nối để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu động đến cụm hệ thống truyền lực - Dùng tách, nối động hệ thống truyền lực khởi hành, dừng xe, chuyển số phanh xe Hệ thống truyền lực khí với hộp số có cấp việc dùng ly hợp để tách tức thời động hệ thống truyền lực làm giảm va đập đầu bánh khớp gài làm cho trình đổi số đợc dễ dàng Khi nối êm động với làm việc với hệ thống truyền lực làm mô men xoắn bánh xe chủ động tăng lên từ từ , mà xe khởi hành tăng tốc êm Còn phanh xe đồng thời tách động khỏi hệ thống truyền lực làm cho động hoạt động liên tục (không chết máy) Do mà khởi động động nhiều lần - Dùng làm cấu an toàn đảm bảo cho động hệ thống truyền lực khỏi bị tải dới tác dụng tải trọng động mômen quán tính II.1.2) Cấu tạo chung : Cấu tạo chung ly hợp chia làm phần: - Cơ cấu ly hợp - Dẫn động điều khiển ly hợp Trong đồ án ta chủ yếu xét đến cấu ly hợp, gồm phần : - Phần chủ động : bao gồm chi tiết đợc ghép trực tiếp gián tiếp với bánh đà động chúng có vận tốc góc với bánh đà - Phần bị động : bao gồm chi tiết có chuyển động quay với trục bị động ly hợp II.1.3) Phân loại ly hợp : Hiện ly hợp chủ yếu đợc phân loại theo cách : phân loại theo hệ thống truyền lực phân loại theo hình thức dẫn động 1) Phân loại ly hợp theo hệ thống truyền lực: a) Ly hợp ma sát : Là ly hợp truyền mômen xoắn bề mặt ma sát Cấu tạo ly hợp phải có phận tạo lực ép bề mặt ma sát lực ma sát truyền từ bề mặt chủ động sang bề mặt bị động Do cấu tạo ly hợp gồm có: phần chủ động, phần bị động , phận tạo lực ép, phận dẫn động điều khiển Phân loại ly hợp ma sát : - Theo hình dạng bề mặt ma sát gồm có : Ly hợp ma sát đĩa Ly hợp ma sát côn Ly hợp ma sát loại tang trống Hiện ly hợp có bề mặt ma sát hình đĩa đợc sử dụng rộng rãi có kết cấu đơn giản, khối lợng phần bị động ly hợp tơng đối nhỏ Hai loại ly hợp lại đợc sử dụng phần bị động ly hợp có trọng lợng lớn gây tải trọng động lớn tác dụng lên cụm chi tiết hệ thống truyền lực - Theo số lợng đĩa ma sát : loại ly hợp đĩa, hai đĩa nhiều đĩa Trên ôtô thờng dùng loại ly hợp đĩa hai đĩa - Theo vật liệu bề mặt ma sát chia nh sau : Atbét đồng với gang Ferađô đồng với gang Hợp kim gốm với gang Thép với gang Thép với thép - Theo đặc điểm môi trờng ma sát : Ma sát khô Ma sát ớt (bề mặt ma sát đợc ngâm dầu) Loại ly hợp ma sát có u điểm kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Tuy nhiên có nhợc điểm bề mặt ma sát nhanh mòn tợng trợt tơng đối chúng với trình đóng mở ly hợp thực chức cấu an toàn Các chi tiết ly hợp bị nung nóng nhiệt tạo phần công ma sát Tuy ly hợp ma sát đợc sử dụng rộng rãi đảm bảo đợc điều kiện làm việc b) Ly hợp thuỷ lực : Là loại ly hợp truyền mô men xoắn lợng dòng chất lỏng (thờng dầu) Ly hợp thuỷ lực đợc nghiên cứu hoàn thiện - Ưu điểm loại ly hợp làm việc bền lâu, giảm đợc tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực dễ tự động hoá trình điều khiển xe - Nhợc điểm chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ tợng trợt - Ly hợp thuỷ lực đợc sử dụng ôtô Hiện đợc sử dụng số loại xe ôtô du lịch cỡ nhỏ Trong tơng lai đợc sử dụng rộng rãi đặc loại xe vận tải hạng nặng c) Ly hợp điện từ : Là loại ly hợp truyền mô men xoắn nhờ tác dụng từ trờng nam châm điện Loại ly hợp đợc sử dụng xe d) Ly hợp loại liên hợp : Là loại ly hợp truyền mô men xoắn cách kết hợp loại Thờng ly hợp thuỷ lực đợc dùng loại xe 2) Phân loại ly hợp theo phơng pháp dẫn động điều khiển : Theo phơng pháp ly hợp đợc chia làm loại : a) Ly hợp điều khiển tự động b) Ly hợp điều khiển cỡng bức: loại để điều khiển ngời ta phải tác dụng lực cần thiết lên hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp Loại đợc sử dụng hầu hết ôtô dùng ly hợp trạng thái đóng Theo đặc điểm kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống dẫn động điều khiển có loại dẫn động: - Dẫn động điều khiển khí - Dẫn động điều khiển thuỷ lực (dầu) : Dẫn động điều khiển ly hợp thuỷ lực có u điểm kết cấu gọn, cần khoảng không gian nhỏ hẹp để bố