đồ án phần truyền lực oto

Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Chơng : Thiết kế ly hợp ôtô Mục đích việc thiết kế môn học phần ly hợp ôtô nhằm xác định thông số ly hợp ôtô Đó tính toán xác định số lợng kích thớc bề mặt ma sát, cấu ép cấu điều khiển ly hợp nhằm bảo đảm yêu cầu ly hợp điều kiện làm việc ôtô Tính toán đĩa bị động đĩa ép: 1.1 Mô men ma sát ly hợp : Ly hợp phải có khả truyền hết mô-men xoắn lớn động Memax Để bảo đảm yêu cầu truyền hết mô-men xoắn lớn động điều kiện làm việc, ta phải có : Mms = Memax. (1-1) Trong : Mms : Mô-men ma sát cần thiết ly hợp, [N.m] Mmax : Mô-men xoắn lớn động cơ, [N.m] (Lấy theo số liệu đề cho, máy kéo mô-men lấy mô men định mức Mn động cơ) : Hệ số dự trữ ly hợp Hệ số dự trữ ly hợp phải đủ lớn (>1) để bảo đảm cho ly hợp truyền hết mô-men xoắn động điều kiện làm việc (khi bề mặt ma sát bị dầu mở rơi vào, lò xo ép bị giảm tính đàn hồi, ma sát bị mòn.v.v ) Mặc khác hệ số không đợc lớn quá, nh ly hợp không làm tốt chức bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực tải Hệ số thờng đợc xác định thực nghiệm; có tính đến yếu tố nh nêu đặc biệt ý xét đến điều kiện làm việc nặng nhọc xe, đặc tính động lực học xe thiết kế Giá trị tham khảo theo sè liƯu ë b¶ng B1-1 nh− sau : B¶ng B1-1 : Bảng chọn hệ số dự trữ ly hợp Loại xe Xe du lịch Xe tải, khách, máy kéo vận tải (không kéo mooc) Ô tô tải có mooc (hoặc tính thông qua cao) Máy kéo nông nghiệp kiểu ly hợp thờng đóng Trị số 1,35 ÷ 1,75 1,60 ÷ 2,25 1,80 ÷ 3,00 2,00 ÷ 2,50 Chú ý : Giá trị giới hạn đợc chọn cho xe làm việc điều kiện nặng nhọc (nh tải trọng lớn, xe hoạt động nhiều loại đờng, kiểu ly hợp không điều chỉnh đợc) GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Ngợc lại xe làm việc điều kiện không nhọc, có đặc tính động lực học tốt chọn phía giới hạn nhỏ Vậy, vào chủng loại xe điều kiện làm việc thờng xuyên mà ta chọn hệ số thích hợp; từ xác định đợc mô-men ma sát cần thiết ly hợp theo công thức (1-1) nhằm truyền hết mô-men xoắn động điều kiện hoạt động 1.2 Bán kính hình vành khăn bề mặt ma sát đĩa bị động : NÕu gäi lùc Ðp tỉng céng c¬ cÊu ép tạo F [N], đặt bán kính trung bình Rtb [m] đĩa bị động, mô-men ma sát ly hợp Mms [N.m] cấu ép tạo : Mms = à.F.Rtb.zms (1-1b) Trong : zms : Hệ số ma sát trợt đôi bề mặt ma sát (tấm ma sát với đĩa ép ma sát với bánh đà) : Số đôi bề mặt ma sát; phụ thuộc vào số đĩa bị động ly hợp: + Ly hợp đĩa bị động : zms = + Ly hợp hai đĩa bị động : zms = Gọi p [N/m2] áp suất pháp tuyến sinh đôi bề mặt ma sát dới tác dụng lực ép F, với giả thiết áp suất p phân bố toàn bề mặt ma sát (p = const) Với R1, R2 bán kính hình vành khăn mô-men ma sát đĩa bị động ly hợp Mms cấu ép tạo đợc viết lại dạng triển khai theo kÝch th−íc cđa tÊm ma s¸t: M ms = µpπR 32 (1 − K 3R )z ms (1-1c) Trong ®ã : p : ¸p st ph¸p tun cđa c¸c bề mặt ma sát, [N/m2] KR : Hệ số tỷ lệ bán kính bề mặt ma s¸t, KR = R1 R2 Suy b¸n kÝnh R2 [m] bề mặt ma sát đĩa bị động ly hợp đợc xác định theo áp suất làm việc bề mặt ma sát R2 = 3.β.M e max 2.z ms µ.π.p − K 3R ( ) (1-2) Giá trị áp suất làm việc bề mặt p thông số quan trọng định đến lợng mòn bề mặt ma sát ly hợp trợt trình đóng ly hợp sau gài số Trong vành ma sát thờng làm vật liệu có hệ số ma sát cao GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô nhng mềm thép gang Vì tính toán thiết kế phải chọn giá trị áp suất làm việc p nhỏ giá trị cho phép [p] = 1,4.105 ữ 2,5.105 [N/m2] nhằm bảo đảm tuổi thọ cần thiết cho chúng hai lần sữa chữa thay Giá trị giới hạn đợc áp dụng cho ôtô có động nhiều xy lanh (lớn 4), đặc tính động lực xe tốt làm việc điều kiện đờng sá tốt (ít phải sang số) ngợc lại ôtô có động xy lanh, đặc tính động lực xe không tốt làm việc điều kiện đờng sá xấu Hệ số tỷ lƯ KR cã thĨ chän theo kinh nghiƯm b»ng KR = 0,53 ữ 0,75 Giá trị nhỏ dùng cho xe có động tốc độ trung bình thấp đặc tính động lực xe tốt (ít phải sang số) Với động cao tốc, chọn hệ số KR bé (tức R1 R2 khác lớn) chênh lệch tốc độ trợt tiếp tuyến mép mép vành ma sát lớn, gây mòn không từ làm cho thời hạn phục vụ ma sát giảm Vì động cao tốc nªn chän hƯ sè tû lƯ kR vỊ phÝa giíi hạn Hệ số ma sát phụ thuộc vào nhiều yếu tố : vật liệu tình trạng đôi bề mặt ma sát, tốc độ trợt tơng đối, nhiệt độ áp suất bề mặt ma sát Đối với ly hợp ma sát khí ôtô máy kéo, hệ số ma sát phê-ra-đô đồng với gang (hoặc thép) hệ số ma sát đạt đến 0,35 Tuy vậy, ảnh hởng yếu tố nhiệt độ, tốc độ trợt v.v nên tính toán chọn khoảng = 0,22 ữ 0,30 Số đôi bề mặt ma sát zms thờng chọn (tức ly hợp đĩa bị động) Chỉ máy kéo ôtô tải lớn; có mô-men cực đại động lớn (từ 465 [N.m] trở lên), làm việc điều kiện nặng nhọc chọn zms = (ly hợp có hai đĩa bị động) Trong tính toán thiết kế, bán kính R2 có giá trị lớn vợt