đồ án thiết kế ly hợp oto

Thiết kế ly hợp xe tải LỜI NÓI ĐẦU Với công nghiệp phát triển ngày đại, nhu cầu lao động sống người phát triển phổ biến giới Việt Nam để nâng cao Vấn đề vận chuyển hàng hóa, lại người nhu cầu cần thiết Ô tô loại phương tiện đáp ứng cho nhu cầu Là sinh viên ngành động lực, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán thiết kế phận, cụm máy, chi tiết xe thiết thực bổ ích Trong khuôn khổ giới hạn đồ án môn học, em giao nhiệm vụ thiết kế tính toán ly hợp xe tải 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 Lê Văn Tụy 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 Đà Nẵng, ngày 24 tháng 05 năm 2017 Sinh viên thực NGUYỄN TẤN HỮU Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B Thiết kế ly hợp xe tải CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP Ô TÔ 1.1 Công dụng, yêu cầu phân loại ly hợp 1.1.1 Công dụng Ly hợp cụm chi tiết hệ thống truyền lực nằm động hộp số có công dụng sau: - Truyền moomen quay từ động tới hệ thống truyền lực phía sau - Cắt nối mômen quay từ động tới hệ thống truyền lực đảm bảo sang số dễ dàng - Khi chiệu tải trọng lớn ly hợp đóng vai trò cấu an toàn nhằm tránh tải cho hệ thống truyền lực động 1.1.2 Yêu cầu ly hợp - Ly hợp phải truyền mô men quay lớn động điều kiện làm việc Hay nói cách khác, mô men ma sát ly hợp phải luôn lớn mô men cực đại động - Việc mở ly hợp phải dứt khoát nhanh chóng Nghĩa mở ly hợp, phần bị động phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động Như momen quán tính quy dẫn trục khuỷu momen xoắn động bị triệt tiêu khỏi hệ trục ly hợp gài số, không gây khó khăn cho việc gài số - Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu Tức là, mô men ma sát hình thành ly hợp phải tăng từ từ đóng ly hợp, có tránh tượng giật xe gây dập bánh hộp số cấu truyền động khác hệ thống truyền lực Ngoài ra, ly hợp phải có kết cấu gọn nhẹ, momen quán tính chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến mức thấp nhằm giảm lực va đập lên bánh gài số (trường hợp đồng tốc), giảm nhẹ điều kiện làm việc đồng tốc tăng nhanh thời gian gài số - Điều khiển dễ dàng nhẹ nhàng, tuổi thọ cao Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B Thiết kế ly hợp xe tải 1.1.3 Phân loại ly hợp Với yêu cầu nêu trên, ôtô máy kéo sử dụng nhiều loại ly hợp Dựa theo tính chất truyền mô men, người ta phân loại ly hợp sau : 1.3.1.1 Ly hợp ma sát khí - Đó loại ly hợp mà mô men ma sát hình thành ly hợp nhờ ma sát bề mặt ma sát khí Loại sử dụng phổ biến hầu hết ôtô nhờ kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sữa chữa thay - Theo hình dạng phận ma sát, chia : Ly hợp ma sát đĩa (phẳng), ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình côn), ly hợp ma sát hình trống (kiểu tang trống guốc ma sát ép vào tang trống) + Kiểu hình côn hình trống ngày không dùng mô men quán tính phần bị động lớn, ảnh hưởng không tốt đến việc gài số Kiểu ma sát đĩa dùng phổ biến tuỳ theo cấu tạo có kiểu đĩa, kiểu hai đĩa nhiều đĩa Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B Thiết kế ly hợp xe tải a) Ly hợp đĩa ma sát b)Ly hợp hai đĩa ma sát Hình 1.1 : Ly hợp ma sát đĩa phẳng Bánh đà 2.