trí cụm ống dẫn hệ thống Việc bố trí dẫn động thuỷ lực đơn giản thuận tiện ly hợp bố trí liền khối với động phần mũi xe, xe tải có động nằm ca bin lật đặc biệt ly hợp bố trí đuôi xe xa vị trí ngời lái Khi bị nén dầu không bị giảm thể tích đờng dẫn biến dạng lớn nên dẫn động thuỷ lực có độ cứng cao Dẫn động thuỷ lực đồng thời đóng mở ly hợp Sự đồng thời khó đạt đợc dẫn động khí độ cứng kéo khác nhau, độ dơ khác chỗ nối ghép - Dẫn động điều khiển trợ lực : tác động ngời lái có tác động trợ lực để ngời lái điều khiển ly hợp đợc dễ dàng Theo đặc điểm cấu tạo trợ lực trợ lực khí (lò xo), trợ lực khí nén trợ lực thuỷ lực Ngoài ta phân loại ly hợp theo trạng thái làm việc: ly hợp đóng (loại đợc sử dụng hầu hết cho ô tô nay) ly hợp mở (ít đợc sử dụng xe ô tô) Phân loại theo phơng pháp tạo lực ép có : ly hợp lò xo ép, ly hợp điện từ, ly hợp ly tâm, ly hợp bán ly tâm II.1.4) yêu cầu: - Truyền mô men xoắn lớn động mà không bị trợt điều kiện sử dụng Muốn nh mômen ma sát ly hợp phải lớn mômen cực đại động ít, nghĩa > - Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay lên trục hệ thống truyền lực, không gây va đập bánh Ngoài ly hợp đóng êm dịu xe khởi hành từ từ không dật, làm cho ngời lái đỡ mệt - Mở dứt khoát nhanh chóng, nghĩa cắt hoàn toàn dòng truyền lực từ động đến hệ thống truyền lực thời gian ngắn Nếu mở không dứt khoát khó gài số êm dịu mômen quay động mômen quy dẫn đến trục khuỷu tất chi tiết chuyển động động truyền phần đến trục sơ cấp hộp số, dịch bánh khỏi ăn khớp để gài số khác khó khăn bánh ta muốn dịch chuyển có tác dụng lực mômen nói sinh Ngoài mômen ma sát nói ly hợp làm quay trục thứ cấp trục trung gian hộp số làm khó khăn cho việc đồng tốc độ bánh cần gài Mở dứt khoát nhanh chóng giảm lực va đập bánh - Mômen quán tính chi tiết bị động phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh - Làm nhiệm vụ phận an toàn để tránh tác dụng lên hệ thống truyền lực lực lớn gặp tải - Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ - Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo làm việc bình thờng - Kết cấu đơn giản, trọng lợng nhỏ, làm việc bền, điều chỉnh chăm sóc dễ dàng II.2) Một số phơng án thiết kế ly hợp thờng gặp: II.2.1) Ly hợp ma sát khô đĩa lò xo ép bố trí xung quanh : Loại ly hợp có từ 9ữ16 lò xo: Hình 1: Ly hợp ma sát khô đĩa Đĩa ma sát; Đĩa ép; Đòn mở; Bộ giảm chấn xoắn; Vỏ ly hợp; ổ bi tỳ bạc mở; Lò xo ép; Lò xo a) Ưu điểm: - Có kết cấu đơn giản - Đảm bảo thoát nhiệt tốt - Thuận tiện cho bảo dỡng sửa chữa - Giá thành không cao - Độ tin cậy cao b) Nhợc điểm: - Trong trình làm việc lực ép tạo không làm cho đĩa ma sát mòn không Để khắc phục điều ta phải thờng xuyên kiểm tra độ cứng lò xo thay cần thiết II.2.2) Ly hợp lò xo ép kiểu màng bố trí trung tâm: Loại ly hợp tạo lực ép lò xo đặt trung tâm Lò xo dạng côn có xẻ rãnh dạng màng Hình 2: Lò xo ép dạng màng a)Ưu điểm: - Tạo lực ép so với lò xo ép bố trí xung quanh - Với kết cấu đòn mở đàn hồi nên đóng mở ly hợp đợc êm dịu, nhẹ nhàng - Nếu lò xo dạng côn giảm đợc kích thớc chiều trục - Do lò xo không tỳ lên đĩa ép nên không chịu ảnh hởng nhiều nhiệt - Lò xo ép dạng màng vừa đảm nhận chức đòn mở chức lò xo ép Vành tựa vào ổ bi mở, vành nối với đĩa ép, điểm lò xo tựa cố định vỏ ly hợp, Nh lò xo vừa đòn mở vừa lò xo ép b) Nhợc điểm: - Nếu lò xo ép bố trí trung tâm bị gãy tính đàn hồi ly hợp không làm việc - Độ tin cậy không cao - Hiệu suất truyền động khí ly hợp dạng màng cao nên loại không dùng nhiều ô tô II.2.3) Ly hợp nhiều đĩa: Ly hợp loại đóng êm dịu tăng đợc mômen ma sát tăng đợc số bề mặt ma sát nhng cắt hay bị dính Nó thờng đợc sử dụng ô tô hạng nặng a) Ưu điểm : - Tăng đợc mô men ma sát với kích thớc hớng kính giảm - Đóng êm dịu b) Nhợc điểm : - Mở không dứt khoát - Tăng kích thớc chiều trục dẫn tới độ cứng vững giảm - Kết cấu phức tạp dẫn tới khó chăm sóc bảo dỡng - Giá thành chế tạo cao c) Biện pháp kết cấu : - Đối với đĩa ép trung gian đĩa ép để chống dính ngời ta