giới hạn đờng kính bề mặt ma sát bánh đà động (tham chiếu bảng B1-2) Lúc R2 phải đợc tính lặp lại với zms = Bảng B1-2: Giới hạn đờng kính vành ma sát D2 Mômen cực đại động Memax[Nm] không lớn Số vòng quay tơng ứng nN [v/ph] không nhỏ Đờng kính cho phép D2 [mm] không lớn ≤ 88 ÷ 240 ≥ 7000 ÷ 10000 ≤ 180 ÷ 240 ≤ 200 ÷ 375 ≥ 4500 ÷ 5000 ≤ 250 ÷ 325 ≤ 400 (465) ÷ 685(1080)* ≥ 3000 ÷ 4000 ≤ 340 ÷ 400 ≤ 1080(1420)* ≥ 2500 ữ 3000 420 Chú thích * : Giá trị dấu ngoặc đơn tơng ứng với ly hợp đĩa bị động GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Bán kính bề mặt ma sát R1 [m] đợc xác định thông qua hệ số tỷ lệ KR chọn tính toán bán kính R2 Tức là: R1 = KRR2 (1-2b) 1.3 Diện tích bán kín trung bình hình vành khăn ma sát : Diện tích hình vành khăn ma s¸t S [m2]: S = π (R 22 − R 12 ) (1-3) Bán kính trung bình hình vành khăn ma sat Rtb [m]: Rtb = R23 − R13 R22 − R12 (1-3b) 1.4 Lùc ép cấu ép: Sau xác định đợc thông số kích thớc vành ma sát, ta dễ dàng xác định đợc lực ép cần thiết cấu ép phải tạo mà theo bảo đảm áp suất làm việc chọn thỏa mãn mô-men ma sát yêu cầu: F= .M e max à.R tb z ms (1-4) 1.5 Công trợt riêng ly hợp : Việc xác định kích thớc bề mặt ma sát theo điều kiện áp suất làm việc không vợt giá trị cho phép nh cha đủ để đánh giá khả chống mòn ly hợp Khi ly hợp khác có áp suất làm việc nhng với ôtô máy kéo có trọng lợng khác hao mòn ly hợp khác Quá trình đóng êm dịu ly hợp kèm theo trợt ly hợp đôi bề mặt ma sát Sự trợt ly hợp làm cho bề mặt ma sát mòn, đồng thêi sinh nhiƯt nung nãng c¸c chi tiÕt tiÕp xóc với bề mặt trựơt Nếu cờng độ trợt mạnh làm mòn nhanh bề mặt ma sát vµ nhiƯt sinh sÏ rÊt lín, cã thĨ lµm cháy cục ma sát, làm nung nóng lò xo ép từ làm giảm khả ép chúng Vì vậy, việc xác định công trợt, công trợt riêng để hạn chế mòn, khống chế nhiệt độ cực đại nhằm bảo đảm tuổi thọ cho ly hợp cần thiết Để đánh giá tuổi thọ ly hợp theo điều kiện trợt, ngời ta dùng tiêu công trợt riêng; đợc xác định công trợt đơn vị diện tích làm việc bề mặt ma sát, kí hiệu lr [J/m2] : lr = L z ms π ( R22 R12 ) (1-5) GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Trong : L : Công trợt tổng cộng ly hợp, [Jun] : Số đôi bề mặt ma sát zms : Bán kính hình vành khăn bề mặt ma sát, [m] R2 : Bán kính hình vành khăn bề mặt ma sát, [m] R1 Sự trợt ly hợp diễn sau gài số thực đóng ly hợp Điều xẫy lúc xe chạy bắt đầu khởi hành xe; trờng hợp xe bắt đầu khởi hành có công trợt lớn lúc chênh lệch tốc độ bánh đà động tốc độ trục ly hợp (xe đứng yên) lớn Sự trợt ly hợp khởi hành xe có hai trờng hợp : trợt ly hợp đóng ly hợp đột ngột trợt ly hợp đóng ly hợp từ từ - Khi đóng ly hợp đột ngột (lái xe thả nhanh bàn đạp ly hợp) làm cho đĩa ép lao nhanh vào đĩa bị động, thời gian trợt ngắn nhng lực ép tăng lên nhanh làm cho xe bị giật mạnh, gây tải trọng động lớn hệ thống truyền lực (do quán tính lao vào đĩa ép, làm tăng thêm lực ép, mô men ma sát ly hợp tăng lên ly hợp cho phép truyền qua mô men quán tính lớn mô men ma sát tính toán theo 1-1) - Khi đóng ly hợp từ từ : Việc đóng ly hợp hợp từ từ tạo đợc êm dịu cần thiết cho ly hợp hệ thống truyền lực Đó yêu cầu quan trọng ly hợp nhằm bảo đảm tính êm dịu không sinh va đập cho hệ thống truyền lực Tuy nhiên đóng từ từ ly hợp làm cho thời gian trợt kéo dài công trợt tăng lên Qua khảo sát trình trợt ly hợp khí đóng êm diu, có trình tự bớc để tính công trợt L[Jun] ly hợp nh sau: 1.5.1 Mô men quán tính qui dẫn Ja [kg.m2]: Mô men quán tính khối lợng qui dẫn Ja đợc xác định từ điều kiện cân động ôtô chuyển động nh sau : G + Gm J a = ⎜⎜ a g ⎝ ⎞ rbx2 ⎟⎟ δ t ⎠ (i h i p i o ) (1-5a) Trong ®ã : Ga : Träng lợng toàn ôtô, [N] : Trọng lợng toàn rơ mooc đoàn xe kéo theo, [N] Gm g : Gia tèc träng tr−êng, g = 9,81 [m/s2] : Bán kính làm việc bánh xe chủ ®éng, [m] rbx ih,ip,io : Tû sè trun t−¬ng øng cđa hép sè, hép sè phơ vµ trun lùc chÝnh : Hệ số tính đến khối lợng chuyển động quay hƯ thèng trun δt lùc; tÝnh to¸n cã thĨ lÊy b»ng δt = 1,05 ÷ 1,06 GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô 1.5.2 Mô men cản chuyển động qui dẫn Ma [N.m]: Mô men cản chuyển động xe qui dẫn trục ly hợp đợc tính : M a = [(Ga + Gm )ψ + Pω ] rbx it η t (1-5b) Trong ®ã : ψ : Hệ số cản tổng cộng đờng P : Lực cản không khí, [N] : Tỷ số truyền chung hƯ thèng trun lùc (it = ih.ip.io) it : HiƯu st thn cđa hƯ thèng trun lùc ηt C¸c thông số khác đợc thích 1.5.3 Tính thời gian trợt ly hợp giai đoạn (t1 t2): Chóng ta cã thĨ chän mét hai c¸ch tÝnh sau: a) TÝnh theo thêi gian tr−ỵt tỉng céng ly hợp t0 : Chọn thời gian đóng ly hợp êm dịu : t0 = 1,1 ữ 2,5 [s] (chọn thời gian lớn, trình đóng ly hợp êm dịu nhng công trợt tăng) Tính hệ số kết thúc trợt kđ (kđ >0) ly hợp từ phơng trình : t0 = k d M e max (ω e − ω a ).2.J a (k d M