ĐỒ Án Tính toán thiết kế ly hợp ma sát 1 đĩa

NHẬN XÉT , ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Phạm Bội Chương Kết đánh giá : GIÁO VIÊN BẢO VỆ : Kết đánh giá : LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, 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 Ô tô loại phương tiện phát triển phổ biến giới Việt Nam để đáp ứng cho nhu cầu Trong loại ôtô, xe khách phương tiện chủ yếu dùng để chuyên chở người với khoảng cách tương đối dài Là sinh viên ngành động lực, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán thiết kế phận, cụm máy, chi tiết xe khách thiết thực bổ ích Trong khuôn khổ giới hạn đồ án môn học, em giao nhiệm vụ thiết kế tính toán ly hợp xe khách 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 giúp cho em cố lại kiến thức sau học môn lý thuyết trước Dưới hướng dẫn tận tình thầy giáo Phạm Bội Chương nổ lực thân, sau khoảng thời gian cho phép em hoàn thành đồ án Vì bước đầu tính toán thiết kế bỡ ngỡ không tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn Do vậy, em mong thầy thông cảm bảo thêm để em hoàn thiện trình học tập Vinh , ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Hoàng Đình Triều CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP I CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHO TRƯỚC CÔNG DỤNG Đồ án môn học Tính toán thiết kế Ôtô nhằm giúp cho sinh viên hiểu rõ môn học Từ sinh viên bước xây dựng cho phương pháp tính toán thiết kế ôtô Theo nhiệm vụ giao đồ án này, sinh viên phải tính toán thiết kế ly hợp xe khách Như sau làm xong đồ án, sinh viên nắm phương pháp tính toán cấu ly hợp dẫn động ly hợp sở xác định thông số, cách tính cách hợp lý dựa theo tài liệu học tài liệu khác có liên quan Nhờ đó, sinh viên có phương pháp tính toán, lựa chọn tham khảo riêng để tính toán thiết kế phần khác ôtô Vì thế, đồ án môn học phần thiếu môn học ôtô sinh viên ngành động lực Ngoài tài liệu bổ ích người làm công tác kỹ thuật ngành ôtô YÊU CẦU: Khi làm đồ án môn học này, sinh viên cần phải nắm vững kiến thức học môn học Tính toán thiết kế Ôtô môn học khác có liên quan Hình thức, nội dung thuyết minh vẽ phải tuân thủ theo quy định môn đề Sinh viên phải hoàn thành đồ án tiến độ thời gian quy định Nếu không thực hiên sinh viên không bảo vệ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHO TRƯỚC Theo nhiệm vụ đồ án giao, ta có thông số kỹ thuật cho theo bảng sau: Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật xe khách STT Tên thông số Loại xe Trọng lượng toàn Loại động Ký hiệu Ga Giá trị Ôtô khách 10230 Xăng Đơn vị kg Công suất cực đại N e max 150 Số vòng quay ứng với công suất cực đại nN 3200 Momen cực đại M e max 41,0 Số vòng quay ứng với mômen cực đại nM 2000 10 11 12 Tỉ số truyền số Tốc độ cực đại xe Ký hiệu bánh xe Loại lò xo ép Loại dẫn động i h1 Vmax 7,44 75 11,00-20 Dạng trụ Thủy lực II (402,07) Mã lực Vòng/phú t KGm (Nm) Vòng/phú t km/h CHỌN LOẠI LY HỢP VÀ PHƯƠNG PHÁP DẪN ĐỘNG CHỌN LOẠI LY HỢP Ly hợp cụm chủ yếu ôtô máy kéo Ly hợp dùng để nối trục khuỷu động với hệ thống truyền lực, để truyền mô men quay êm dịu cắt truyền động đến hệ thống truyền lực nhanh chóng, dứt khoát Ngoài ly hợp cấu an toàn cho hệ thống truyền lực hệ thống truyền lực bị tải Ngày Ôtô sử dụng loại ly hợp sau đây: • • Ly hợp ma sát : Truyền mômen quay bề mặt ma sát Ly hợp thuỷ lực : Truyền mômen quay chất lỏng • Ly hợp điện từ : Truyền mômen quay nhờ tác dụng trường nam châm điện Trong ly hợp ma sát sử dụng nhiều có ưu điểm bật so với hai loại ly hợp cụ thể : Thứ nhất: Do truyền mômen quay bề mặt ma sát nên việc mở ly hợp cách dứt khoát nhanh chóng Điều yêu cầu quan trọng sử dụng ôtô, mở không dứt khoát khó gài số êm dịu mô men quay động mô men quy dẩn 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 mô men nói sinh Ngoài mô men nói ly hợp làm quay trục sơ cấp trục trung gian số làm khó khăn cho việc đồng tốc độ bánh cần gài Mở dứt khoát