Đĩa ma sát 3.Khớp nối đĩa chủ động với vỏ ly hợp Đĩa ép Lò xo ép Đòn mở (ép) Ổ (bạc) mở Bàn đạp Cơ cấu tách đĩa ly hợp 10 Đĩa ép trung gian + Ly hợp ma sát đĩa dùng hầu hết tất loại ôtô máy kéo nhờ kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở ly hợp dễ dứt khoát mô men quán tính phần bị động nhỏ + Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa dùng xe tải lớn to (vì cần truyền mô men quay lớn) Nhược điểm kiểu kết cấu phức tạp, việc mở ly hợp khó dứt khoát (khó cách ly đĩa bị động khỏi phần chủ động); nhiên việc đóng ly hợp êm dịu loại đĩa (nhờ tiếp xúc bề mặt ma sát tiến hành từ từ hơn) - Theo đặc điểm kết cấu lò xo ép, chia ly hợp ma sát khí : + Ly hợp ma sát khí kiểu nhiều lò xo ép hình trụ Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B Thiết kế ly hợp xe tải I II Hình 1.2 : Ly hợp khí lò xo trụ 1.Bánh đà 2.Đĩa ma sát 3.Đĩa ép 4.Đòn mở 5.Ổ bi tỳ 6.Vít điều chỉnh 7.Vỏ ly hợp 8.Lò xo trụ - Nguyên lý làm việc: • Ban đầu ly hợp trạng thái đóng nhờ lò xo trụ ép đĩa ép đĩa ma sát vào bánh đà Momen truyền từ trục I đến trục II nhờ momen ma sát sinh bề mặt đĩa ma sát • Mở ly hợp: lực từ bàn đàp thông qua cấu dẫn động ( hình) đẩy ổ bi tỳ dịch chuyển sang trái tác dụng lực vào đòn mở thông qua cấu đòn bẩy ép lò xo lại, kéo đĩa ép qua phải tách hai bề mặt ma sát ngắt momen truyền từ I sang II - Ưu điểm: Kiểu có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, có độ tin cậy cao (nếu lò xo bị gẫy ly hợp vần làm việc được) - Nhược điểm: áp lực sinh bề mặt ma sát dễ không - Phạm vi sử dụng: Loại sử dụng phổ biến xe tải máy kéo số xe + Ly hợp ma sát khí kiểu lò xo ép trung tâm : gồm lò xo hình côn (hoặc hai lò xo trụ) bố trí Nhờ áp suất sinh bề mặt ma sát đồng Tuy nhiên độ tin cậy thấp (nếu lò xo gẫy ly hợp tác dụng), kết cấu đòn mở phức tạp điều chỉnh khó khăn nên sử dụng Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B Thiết kế ly hợp xe tải + Ly hợp ma sát khí kiểu lò xo ép đĩa nón cụt : I II Hình 1.3 : Ly hợp khí lò xo đĩa côn 1.Bánh đà 2.Đĩa ma sát 5.Vòng thép 6.Đinh tán 3.Đĩa ép 4.Lò xo đĩa nón cụt 7.Vỏ ly hợp 8.Ổ bi tỳ -Nguyên lý làm việc: tương tự ly hợp ma sát khí lò xo trụ ổ bi tỳ tác dụng trực tiếp lên lò xo đĩa nón cụt (không có đòn mở) -Ưu điểm: Chỉ có lò xo kiểu đĩa nón cụt bố trí nên áp lực phân bố lên bề mặt ma sát Lò xo làm nhiệm vụ đòn mở nên kết cấu gọn nhẹ Đặc tính xo phi tuyến nên lực để mở ly hợp không tăng thêm loại lò xo hình trụ; điều khiển nhẹ nhàng -Nhược điểm: điều chỉnh khe hở đòn mở bạc mở ma sát bị mòn nên ly hợp kiểu sử dụng xe du lịch khách cở nhỏ có đặc tính động lực tốt, sử dụng điều kiện đường tốt (ít phải sang số) 1.1.3.2 Ly hợp ma sát thuỷ lực - Đó loại ly hợp mà mô men ma sát hình thành ly hợp nhờ ma sát chất lỏng ưu điểm bậc ly hợp thủy lực êm dịu (nhờ tính chất dễ trượt chất lỏng) nhờ giảm tải trọng động cho động hệ thống truyền lực - Tuy ly hợp thủy lực lại mở không