e max − M a ) (1-5c) TÝnh thêi gian tr−ỵt t1, t2 : (ωe − ω a ).2.J a ⎧ ⎪t = (k M ⎪ d e max − M a ) ⎨ Ma ⎪t = t ⎪⎩ (k d M e max − M a ) (1-5c) Trong kđ hệ số kết thúc trợt; xác định tỷ số mômen ma sát hình thành so với mômen cực đại động mà ly hợp bắt đầu hết trợt (kđ = Mms/Memax) Trong hệ ba phơng trình kđ ẩn số phụ hệ phơng trình b) Tính theo hệ số cờng độ tăng mômen K: Chọn hệ số K (đặc trng cho cờng độ tăng mômen K = Mms/t0): - Xe du lịch khách - Xe vận tải hàng hóa : K = 50 ữ 150 [N.m/s] : K = 150 ữ 750 [N.m/s] Tính thời gian trợt t1, t2 : GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Ma t = ⎪⎪ K ⎨ ⎪t = J a (ω e − ω a ) ⎪⎩ K (1-5d) KiĨm tra thêi gian tr−ỵt tỉng céng : t1 + t2 = t0 ∈ (1,1 ÷ 2,5 [s]) NÕu không thõa trình chọn K tính t1, t2 đợc lặp lại 1.5.4 Tính công trợt tổng cộng cđa ly hỵp L [J] ⎞ ⎛t L = M a (ω e − ωa ).⎜ + t ⎟ + J a (ωe − ωa ) ⎝2 ⎠ (1-5e) Trong ®ã : : Thời gian trợt giai đoạn I, đợc xác định từ (1-5c 1-5d) t1 : Thời gian trợt giai đoạn II, đợc xác định từ (1-5c 1-5d) t2 Chú ý : c ) Khi đóng ly hợp êm dịu, công trợt L phụ thuộc lớn vào trọng lợng xe Khi tăng trọng lợng (hoặc kéo thêm đoàn xe) công trợt tăng nhanh (vì L tỷ lệ với Ma, Ja, t1, t2 mà tất thông số tăng theo tăng trọng lợng xe) d ) Khi tăng giá trị tỷ số truyền hệ thống truyền lực công trợt giảm (vì Ma, Ja, t1, t2 tỷ lệ nghịch với tỷ số truyền) Điều cho ta kết luận khởi hành xe, ta phải khởi hành với số truyền thấp hộp số (ih1) để giảm công trợt ly hợp e ) Khi khởi hành xe chỗ công trợt lớn (vì lúc a = nên hiệu số e - a lớn nhất) Động cao tốc, công trợt lớn Trong tính toán, lấy tốc độ góc động e tốc độ góc ứng với mô men cực đại (e = M) tính toán kiểm tra công trợt riêng ứng với chế độ khởi hành xe chỗ (a = ) Giá trị công trợt riêng tính theo công thức (1-5) phải nằm giíi h¹n cho phÐp (tÝnh cho sè trun thÊp ihI với hệ số cản tổng cộng đờng = 0,02) Xe : Xe khác tải khách : lr ≤ 1000 [KJ/m2] lr ≤ 800 [KJ/m2] f ) Để đơn giản tính toán, Giáo s A.I Gri-skê-vich đề nghị sử dụng công thức tính công trợt L (tính [J]) nh sau: L = Ja M e max ω e2 ( M e max − M a ) (1-5’) Trong ®ã : Memax : Mô men quay cực đại động cơ, [Nm] GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Ma Ja e : Mô men cản chuyển động xe qui dẫn trục ly hợp, [Nm] : Mô men quán tính khối lợng cđa xe qui dÉn vỊ trơc ly hỵp, [kgm2] : Tốc độ góc trục khuỷu động đóng ly hợp êm dịu, [rad/s] Tốc độ góc e đợc xác định theo chủng loại động : - Đối với động xăng - Đối với động diêzel : ωe = ωM /3 + 50π : ωe = 0,75N M, N tốc độ góc trục khuỷu động ứng với mô men cực đại công suất cực đại Công trợt riêng trờng hợp kiểm tra theo công thức (1-5) Kết tính công trợt, công trợt riêng số xe tham khảo bảng B1-3 Bảng B1-3: Công trợt, công trợt riêng số xe tham khảo (ψ = 0,02) L [KJ] ë ih1 lr [KJ/m2] ë ih1 ZAZ-968M 15,5 513 52,3 1732 BAZ-2101 16,8 538 46,4 1487 GAZ-24 27,0 611 66,4 1502 GAZ-53A 22,0 222 113,3 1142 ZIL-130-76 33,2 260 104,2 815 KAMAZ-53212 44,5 182 67,9 278 KAMAZ-5410 43,9 180 67,1 275 KAMAZ-5511 31,4 129 47,7 196 MAZ-500A-8926 36,3 107 125,8 371 MAZ-53352-886 13,7 404 51,2 151 MAZ-5336-8378 26,3 726 52,4 145 SCANIA LB-111 21,3 106 38,7 193 SCANIA LT-146S 42 13,4 475 24,3 86 BEDFORD TM 1500 39,5 260 139,2 918 BEDFORD TM 1900 43,9 161 74,9 274 M¸c xe L [KJ] ë ih2 lr [KJ/m2] ih2 g ) Đối với máy kéo, kiểm tra công trợt riêng theo công thức (1-1), công trợt L [J] đợc tính theo công thức Giáo s Lơ-vốp : GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô L= ω n2 (1-5”) ⎛ ⎞⎛ 1 ⎞ ⎟⎟ 2⎜⎜1 − ⎟⎟.⎜⎜ + ⎝ β ⎠ ⎝ Je Ja Trong : n : Tốc độ góc định mức động cơ, [rad/s] : Hệ số dự trữ ly hợp Các thông số khác nh thích Đối với máy kéo, mô men quán tính khối lợng qui dẫn trục khuỷu động Je đợc xác định gần theo mô men quán tính bánh đà Jbd (Je = 1,2.Jbd ) Mô men quán tính khối luợng bánh đà Jbd [kg.m2] cã thĨ tÝnh (h×nh H1-1): ( 3) Jbd = ∑ ( 2.π ρ b(i ) R24( i ) − R14(i ) ) i = (1) Trong ®ã : b(i) : Chiều dày khối lợng thành phần thứ i (i=1ữ3), [m] R1(i) : Bánkính vành có khối lợng thành phần thứ i, [m] R2(i) : Bánkính vành có khối lợng thành phần thứ i, [m] : Khối lợng riêng vật liệu làm bánh đà, thép gang khối lợng riªng ρ = 7800 [kg/m3] b(3) R2(3) b(2) R2(2)=R1(3) R1(1) R2(1)=R1(2) b(1) Hình H1-1 : Sơ đồ tính mô men quán tính bánh đà Mô men quán tính khối lợng qui dẫn liên hợp máy Ja [kg.m2] ®−ỵc tÝnh b»ng biĨu thøc : ⎛ G ⎞ r2 J a = ⎜⎜ ∑ ⎟⎟ bx2 δ t ⎝ g ⎠ i∑ (1-5”’) Trong ®ã : G∑ : Träng lợng toàn liên hợp máy, [N] GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô g : Gia tốc trọng trờng, g = 9,81 [m/s2] : Bán kính làm việc bánh xe chđ ®éng, [m] rbx i∑ : Tû sè trun cđa hƯ thèng trun lùc : HƯ sè tÝnh ®Õn khối lợng chuyển động quay hệ thống truyền δt