nhanh chóng giãm lực va đập bánh Thứ hai: Trong điều kiện làm việc thuận tiện ly hợp ma sát không bị trượt, an toàn trình sữ dụng Vì bị trượt chi tiết bị nóng lên công ma sát, lò xo ép bị ram khả ép Thứ ba :Ly hợp ma sát có kết cấu đơn giản, chế tạo đơn giản, có giá thành rẽ Tuy nhiên, ly hợp ma sát có nhược điểm là: + Do có trượt trình khởi hành chuyển số, nên ly hợp ma sát có tuổi thọ không cao, phải tốn công chăm sóc thay : đĩa ma sát, lò xo ép + Tồn tải trọng động lên động hệ thống truyền lực thay đổi đột ngột chế độ làm việc ôtô phần thụ động có mô men quán tính lớn Để khắc phục nhược điểm người ta sử dụng ly hợp điện từ ly hợp thuỷ lực Đối với ly hợp điện từ, ưu điểm bật ly hợp đóng êm, cắt dứt khoát, độ tin cậy cao Tuy nhiên kết cấu cồng kềnh, giá thành sản xuất cao nên loại ly hợp sử dụng ôtô, đặc biệt với loại ôtô tải nhỏ không gian không cho phép nên ta không chọn loại ly hợp Còn ly hợp thủy lực chưa sử dụng rộng rãi số nhược điểm cần khắc phục: - Không đảm bảo mở ly hợp dứt khoát có mô men quay dư trục thụ động số vòng quay động thấp Điều làm khó khăn cho việc gài số, muốn tránh tượng ta cần phải bố trí ly hợp ma sát đằng sau ly hợp thuỷ lực nên kết cấu cồng kềnh - Ly hợp thuỷ lực phải dùng dầu đặc biệt (có độ nhờn , độ đông đặc thấp) nên giá thành cao - Vẫn bị trượt điều kiện làm việc thuận tiện, gây nên việc tiêu hao nhiên liệu mức - Không thể phanh ôtô dừng chổ phương pháp gài số Nhưng ly hợp có ưu điểm là: + Cho phép khởi động động dừng ôtô gài số, động truyền lực nối cứng, mô men dư ly hợp số vòng quay chạy không số vòng quay khởi động động thấp không ảnh hưởng đến truyền lực + Đảm bảo khởi động lấy đà ôtô chổ êm dịu mômen đĩa tuốc bin tỷ lệ thuận với số vòng quay trục khuỷu động Do giảm nhiều tải trọng động lên hệ thống truyền lực + Ít điều chỉnh sử dụng chi tiết ly hợp thuỷ lục mòn + Khi tăng sức cản chuyển động ôtô chí lúc chúng bị dừng hẳn động không bị tắt, nên loại ly hợp đặc biệt thích hợp với ôtô thời chiến Với ly hợp lắp xe tải nhỏ, qua phân tích ta chọn loại ly hợp ma sát Ly hợp ma sát có hai loại: • Loại đĩa • Loại nhiều đĩa Trong đó, loại ly hợp đĩa dùng nhiều ôtô đơn giản, rẻ, mở dứt khoát mô men quán tính chi tiết thụ động bé số lượng chi tiết ly hợp nhiều đĩa Với loại nhiều đĩa: Ưu điểm bật loại có nhiều đĩa làm việc nên đóng ly hợp bề mặt ma sát làm việc cách từ từ, đóng êm dịu Nhưng kết cấu phức tạp, mô men quán tính chi tiết thụ động lớn ly hợp nhiều đĩa dùng ôtô cần thiết cụ thể là: Khi cần truyền mô men lớn, yêu cầu kích thước bố trí theo chiều dọc cần nhỏ dùng ly hợp nhiều đĩa dùng ly hợp đĩa đường kính đĩa ma sát tăng lên ( có không lắp vào bánh đà) Đối với xe khách mô men 402,07 (Nm) ta chọn ly hợp đĩa Để tạo lực ép, ly hợp sử dụng lọai tạo lực ép sau: • Dùng lò xo: dùng lò xo để tạo lực ép • Dùng điện từ: dùng lực điện từ • Dùng lực ly tâm: dùng lực ly tâm để đóng mở ly hợp • Nửa ly tâm: vừa dùng lò xo vừa dùng lực ly tâm - Dùng lò xo: Dùng lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, gồm có: + Lò xo đặt xung quanh : lò xo bố trí vòng tròn đặt hàng + Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn) : lò xo đặt trung tâm đĩa ép, dùng lò xo đĩa, côn trụ - Dùng điện từ: lực ép lực điện từ - Dùng lực ly tâm: loại ly hợp suer dụng lực ly tâm để tạo lực ép đòng mở ly hợp Loại sử dụng - Nửa ly tâm: loại ly hợp dùng lực é sinh lực ép lò xo có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào Loại có kết cấu phức tạp nên sử dụng số ô tô du lịch Trong loại ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh áp dụng phổ biến ô tô nay, có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo lực ép lớn làm việc tin cậy Vì vậy, ta chọn ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh Hình 1: Ly hợp ma sát khô đĩa loại lò xo trụ ép nén biên 1: Đĩa ma sát(Clutdisc) 2: Đĩa ép 3: Đòn mở 4: Lò xo giảm chấn 5: Vỏ ly hợp 6: Ổ bi mở 7: Lò xo ép dạng