dứt khoát có mô men dư (dù số vòng quay động thấp) gây khó khăn cho việc gài số Vì ly hợp thủy lực thường dùng kết hợp với ly hợp ma sát khí để ngắt hoàn toàn ly hợp gài số Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B Thiết kế ly hợp xe tải - Ngoài ly hợp thuỷ lực luôn có trượt (ít 2÷3%) gây thêm tổn hao công suất động tăng tiêu hao nhiên liệu xe Mặc khác ly hợp thủy lực đòi hỏi cao độ xác kín khít dầu đặc biệt (có độ nhờn nhiệt độ đông đặc thấp, không sủi bọt v.v ) nên giá thành ly hợp nói riêng ôtô nói chung cao Vì ly hợp loại sử dụng hạn chế loại xe đặc biệt có công suất riêng lớn Hình 1.4 : Ly hợp thủy lực Bánh tua bin Nắp Bánh bơm Cánh cong Tấm ngăn Tấm ngăn Đường dầu vào Bình tản nhiệt Van an toàn 11 Thùng dầu 12 Van xả Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 10 Bơm dầu Thiết kế ly hợp xe tải 1.1.3.3 Ly hợp điện từ Đó loại ly hợp mà mô men hình thành ly hợp nhờ mo men điện từ Ly hợp điện từ truyền động êm dịu Tuy kết cấu kồng kềnh nên dùng ôtô mà thường sử dụng tàu hoả, máy công trình Hình 1.5 : Ly hợp điện từ a) Không có hỗn hợp bột sắt từ Chổi điện Lõi thép Lò xo b) Có hỗn hợp bột sắt từ Cuộn dây Phần ứng Trục sơ cấp hộp số Vòng tiếp điện Bánh đà 1.1.4 Điều khiển dẫn động ly hợp Đối với ly hợp thường đóng (dùng lò xo ép), muốn mở ly hợp người ta phải dùng hệ thống điều khiển để truyền lực từ bàn đạp ly hợp đến đĩa ép nhằm thắng lực ép lò xo, tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động.Điều khiển ly hợp có thển điều khiển khí, điều khiển thủy lực.Điều khiển ly hợp có trợ lực áp dụng rộng rãi nhằm giảm lực điều khiển cho người lái xe xe tải xe khách có tải trọng lớn.Việc trợ lực cho ly hợp khí nén, trợ lực chân không lò xo Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B Thiết kế ly hợp xe tải 1.1.4.1 Điều khiển khí: 12 11 10 13 Hình 1.6 : Sơ đồ ly hợp dẫn động điều khiển khí Bàn đạp Thanh kéo Càng mở (bên ngoài) Ổ bi tỳ Đòn trung gian 4.Thanh đẩy Càng mở(bên trong) Lò xo hồi vị Giá tùy động 10 Nạng mở 11.Đĩa ép 12 Bánh đà 13 Tấm ma sát - Nguyên lý làm việc: Lực tác dụng từ bàn đạp thông qua đòn bẩy để kéo kéo 2,đẩy qua phải làm quay mở 5-6 để ép vào ổ bi tỳ 8, tác dụng lực để mở ly hợp - Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền, làm việc tin cậy - Nhược điểm: • Mòn khớp sau thời gian làm việc, tăng hành trình tự bàn đạp dẫn đến mở không hết ly hợp • Bố trí phức tạp, khó khăn ly hợp xa vị trí người lái xe (động cỏ bố trí sau) • Hiệu suất thấp mòn cũ Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B Thiết kế ly hợp xe tải 1.1.4.2 Điều khiển thủy lực 12 11 10 Hình 1.7 : Sơ đồ ly hợp dẫn động kiểu thủy lưc Bánh đà Đĩa bị động Đòn mở Giá tùy động Bạc mở ổ bi tỳ Lò xo hồi vị ổ bi tỳ Bàn đạp Xilanh Xi lanh công tác 10 Nạng mở 11 Ống trượt 12 Đĩa ép -Nguyên lý làm việc: Dưới tác dụng lái xe từ bàn đạp, dầu xilanh theo đường ống để đến xylanh công tác Dầu cao áp đẩy piston đẩy cần piston quay mở 10 tiến hành mở ly hợp -Ưu điểm: • Khắc phục tượng mòn rơ khớp • Có tính khuyếch đại cao • Hiệu