lùc; tÝnh to¸n cã thĨ lÊy b»ng δt = 1,05 Công trợt riêng máy kéo tính kiểm tra với hệ số cản tổng cộng đờng = 0,16 số truyền thấp không vợt 300 [KJ/m2] 1.6 NhiƯt sinh tr−ỵt ly hỵp : Ngoài việc tính toán kiểm tra công trợt riêng ly hợp, cần phải tính toán kiểm tra nhiệt độ nung nóng chi tiết ly hợp trình trợt ly hợp để bảo đảm làm việc bình thờng ly hợp, không ảnh hởng nhiều đến hệ số ma sát, không gây nên cháy ma sát ảnh hởng đến đàn hồi lò xo ép.v.v Để tính toán nhiệt sinh ly hợp trợt , với giả thiết thời gian trợt ly hợp ngắn (t0 = 1,1 ữ 2,5); nhiệt sinh không kịp truyền cho chi tiết môi trờng xung quanh mà trun cho c¸c chi tiÕt trùc tiÕp xÉy sù trợt Thờng ma sát có độ dẫn nhiệt nên coi tất nhiệt phát sinh sÏ trun cho ®Üa Ðp, ®Üa Ðp trung gian (ly hợp hai đĩa bị động) bánh đà động Với giả thiết công trợt bề mặt ma sát nh nên nhiệt sinh đôi bề mặt ma sát nhau, ta có lợng nhiệt mà đĩa ép bánh đà nhận đợc là: .L = m.c.T (1-6) Trong : L : Công trợt toàn ly hợp, [J] : Hệ số xác định phần nhiệt để nung nóng bánh đà đĩa ép - Với ly hợp ®Üa bÞ ®éng : ν = 0,50 - Víi ly hợp hai đĩa bị động : = 0,25 cho ®Üa Ðp : ν = 0,50 cho ®Üa Ðp trung gian c : Nhiệt dung riêng chi tiết bị nung nãng, víi vËt liƯu b»ng thÐp hc gang cã thĨ lÊy c = 481,5 [J/kg0K] m : Khèi l−ỵng chi tiết bị nung nóng, [kg] T : Độ tăng nhiệt độ chi tiết bị nung nóng, [0K] Độ tăng nhiệt độ cho phép chi tiết tính toán lần khởi hành ôtô (ứng với hệ số cản = 0,02) không đợc vợt 100K (khi có kéo mooc không đợc vợt 200K) Còn máy kéo, phải nhỏ 50K (ứng với hệ số cản = 0,16) Bề dày tối thiểu đĩa ép (theo chế độ nhiệt) : Bề dày tối thiểu đĩa ép theo chế độ nhiệt [m] đợc xác định theo khối lợng tính toán chế độ nhiệt (m) đợc xác định theo công thức : GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 10 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô : Góc nghiêng cặp bánh gài số [rad] Chọn = 220 m1 : Mô-duyn pháp tuyến cặp bánh gài số một, [mm] Chọn m1 = 2,5 [mm] Các thông số khác đợc thích Thế sè ta cã : ig1 ⎧ 2A cos β1 ⎪ m Z −1 1 ⎪⎪ =⎨ ⎛ 22 * 3.1416 ⎞ ⎟ ⎪ 2.80 cos⎜ 180 ⎝ ⎠ − = 2,4469 ⎪ ⎪⎩ 2,5.17 Suy tû sè truyền cắp bánh truyền động chung (luôn ¨n khíp): ⎧i h1 = i a i g1 ⎪ i h1 3,58 ⎨ i = = = 1,4644 a ⎪ i , 4469 g ⎩ (2-32) Trong : ia : Tỷ số truyền cặp bánh luôn ăn khớp : Tỷ số truyền số hộp số ih1 : Tỷ số truyền cặp bánh gài số số ig1 Từ đó, suy tỷ số truyền cặp bánh gài sè cho c¸c sè trun kh¸c : i gk = i hk ;k =2ữn ia (2-32b) Trong : ia : Tỷ số truyền cặp bánh luôn ăn khíp ihk : Tû sè trun sè thø k bÊt kú cđa hép sè (trõ sè trun th¼ng) igk : Tỷ số truyền cặp bánh gài số thứ k bÊt kú; trõ sè trun th¼ng ThÕ sè ta cã : ih2 1,925 ⎧ ⎪i g = i = 1,4644 = 1,3148 a ⎪ ⎪ i h3 1,316 = = 0,8989 ⎪i g = i a 1,4644 ⎨ ⎪(i = ; Direct) ⎪ h4 i h5 0,800 ⎪ ⎪i g = i = 1,4644 = 0,5506 a GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 79 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Khi có đợc ia igk số bánh chủ động tơng ứng Za Zk (k=2ữn, trừ số truyền thẳng) đợc xác định theo công thức (2-13) Số bánh chủ động hộp số hai trục đợc xác định theo khoảng cách trục A tỷ số truyền cặp bánh ăn khớp igk nh− sau : 2A cos β k ⎧ ⎪ Z k = m (1 + i ) k gk ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ 2A cos β n ⎪Z n = m n (1 + i gn ) ⎪⎩ (2-33) Trong : igk : Tỷ số truyền cắp bánh gài số thứ k, k= a, 2ữn (n số cấp) k : Góc nghiêng cặp bánh gài số thứ a, k; [rad] : Mô-duyn pháp tuyến cặp bánh gài số thứ a, k, [mm] mk Các thông số khác đợc thích ⎪ ⎪Z a ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪Z ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎪Z ⎪ ⎪ ⎪ ⎪Z ⎪⎩ ⎛ 22 * 3.1416 ⎞ 2.80 cos⎜ ⎟ 2A cos β a 180 ⎠ = 24,2 ≈ 24 ⎝ = = 2,25.(1 + 1,4644) m a (1 + i a ) ⎛ 33 * 3.1416 ⎞ 2.80 cos⎜ ⎟ 2A cos β 180 ⎠ = 25,76 ≈ 26 ⎝ = = 2,25.(1 + 1,3148) m (1 + i h ) ⎛ 33 * 3.1416 ⎞ 2.80 cos⎜ ⎟ 2A cos β 180 ⎠ = 31,41 ≈ 31 ⎝ = = 2,25.(1 + 0,8989) m (1 + i h ) ⎛ 33 * 3.1416 ⎞ 2.80 cos⎜ ⎟ 2A cos β 180 ⎠ = 38,46 ≈ 38 ⎝ = = 2,25.(1 + 0,5506) m1 (1 + i h ) Số bị động cặp bánh ăn khớp tơng ứng đợc xác định theo tỷ số truyền gài số chÝnh nã : Z k' = Z k i gk (2-33b) ⎧Z1' = 17.2,4469 = 41,60 ≈ 42 ⎪ ' ⎪Z a = 24.1,4644 = 35,14 ≈ 35 ⎪ ' ⎨Z = 26.1,3148 = 34,18 ≈ 34 ⎪ ' ⎪Z = 31.0,8989 = 27,87 ≈ 28 ⎪Z 5' = 38.0,5506 = 20,92 ≈ 21 ⎩ GVC Ths Lª Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 80 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Tính xác lại khoảng cách trục làm tròn số răng: m1 ( Z1 + Z1' ) A= = cos β1 2,5.