trụ 8: Lá thép đàn hồi liên kết đĩa ép với vỏ ly hợp 9: Bu lông liên kết vỏ ly hợp với bánh đà 10: Bánh đà 11: Bộ phận tra mỡ ô bi trục sơ cấp hộp số 12: Trục sơ cấp hộp số 13: Ổ bi đầu trục sơ cấp hộp số 14: Bu lông bánh đà 15: Vỏ ly hợp 16: Vành bánh đà CHỌN LOẠI DẪN ĐỘNG: Trên ôtô máy kéo sử dụng chủ yếu hai dạng dẫn động ly hợp sau: Dẫn động khí Dẫn động thuỷ lực Việc dùng dẫn động khí có nhiều ưu điểm : đơn giản, rẻ tiền, làm việc tin cậy Tuy nhiên hiệu suất truyền lực thấp, làm việc thời gian dài có mài mòn khớp dẫn động dẫn đến tăng trị số hành trình bàn đạp tự (phải điều chỉnh lại tay), độ cứng dẫn động thấp so với dẫn động thuỷ lực nhiều khe hở khâu khớp Khó lắp đặt, loại xe đầu ngắn Với ly hợp thuỷ lực có nhược điểm : kết cấu phức tạp, giá thành cao, sử dụng sửa chữa phức tạp Bên cạnh dẫn động thủy lực có số ưu điểm như: hiệu suất cao, độ cứng cao, dể lắp đặt (nhờ sử dụng đường ống khớp nối mềm), truyền động xa Có khả hạn chế tốc độ dịch chuyển đĩa ép đóng ly hợp đột ngột, giảm tải trọng động Ngoài để đảm bảo điều khiển nhẹ nhàng, giảm cường độ lao động cho người lái tăng tính tiện nghi, người ta dùng trợ lực khí nén, trợ lực chân không trợ lực thủy lực H.2.1 Sơ đồ ly hợp dẫn động ly hợp (có trợ lực khí nén) 1: Bánh đà 2: Đĩa bị động 3: Đòn mở 4: Giá tùy động 5: Bạc mở ổ bi tỳ 6: Lò xo hồi vị ổ bi tỳ 7: Xi lanh công tác 8: Xi lanh trợ lực 9: Cơ cấu phân phối 10: Đường thông khí trời 11: Buồng tỷ lệ 12: Màng tỷ lệ 13: Xilanh dẫn động cấu trợ lực 14: Bình khí nén 15: Bàn đạp 16: Xilanh 17: Tiết lưu 18: Nạng mở 19: Ống trượt 20: Đĩa ép Như vậy, ly hợp cần thiết kế, ta chọn dẫn động dẫn động thủy lực Do tải trọng xe lớn ( G a = 10230 KG) nên hệ thống dẫn động có trợ lực tùy theo ta tính toán CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ LY HỢP I XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP Ly hợp cần thiết kế cho phải truyền hết mômen động đồng thời bảo vệ cho hệ thống truyền lực khỏi bị tải Với hai yêu cầu vậy, mômen xoắn ly hợp tính theo công thức: Mms = β Me max Trong : Me max mômen ma sát cực đại động β hệ số dự trữ ly hợp Hệ số β phải lớn để đảm bảo truyền hết mômen động trường hợp Tuy nhiên, hệ sô β không lớn để tránh tăng kích thước đĩa bị động tránh cho hệ thống truyền lực bị tải Hệ số β chọn theo thực nghiệm Đối với xe khách, giá trị β = (1,6 ÷ 2,25) Với trường hợp này, ta chọn β = 1,6 Vậy, mômen ma sát ly hợp là: Mms = β Me max = 1,6 x 402,07 = 643,3 (Nm) II XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP Bán kính vòng R2 Hình 3.1 Các kích thức đĩa ma sát Việc xác định bán kính phải dựa theo ba điều kiện sau: Đảm bảo cho ly hợp truyền hết mômen quay động Đảm bảo tuổi thọ cần thiết Phải lắp ghép với vành bánh đà Để đảm bảo cho ly hợp truyền hết mômen quay động ly hợp phải sinh mômen ma sát luôn lớn mômen quay cực đại động suốt trình sử dụng Để đảm bảo điều kiện này, mômen ma sát Mm yêu cầu ly hợp xác định theo công thức: M ms = β M e max [N.m] (1.1) Trong đó: M ms : mômen xoắn yêu cầu sinh ly hợp β: hệ số dự trữ ly hợp Hệ số dự trữ β tính đến yếu tố làm giảm lực ép làm giảm mômen xoắn trình sử dụng chẳng hạn như: Mòn vòng ma sát làm giảm lực ép: (15÷20)% Giảm độ đàn hồi lò xo ép: (8÷10)% Như tổng lực ép yếu tố bị giảm khoảng (23÷30)%, β chọn không nhỏ quá, không lớn Nếu β lớn phải tăng lực ép phải tăng lực điều khiển ly hợp làm cho kích thước ly hợp tăng vai trò cấu an toàn Mômen ma sát sinh ly hợp xác định theo công thức: M ms = µ Pct R tb p [N.m] (1.2) Trong : µ: hệ số masát p: số lượng đôi bề mặt ma sát, có đĩa ma sát nên p=2 Pct: lực ép cần thiết lên đĩa ma sát; [N] Rtb: bán kính ma sát trung bình (bán kính điểm đặt lực ma sát tổng hợp); [m] Bán kính trung bình vòng ma sát xác định theo công thức: 3 R − R1 ⋅ R 2 − R 12 Rtb = [m] (1.3) Trong đó: R2: bán kính vòng đĩa ma sát, [m] R1: bán kính vòng đĩa ma sát, [m] Thường ôtô máy kéo hay dùng bề mặt ma sát thép với phêrađô đồng có hệ số ma sát khô lớn 0,35 tính đến điều kiện nhiệt độ, tốc độ trượt tương đối làm giảm hệ số đi, hệ số masát tính toán theo kinh nghiêm là: µ = 0,22 ÷ 0,3 Ta chọn µ = 0,29 Áp suất bề mặt ma sát xác định công thức sau: q= P P = ≤ [q ] F π( R 2 − R ) [kN/m2] (1.4) Trong đó: P: áp suất bề mặt masát, [kN/m2] [q]: áp suất cho phép lên bề mặt masát Đối với bề mặt masát thép phêrađô [q]=140÷250[kN/m2] Chọn [q]=150[kN/m2] F: diện tích bề mặt masát, [m2] Từ (1.1) (1.2) ta suy công thức: β M e max = µ.P.R tb p [N.m] Từ (1.4) ta suy ra: (1.5) P ≤ [q ].