suất cao, độ cứng vững cao • Giảm tải trọng động , có khả hạn chế tốc độ dịch chuyển đĩa ép đóng ly hợp • Dễ lắp đặt Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 10 Thiết kế ly hợp xe tải i0 = 351, 7.0,35 = 4, 03 30,56.1 ih1: Tỷ số truyền số Theo [1], ta xác định ih1 theo điều kiện: • Điều kiện kéo ih1 ≥ G a ψ max rbx M emax i0 ηt (2.14) • Điều kiện bám ih1 ≤ Gϕ ϕ R bx M emax i ηt (2.15) Trong đó: + Ga : Trọng lượng toàn xe, Ga = 55917 [N] + Ψmax : Hệ số cản chuyển động lớn đường Theo đề Ψmax = 0,25 + ηt : Hiệu suất hệ thống truyền lực Theo [1], với xe tải ta chọn ηt = 0,85 + i0 = 4,03 theo kết (2.11) + ϕ : Hệ số bám lốp mặt đường Theo [1], ϕ = 0,6 ÷ 0,8 Ta chọn ϕ = 0,6 + Gϕ : Trọng lượng bám xe Theo [1] Gϕ = Gcđ.mcđ (2.16) Với Gcđ : Trọng lượng phân bố lên cầu chủ động, Gcđ = 0,7.Ga (theo [1]) + mcđ : Hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu chủ động Theo [1], mcđ =1,2÷1,35 Ta chọn mcđ = 1,25 Thay số vào (2.16) ta có Gϕ = 0,7.55917.1,25 = 48927,38 [N] Thay đại lượng vào công thức (2.14), (2.15) ta có: ih1 ≥ Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 0,25.55917.0,35 = 6,49 220.4, 03.0,85 21 Thiết kế ly hợp xe tải ih1 ≤ 48927,38.0, 6.0,35 = 13, 63 220.4, 03.0,85 Chọn ih1 = 6,5 Từ đại lượng trên, ta thay vào công thức (2.10) ta xác định momen quán tính khối lượng qui dẫn Ja: Ja = 55917 0, 352 1, 06 = 1, 079 9,81 (4, 03.6, 5.1) [kg.m2] 2.3.4.2 Mô men cản chuyển động qui dẫn Ma [N.m] Hình 2.4: Mô hình tính toán Ma Mô men cản chuyển động xe qui dẫn trục ly hợp tính theo [1]: M a = [ (Ga + Gm )ψ + Pω ] rbx itη t (2.17) Trong : + ψ : Hệ số cản tổng cộng đường Theo [1] ψ = f+i (2.8) Lúc khởi hành f = f0; với f0 = 0,015÷0,02 (theo [1]) Ta chọn f0= 0.02 Khảo sát oto đường cân i=0 Thay số vào (2.18) ta ψ = 0,02+0 = 0.02 + Gm : Khối lượng rơ mooc, Gm = + Pω : Lực cản không khí Khi khởi hành xe Pω = + it : Tỷ số truyền chung hệ thống truyền lực, (theo [1]) Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 22 Thiết kế ly hợp xe tải (it = ih1.ip.io) (2.11) + ηt : Hiệu suất thuận hệ thống truyền lực, ηt = 0,85 (theo [1]) Từ đại lượng trên, thay vào (2.17), ta được: M a = [ (55917 + 0).0, 02 + 0] 0,35 = 17,6 [Nm] 4, 03.1.6, 5.0,85 2.3.4.3 Tính thời gian trượt ly hợp giai đoạn (t1 t2) Tính theo hệ số cường hóa mômen K theo [1] Đối với xe tải K = 150÷750 [N.m/s], chọn hệ số K = 350 [N.m/s] Tính thời gian trượt t1, t2 Theo [1] t2 = 2.J a (ωe −ωa ) K (2.18) t1 = Ma K (2.19) Trong đó: + ωemax : Tốc độ góc động đóng ly hợp, tính toán lấy tốc độ góc ứng với mô men cực đại ωe = ωM Với ωM = nM π 30 (2.20) Theo đề: nM = 2200 [v/p] Thay đại lượng vào (2.20) ta ωM = 2200.3,14 = 230,3 [rad/s] 30 + ωa : Tốc độ góc trục ly hợp Tính toán cho lúc khởi hành xe nên ωa =0 + Ja : Momen quán tính khối lượng ô tô quay trục ly hợp Theo kết (2.10) (2.17), ta có Ja=2,26 [kg.m 2] Ma= 35,44 [Nm] Thay số vào công thức (2.18) (2.19) ta t2 = 2.1, 079.