(17 + 42) = 79,5420 ⎛ 22.3,1416 ⎞ cos⎜ ⎟ ⎝ 180 ⎠ Chän A = 79,5 [mm] tính xác góc nghiêng bánh để bảo đảm khoảng cách trục chúng A = 79,5[mm] theo công thøc: m k ( Z k + Z 'k ) cos k = 2.A (2-33c) Kết tính toán thông số bánh đợc cho bảng B2-2: ig1 = 2,4706 ia = 1,4583 Số chủ động 17 24 26 31 38 Số bị động 42 35 34 28 21 2,50 2,25 2,25 2,25 2,25 21055’30” 33023’38” 31053’26” 33023’38” 33023’38” Tû sè truyÒn ih1 = ia.ig1 ih2 = ia.ig2 ih3= ia.ig3 ih4 = ih5 = ia.ig5 hép sè = 3,6029 = 1,907 = 1,317 (Direct) = 0,806 Tû sè trun iz M«-duyn m [mm] Gãc nghiªng β ig2 = 1,3077 ig3 = 0,9032 ig5 = 0,5526 Chú ý rằng, để bảo đảm cho bánh lắp trục có khoảng cách, bánh hộp số ôtô & máy công trình phải đợc chế tạo theo dịch chỉnh Hệ số dịch dao tổng cộng k cặp bánh thứ k lúc phải thỏa mãn điều kiện ăn khíp ®óng nh− sau : Zk = 2( A ± ξ k mk ) cos β k ⎛ Z' ⎞ mk ⎜⎜1 + k ⎟⎟ ⎝ Zk ⎠ (2-34) Khi khoảng cách trục ăn khớp A cặp bánh A (hệ số dịch dao tổng cộng k=0) bánh chế tạo dịch chỉnh nhằm tăng bền tăng tính êm dịu cho cặp bánh ăn khớp hộp số ôtô Các cặp bánh chế tạo theo kiểu gọi cặp bánh dịch chỉnh đối xứng 3.2.5.3 Kích thớc trục hộp số: Đờng kính trục hộp số ôtô tính sơ theo công thức kinh nghiệm sau: a) Đối với trục sơ cấp : Đờng kính sơ bé cđa trơc, tÝnh b»ng [mm]: d = k d M max (2-35) Trong ®ã : GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 81 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô kd Memax : Hệ số kinh nghiệm, kd = 4ữ4,6 Chọn kd = 4,0 : Mô-men quay cực đại trục sơ cấp, [Nm] Với hộp số ba trục đồng trục, trục sơ cấp trục ly hợp; ta cã: Mmax = Memax = 180 [Nm] Cßn trơc trục trung gian; đóng vai trò trục sơ cấp cặp bánh gài số (igk) ta có Mmax = Memax.ia = 180.1,4583 = 263,391 [Nm] ThÕ sè ta cã : d1 = 4,0.3 180 = 22,585 [mm] = 22,5 [mm] Chän d1 d2 = 4,0.3 263,391 = 25,641 [mm] Chän d2 = 25,5 [mm] b) §èi víi trục thứ cấp : Đờng kính chiều dài trục, tÝnh b»ng [mm]: d ≈ 0,45A Trong ®ã : d3 (2-35b) A khoảng cách trục, theo kết (2-33b) th× A = 79,5[mm] = 0,45.79,5 = 35,775 [mm] Chọn d3 = 36 [mm] Quan hệ đờng kính trục chiều dài trục đợc tính sơ [mm]: ⎧ d1 ⎪ l ≈ 0,16 ÷ 0,18 ⎪ ⎨ ⎪ d ≈ 0,18 ÷ 0,21 ⎪⎩ l (2-35c) ThÕ sè ta cã : d1 22,5 ⎧ ⎪⎪l1 ≈ 0,16 ÷ 0,18 = 0,16 = 140,6 ⎨ d3 36 ⎪l ≈ l ≈ = = 200 ⎪⎩ 0,18 ÷ 0,21 0,18 Chó ý r»ng, chiều dài trục chọn sơ theo (2-35c) cần phải phù hợp với sơ đồ tính theo tổng chiều dài chi tiết lắp trục đợc minh họa sơ đồ tính toán hình H2-1 Tổng chiều dài trục l2 đợc xác định bằng: (2-35d) l2 = 6.b + 3.H + 2.B + 4.δb GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 82 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Trong đó: b : Chiều rộng bánh răng, theo kết mục 3.2.4.2 ta có b = 16 [mm] H : ChiỊu réng bé ®ång tèc, theo 3.2.4.2 ta cã H = 56 [mm] B : BÒ réng ỉ ®ì, theo 3.2.4.2 ta cã B = 20 [mm] : Khe hở hai bánh liền kề; bánh - ổ đỡ b Chọn b = [mm] Thế số ta tính đợc : l2 = 324 [mm] H A l2 Hình H2-1: Sơ đồ tính toán hộp số 3.2.5.4 Đờng kính vòng chia mômen quán tính bánh hộp số: Bán kính vòng chia bánh đợc xác định theo công thức : Rk = m k Z k cos β k (2-36) Trong : : Mô-duyn pháp tuyến bánh thứ k, giá trị từ bảng B2-2 mk : Số bánh thứ k, giá trị tính đợc từ bảng B2-2 Zk : Góc nghiêng bánh thứ k, giá trị từ bảng B2-2 k Thế số từ bảng B2-2 ta tính đợc bán kính vòng chia bánh chủ động R, bánh bị động R, khoảng cách trục ăn khớp A, đờng kính trục lắp bánh chủ động d1, đờng kính lắp bánh bị động d2 cho bảng B2-3 Bảng B2-3: Kết tính bán kính vòng chia đờng kính trục lắp bánh tơng ứng Cặp bánh chung Cặp bánh gài số Cặp bánh gài số Cặp bánh gài số Cặp bánh gài số Z Z 24 38 31 26 17 35 21 28 34 42 R[mm] 32.339 51.203 41.771 34.450 22.907(*) R' [mm] 47.161 28.297(*) 37.729 45.050 56.593 A [mm] 79.500 79.500 79.500 79.500 79.500 d1 [mm] 25.50 25.50 25.50 25.50 22.50(*) d2 [mm] 25.50 25.50(*) 36.00 36.00 36.00 Chú thích (*): Đờng kính trục lắp bánh đợc hiệu chỉnh lại cho phù hợp với đờng kính vòng chia bánh GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 83 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Mômen quán tính khối lợng bánh coi gần hình trụ đợc xác định bằng: ( ..b k R 4k rk4 Jk = ) (2-36b) Trong ®ã : bk : Bề rộng bánh thứ k, theo kết mục 3.2.4.2 : Bán kính vòng chia bánh thứ k, giá trị tính đợc từ bảng B2-3 Rk : Bán kính bán kính trục lắp bánh thứ k, giá trị tính đợc từ bảng B2-3 rk : Khối lợng riêng vật liệu làm bánh răng, [kg/m3] Với vật liệu thép gang, có thÓ lÊy ρ = 7800 [kg/m3] ThÕ sè ta tÝnh đợc mômen quán tính khối lợng bánh đợc cho bảng B2-4: Bảng B2-4: Kết tính toán mômen quán tính khối lợng bánh Cặp bánh chung Cặp bánh gài số Cặp bánh gài số Cặp bánh gài số Cặp bánh gài số J [kg.mm2] 129.677 1262.773 512.088 191.385 8.052 J' [kg.mm2] 885.037 40.951 76.107 486.338 1689.802 Jqd [kg.mm2] 129.677 593.761 240.786 89.990 3.786 J’qd[kg.mm2] 416.148 50.791 57.818 252.597 471.585 Mômen quán tính khối lợng bánh đợc qui dẫn trục ly hợp - kí hiệu Jqd - đợc xác định bằng: (2-36c) J qd = J k i k−2 