π.( R 22 − R 12 ) [N] (1.6) Vậy, từ (1.3), (1.5) (1.6) ta suy ra: β M e max 3 R − R1 ≥ µ [ q].π ( R − R ) ⋅ 2 p R2 − R1 2 2 Suy ra: β M e max ≥ µ.[ q].π ( R23 − R13 ) p Đặt Kr = R1 R , bất phương trình trương đương với bất phương trình sau: β M e max ≥ µ.[ q ].π R23 (1 − K r3 ) p Như vậy, ta suy ra: R2 ≥ 3M e max β 2π µ.[ q ].(1 − K r ) p [m] Trong đó: R1 = 0,53 ÷ 0,75 R2 , chọn Kr= 0,6 Kr = Thay số vào ta có: R2 ≥ 3.402, 07.1, ≥ 0,1652 2.3,14.0, 29.150.103.(1 − 0, 63 ).2 [m] Ta chọn R2 = 0.2 [m] (đảm bảo tuổi thọ cần thiết ghép với bánh đà Vậy R2=200 [mm ] Bán kính vòng R1: Bán kính vòng đĩa ma sát xác định từ Kr: R1 = Kr.R2 [m] Thay số ta có: R1=0,6.0,2 = 0,12 [m] Vậy R1=120[mm] 3 Bán kính trung bình RTB: Theo công thức (1.3), thay số vào ta tính được: Rtb = R2 − R1 ⋅ R2 − R12 0,2 − 0,12 = 0,1633 , − , 12 = [m] Vậy Rtb=163,3[mm] Lực ép cần thiết PCT: Từ phương trình (1.2) ta xác định lực ép cần thiết lên đĩa để truyền mômen xoắn Mm Pct = M ms β M e max = µ Rtb p µ Rtb p [N] Thay số vào ta có: Pct = 1, 6.402, 07 = 6792( Nm) 0, 29.0,1633.2 Vậy Pct=6792 [N] Chiều dày đĩa masát δ MS: Đối với xe tải xe khách chiều dày đĩa masát δms xác định khoảng ÷ [mm] Vậy ta chọn δms = [mm] Chiều rộng đĩa masát b: Chiều rộng đĩa masát tính theo công thức: b = R2 - R1 [m] Thay số vào, ta tính được: b = 0,2- 0,12 = 0,08 [m] Vậy b=80 [mm] Diện tích bề mặt đĩa masát FMS: Diện tích bề mặt đĩa masát : Fms Fms = π(R22 - R12) [m2] Thay số, ta có: Fms = 3,14.(0,22 - 0,122) = 0,0804248 [m2] Vậy Fms=80424,8 [mm2] III XÁC ĐỊNH CÔNG TRƯỢT, CÔNG TRƯỢT RIÊNG Khi đóng ly hợp có tượng trượt đĩa thời gian đầu đĩa chủ động đĩa bị động quay khối đọng học liền Khi đĩa bị trượt sinh công ma sát, nung nóng chi tiêt ly hợp lên nhiệt độ làm việc bình thường, làm hao mòn ma sát nguy hiểm lò xo ép bị rạm nhiệt độ cao khả ép Vì vậy, việc xác định công ma sát thời gian đóng ly hợplà điều cần thiết Xét hình thức đóng ly hợp sau đây: + Đóng ly hợp đột ngột: để động làm việc số vòng quay cao đột ngột thả bàn đạp ly hợp, hình thức nhanh, đồng tốc độ trục sơ cấp hộp số trục khuỷu, thời gian trượt giảm đi, công trượt giảm Nhưng hình thức gây tải trọng xung lớn hệ thống truyền lực Do phải tránh sử dụng trường hợp + Đóng ly hợp cách êm dịu: người lái nhả bàn đạp côn từ từ khởi động chỗ, tăng thời gian đóng ly hợp tăng công trượt trình đóng ly hợp Trong sử dụng thường sử dụng phương pháp nên táẽ tính toán công trượt sinh trường hợp Xác định công trượt Phương pháp sử dụng công thức tinh theo thực nghiệm: L= 5, ×G ×M e max ×(no / 100) ×rb2 io ×ih1 ×i f ×(0,95 ×M e max ×it − G ×rb ×ψ ) Trong đó: L : công trượt ly hợp khởi động chỗ (KGm) G : trọng lượng toàn ô tô G = 10230 Kg Me max : Mômen xoắn cực đại động Me max = 402,07 (Nm) n0 : số vòng quay động khởi động chỗ Chọn n0 = 0,75.ne max = 0,75 3200 = 2400 (v/ph) Với ne max số vòng quay cực đại động Với ký hiệu lốp 11,00-20 ta có kích thước : đường kính lòng vành d=20 inch, bề rộng lốp B= 11 inch r0 = d 20 + B = ( + 11).25, = 533, 4(mm) = 0,5334( m) 10 λ hệ số biến dạng lốp, ta chọn lại lốp áp suất cao λ = 0,945 – 0,95 Ta chọn λ = 0,95 rb = λ.r0 = 0,5334.0,95 = 0,50673(m) it – tỉ số truyền hệ thống truyền lực = i0.ih1.if = 60,636 i0 = 0,377 i0 – tỉ số truyề lực if – tỉ số truyền hộp số phụ nv rb 3200.0,50673 = 0,377 = 8,15 i pc ihn vmax 1.1.75 if = Ψ - Hệ số cản tổng cộng đường Ψ = f + tan α f – hệ số cản lăn α - Góc dốc đường Khi tính toán ta chọn Ψ = 0,16  Vậy, công trượt khởi động chỗ ly hợp là: 2400 ) 0,506732 100 L= = 2516( KGm) 60, 636.