sử dụng cấu mở phanh - Để truyền mômen cho đĩa ép trung gian đĩa ép ngời ta dùng vấu bu lông II.2.4 Ly hợp ly tâm : Hình 4: Ly hợp ly tâm ô tô FICHTEL SACHS model C Ly hợp ly tâm thuộc loại ly hợp ma sát tự động điều khiển Lực ép đợc tạo nên lực ly tâm khối lợng quay (thờng có khối lợng) Các khối lợng quay tạo nên lực ép ly hợp nhờ đòn bẩy số vòng quay 1000 -1500 v/ph ly hợp đợc đóng hoàn toàn truyền hết mômen động Trên số vòng quay ly hợp không bị trợt kể đầy tải, với số vòng quay 2000 v/ph khối lợng quay tựa vào bánh đà tạo lực ép tối đa, không tăng lực ép vào ma sát Khi gài số cần phải mở nhanh ly hợp, có cấu phụ tác động nhanh mà không cần chờ giảm số vòng quay ly hợp Cơ cấu tác động nhanh tạo lực hỗ trợ làm việc theo nguyên tắc sử dụng chênh áp suất dòng khí xả động với áp suất khí thông qua xi lanh lực đòn dẫn động Loại ô tô bàn đạp ly hợp, buồng lái có bàn đạp phanh bàn đạp nhiên liệu Ngời ta thờng gọi ô tô có hai pêđan II.2.7) Dẫn động điều khiển ly hợp : Dẫn động điều khiển ly hợp hệ thống dùng để truyền tác động ngời lái đến cấu mở ly hợp với cấu mở thực việc điều khiển ly hợp theo ý muốn ngời lái 1) Dẫn động điều khiển kiểu khí Hành trình toàn bàn đạp ly hợp thờng 130 ữ180 (mm) hành trình tự 35 ữ50 (mm) Trong trình làm việc tợng trợt nên đĩa ma sát mòn dần hành trình ự bàn đạp ly hợp giảm dần không hành (hành trình tự tơng ứng với khe hở bạc mở với đầu đòn mở) cho ly hợp bị quay trợt gây mòn nhanh bề mặt bề mặt ma sát ly hợp truyền hết mômen xoắn động Trong trờng hợp hành trình tự ly hợp lớn đạp hết hành trình toàn ly hợp mà ly hợp cha mở hoàn toàn nên gây quay trợt ly hợp Do trình sử dụng phải điều chỉnh đảm bảo hành trình tự ly hợp nằm giới hạn cho phép cách thay đổi chiều dài kéo nhờ vặn ốc điều chỉnh (khi vặn vào hành trình tự bàn đạp ly hợp giảm ngợc lại) 2) Dẫn động điều khiển thuỷ lực (dầu): Dẫn động điều khiển ly hợp thuỷ lực có u điểm kết cấu gọn, cần khoảng không gian nhỏ hẹp để bố trí cụm ống dẫn hệ thống Việc bố trí dẫn động thuỷ lực đơn giản thuận tiện ly hợp bố trí liền khối với động phần mũi xe, xe tải có động nằm ca bin lật đặc biệt ly hợp bố trí đuôi xe xa vị trí ngời lái Khi bị nén dầu không bị giảm thể tích đờng dẫn biến dạng lớn nên dẫn động thuỷ lực có độ cứng cao Dẫn động thuỷ lực đồng thời đóng hai mở ly hợp Sự đồng thời khó đạt đợc dẫn động khí độ cứng kéo khác nhau, độ dơ khác chỗ nối ghép Dẫn động thuỷ lực cho phép đóng ly hợp êm so với dẫn động khí 3) Dẫn động điều khiển có trợ lực : Khi dẫn động điều khiển có trợ lực lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp ngời lái thực hai chức : tác động đến bạc mở ly hợp nh trờng hợp dẫn động điều khiển trợ lực (cơ khí thuỷ lực) tác động lên van điều khiển trợ lực (dầu khí nén) Vì lực tác dụng để mở ly hợp tác động ngời lái có thêm lực tác dụng trợ lực, ngời lái điều khiển ly hợp nhẹ nhàng Dẫn động điều khiển ly hợp có trợ lực có u điểm độ tin cậy làm việc cao hơn, tận dụng đợc công suất thiết bị sẵn có xe Trợ lực khí (thờng dùng lò xo); khí nén thuỷ lực II.3) Chọn phơng án thiết kế : II.3.1) Phân tích chung : Chọn ly hợp cho ôtô tuỳ theo điều kiện sử dụng Các ly hợp ôtô loại đóng Không dùng loại không đóng để khỏi sinh va đập gài số mômen quán tính phần bị động ly hợp lớn Trên ôtô thờng dùng ly hợp đĩa hai đĩa bị động Loại đĩa thờng đợc dùng tất loại ôtô có u điểm kết cấu đơn giản, thoát nhiệt tốt mở dứt khoát Nhợc điểm đóng không êm dịu ly hợp nhiều đĩa Khi cần truyền mômen quay lớn mà kích thớc bố trí cần nhỏ dùng ly hợp hai đĩa bị động Ưu điểm loại đóng êm dịu Nhợc điểm mở không dứt khoát kết cấu phức tạp Ly hợp với lò xo ép hình côn bố trí trung tâm có u điểm sinh lực ép lên bề mặt vòng ma sát rút ngắn chiều dài ly hợp, có đặc điểm ép lò xo nằm mặt phẳng, lò xo hình trụ ép phải dể khoảng cách tối thiểu vong lò xo 1(mm) Tuy nhiên lò xo hình côn làm cho khoảng không gian gần trục ly hợp chật chôi, khó bố trí bạc mở ly hợp Khi sử dụng loại lò xo áp suất lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua đòn trung gian, làm cho việc điều chỉnh ly hợp trở nên phức tạp Nếu sử dụng ly hợp thuỷ lực trọng lợng toàn ly hợp nặng so với ly hợp ma sát thờng dùng ôtô Ly hợp loại hình côn loại trống không dùng mômen quán tính phần bị động chúng lớn II.3.2) Xác định phơng án : Sau trình phân tích điểm kết cấu, yêu cầu sử dụng, vào đề tài, phơng án thiết kế phù hợp là: "Ly hợp ma sát khô đĩa, thờng đóng, lò xo ép bố trí xung quanh, dẫn động thuỷ lực " II.3.3) Sơ đồ - nguyên lý hoạt động ly hợp : 10 Hình 13: Đĩa bị động ly hợp Cấu tạo đĩa bị động gồm bốn phần: xơng đĩa, moay đĩa, ma sát, giảm chấn xoắn Ta sử dụng loai đĩa có xẻ rãnh hớng tâm, chia đĩa nhiều phần, phần đợc uốn phía khác nhau, giúp cho đĩa đỡ vênh bị nung nóng lúc làm việc Số lợng đờng xẻ rãnh từ đến 12 tuỳ thuộc vào đờng kính đĩa đầu rãnh phía tâm xẻ dạng chữ T , nhờ làm tăng độ đàn hồi chỗ nối tiếp phần với phần trung tâm đĩa Các đĩa đàn hồi tăng độ êm dịu đóng ly hợp nhng kéo dài thời gian đóng ly hợp Ưu điểm lớn phơng án cấu tạo đơn giản, rẻ tiền làm việc tốt Để tăng độ tiếp xúc đồng tăng bề mặt tiếp xúc ma sát trình đóng ly hợp số lò xo không đợc nhỏ Để tăng độ êm dịu đóng ly hợp đĩa bị động không làm phẳng mà làm hình côn (góc đỉnh khoảng 1760) Khi đóng ly hợp đĩa hình côn tiếp xúc với bề mặt ma sát đĩa ép bánh đà không tức thời mà từ từ theo trình ép, làm tăng độ êm dịu mômen quay đợc truyền từ từ Đĩa bị động đợc nối với trục ly hợp nhờ moayơ ghép nối với đĩa đinh tán Việc ghép nối tạo điều kiện thuận tiện mặt công nghệ so với giải pháp chế tạo liền Các đinh tán đợc chế tạo thép với đờng kính 6ữ10 mm Đĩa bị động đợc chế tạo thép có thành phần cacbon trung bình cao (40 dến 85) đợc dầu ép để tránh vênh 12 (a) (b) Hình 14: Đĩa bị động ly hợp (a) Tấm ma sát giảm chấn xoắn; 2-4 Xơng đĩa; Đinh tán; lò xo gợn sóng; Tấm ma sát đĩa bị động; Tấm cân bằng; Lò xo giảm chấn xoắn; 9.Moay đĩa; 10 Chốt; a Rãnh thoát nhiệt (b) Xơng đĩa; Lò xo giảm chấn xoắn; Tấm đế tỳ; Vòng hắt dầu; Đĩa giảm chấn; Moay đĩa; Đinh tán; Tấm ma sát giảm chấn; Tấm ma sát đĩa bị động; 10 Tấm cân Đĩa bị động có chứa giảm chấn xoắn để tăng độ êm dịu đóng ly hợp để tránh cho hệ thống truyền lực khỏi dao động xoắn cộng hởng tần số dao động riêng hệ thống truyền lực trùng vơi tần số kích thích dao động gây mômen xoắn động Bộ giảm chấn xoắn gồm lò xo xoắn trụ đợc lắp lỗ hình chữ nhật xơng đĩa vành moayơ đĩa với độ nén định Các ma sát giảm chấn xoắn có bề mặt tiếp xúc với mặt ma sát vành moayơ, mặt lại bị ép vào mặt bích xơng đĩa Nh xơng đĩa liên kết đàn hồi với moayơ qua lò xo giảm chấn, xơng đĩa moayơ xoay tơng Khi có xoay tơng đối lò xo xoắn trụ bị nén lại làm giảm độ cứng hệ thống truyền lực có nghĩa giảm tần số dao động riêng hệ thống truyền lực triệt tiêu khả xuất dao động cộng hởng tần số cao Cũng xoay tơng đối mà xuất mômen ma sát bề mặt ma sát ma sát giảm chấn xoắn với bề mặt vành moayơ xơng đĩa Năng lợng dao động cộng hởng tần 13 số thấp nhờ mà khuếch tán môi trờng triệt tiêu đợc dao động cộng hởng Hình15: Bộ giảm chấn xoắn Tấm ma sát đĩa; Đinh tán; Lò xo tấm; Chốt cố định xơng đĩa; Tấm ma sát giảm chấn xoắn;6 Lò xo dập tắt dao động; Vòng tỳ lò xo; 8.Vòng cách nhiệt cho lò xo; 9-12.Xơng đĩa bị động; 10 Lò xo giảm chấn xoắn; 11 Moay đĩa bị động; 2) Xơng đĩa : Xơng đĩa đợc chế tạo thép mỏng có rãnh hớng kính chia xơng đĩa thành sáu phần rẻ quạt Biện pháp làm cho xơng đĩa đợc giảm độ cứng, tăng độ đàn hồi cho đĩa bị động đồng thời hạn chế đợc tơng cong vênh đĩa nóng mặt sau xơng đĩa mõi phần rẻ quạt có lắp lò xo gợn sóng, lò xo gợn sóng đợc tán với xơng đĩa đinh tán lò xo có gia công lỗ để lắp ma sát đĩa bị động 14 Hình 16: Xơng đĩa Tấm đàn hồi; Tấm ma sát; Xơng đĩa phần phía xơng đĩa có gia công lỗ hình chữ nhật để lắp lò xo giảm chấn xoắn Xơng đĩa có xẻ rãnh có đặt lò xo gợn sóng làm tăng độ êm dịu đóng ly hợp, nhng kéo dài thời gian đóng ly hợp 3) Moay đĩa bị động : Dùng để