(230, − 0) = 1,42 350 t1 = 17, = 0, 046 350 [s] Ta có tổng thời gian trượt t0 = t1+t2 Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B [s] (2.21) (theo [1]) 23 Thiết kế ly hợp xe tải Thay kết (2.18) (2.19) vào (2.21) ta được: t0 = 0,046+1,42 = 1,466 [s] Theo kết (2.21) thỏa mãn yêu cầu t0 ∈(1,1÷2,5 [s]) (theo [1]) Vậy thời gian trượt thỏa mãn yêu cầu 2.3.4.4 Tính công trượt tổng cộng ly hợp Theo [1], công trượt tổng cộng ly hợp xác định :  t L = M a (ω e − ωa ). + t  + J a (ω e − ω a ) 2  (2.23) Thay số đại lượng biết vào (2.23) ta tính công trượt L [J]:  0, 046  + 1, 42 ÷+ 1, 079.230, 32 L = 17, 6.(230,3 − 0)    = 32544,38 [J] 2.3.4.5 Tính công trượt riêng cho ly hợp Theo [1] công trượt riêng ly hợp tính theo công thức lr = L z ms π(R 22 − R 12 ) (2.24) Trong : + L : Công trượt tổng cộng ly hợp + zms : Số đôi bề mặt ma sát, zms = + R2, R1 : Bán kính tương ứng vòng ngoài, vòng hình vành khăn bề mặt ma sát Theo kết (2.23), (2.5) (2.6), thay đại lượng vào (2.24) ta được: lr = 32544,38 2.3,14.(0,152 − 0, 0832 ) = 331959,9 [J/m2] Vậy lr = 562,6841 [KJ/m2] Vậy, so với giá trị cho phép công trượt riêng xe tải (l r≤800 [KJ/m2]) ly hợp thiết kế đạt yêu cầu tuổi thọ cho ly hợp Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 24 Thiết kế ly hợp xe tải 2.3.5 Nhiệt sinh trượt ly hợp Ngoài việc tính toán kiểm tra công trượt riêng, ly hợp cần phải tính toán kiểm tra nhiệt độ nung nóng chi tiết ly hợp trình trượt ly hợp để bảo đảm làm việc bình thường ly hợp, không ảnh hưởng nhiều đến hệ số ma sát, không gây nên cháy ma sát ảnh hưởng đến đàn hồi lò xo ép.v.v Để tính toán nhiệt sinh ly hợp trượt, với giả thiết thời gian trượt ly hợp ngắn, nhiệt sinh không kịp truyền cho chi tiết môi trường xung quanh mà truyền trực tiếp cho chi tiết bị trượt thường ma sát có độ dẫn nhiệt nên coi tất nhiệt sinh truyền cho đĩa ép, đĩa ép trung gian bánh đà động Công trượt bề mặt ma sát nên nhiệt sinh đoi bề mặt ma sát Với ly hợp đĩa, nhiệt sinh làm nung nóng đĩa ép xác định theo [1] ν.L = m.c.∆T (2.25) Trong : + L + ν : Công trượt toàn ly hợp [J] : Hệ số xác định phần nhiệt để nung nóng đĩa ép Với ly hợp đĩa bị động ν = 0,5 ( theo [1] ) +c : Nhiệt dung riêng chi tiết bị nung nóng, với vật liệu thép gang lấy c = 481,5 [J/kg0K] (theo [1]) +m : Khối lượng chi tiết bị nung nóng, [kg] + ∆T : Độ tăng nhiệt độ chi tiết bị nung nóng, [0C] Theo [1], độ tăng nhiệt độ cho phép chi tiết tính toán lần khởi hành ôtô không vượt 100K Chọn ∆T = 90K Từ (2.25)suy khối lượng đĩa ép tối thiểu m= 0,5.32544,38 = 3, 755 481,5.9 [kg] Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 25 Thiết kế ly hợp xe tải Vậy khối lượng tối thiểu đĩa ép m = 3,755 [kg] Bề dày tối thiểu đĩa ép δ[m] xác định theo khối lượng tính toán chế độ nhiệt (m) xác định theo [1] : δ ≥ m π(R − R 12 )ρ (2.26) 2 Trong đó: ρ : Khối lượng riêng đĩa ép [kg/m3] Với vật liệu làm gang ρ ≈ 7800 [kg/m3] theo [1] Từ đại lượng biết thay vào (2.26) ta xác định bề dày tối thiểu đĩa ép theo chế độ nhiệt trượt: δ ≥ 3, 755 = 0, 0098 [m] 3,14(0,15 − 0, 0832 ).7800 Chọn δ = 11 [mm] 2.3.6 Xác định thông số cấu ép Cơ cấu ép dùng để tạo lực ép cho