(0.95.402, 07.60, 636 − 10230.0,50673.0,16) 5, 6.10230.402, 07.( Xác định công trượt riêng Để tính độ hao mòn đĩa ma sát, ta phải xác định công trượt riêng theo công thức sau: L ≤ §lo ¨ F i l0 = Trong đó: l0 – công trượt riêng L – công trượt ly hợp i – số đôi bề mặt ma sát [l0] – công trượt riêng cho phép F – diện tích bề mặt ma sát đĩa bị động (cm 2) F = 0.0804248m2 l0 = 2516 = 1,56 804.248 Vậy : Để đánh giá độ hao mòn đĩa ma sát : l0 = 1,56 KGm/cm2 < [l0] = 6KGm/cm2 Kết luận : Vậy công trượt thoả mãn điều kiện bền IV TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ KIỂM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP Tính toán đĩa ép Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng chi tiết đĩa ép, đĩa ép trung gian ly hợp đĩa, lò xo… Do phải kiểm tra nhiệt độ chi tiết cách xác định độ tăng nhiệt theo công thức: ∆T = γL γL = ≤ [∆T ] c.mt 427.c.Gt Trong đó: L – Công trượt sinh ly hợp bị trượt (KGm) c – tỉ nhiệt chi tiết bị nung nóng Với thép gang c = 0,115 kcal/kG °C mt – khối lượng chi tiết bị nung nóng (kg), m t = kg Gt – trọng lượng chi tiết bị nung nóng(kg) γ - hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính →γ = 1 = = 2n 2.1 Với đĩa ép [∆T ] - độ tăng nhiệt dộ cho phép chi tiết Với ôtô kéo rơ-moóc : [∆T ]=8°C ÷ 10°C [∆T ]= 0,5.2516 = 5,12°C < [∆T ] 427.0,115.5  Vậy đĩa ép thoả mãn dộ tăng nhiệt độ cho phép Tính bền lò xo nén - Để tính lực P ta dung nhiều lò xo hình trụ bố trí vòng tròn có bán - kính Rtb Cơ sở thiết kê lò xo ép giá trị lực nén N max lò xo Theo cấu, tính toán đường kính đĩa bị động ta chọn n = 12 lò xo nén biên, để tạo lực nén tổng cộng F lên đĩa ly hợp thân lò xo phải chịu lực nén N = P/n bị ép đoạn hình vẽ: ax - Hình 2: Sơ đồ tính lò xo ép biên Khi cắt ly hợp dịch đoạn S nén tiếp lò xo, tải trọng lớn tác dụng lên lò xo tính theo công thức: N max = - Trong đó, tổng lực ép đóng ly hợp xác định theo công thức: P∑ = - 1, 2.P n M ms 643, = = 6792(N) µ Rtb i 0, 29.0,1633.2 Vậy lực nén lớn tác dụng lên lò xo là: Nmax = (1,2.6792)/12 = 679,2 (N) = 69,3 (KG) Với 1,2 hệ số lò xo bị nén thêm mở ly hợp Đường kính dây lò xo tính theo công thức: d= Trong : N max D = 0, 4.τ x d N max C 0, 4.τ x C= D = 5÷8 d → Ta chọn C = Vật liệu chế tạo lò xo thép cacbon cao 85, ứng suất cho phép khoảng [τ x ] = 5000 ÷ 7000 (Kg/cm2) → Ta chọn [τ x ] = 5000 (Kg/cm2) 69,3.6 = 0, 456(cm) 0, 4.5000 d= Chọn d = 5(mm) đường kính lò xo : D = 5.6 = 30 (mm) Lò xo nén biên có độ cứng C = 60 (KG/cm) - Số vòng lò xo xác định theo công thức: ∆l.G.d n0 = 1, 6.∆ Plx Dtb3 Trong đó: d – đường kính dây lò xo G – môđun đàn hồi vật liệu G = 8.10 (KG/cm2) ∆l - độ biến dạng lò xo : ∆l = 2mm Plx - Lực tác dụng lên lò xo ly hợp làm việc Plx = P 6792 = = 56, 6(KG) n 12 ⇒ Số vòng lò xo : 0, 2.8.105.0,54 n0 = =5 1, 6.56, 6.63 (vòng) Cùng với vòng đầu vòng cuối số vòng toàn lò xo là: n = n0 + = + = (vòng) - Chiều dài toàn lò xo trạng thái tự tính theo công thức: L = (n + 2).d + δ1 (n + 1) + ∆l 0 Với : δ1 - Khe hở cực tiểu vòng lò xo mở ly hợp thông thường: δ1 = (0,5 ÷ 1) mm Chọn δ1 = mm Cùng với thông số khác giải thích trên, thay vào ta có: L = (5 + 2).0,6 + 1(5 + 1) + 0,2 = 104mm - Chuyển vị lớn lò xo ( Từ chưa chịu tải đén lúc đạt N max): 8.N max D3 n G.d 8.69,3.33.7 λ= = 21(mm) 8.105.0,54 λ= - Bước vòng lò xo chịu tải: λ +δ n Khe hở lò xo chịu lực lớn nhất: Ne max: δ = 0,1d = 0,5(mm) 21 t = + + 0,5 = 9, 7(mm) ⇒ Vậy: t=d+ - - Kiểm bền lò xo ép ta tính theo ứng suất xoắn tính theo công thức: τ lx = 8.N max D.k ≤ [τ ] π d Trong đó: D – đường kính trung bình lò xo d – đường kính lò xo k – hệ số tập trung ứng suất: k= 4c − 0, 615 + 4c − c c – hệ số đường kính : D/d = ⇒ k = 1,2525 8.69,3.3.1, 2525 τ lx = = 5307.4( KG / cm ) 3,14.5 Vậy : Kết luận : Lò xo ép theo tính toán : τ lx = 5307, KG / cm < [τ ] = 8000 KG / cm Nên đảm bảo đủ bền ứng suất xoắn Đòn mở ly hợp Muốn cắt mở ly hợp cần phải tác dụng lên đòn mở lực lớn lực nén tổng cộng lò xo trường hợp đĩa ép địch chuyển đoạn S - Cho số đòn mở : nđ = - Mỗi đòn chịu tác động lực : Q= N max nđ i Trong đó, tỉ số i = e/f phải thoả mãn điều kiện khả chống uốn Lấy theo kích thước xe tham khảo e = 75 mm f = 15 mm  i=5 - Q= 69,3 = 3,5( KG ) 4.5 Vậy : - Ứng suất mặt cắt nguy hiểm A – A là: σu = Q.l ≤ [σ u ] Wu Lấy theo kích thước xe tham khảo: l = 60 mm [σ u ] ] = 300 – 400 MN/m2 = 3000 – 4000 (KN/cm2) Wu : mômen chống uốn, mặt cắt nguy hiểm A –A có: b = 15 mm h = mm ⇒ Wu = σu = b.h = 0, 09(cm3 ) 3,5.6 = 233,3( KG / cm ) 0, 09  Tính đinh tán nối ma sát với xương đĩa Để giảm kích thước ly hợp, ly hợp làm việc điều kiện ma sát khô chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Vật liệu ma sát thường chọn loại phêrađô Đĩa bị động bao gồm ma sát xương đĩa Xương đĩa thường chế tạo thép cacbon trung bình cao  Ta chọn thép 50 Chiều dày xương đĩa ( δ x )thường chọn từ ( 1,5 ÷ 2,0 ) mm  Ta chọn δ x = mm Chiều dày ma sát ta chọn: δ = mm Tấm ma sát gắn với xương đĩa bị động đinh tán Vật liệu đinh tán chế tạo đồng, có đường kính d = 4mm Đinh tán bố trí đĩa theo hai dãy tương ứng vớc bán kính sau: Vòng : r1 = 140 mm = 14 cm Vòng : r2 = 165 mm = 16,5 cm Hình : Cấu tạo đĩa bị động xe Hình : Sơ đồ phân bố lực đinh tán Lực tác dụng lên dãy đinh tán xác định theo công thức : M emax r1 402, 07.0,14 = = 601( Nm) 2 2.(r1 + r2 ) 2.(0,142 + 0,1652 ) M emax r2 402, 07.0,165 F2 = = = 708, 4( Nm) 2 2.(r1 + r2 ) 2.(0,142 + 0,1652 ) F1 = Đinh tán kiểm tra theo ứng suất cắt ứng suất chèn dập : F ≤ [τ c ] π d n F = ≤ [τ cd ]( N / m ) nld τc = σ cd Trong : τ c - ứng suất cắt đinh tán tùng dãy τ cd - ứng suất chèp dập đinh tán dãy F – lực tác dụng lên đinh tán dãy n – số lượng đinh tán dãy Vòng : n1 = 12 đinh Vòng : n2 = 12 đinh d – đường kính đinh tán d = mm l – chiều dài bị chèn dập đinh tán l= [τ c ] [τ c ] - ứng suất cắt cho phép đinh tán = 10.106 (N/m2) [σ cd ] [σ cd ] - 1 l = = 2,5(mm) chiều dày ma sát Ta có - ứng suất chèn dập cho phép đinh tán = 25.106 (N/m2) Ứng suất cắt ứng suất chèn dập đinh tán vòng : F 601 = = 3,98.106 N / m ≤ [τ c ] 2 π d 3,14.0, n 12 4 F 601 = = = 5.106 ( N / m ) ≤ [σ cd ]( N / m ) nld 12.0, 25.0, τ c1 = σ cd1  Vậy, đinh tán đảm bảo độ bền cho phép Tính sức bền đĩa moay-ơ đĩa bị động Chiều dài đĩa moay-ơ đĩa bị động chọn tương đối lớn để giảm độ đảo đĩa bị động Moay-ơ ghép với xương đĩa bị động đinh tán lắp với trục ly hợp then hoa Chiều dài moay-ơ thường chọn đường kính trục ly hợp Khi điều kiện làm việc nặng nhọc chọn L = 1,4D (D đường kính then hoa trục ly hợp - Dựa xe tham khảo, ta chọn moay-ơ cho xe thiết kế với thông số sau: D – Đường kính chân then hoa moay-ơ ; D = cm d – Đường kinh đỉnh then hoa moay-ơ ; d = 2,8 cm Z1 – Số lượng moay-ơ ; Z =1 Z2 – Số then hoa moay-ơ ; Z2 = 10 b – Chiều rộng then hoa ; b = 0,5 cm L – Chiều dài moay-ơ ; L = 1,4D = 1,4.3 = 42 (mm) Vật liệu chế tạo moay-ơ làm thép 40X có : [τ c ] = 100( KG / cm ) [σ cd ] = 200( KG / cm ) - Khi làm việc, then hoa moay-ơ chịu ứng suất chèn dập cắt: + Ứng suất cắt tính theo công thức : τc = 4.M ms Z1 Z L.b.(D+ d) Thay số liệu ta có : 4.643,3 = 21,13( KG / cm ) 1.10.4, 2.0, 5.(3 + 2,8) τ c = 21,13( KG / cm ) < [ τ c ] = 100( KG / cm ) τc = Vậy : + Ứng suất chèn dập tính công thức : τ cd = 8M ms Z1 Z L( D − d ) Thay số liệu ta có : σ cd = 8.643,3 = 105, 6( KG / cm ) 2 10.4, 2.