truyền mô men xoắn từ đĩa bị động tới trục bị động ly hợp Mặt trụ moay có gia công rãnh then hoa để lắp ghép với trục then hoa trục bi động Vành moay đợc chế tạo liền với moay ơ, hai bề mặt thân moay đợc gia công phẳng để tiếp xúc với vòng giảm chấn xoắn Trên vành moay gia công lỗ chữ nhật để lắp lò xo giảm chấn xoắn có bốn rãnhvít chữ u Mỗi rãnh có chốt qua có khe hở theo phơng tiếp tuyến hai phía chốt 4) Các ma sát : Trên bề mặt ma sát có gia công rãnh hớng tâm có độ nghiêng để thoát nhiệt thoát phần vật liệu mà bề mặt ma sát bị mài mòn, thoát dầu nớc khỏi bề mặt ma sát Mỗi ma sát thờng gia công hai vòng lỗ, lỗ có dạng bậc để lắp ghép ma sát với xơng đĩa đinh tán Tấm ma sát gần bánh đà động đợc lắp trực tiếp nên xơng đĩa, ma sát lại đợc lắp 15 nên lò xo gợn sóng đinh tán Các đinh tán thờng đợc chế tạo kim loại mềm Sau gắn ma sát nên xơng đĩa đầu đinh tán phải tụt xuống khỏi bề mặt ma sát khoảng từ 1ữ2 mm để tránh cọ sát dầu đinh tán lên bề mặt ma sát đĩa ép bánh đà ma sát mòn Tấm ma sát đảm bảo đặc tính sau ly hợp : - Đảm bảo hệ số ma sát cần thiết hệ số ma sát bị ảnh hởng có thay đổi nhiệt độ, tốc độ trợt áp suất bề mặt - Có khả chống mòn lớn nhiệt độ cao ( đến 573ữ6230K ) - Trở lại khả ma sát ban đầu đợc nhanh chongsau bị nung nóng bị làm lạnh - Làm việc tốt nhiệt độ cao , bị xùi chất dính, mùi khét, không bị xốp - Có tính chất học cao ( độ bền, độ đàn hồi độ dẻo ) Chiều dày ma sát 3ữ4 (mm) Vật liệu chế tạo ma sát phêrađô nghiền nhỏ có thấm chất dính, sau đem ép Các vòng ma sát phêrađô có độ bền học cao, không bị xốp làm việc nhiệt độ cao Hệ số ma sát chúng phụ thuộc vào nhiệt độ Trong điều kiện làm việc bình thờng ma sát phêrađô đảm bảo khả làm việc tốt chế tạo rẻ Chúng đợc gắn với đĩa thép đinh tán Đinh tán làm đồng đỏ mềm nhôm với đờng kính 4ữ6 mm theo dạng hình ống đinh tròn có khoét rỗng đầu dạng đinh tròn nửa đầu hình cầu Đinh tán chế tạo kim loại mềm không làm hỏng mặt đĩa ép bánh đà ma sát mòn mức 5) Đĩa ép, đòn mở bạc mở : Đòn mở dùng để tách cỡng đĩa ép giải phóng đĩa bị động khỏi bánh đà mở ly hợp, Ly hợp có bố trí đòn mở, đòn mở có kết cấu kiểu đòn bẩy, đầu liên kết với đĩa ép qua ổ bi kim, đầu tỳ vào bạc mở mở ly hợp, phần liên kết với vỏ ly hợp qua ổ bi kim, giá bắt với đai ốc kiểu chỏm cầu, kết cấu đảm bảo tự xoay để xác định tâm quay cho đòn mở mở ly hợp đảm bảo đĩa ép di chuyển dọc trục 16 Hình 17: Đĩa ép đòn mở Bạc mở có ổ bi tỳ bạc trợt có tác dụng truyền lực từ dẫn động để điều khiển ly hợp, đóng mở bạc trợt di chuyển dọc trục theo hành trình làm việc theo khe hở tự Vòng phiá trớc ổ bi tỳ quay đòn mở vòng sau không quay mà đợc cố định tơng bạc trợt Để bôi trơn cho ổ bi bạc trợt ta bổ xung mỡ lỏng nhờ ống mềm, hay tra mỡ theo định kỳ Hình 18: Cấu tạo bạc mở ly hợp Đòn mở ly hợp; Vòng tỳ đầu đòn mở; ổ bi tỳ; Càng mở; ống dẫn hớng; Lò xo hồi vị 17 phần II: tính toán thiết kế ly hợp Mục đích thiết kế tính toán xác định thông số ly hợp, sau kiểm tra khả làm việc ly hợp theo công trợt riêng III.1) xác định thông số ly hợp : III.1.1) Xác định mô men ma sát ly hợp: Mô men xoắn lớn truyền qua cụm ly hợp đợc xác định theo công thức sau: M = .M e max Trong : (1) M : mô men ma sát ly hợp Me max : mô men xoắn động Memax = 29 [KG.m] = 29.9,81 = 284,49 [N.m] : Hệ số dự trữ mômen li hợp Đối với ly hợp có có giá trị sau: ô tô tải : =1,5 ữ 2,2 ô tô du lịch: = 1,2 ữ 1,75 Chọn = 1,5 Việc chọn phải phù hợp, không đợc lớn để tránh tăng kích thớc đĩa bị động tránh cho hệ thống truyền lực bị tải M = 1,5.284,49 = 426,735 [ N.m] = 43,5 [KG.m] III.1.2) Xác định kích thớc đĩa bị động 1) Xác định đờng kính ngoài: Khi thiết kế chọn sơ đờng kính đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm sau: M emax [cm] c C: Hệ số kinh nghiệm: C = 4,7 (Đối với ôtô du lịch) D = 3,16 ( 2) 426,735 =301 [mm] 4,7 Căn vào tiêu chuẩn đờng kính đĩa bị động ly hợp theo tính toán ta có bảng số liệu sau: D2 [mm] D1 [mm] b [mm] Đờng kính Đờng kính Chiều rộng đĩa bị động 