Trong ®ã : : Mômen quán tính khối lợng bánh xác định theo bảng B2-4 Jk : Tỷ số truyền tính từ trục ly hợp đến bánh thứ k ik + Với bánh trục trung gian : ik = ia + Với bánh trªn trơc thø cÊp : ik = ia.igk (k=1,2,3,5) ThÕ giá trị ik từ bảng B2-2 Jk từ bảng B2-4 ta tính đợc mômen quán tính khối lợng bánh qui dẫn trục ly hợp; đợc cho bảng B2-4 3.3 Xác định thông số đồng tốc hộp số 3.3.1 Mômen quán tính khối lợng tổng cộng qui dẫn trục ly hợp: Mômen quán tính khối lợng tổng cộng qui dẫn trục ly hợp đợc xác định theo c«ng thøc (2-21c) nh− sau: m J ∑ = J1 + J 2i a− + ∑ J zk i −k + J li l− (2-37) k =1 Trong ®ã : k : ChØ sè ®Ĩ chØ bánh quay trơn thứ k trục thứ cấp : Mô men quán tính khối lợng trục sơ cấp hộp số (thờng trục J1 ly hợp) tất chi tiết nối với trục (nh đĩa bị động ly hợp), [kg.m2] : Mô men quán tính khối lợng trục trung gian tất chi tiết gắn J2 trục trung gian, [kg.m2] : Tỷ số truyền cặp bánh luôn ¨n khíp cđa hép sè ia GVC Ths Lª V¨n Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 84 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Jzk ik m Jl il : Mô men quán tính khối lợng bánh bị động (quay trơn trục thứ cấp đồng thời ăn khớp với bánh chủ động trục trung gian) cặp bánh gài số thứ k, [kg.m2] : Tỷ số truyền hộp số ứng với cặp bánh gài số thứ k : Số lợng bánh quay trơn trục thứ cấp (thờng xuyên ăn khớp với bánh chủ động trục trung gian) : Mô men quán tính khối lợng bánh số lùi có quan hệ động học thờng xuyên với bánh trục trung gian với khối lợng quay theo khác qui dÉn vỊ trơc cđa nã, [kg.m2] : Tû sè truyền bánh số lùi; tính từ trục sơ cấp hộp số đến bánh số lùi có quan hệ động học với bánh trục trung gian ) Xác định đại lợng thành phần (2-37): a) Mômen quán tính J1: J1 = Jtr1 + Jlh Với: Jtr1 mô men quán tính khối lợng trục sơ cấp hộp số (chính trục ly hợp) Jlh mô men quán tính khối lợng đĩa bị động ly hợp; đợc xác định theo (2-36b) nh− sau: J1 = ( π.ρ.l1.R 4tr1 π.ρ.b lh R lh4 − R 4tr1 + 2 ) (2-37b) Ơ đây: l1 : Chiều dài trục ly hợp, theo kết (2-35c) ta có : = 140,6 [mm] l1 Rtr1 : Bán kính trục ly hợp, theo kÕt qu¶ (2-35) ta cã : Rtr1 = 11,25 [mm] : Chiều rộng trung bình đĩa bị động; lấy gần bề dày blh xơng đĩa ly hợp = 1,2 [mm] (blh 1,5 ữ [mm]) blh : Bán kính dĩa ly hợp; theo kết qu¶ (1-17) ta cã: Rlh = 142 [mm] Rlh ThÕ sè vµo (2-37b) ta cã : ( π.7800.10−9.140,6.11,254 π.7800.10−9.1,5 1424 − 11,254 = + 2 J1 ) = 915,0048 [kg.mm2] b) Mômen quán tính J 2i a2 : J 2i a−2 ⎛ m ⎞ ⎝ k =1 ⎠ = ⎜ J tr + ∑ J zk ⎟.i a− (2-37c) Với: Jtr2 mô men quán tính khối lợng trục trung gian hộp số Jzk mô men quán tính khối lợng bánh thứ k gắn trục trung gian; xác định với giá trị màu xanh (nét đậm) cột J J bảng B24 có tổng 2859,336 [kg.mm2] ia tỷ số truyền cặp bánh ăn khớp; đợc xác định B2-2 Thế số vào (2-37c) ta có: GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 85 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô J 2i a2 π.7800.10−9.324.12,754 ⎞ + (2859,336 )⎟⎟.1,4583− 2 ⎝ ⎠ = = 2151,253 [kg.mm2] c) Mômen quán tính qui dẫn bánh trục thứ cấp Jz3: m Jz3 = ∑J k =1 ' zk i −k (2-37d) Với: Jzk mô men quán tính khối lợng bánh thứ k gắn trục thứ cấp; giá trị màu tím (nét nghiêng đậm) cột J bảng B2-4 ik tỷ số truyền số truyền thứ k hộp số; đợc xác định B2-2 ThÕ sè vµo (2-37d) ta cã: Jz3 ⎛ 1689,802 486,338 76,107 40,951 ⎞ + + + ⎟ 1,907 1,317 0,806 ⎠ ⎝ 3,6029 =⎜ = 786,9602 [kg.mm2] Víi s¬ đồ tính hình H2-2 ta có mômen quán tính khối lợng bánh số lùi qui dẫn trục ly hợp không (vì quan hệ động học thờng xuyên với trục ly hợp - trừ gài số lùi) Thế tất vào công thức (2-37) ta có mômen quán tính khối lợng tổng céng qui dÉn vỊ trơc ly hỵp b»ng: = 915,0048 + 2151,253 + 786,9602 J∑ = 3853,218 [kg.mm2] = 0,003853 [kg.m2] 3.3.2 Mômen ma sát yêu cầu đồng tốc: Mômen ma sát yêu cầu đồng tốc đợc xác định theo công thức (2-21): (2-38) M ms = J ∑ ik2 tc Trong ®ã : : Mô-men quán tính bánh gài số tất khối lợng J chuyển động quay hộp số có quan hệ động học với trục sơ cấp hộp số (thờng trục ly hợp); đợc qui dẫn trục sơ cấp, [kg.m2] Theo kết vừa tính đợc J = 0,003853 [kg.m2] : Tỷ sè trun thø k cđa hép sè t−¬ng øng víi chế độ tính toán đồng tốc ik (tính từ trục sơ cấp đến bánh gài số cần tính toán) Trong ví dụ ta tính cho đồng tèc cho hai sè trun 3-2; tøc lµ : ih3 = 1,317 ih2 = 1,907 (bảng B2-2) : Chênh lệch tốc độ góc hai bánh gài số, [rad/s] Chúng đợc xác định theo (2-21b): = ω eo 1 − ik ik ±1 (2-38b) Trong : GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 86 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô ik : Tỷ số truyền tính từ trục sơ cấp đến trục bé ®ång tèc cđa hép sè øng víi sè trun vừa nhả số (để tiến hành gài số thứ ik) Trong vÝ dơ nµy, tÝnh cho sè trun ik = ih3 ik ih2 ih4; tÝnh cho sè trun ik = ih2 th× ik ih3 ih1 eo : Tốc độ góc động bắt đầu chuyển số, [rad/s] Giá trị đợc xác định theo bảng kinh nghiệm B2-1 nh sau: Bảng B2-1: Tốc độ góc động eo[rad/s] bắt đầu sang số Chế độ Động xăng (Carbuaratơ) Động sang số Xe du lịch Xe tải khách Diezel Từ số thấp lên số cao (0,75ữ0,85)N (0,7ữ0,8)N (0,6ữ0,7)N M Từ số cao số thấp (0,9ữ1,0)M (0,5ữ0,6)N, (0,4ữ0,5)N M Trong : N, M tơng ứng tốc độ góc động ứng với công suất cực đại, mô-men cực đại động Với xe thiết kế du lịch thì: + Khi chuyển từ số thấp lên số cao ta chän: ωeo = 0,7.