đĩa ép ly hợp, lò xo ly hợp chế tạo thép Silic 60C, 60C2A có ứng suất tiếp xúc cho phép [τ] =650÷850 [MN/m2] ứng suất [Ϭ]=1000[MN/m2] (theo [1]) Lò xo tính toán nhằm bảo đảm lực ép F cần thiết cho ly hợp Kích thước lò xo trụ phải đảm bảo điều kiện bền chức đòn mở 2.3.6.1 Lực ép cần thiết lò xo Flx [N] làm việc Theo [1], lực ép cần thiết lò xo trụ làm việc, ta có: Flx = ko.F zlx [N] (2.17) Trong : + F : Lực ép cần thiết ly hợp [N] Theo kết từ (2.8), F= 7333,3 [N] + k0 : Hệ số tính đến giãn, nới lỏng lò xo Theo [1], k0 = 1,05 ÷ 1,08 Ta chọn k0 = 1,05 [1] Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 26 Thiết kế ly hợp xe tải + zlx : Số lượng lò xo sử dụng để tạo lực ép, xe tải theo [1] ta chọn zlx = 18 Thay thông số vào (2.27), ta : Flx = 1, 05.7333,3 = 427, 78 [N] 18 2.3.6.2 Độ cứng lò xo ép Clx [N/m] Độ cứng lò xo Clx xác định theo điều kiện tối thiểu hệ số dự trữ ly hợp β ma sát mòn đến giới hạn phải thay thế, theo [1] : C lx = Flx lm  β 1 − β     (2.28) Trong : +β : Hệ số trữ tính toán ly hợp, ta chọn β = + β : Hệ số dự trữ ly hợp ma sát mòn đến giới hạn phải thay thế, theo kinh nghiệm β = ( 0,8 ÷ 0,85 ) β (theo [1]) Ta chọn β = 0,8.2 =1,6 + lm : Lượng mòn tổng cộng cho phép ma sát, tính [m] Tấm ma sát vào đĩa bị động theo phương pháp đinh tán theo [1] ta có : l m = 0,25 δ ms.zms Với δ ms (2.29) độ dày ma sát, có giá trị khoảng δ Ta chọn δ ms ms = (3,5÷6,0) [1] = 5; thay vào (2.29) l m = 0,25.5.2 = 2,5 [mm] Thay đại lượng vào (2.28), ta tính được: Clx = 427, 78  1,  1 − ÷ = 34222, 07 [N/m] 2, 5.10−3   2.3.7.3 Lực nén lớn tác dụng lên lò xo ép Flxmax [N] Lực nén lớn tác dụng lên lò xo tính theo [1] : Flxmax = Flx + Clx.λm (2.30) Trong + Clx : Độ cứng lò xo Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 27 Thiết kế ly hợp xe tải + λ m : Độ biến dạng thêm lò xo mở ly hợp [m], xác định độ dịch chuyển đĩa ép ly hợp mở, theo [1], ta có: λ m = δ m z ms + 2.δdh (2.31) Trong : • δm : Khe mở hoàn toàn đôi bề mặt ma sát, [m] ; ly hợp đĩa ma sát : δm = 0,75 ÷ 1,0 [mm] (theo [1]), chọn δm = 0,1 [mm] • δdh : Độ dịch chuyển cần thiết đĩa ép độ đàn hồi đĩa bị động, δdh = 0,25 ÷ 1,0 [mm] (theo [1]), chọn δdh = [mm] Thay số vào (2.31), ta có λ m = 0,001.2 + 0,001 = 0,003 [m] Thay số vào (2.30), ta tính được: Flxmax = 427,78 + 34222,07.0,003 = 530,442 [N] Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 28 Thiết kế ly hợp xe tải 2.3.6.4 Kích thước hình học lò xo Quan hệ đường kính dây lò xo d đường kính trung bình D xác định theo công suất ứng suất tiếp tác dụng lên lò xo, theo [1] ta có: τ= 8.k D Flx max ≤ [τ ] π d (2.32) Suy d≥ 8k D ( ) Flx max π [τ ] d (2.33) Trong đó: + [τ ] ứng suất tiếp cho phép vật liệu làm xo, (theo [1]) [τ ] = 650 ÷ 850 [MN/m2], chọn [τ ] = 650 [MN/m2] + k hệ số tăng ứng suất, chọn theo tỷ số D/d từ bảng B1-2, (theo [1]) Chọn tỷ số D/d = => k = 1,25 [1] Khi D=6d Thế số vào (2.33), ta được: d≥ 8.1, 25 6.530, 442 = 3,95 [mm] 3,14.650 Chọn d = [mm], suy D = 6.4 = 24 [mm] 2.3.6.5 Số vòng làm việc lò xo Số vòng làm việc lò xo xác định từ công thức độ cứng C lx [N/m2] từ bảng B1-2, theo [1]: Clx = G.d 8.D nlx (2.34) Trong đó: + nlx : Số vòng làm việc lò xo + G : Mô-đun đàn hồi trượt vật liệu làm lò xo, theo [1] G = 0,81.1011 [N/m2] Từ (2.34) suy G.d nlx = 8.D 3Clx Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B (2.35) 29 Thiết kế ly hợp xe tải Thế đại lượng vào (2.35), ta nlx = 0,81.1011.