180 125 35 190 130 35 200 142 35 225 150 35 254 150 35 18 D2 = 3,16 280 300 350 400 Chọn D2 = 300 160 164 200 220 [mm] 40 40 40 40 Mặt khác D2 bị giới hạn đờng kính bánh đà động Khi thiết kế gặp trờng hợp D2 lớn đờng kính bánh đà phải chọn lại cách giảm D2 tăng số đôi bề mặt ma sát ( số đĩa bị động ) 300 = 150 [mm] 2) Xác định đờng kính : Đờng kính đĩa bị động đợc xác định theo công thức sau: R2 Chọn = D1=( 0,55 0,75) D2 = 0,55.300 = 165 [mm] D1 = 164 [mm] 164 = 82 [mm] 3.1.3) Bề rộng ma sát gắn đĩa bị động đợc chọn theo bảng trên: b = 40 [mm] = [cm] 3.1.4) Xác định số đôi bề mặt ma sát ly hợp (i): - Số đôi bề mặt ma sát ly hợp theo công thức sau đây: R1 = i= 16M .à.q(D D1 ).(D + D1 )2 (3) Ta chọn =0,3 (là hệ số ma sát bề mặt tiếp xúc, ta chọn bề mặt tiếp xúc thép với phêrađô ) q =2 (KG/cm2) : áp lực riêng bề mặt ma sát Thay giá trị vừa tính đợc vào công thức (3) ta đợc: 16.43,5 696 = = 1,26 3,14.0,3.20000.(0,3 0,164).(0,3 + 0,164) 551,64 Vì số đôi bề mặt lấy số nguyên nên ta phải chọn i=2 Với i = 2(ứng với ly hợp đĩa) 3.1.5) Xác định lực ép đĩa ma sát: Lực ép đĩa ma sát đợc xác định theo công thức sau: i= P = M [N] à.iR tb Trong đó: M =426,735 [N.m] mô men ma sát ly hợp 19 (4) i =2 : số đôi bề mặt ma sát ly hợp = 0,3 : hệ số ma sát đĩa bị động Rtb: Bán kính trung bình ( bán kính điểm đặt lực ép tổng hợp ) Đợc xác định theo công thức: R tb = R R1 R 3 R1 2 ữ (5) R1 = 75[mm], R2 = 112,5[mm] : Bán kính trong, đĩa ma sát Thay số vào [3.5] ta đợc: 1503 823 R tb = ữ = 119,32 [mm] 1502 82 Rtb= 119,32 [mm] = 0,119 [m] Thay giá trị vào công thức (4) ta đợc: 426,735 = 5977 [N] 0,3.200.0,119 3.1.6) xác định hành trình đĩa ép: Hành trình đĩa ép đợc xác định theo công thức sau: P = S = i. (6) Trong đó: i=2 :là số đôi bề mặt ma sát ly hợp -là khe hở hai đĩa kề ly hợp trạng thái mở Để đảm bảo ly hợp mở hoàn toàn ta chọn giá tri nh sau =0,5(mm), ly hợp có đĩa ma sát Thay giá trị vừa tính đợc vào công thức [3.6] ta đợc: S = 2.1,5 = [mm] 3.2) Kiểm tra ly hợp theo công trợt riêng nhiệt độ đốt nóng chi tiết ly hợp: 3.2.1) Xác định công trợt ly hợp: Công trợt sinh bề mặt ma sát xác định theo công thức sau: no Jb L= 180 J 1 + b (1 - ) Je [N.m] Trong đó: n : Là số vòng quay trục khuỷu động xe khởi hành: 20 (7) n = 500 [V/p] Jb: mômen quán tính bánh đà tợng trng đặt trục bị động ly hợp tơng đơng với động ôtô ' G rk2 Jb = g i 02 i 2p i 2c i 2h [ KG.m/S2] (8) Trong đó: , =1,1 hệ số kể đến ảnh hởng khối lợng vận động quay vòng trờng hợp mở ly hợp G = 7400[KG] trọng lợng toàn xe g = 9,81 [m/s2] gia tốc trọng trờng m =0,935 hệ số biến dạng lốp lốp có áp suất thấp rk bán kính tính toán rk = m.r r - bán kính thiết kế Đợc xác định theo kích thớc tiêu chuẩn lốp Ta có: r = 25,4 d 25,4 215 B + = 380 + ữ = 0,403 [m] 1000 2ữ 1000 rk = 0,935 0,403 = 0,3768 [m] i0 tỷ số truyền lực chính: i0 =4,625 ih tỷ số truyền hộp số : + Tay số I: ih = 4,12 ipp tỷ số truyền hộp phân phối: ip=1 thay số liệu vào công thức (*)ta đợc : Tay số I: ih = 4,12 (với ipp = 1) 1,1.2340 0,37682 = 1,955 [KG.m.s2] = 19,55 [N.m.s2] 2 9,81 4,625 4,12 Je- mô men quán tính khối lợng quay động chi tiết thuộc phần chủ động ly hợp Ta có công thứ tính nh sau: Je= 1,2.Jm (9) Jb = Jm: mômen quán tính bánh đà Với độ xác dùng thực tế, mômen quán tính bánh đà Jm tính theo công thức sau : Jm= m.r2bđ (10) m: Khối lợng bánh đà rbđ : khoảng cách từ trục quay đến điểm vành bánh đà để tính khối lợng bánh đà ta chia bánh đà làm hai phần I II nh hình vẽ để tính toán cho 21 thuận lợi B*Theo vẽ kết cấu ly hợp đĩa ta có: R=40 [mm] = 0,04 [m] B=30 [mm] = 0,03 [m] r=130 [mm] = 0,13 [m] b=20 [mm] = 0,02 [m] rbđ=170 [mm] = 0,17 [m] Vậy ta tích hai phần bánh đà là: R r II VI =.R B =3,14.