ωN = 0,7.586,432 = 410,5024 [rad/s]; + Khi chun tõ sè cao vỊ sè thÊp ta chän: ωeo = 0,4.ωN = 0,4.586,432 = 234,5728 [rad/s] : Thời gian làm đồng tốc độ đồng tốc bánh gài số, [s] tc Với ôtô du lịch: tc = 0,15 ữ 0,30 [s] cho số cao tc = 0,50 ữ 0,80 [s] cho sè thÊp Chän thêi gian chuyÓn sè cho cao (sè ba ih3) là: + Từ thấp lên số cao: 0,30 [s] + Tõ sè cao vÒ sè thÊp: 0,20 [s] Chän thêi gian chuyÓn sè cho thÊp (sè hai ih2) là: + Từ thấp lên số cao: 0,80 [s] + Tõ sè cao vÒ sè thÊp: 0,50 [s] ThÕ sè vµo (2-38) vµ (2-38b) ta cã : Mms(2-3) = 0,003853.1,317 2.410,5024 1 − 1,317 1,907 0,3 = 2,14807 [N.m] GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 87 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Mms(4-3) = 0,003853.1,317 2.234,5728 1 − 1,317 1,00 0,20 = 1,88827 [N.m] Mms(1-2) = 0,003853.1,907 2.410,5024 1 − 1,907 3,6029 0,8 = 1,77481 [N.m] Mms(3-2) = 0,003853.1,907 2.234,5728 1 − 1,907 1,317 0,5 = 1,54376 [N.m] 3.3.3 Bán kính ma sát đồng tốc: Nếu gọi Rms bán kính trung bình vành côn ma sát đồng tốc, mô men ma sát đợc tạo lực ép Q tác dụng lên đôi bề mặt ma sát đồng tốc có quan hệ với Mms xác định theo (2-22b) nh sau : Rms = M ms sin α Q.µ (2-39) Trong : Q : Lực ép tác dụng theo chiều trục lên đôi bề mặt ma sát, [N] Lực ép Q lực điều khiển P cần số tạo đợc xác định nhờ công thức (2-22c) nh− sau : Q = Pdk i dk ηdk (2-39b) Trong : P idk dk : Lực danh nghĩa tác dụng lên cần điều khiển Với xe du lÞch P = 70 [N] : Tû sè truyền đòn điều khiển, tính toán lấy idk = 1,5 ÷ 2,5 Chän idk = 1,5 : Hiệu suất cấu điều khiển; chọn ηdk = 0,85 ÷ 0,95 Chän ηdk = 0,85 : Hệ số ma sát đôi bề mặt ma sát Với vật liệu đôi bề mặt ma sát đồng thau làm việc dầu 0,06 ữ 0,07 Chọn = 0,07 : Góc côn đôi bề mặt ma sát (xem hình H4-15, hình H4-16) Với vật liệu đôi bề mặt ma sát đồng thau góc côn tốt ữ 70 Chọn = 70 Thế số vào (2-39) ta có : GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 88 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Rms(2-3) = 2,14807.sin(7 * 3.1416 / 180) 70.1,5.0,85.0,07 = 0,04190 [m] Rms(4-3) = 1,76238.sin(7 * 3.1416 / 180) 70.1,5.0,85.0,07 = 0,03683 [m] Rms(1-2) = 1,77481.sin(7 * 3.1416 / 180) 70.1,5.0,85.0,07 = 0,03462 [m] Rms(3-2) = 1,54376.sin(7 * 3.1416 / 180) 70.1,5.0,85.0,07 = 0,03011 [m] Thèng nhÊt chän b¸n kÝnh ma sát đồng tốc 2-3 Rms = 0,042 [m] Chän b¸n kÝnh h·m Rβ : Khi thiÕt kÕ, tuỳ thuộc vào kiểu đồng tốc (xem hình H4-15, hình H4-16) mà giá trị trung bình R (0,75 ữ 1,25)Rms Trong ví dụ với xe du lịch ta chọn đồng tốc kiểu vành hãm (hình H4-16b) Vì ta chọn bán kính phản lùc Rβ = 1,2.Rms = 1,2.0,042 = 0,050 [m] 3.3.4 Chiều rộng bề mặt vành ma sát đồng tốc: Chiều rộng bề mặt vành côn ma sát bms [m] xác định theo (2-23c) nh sau: bms ≥ Pdk i dk ηdk 2.π.p N R ms sin (2-40) Trong : pN áp suất pháp tuyến hình thành bề mặt đôi ma sát Với vật liệu vành côn ma sát thờng đợc làm đồng thau đợc bôi trơn dầu cac-te hộp số giá trị áp suất làm việc cho phép nằm khoảng pN (1,0 ữ1,5) [MN/m2] Chọn pN = 1,00 [MN/m2] Các thông số khác thích xác định Thế số vµo (2-40) ta cã : bms Chän bms ≥ 70.1,5.0,85 2.π.10 0,042.sin(7 * 3.1416 / 180) ≥ 0,00278 [mm] = 0,005 [mm] GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 89 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô 3.3.5 Góc nghiêng bề mặt hãm : Góc nghiêng bề mặt hãm đợc xác định theo công thức (2-24) nh sau : µ Rms ≥ tgβ sin α Rβ (2-41) Các thông số thích đợc tính toán Thế số vào (2-41) ta có: 0,07.0,042 ≥ tgβ sin(7 * 3.1416 / 180).0,05 Hay tgβ ≤ 0,48136 Suy β ≤ 25,704240 Chän β = 250 3.3.6 Tính toán kiểm tra thông số đồng tốc : Khi tính toán đồng tốc theo phơng pháp trình bày trên, giả thiết trình gài đồng tốc vận tốc xe không đổi Thực tế, gài đồng tốc, cắt ly hợp (hoặc giảm vị trí cung cấp nhiên liệu cho động chế độ không tải - ôtô sử dụng ly hợp thủy lực) nên tốc độ xe giảm trình gài số Do chi tiết nối với trục sơ cấp hộp số chuyển động chậm dần theo tốc độ xe thời gian gài đồng tốc Điều làm cho chênh lệch tốc độ thực tế tăng lên chuyển số từ thấp lên cao; ngợc lại chun sè tõ sè cao vỊ sè thÊp, chªnh lệch tốc độ giảm thời gian chuyển số thực tế giảm 3.3.6.1 Mômen ma sát thực tế đồng tốc : Mômen ma sát thực tế đồng tốc đợc xác định theo (2-22) nh sau: M ms = Q.