(3 − 2,8 ) σ = 105, 6( KG / cm ) < [ σ cd ] = 200( KG / cm ) Vậy : cd Qua tính toán theo điều kiện cắt chèn dập moay-ơ đĩa bị động ta thấy nhỏ điều kiện cho phép Vì moay-ơ đảm bảo điều kiện làm việc V TÍNH TOÁN VẦ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP Sơ đồ dẫn động tính toán dẫn động ly hợp Hình : Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp thuỷ lực Tỷ số truyền dẫn động thuỷ lực : a c e g idk = b d f h Trong : Tỷ số truyền bàn đạp ibđ : ibđ = a b Tỷ số truyền dẫn động thuỷ lực : d 22 c itg = = = d1 d Tỷ số truyền nạng mở: in = 1,4 - 2,2 e in = f = Tỷ số truyền đòn mở: iđm= 3,8 - 5,5 g iđm = h = 4,5 Hành trình bàn đạp xác định theo công thức sau: S bd = (δ m Z ms + δ dh ).ibd itg in idm + δ ibd itg in + (δ1 + δ )ibd [mm] (*) Trong : δ - Khe hở cần thiết để ly hợp làm việc bề mặt ma sát bị mòn Đối với xe khách δ = ÷ , ta chọn δ = 3,5(mm) δ1 - điều khiển thuỷ lực, chọn δ1 =1,8(mm) δ - điều khiển thuỷ lực, chọn δ = 0,8 (mm) S : hành trình bàn đạp, 170[mm] ≤ S bd ≤ 190[mm] , chọn S bd = 180[mm] bđ δm : khe hở hoàn toàn đôi bề mặt ma sát, δm= 0,75 - chọn δm= 0,8 δdh=1 Zms số đôi bề mặt ma sát zms= δdh : Độ dịch chuyển cần thiết đĩa ép độ đàn hồi đĩa bị động Từ công thức (*) liệu trên, ta tính tỷ số truyền bàn đạp ibđ = (δ m Z ms S bd + δ dh ) itg in idm + δ itg in + (δ1 + δ ) 180 ibđ = (0,8.2 + 1).1.2.4,5 + 3,5.1.2 + (1,8 + 0,8) = 5,45 Suy tỷ số truyền dẫn ly hợp là: Idk = 5,45.2.4,5.1= 49,05 Xác định lực tác dụng lên bàn đạp Lực bàn đạp xác định theo công thức : Pbđ = Trong : mở ly hợp ∑P lx idk ηdk ∑P - tổng lực lò xo ép tác dụng lên đĩa ép cuối thời kỳ ∑P = n.Plx = 6792 [ N ] lx lx η dk - hiệu suất dẫn động η dk = 0,85 Vậy, lực bàn đạp : 6792 Pbđ = = 162,9( N ) 49, 05.0,85 Do Pbđ = 162,9(N) < [Pbđ] = 120 ÷ 150[N] ta phải dùng trợ lực Chọn cấu trợ lực khí nén, lực bàn đạp P’ bđ = 120[N] Hình : Sơ đồ tính toán dẫn động thuỷ lực có trợ lực khí nén ibđ = ibđ = (δ m Z ms + δ dh ).itg in idm Sbd + δ itg in + (δ1 + δ ) + δ '0 itg' 180 = 5,11 (0,8.2 + 1).1.2.4, + 3,5.1.2 + (1,8 + 0,8) + 2.1,1 Suy tỷ số truyền dẫ động bàn đạp : ibđ = 5,11.2.4,5.1 = 46 Lực cấu trợ lực sinh phải thoả mãn công thức sau : P 'bđ ibđ ηdk + Ptl inm ηtl = Pmax (**) Trong : Ptl – lực cấu trợ lực [N] ηtl – hiệu suất cấu trợ lực, ηtl = 0,8 Ta suy công thức tính lực trợ lực từ công thức (**) Ptl = ∑P lx − P 'bđ ibđ ηdk in iđm ηtl Thay số ta có : Ptl = 6792 − 120.46.0,85 = 291, 6[N ] 2.4,5.0,8 Ta có quan hệ trợ lực tính theo ap suất khí nén va diện tích đỉnh piston trợ lực theo công thức : Ptl = π D2 Pω ( N ) Trong : Pω - áp suất khí nén bình chứa, Pω = 0,5 ÷ 0,8[MN/m2] Ta chọn Pω = 0,55 [MN/m2] Suy đường kính xy lanh trợ lực : D= 4.Ptl 4.291, = = 0, 025(m) 3,14.Pω 3,14.5,5.105 Vậy, ta chọn đường kính xy lanh trợ lực D = 0,03 m VI Kết luận Vậy, thông số cần tính toán sau: - Bán kính R2 = 200(mm) - Bán kính R1 = 120 (mm) - Bán kính trung bình Rtb = 163,3 (mm) - Lực ép cần thiết Pct = 6792 (N) - Chiều dày ma sát δ ms = (mm) - Bề rộng ma sát b = 80 (mm) Diện tích bề mặt ma sát F = 80424,8 (mm2) Tổng công trượt L = 2516 (KGm) Công trượt riêng l0 = 1,56 (KGm) Chiều dày đĩa ép δ = 12 (mm) Độ cứng lò xo Clx = 60 (KG/cm) Đường kính đinh tán d = 4(mm) Hành trình bàn đạp Sbđ = 180 (mm) Đường kính xylanh trợ lực D = 0,03 (m) [...]... p [N.m] (1. 2) Trong đó : µ: hệ số masát p: số lượng đôi bề mặt ma sát, vì có 1 đĩa ma sát nên p=2 Pct: lực ép cần thiết lên các đĩa ma sát; [N] Rtb: bán kính ma sát trung bình (bán kính của điểm đặt lực ma sát tổng hợp) ; [m] Bán kính trung bình vòng ma sát được xác định theo công thức: 3 3 2 R 2 − R1 ⋅ 3 R 2 2 − R 12 Rtb = [m] (1. 3) Trong đó: R2: bán kính vòng ngoài của đĩa ma sát, [m] R1: bán kính... [kN/m2] (1. 4) Trong đó: P: áp suất trên bề mặt masát, [kN/m2] [q]: áp suất cho phép lên bề mặt masát Đối với bề mặt masát là thép và phêrađô thì [q] =14 0÷250[kN/m2] Chọn [q] =15 0[kN/m2] F: diện tích bề mặt tấm masát, [m2] Từ (1. 1) và (1. 2) ta suy ra công thức: β M e max = µ.P.R tb p [N.m] Từ (1. 4) ta suy ra: (1. 5) P ≤ [q ].π.( R 22 − R 12 ) [N] (1. 6) Vậy, từ (1. 3), (1. 5) và (1. 