(0,04) 0,03 = 1,5072.10-4 [m ] b VII =.r b =3,14.0,13 0,02 =1,06132.10-3 [m ] Vậy ta tích toàn bánh đà là: V=2(VI+VII) = 2(1,5072.10-4 + 1,06132 10 _ ) =2,42408.10-3 [m ] Ta có khối lợng riêng thép : = 7800 [Kg/ m3] Vậy khối lợng toàn bánh đà là: m= V =2,42408.10-3*7800 = 18,9 [Kg] Do ta có mô men quán tính bánh đà là: Thay số liệu vừa tính đợc vào biểu thức [3.10] ta đợc: Jm = m.rbd = 18,9*0,172 = 0,5462 [KG.m.s2] = 5,462 [N.m.s2] Thay số liệu vừa tính đợc vào công thức [3.9] ta đợc: Je=1,2*0,5462 = 0,65 [KG.m.s2] = 6,5 [N.m.s2] Thay tất số liệu vừa tính đợc vào công thức [3.7] ta đợc: - Tay số I: ih = 4,12 (với ipp = 1) Jb = 19,55 [N.m.s2] 500 * L= 180 19,55 = 13565,8 [N.m] 19,55 1+ * 6,5 1,5 22 3.2.2) Xác định công trợt riêng ly hợp: Để đánh giá độ mài mòn đĩa ma sát ta phải xác định công trợt riêng theo công thức sau: L0 = L [L0] F.i [KG.m/cm2] [3.11]` Trong đó: L0- công trợt riêng L : công trợt ly hợp i=2 - số đôi bề mặt ma sát F- Diện tích bề mặt ma sát đĩa bị động F = ( R22 R12 ) = 3,14[( 0,1125) (0,075 )] = 0,022078 Thay số liệu vừa tính đợc vào công thức (7) ta đợc: - Tay số I: ih = 4,12 (với ipp = 1) L = 13565,8 [N.m] L 0= [m ] 13565,8 = 3072,2438 [N.m/cm ] = 307,22438 [KG.m/cm2] 0,022078 * Vậy công trợt riêng ta tính đợc thỏa mãn điều kiện cho phép công trợt riêng: [L0] = 300 - 400 [KG.m/cm2] 3.Xác định nhiệt độ chi tiết bị nung nóng: Kiểm tra nhiệt độ cảc chi tiết theo công thức sau: = .L [] 427.C G [3.12] Trong đó: C-Nhiệt dung riêng chi tiết bị nung nóng, ta có C= 0,155 L-công trợt sinh đóng ly hợp L = 13565,8 Kcal kg.o C [N.m] G-Trọng lợng chi tiết bị nung nóng,ta lấy G=21,5 [ Kg] -hệ số xác định phần công trợt dùng nung nóng chi tiết cần tính 1 = = 0,5 2.n 2.1 Thay tất giá trị vừa tính đợc vào công thức [3.12] ta đợc : - Tay số I: ih = 4,12 (với ipp = 1) L = 13565,8 [N.m] Đối với đĩa ép ta có = 0.5 * 13565,8 = 427 * 0,115 * 21,5 = 6,42 [độ] Ta thấy nhiệt độ tăng lên cho phép chi tiết sau lần đóng ly hợp nằm giới hạn cho phép [] < 10 [độ] 23 3.3) Tính toán sức bền số chi tiết chủ yếu ly hợp: 3.3.1) Lò xo ép ly hợp: -Để cho rễ chế tạo ta dùng loại lò xo trục đợc đặt xung quanh đĩa ép Số lợng lò xo ép ta chọn -Tổng lực ép tất lò xo: P= 4517,7 [N] -Lực ép lớn lò xo xác định theo công thức sau: P max = 1,2 * P = 1,2 * 4517,7 = 5421,24 [N] Thoả mãn điều kiện cho phép: P max = 400 600 [KN] d= p lx , p lx 0,4.[ x ] d lx [mm] [3.13] Trong : p lx , _là lực tác dụng lên lò xo mở ly hợp p lx , = p z = 5417,7 = 601,966 [N] D lx :là tỷ số đờng kính trung bình lò xo với đờng kính giây lò xo d lx Ta chọn D lx =6 d lx [x]=6000 [ KG/cm ] = 58,86 [N/cm2] Thay số liệu vào công thức [3.13] ta đợc: d= 601,966 * 5,768 = 3,506 [mm] ,ta chọn d =5 0,4 * 58,86 [mm] Từ ta có D = 5.6 = 30 [mm], đờng kính trung bình lò xo D=30 [mm] Ta chọn độ cứng lò xo k = 1,25 3.3.2) Tính toán đĩa ép Mỗi lần đóng ly hợp xe chuyển động, công trợt sinh biến thành nhiệt nung nóng chi tiết tiếp xúc với đĩa bị động Để đảm bảo điều kiện làm việc cho chi tiết nêu phải khống chế độ gia tăng nhiệt độ T sau lần khởi hành, sau nối ly hợp Khối lợng đĩa ép đợc tính nh sau: M *L C * [ ] [3.15] 24 Trong đó: - :Hệ số xác định phần công trợt biến thành nhiệt nung nóng chi tiết = 2* B = 0,5 Do = ( số lợng đĩa bị động) L: Công trợt ly hợp Ta chọn trờng hợp có công trựơt lớn để tính L = 13565,8 [N.m] C: Nhiệt độ riêng thép, ta chọn C = 490[N.m/Kg.độ] [ ] : Độ gia tăng nhiệt độ cho phép sau lần đóng nối li hợp ta chọn: [ ] = 10 [độ] - Thay tất số liệu vào công thức ta đợc: M 0,5 * 13565,8 = 1,38 [KG] 490 * 10 Tài liệu tham khảo Hớng dẫn đồ án môn học lí thuyết tính toán kết kấu ô tô quân - Bộ môn xe quân sự, Khoa động lực trờng hvkt quân sự- 1976 Cấu tạo ô tô quân - Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập _ HVKTQS-_ 1995 Kết cấu tính toán ô tô - Nhà xuất GTVT _ 1984 Thiết kế tính toán ô tô máy kéo - Nguyễn Hữu Cần, Phan Đình Kiên - Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp - 1985 Lí thuyết ô tô quân - HVKTQS - 2002 Chi tiết máy - Đỗ Quyết Thắng - Bộ môn Cơ kỹ thuật - HVKTQS 1994 25 26 [...]