à Rms sin (2-42) Trong đó: : Hệ số ma sát vành ma sát, = 0,07 : Góc côn vành ma sát, = 70 Rms : Bán kính trung bình vành côn ma sát, Rms = 0,042 [m] Q : Lực gài tác dụng lên vành ma sát đồng tốc [N] Đã đợc xác định (2-39b) Thế số ta cã : Mms = 70.1,5.0,85.0,07.0,042 sin(7 * 3.1416 / 180) = 2,14807 [N.m] 3.3.6.2 Thêi gian chuyÓn sè thùc tÕ cđa ®ång tèc : Thêi gian chun sè thùc tÕ gài đồng tốc tơng ứng : GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 90 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô tc = (M J ik2 ms m J ∑ ik2 ε c ) (2-43) ë : Dấu (-) ứng với trờng hợp gái số tõ sè thÊp lªn sè cao DÊu (+) øng víi trờng hợp gái số từ số cao số thấp εc chÝnh lµ gia tèc gãc cđa trùc thø cÊp xe giảm tốc độ sang số Gia tốc c đợc xác định từ trình giảm tốc xe sang sè : g ψ ick εc = (2-43b) δ Rbx η ck Trong ®ã : g lµ gia tèc träng tr−êng (g = 9,81 [m/s2]) ψ hệ số cản tổng cộng đờng, tính to¸n chän ψ = 0,02 ick, ηck tû sè trun hiệu suất truyền lực tính từ bánh gài ®ang tÝnh cđa ®ång tèc ®Õn b¸nh xe chđ ®éng ôtô Rbx Với sơ đồ bố trí đồng tốc trục thứ cấp tỷ số truyền ick = i0 = 4,3543 Chän hiƯu st tõ hép sè ®Õn bánh xe chủ động ck = 0,9 hệ số xét đến khối lợng quay hệ thống truyền lực đến lực tính chuyển động tính tiến ôtô Có thể chọn gần = 1,05 Rbx bán kính bánh xe, Rbx = 0,33 [m] Thế sè vµo (2-43b) ta cã: εc = 9,81.0,02.4,3543 1,05.0,33.0,9 = 2,7395 [rad/s2] Thế kết c thông số biết vào (2-43) ta tính đợc thời gian chuyển sè thùc tÕ cđa bé ®ång tèc nh− sau: tc(2-3) = 0,003853.1,317 2.410,5024 1 − 2,14807 − 0,003853.1,317 2,7395 1,317 1,907 ( ) = 0,303 [s] tc(4-3) 0,003853.1,317 2.234,5728 1 = − 2,14807 + 0,003853.1,317 2,7395 1,317 1,00 ( ) = 0,174 [s] tc(1-2) = 0,003853.1,907 2.410,5024 1 − 2,14807 − 0,003853.1,317 2,7395 1,907 3,6029 ( ) = 0,673 [s] tc(3-2) = 0,003853.1,907 2.234,5728 1 − 2,14807 + 0,003853.1,317 2,7395 1,907 1,317 ( ) = 0,353 [s] Thêi gian sang sè thùc tế phù hợp với lý thuyết tính toán n»m giíi h¹n kinh nghiƯm cho phÐp GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 91 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô 3.3.6.3 Công trợt đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc : Công trợt ma sát trợt đôi bề mặt ma sát đồng tốc Lms[J] đợc xác định theo công thức ®Ị xt cđa gi¸o s− Griskevich nh− sau: L ms = M ms (∆ω ± ε c t c ) tc (2-44) Trong đó: Mms : Mômen ma sát đồng tốc, đợc xác định theo (2-42): Mms = 2,14807[N.m] : Chênh lệch tốc độ góc hai số truyền; đợc xác định theo (2-21c) c : Gia tốc góc chậm dần, đợc xác định theo (2-43b): c = 2,7395 [rad/s2] : Thêi gian chuyÓn sè thùc tÕ đợc xác định theo (2-43) tc Thế số biÕt vµo (2-44) ta cã: ⎛ Lms(2-3) = 2,14807.⎜⎜ 410,5024 ⎝ ⎞ 0,303 1 − + 2,7395.0,303 ⎟⎟ 1,317 1,907 ⎠ = 31,59486 [J] ⎛ Lms(4-3) = 2,14807.⎜⎜ 234,5728 ⎝ ⎞ 0,174 1 − − 2,7395.0,174 ⎟⎟ 1,317 1,00 ⎠ = 10,48703 [J] ⎛ Lms(1-2) = 2,14807.⎜⎜ 410,5024 ⎝ ⎞ 0,673 1 − + 2,7395.0,673 ⎟⎟ 1,907 3,6029 ⎠ = 74,57095 [J] ⎛ Lms(3-2) = 2,14807.⎜⎜ 234,5728 ⎝ ⎞ 0,353 1 − − 2,7395.0,353 ⎟⎟ 1,907 1,317 ⎠ = 20,518 [J] 3.3.6.4 Công trợt riêng đôi bề mặt côn ma sát đồng tốc : Công trợt riêng đồng tốc đợc đánh giá công trợt đôi bề mặt vành ma sát đơn vị diện tích vành ma sát theo (2-27) nh sau: lr = L ms 2.π.R ms b ms (2-45) Trong ®ã : Lms : Công trợt vành ma sát [J]; vừa đợc xác định (2-44) Rms : Bán kính ma sát vành ma sát, xác định (2-39): Rms = 0,042 [m] : Chiều rộng bề mặt vành ma sát, vừa xác định (2-40): bms = 0,005 [m] bms ThÕ sè ta cã: lr(2-3) = 31,59486 2.π.0,042.0,005 = 23945,08 [J/m2] = 23,945 [KJ/m2] GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN 92 Hớng dẫn thiết kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô lr(4-3) = 10,48703 2.π.0,042.0,005 = 7947,901 [J/m2] = 7,948 [KJ/m2] lr(1-2) = 74,57095 2.π.0,042.0,005 = 56515,75 [J/m2] = 56,516 [KJ/m2] lr(3-2) = 20,518 2.π.0,042.0,005 = 15550,16 [J/m2] = 15,550 [KJ/m2] Gi¸ trị công trợt riêng lớn đồng tốc 2-3 56,516 [KJ/m2] nhỏ giới hạn cho phép ( 100 [KJ/m2]) xe con, tải khách cở nhỏ GVC Ths Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - §H§N 93 ... [N] 2.2.1 Xác định lực trợ lực Ftl [N]: Sơ đồ tính toán hệ thống điều khiển ly hợp có trợ lực tham khảo thêm giáo trình Lực phận trợ lực tạo phải thỏa mãn phơng trình cân lực nh sau: Fbd* i dk... khiển, lực đợc khuếch đại truyền đến đĩa ép lực ngợc chiều với lực ép lò xo có giá trị lực nén lò xo ly hợp trạng thái mở Tỷ số khuếch đại (tỷ số truyền idk) hệ thống điều khiển lớn, lực điều... kế ôtô: (Phần truyền lực ôtô) - Ngành Cơ khí Ôtô Bán kính bề mặt ma sát R1 [m] đợc xác định thông qua hệ số tỷ lệ KR chọn tính toán bán kính R2 Tức là: R1 = KRR2 (1-2b) 1.3 Diện tích bán kín trung