6) ta suy ra: β M e max 3... đảm bảo điều kiện làm việc V TÍNH TOÁN VẦ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP 1 Sơ đồ dẫn động và tính toán dẫn động ly hợp Hình 6 : Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp thuỷ lực Tỷ số truyền của dẫn động thuỷ lực : a c e g idk = b d f h Trong đó : Tỷ số truyền của bàn đạp ibđ : ibđ = a b Tỷ số truyền của dẫn động thuỷ lực : d 22 c itg = 2 = = 1 d1 d Tỷ số truyền của nạng mở: in = 1, 4 - 2,2 e in = f = 2 Tỷ số truyền... 0.0804248m2 l0 = 2 516 = 1, 56 804.248 Vậy : Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát : l0 = 1, 56 KGm/cm2 < [l0] = 6KGm/cm2 Kết luận : Vậy công trượt thoả mãn điều kiện bền IV TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ KIỂM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP 1 Tính toán đĩa ép Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa, lò xo… Do đó phải kiểm tra nhiệt độ các chi tiết bằng cách xác... rộng đĩa masát b: Chiều rộng đĩa masát được tính theo công thức: b = R2 - R1 [m] Thay số vào, ta tính được: b = 0,2- 0 ,12 = 0,08 [m] Vậy b=80 [mm] 7 Diện tích bề mặt đĩa masát FMS: Diện tích bề mặt đĩa masát : Fms Fms = π(R22 - R12) [m2] Thay số, ta có: Fms = 3 ,14 .(0,22 - 0 ,12 2) = 0,0804248 [m2] Vậy Fms=80424,8 [mm2] III XÁC ĐỊNH CÔNG TRƯỢT, CÔNG TRƯỢT RIÊNG Khi đóng ly hợp sẽ có hiện tượng trượt đĩa. .. 2.3 ,14 .0, 29 .15 0 .10 3. (1 − 0, 63 ).2 [m] Ta chọn được R2 = 0.2 [m] (đảm bảo tuổi thọ cần thiết và lắm ghép được với bánh đà Vậy R2=200 [mm ] 2 Bán kính vòng trong R1: Bán kính vòng trong của đĩa ma sát được xác định từ Kr: R1 = Kr.R2 [m] Thay số ta có: R1=0,6.0,2 = 0 ,12 [m] Vậy R1 =12 0[mm] 3 Bán kính trung bình RTB: Theo công thức (1. 3), thay số vào và ta tính được: 3 Rtb = 3 2 R2 − R1 ⋅ 3 R2 2 − R12 2 0,2... D = 0,03 m VI Kết luận Vậy, các thông số cần tính toán như sau: - Bán kính R2 = 200(mm) - Bán kính R1 = 12 0 (mm) - Bán kính trung bình Rtb = 16 3,3 (mm) - Lực ép cần thiết Pct = 6792 (N) - Chiều dày tấm ma sát δ ms = 5 (mm) - Bề rộng tấm ma sát b = 80 (mm) Diện tích bề mặt tấm ma sát F = 80424,8 (mm2) Tổng công trượt L = 2 516 (KGm) Công trượt riêng l0 = 1, 56 (KGm) Chiều dày đĩa ép δ = 12 (mm) Độ cứng... của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là loại phêrađô Đĩa bị động bao gồm các tấm ma sát và xương đĩa Xương đĩa thường được chế tạo bằng thép cacbon trung bình cao  Ta chọn thép 50 Chiều dày xương đĩa ( δ x )thường chọn từ ( 1, 5 ÷ 2,0 ) mm  Ta chọn δ x = 2 mm Chiều dày tấm ma sát ta đã chọn: δ = 5 mm Tấm ma. .. của đinh tán ở vòng trong : F 6 01 = = 3,98 .10 6 N / m 2 ≤ [τ c ] 2 2 π d 3 ,14 .0, 4 n 12 4 4 F 6 01 = = = 5 .10 6 ( N / m 2 ) ≤ [σ cd ]( N / m 2 ) nld 12 .0, 25.0, 4 τ c1 = σ cd1  Vậy, các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép 5 Tính sức bền đĩa moay-ơ đĩa bị động Chiều dài của đĩa moay-ơ đĩa bị động được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị động Moay-ơ được ghép với xương đĩa bị động bằng đinh tán và lắp... 0,5.2 516 = 5 ,12 °C < [∆T ] 427.0 ,11 5.5  Vậy đĩa ép thoả mãn dộ tăng nhiệt độ cho phép 2 Tính bền lò xo nén - Để tính ra lực P ta dung nhiều lò xo hình trụ bố trí một vòng tròn có bán - kính bằng Rtb Cơ sở thiết kê lò xo ép là giá trị lực nén N max của mỗi lò xo Theo cơ cấu, tính toán đường kính ngoài của đĩa bị động ta chọn n = 12 lò xo nén biên, như vậy để tạo ra lực nén tổng cộng F lên đĩa của bộ ly hợp ... pháp tính toán thiết kế ôtô Theo nhiệm vụ giao đồ án này, sinh viên phải tính toán thiết kế ly hợp xe khách Như sau làm xong đồ án, sinh viên nắm phương pháp tính toán cấu ly hợp dẫn động ly hợp. .. vậy, ly hợp cần thiết kế, ta chọn dẫn động dẫn động thủy lực Do tải trọng xe lớn ( G a = 10230 KG) nên hệ thống dẫn động có trợ lực tùy theo ta tính toán CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ LY HỢP... lực ly tâm: loại ly hợp suer dụng lực ly tâm để tạo lực ép đòng mở ly hợp Loại sử dụng - Nửa ly tâm: loại ly hợp dùng lực é sinh lực ép lò xo có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào Loại có kết