... II: tính toán thiết kế ly hợp Mục đích của thiết kế tính toán là xác định các thông số cơ bản của ly hợp, sau đó kiểm tra khả năng làm việc của ly hợp theo công trợt riêng III.1) xác định các thông số cơ bản của ly hợp : III.1.1) Xác định mô men ma sát của ly hợp: Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền qua cụm ly hợp đợc xác định theo công thức sau: M = .M e max Trong đó : (1) M : mô men ma sát của ly hợp. .. mặt ma sát của ly hợp -là khe hở giữa hai đĩa kề nhau khi ly hợp ở trạng thái mở Để đảm bảo ly hợp mở hoàn toàn ta chọn giá tri của nh sau =0,5(mm), vì đây là ly hợp có một đĩa ma sát Thay các giá trị vừa tính đợc vào công thức [3.6] ta đợc: S = 2.1,5 = 3 [mm] 3.2) Kiểm tra ly hợp theo công trợt riêng và nhiệt độ đốt nóng các chi tiết của ly hợp: 3.2.1) Xác định công trợt của ly hợp: Công trợt sinh... giải phóng đĩa bị động ra khỏi bánh đà khi mở ly hợp, Ly hợp có bố trí 3 đòn mở, đòn mở có kết cấu kiểu đòn bẩy, đầu ngoài liên kết với đĩa ép qua ổ bi kim, đầu trong tỳ vào bạc mở khi mở ly hợp, phần giữa liên kết với vỏ ly hợp cũng qua ổ bi kim, giá bắt với đai ốc kiểu chỏm cầu, kết cấu này đảm bảo có thể tự xoay để xác định tâm quay cho đòn mở khi mở ly hợp đảm bảo đĩa ép di chuyển dọc trục 16 Hình... dịu khi đóng ly hợp nhng cũng kéo dài thời gian đóng ly hợp Ưu điểm rất lớn của phơng án này là cấu tạo đơn giản, rẻ tiền và làm việc tốt Để tăng độ tiếp xúc đồng đều và tăng bề mặt tiếp xúc của tấm ma sát trong quá trình đóng ly hợp thì số lò xo tấm không đợc nhỏ hơn 6 Để tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp thì đĩa bị động không làm phẳng mà làm hình côn (góc ở đỉnh khoảng 1760) Khi đóng ly hợp thì đĩa...Hình 12: Sơ đồ nguyên lý ly hợp của lò xo ép bố trí xung quanh 1 Bánh đà; 2 Đĩa bị động; 3 Đĩa ép; 4 Bạc mở; 5 Vỏ ly hợp II.3.4) Nguyên lý làm việc của ly hợp : Trạng thái đóng : Đây là trạng thái làm việc thờng xuyên của ly hợp luôn đóng, khi ngời lái cha tác dụng lên bàn đạp ly hợp một lực Q nào đó, tác dụng của các lò xo ép sẽ đẩy đĩa ép ép sát đĩa... thống dẫn động điều khiển ly hợp sẽ đẩy bạc mở di trợt dọc trục và tỳ vào các đòn mở, thắng lực ép của các lò xo ép tách đĩa ép, giải phóng bề mặt ma sát giữa đĩa bị động với bánh đà và đĩa ép Khi đó phần chủ động của ly hợp vẫn quay không tải theo bánh đà động cơ và mômen xoắn không đợc truyền đến trục bị động II.3.5) Kết cấu các bộ phận chính của ly hợp : 1) Đĩa bị động : Ly hợp một đĩa bị động với... quán tính của bánh đà tợng trng đặt trên trục bị động của ly hợp tơng đơng với động năng của ôtô ' G rk2 Jb = g i 02 i 2p i 2c i 2h [ KG.m/S2] (8) Trong đó: , =1,1 là hệ số kể đến ảnh hởng của khối lợng vận động quay vòng trờng hợp mở ly hợp G = 7400[KG] là trọng lợng toàn bộ xe g = 9,81 [m/s2] là gia tốc trọng trờng m =0,935 là hệ số biến dạng của lốp đối với lốp có áp suất thấp rk là bán kính tính toán. .. 1 Je- mô men quán tính của các khối lợng quay của động cơ và các chi tiết thuộc phần chủ động của ly hợp Ta có công thứ tính nh sau: Je= 1,2.Jm (9) Jb = Jm: là mômen quán tính của bánh đà Với độ chính xác dùng trong thực tế, mômen quán tính bánh đà Jm có thể tính theo công thức sau : Jm= m.r2bđ (10) m: Khối lợng bánh đà rbđ : khoảng cách từ trục quay đến điểm giữa vành bánh đà để tính khối lợng bánh... Công trợt của ly hợp Ta chọn trờng hợp có công trựơt lớn nhất để tính L = 13565,8 [N.m] C: Nhiệt độ riêng của thép, ta chọn C = 490[N.m/Kg.độ] [ ] : Độ gia tăng nhiệt độ cho phép sau mỗi lần đóng nối bộ li hợp ta chọn: [ ] = 10 [độ] - Thay tất cả các số liệu vào công thức ta đợc: M 0,5 * 13565,8 = 1,38 [KG] 490 * 10 Tài liệu tham khảo 1 Hớng dẫn đồ án môn học lí thuyết tính toán và kết kấu ô tô quân... đờng kính đĩa bị động ly hợp và theo tính toán ta sẽ có bảng số liệu sau: D2 [mm] D1 [mm] b [mm] Đờng kính ngoài Đờng kính trong Chiều rộng của đĩa bị động 180 125 35 190 130 35 200 142 35 225 150 35 254 150 35 18 D2 = 3,16 280 300 350 400 Chọn D2 = 300 160 164 200 220 [mm] 40 40 40 40 Mặt khác D2 còn bị giới hạn bởi đờng kính ngoài của bánh đà động cơ Khi thiết kế gặp trờng hợp D2 lớn hơn đờng kính