(4.10 −3 ) = 5, 48 [vòng] 8.(24.10−3 )3 34222, 07 Chọn nlx = [vòng] 2.3.6.6 Chiều dài tối thiểu lò xo Lmin [mm] Chiều dài tối thiểu lò xo L xác định chịu tải trọng lớn Flxmax với khe hở tối thiểu vòng [mm] (theo [1]) Lmin = (nlx+1).(d + 1) + (1,5 ÷ 2).d [mm] (2.36) Trong : + (nlx-1) : Số bước lò xo +(1,5 ÷ 2): Số vòng không làm việc; tính thêm cho việc tỳ lò xo vào đế +d : Đường kính dây lò xo xoắn [mm] Thế số vào (2.36), ta được: Lmin = (6+1).(4+1)+(1,5 ÷ 2).4 = 41 ÷ 43 [mm] Chọn Lmin = 42 [mm] 2.3.6.7 Chiều dài tự lò xo Lmax [mm] Chiều dài tự lò xo Lmax xác định không chịu tải, (theo [1]) Lmax = Lmin + λmax (2.37) Trong đó: λ max : Độ biến dạng lớn lò xo chịu lực lớn F lxmax, theo [1] λ max = Fllx max Clx (2.38) Thế số vào (2.38), ta được: λ max = 530, 44 = 0, 015,5 [m] 34222, 07 Thế số vào (2.37), ta được: Lmax = 42+15.5 = 57,5 [mm] Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 30 Thiết kế ly hợp xe tải 2.3.6.8 Chiều dài làm việc lò xo Llv [mm] Chiều dài làm việc lò xo Llv xác định chịu lực ép Flx (theo [1]) Llv = L max - λlv [mm] (2.39) Trong đó: λlv : Độ biến dạng lò xo chịu lực ép Flx, theo [1] : λlv = Flx Clx (2.40) Thế số vào (2.40), ta : λlv = 427, 78 = 0, 0125 [m] 34222, 07 Thế số vào (2.39), ta : Llv = 57,5 – 12,5 = 45 [mm] Chọn Llv = 45 [mm] 2.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP Đối với ly hợp thường đóng (dùng lò xo ép) muốn mở ly hợp người ta chia phải dùng hệ thống điều khiển để truyền lực đạp từ bàn đạp ly hợp lên đến đĩa ép nhằm thắng lực ép lò xo, tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động 2.4.1 Xác định hành trình bàn đạp Sbđ[mm] Hình 2.5: Sơ đồ dẫn động ly hợp Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 31 Thiết kế ly hợp xe tải Thực tế tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động, bàn đạp có khoảng chạy không tải để khắc phục tất khe hở có hệ thống điều khiển Quan hệ khe hở với độ dịch chuyển bàn đạp S bđ (còn gọi hành trình bàn đạp) ly hợp mở xác định theo tỷ số truyền hệ thống điều khiển xác định theo [1] sau: Sδbđ =.z( m δms +i dh ) δdk + o a c e δ + ( δ 01 + b d f 02 ) a b (2.41) Trong đó: + δm : Khe hở đôi bề mặt ma sát mở ly hợp Với ly hợp đĩa ma sát δm = (0,75÷1,) [mm] (theo [1]) Chọn δm = 0,1 [mm] + zms : số đôi bề mặt ma sát, zms= + δdh : Độ dịch chuyển cần thiết đĩa ép độ đàn hồi đĩa bị động Khi tính toán chọn δdh = [mm] (theo [1]) + δ0 : Khe hở tự cần thiết đòn mở bạc mở Đối với xe tải, theo [1] ta có δo = ÷ [mm] Chọn δo =2 [mm] + δ01: Khe hở tự cần thiết bàn đạp hệ thống dẫn động Theo [1] δ01 = 0,5 ÷ 1[mm] Chọn δ01 = 0,5 [mm] + δ02: Khoảng cách khe hở lỗ thông bù dầu xy lanh Theo [1], dẫn động thủy lực δ02 = 1,5÷2 [mm] Ta chọn δ02 = 1,5 [mm] + a/b = ibd : Tỉ số truyền bàn đạp + c/d = itg : Tỉ số truyền dẫn động trung gian Theo [1] ta có itg = 0,9÷1,1 Chọn itg = + e/f = icm : Tỉ số truyền đẩy bạc mở Theo [1] ta có icm = 1,4 ÷ 2,2 Chọn icm =2 Chọn e = 166 [mm]; chọn f = 83 [mm] + idk : Tỉ số truyền chung toàn hệ thống điều khiển, theo [1] ta có: i dk = a c e g b d f h Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B (2.42) 32 Thiết kế ly hợp xe tải Với g = iđm : tỷ số truyền đòn mở Theo [1], iđm =3,8÷5,5, chọn iđm=4 h Chọn g = 78 (mm) , h = 17 (mm) Từ công thức (2.41), ta có: Sδbđ =.z ( δ m ms i+ iđh ).i tg δ i +.i cm đm o δ + δ( tg cm 01 +i 02 )  (2.43) bđ Theo [1] xe tải, [Sbđ] = 150÷180 [mm] Ta chọn [Sbđ] = 180 [mm] Từ (2.43), ta có: ibd = Sbđ ( δ m z ms + δ dh ) i tg i cmđm i + oδ tg.i c.i m + ( δ 01 + δ 02 )  (2.44) Thay số vào (2.43) ta ibd = 180 = 5,86 ( 1.2 + 1) 1.2.4 + 2.1.2 + ( 0,5 + 1,5 )  Chọn a = 252 (mm) , b= 42 (mm) 2.4.2 Lực tác dụng lên bàn đạp, Fbđ [N] • Lực cần thiết phải tạo bàn đạp mở ly hợp, ký hiệu Fbđ xác định theo [1] sau: Fbd ≥ Fm max i dk ηdk (2.45) Trong đó: + Fmmax : Lực lớn lò xo tác dụng lên đĩa ép mở ly hợp, [N] Đối với lò xo dây xoắn, theo [1] ta có Fm max= (Flx + Clx.λm).zlx (2.46) Trong đó: - Flx : Lực ép cần thiết lò xo đóng ly hợp, [N] Theo kết từ (2.27), Flx= 427,78 [N] - Clx : Độ cứng lò xo, [N/m] Theo kết từ (2.28), Clx= 34222,07 [N/m] - λm : Độ biến dạng thêm lò xo mở ly hợp [m] Theo kết từ (2.30), λm= 0,003[m] Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 33 Thiết kế ly hợp xe tải - zlx : Số lượng lò xo, zlx=18 Thế số vào (2.46), ta được: Fm max= (427,78 + 34222,07.0,003).18 = 9547,97 [N] + iđk : Tỉ số truyền hệ thống điều khiển Theo công thức (2.24) suy ra: i dk = i bđ i tg i cm i đm (2.47) Thế số vào (2.47), ta idk = 6.1.2.4 = 48 + ηdk : Hiệu suất hệ thống điều khiển Theo [1] ta có ηdk = 0,85÷0,9 Chọn ηdk = 0,85 Thay số vào (2.45), ta có: Fbd ≥ 9547,96 = 234, 02 48.0,85 [N] Theo [1] xe tải [Fbđ]=250 [N] Fbđ nhỏ giá trị cho phép nên không cần dùng hệ thống trợ lực Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 34 Thiết kế ly hợp xe tải TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] LÊ VĂN TỤY (2009), Hướng dẫn thiết kế ô tô (phần truyền lực ô tô), Tài liệu lưu hành nội Khoa Cơ khí Giao thông - Đại học Bách khoa – ĐHĐN Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 35 ... [KJ/m2]) ly hợp thiết kế đạt yêu cầu tuổi thọ cho ly hợp Nguyễn Tấn Hữu_Lớp 13C4B 24 Thiết kế ly hợp xe tải 2.3.5 Nhiệt sinh trượt ly hợp Ngoài việc tính toán kiểm tra công trượt riêng, ly hợp cần... Hữu_Lớp 13C4B 10 Bơm dầu Thiết kế ly hợp xe tải 1.1.3.3 Ly hợp điện từ Đó loại ly hợp mà mô men hình thành ly hợp nhờ mo men điện từ Ly hợp điện từ truyền động êm dịu Tuy kết cấu kồng kềnh nên dùng... 13C4B Thiết kế ly hợp xe tải 1.1.3 Phân loại ly hợp Với yêu cầu nêu trên, ôtô máy kéo sử dụng nhiều loại ly hợp Dựa theo tính chất truyền mô men, người ta phân loại ly hợp sau : 1.3.1.1 Ly hợp