thiết kế ly hợp dac (autosaved)

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ Ô TÔ HỌ VÀ TÊN: Đỗ Duy Phương MSSV: 1451080109 NGÀNH: Cơ khí LỚP: CO14A THIẾT KẾ LY HỢP Ơ TƠ - I Số liệu ban đầu: - Loại xe: Tải Công thức bánh xe: 4x2 Trọng lượng xe đầy tải: 6300(kG) - Trọng lượng xe đầy tải phân bố lên cầu chủ động: 3980 (kG) Cỡ lốp: 7.50-16 - Vị trí lắp động (cầu trước/sau): Trước Cầu chủ động (trước/sau): Sau - Loại hộp số: Cơ khí Số cấp: - Tỷ số truyền đầu, cuối hộp số (ih1 - ihn )= - Tỷ số truyền cầu chủ động: i0 = 6.166 Loại động cơ:Diesel kỳ Công suất cực đại (Nemax)/ vòng quay (nN): 90/3500 kW/v/ph Mơ men xoắn cực đại (Memax)/vòng quay (nM): 250/1800 Nm/v/ph Tham khảo: xe MITSUBISHI Canter FE II Nội dung: Điều kiện làm việc yêu cầu ly hợp 1.1 Điều kiện làm viêc: - Ly hợp cầu nối phận truyền lực, có nhiệm vụ truyền hết mô men xoắn từ bánh đà động xuống hệ thống truyền lực giúp xe chuyển động - Ly hợp làm việc điều kiện chịu ma sát khô cao, chịu nhiệt độ, chịu mài mòn,… 1.2 Yêu cầu ly hợp - Ly hợp hệ thống chủ yếu ôtô, làm việc ly hợp phải đảm bảo yêu cầu sau: - Truyền hết mômen động mà không bị trượt điều kiện sử dụng Muốn mơmen ma sát ly hợp phải lớn mơmen cực đại động (có nghĩa hệ số dự trữ mômen β ly hợp phải lớn 1) - Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh hộp số khởi hành ôtô sang số lúc ôtô chuyển động - Mở ly hợp phải dứt khốt nhanh chóng, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn Khối lượng chi tiết, mơmen qn tính phần bị động ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh khởi hành sang số - Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ - Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt Hạn chế tối đa ảnh hưởng nhiệt độ tới hệ số ma sát, độ bền chi tiết đàn hồi - - Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều khiển thuận tiện bảo dưỡng tháo lắp - Ngoài yêu cầu ly hợp chi tiêt khác cần đảm bảo độ bền cao, làm việc tin cậy Giá thành thấp Phương án thiết kế ly hợp 2.1 Sơ đồ bố trí chung - Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô đĩa – bánh đà; – đĩa ma sát; – đĩa ép; – lò xo ép; – vỏ ly hợp; – bạc mở; – bàn đạp; – lò xo hồi vị; – đòn kéo; 10 – mở; 11 – bi “T”; 12 – đòn mở; 13 – lo xo giảm chấn; Cấu tạo: Phần chủ động: bao gồm vỏ ly hợp (5) bắt cố định với bánh đà (1) bu lông, đĩa ép (3) chi tiết vỏ ly hợp (lò xo ép, đòn mở ) đĩa ép (3) nối với vỏ ly hợp mỏng đàn hồi đảm bảo truyền mômen từ vỏ lên đĩa ép dịch chuyển dọc trục đóng, ngắt ly hợp Lực ép lò xo ép truyền tới đĩa ép có tác dụng kẹp chặt đĩa bị động với bánh đà Phần bị đông: đĩa bị động (2) ( gồm chi tiết xương đĩa bị động, ma sát, mayer, phận giảm chấn (13) trục ly hợp phần dẫn động: gồm chi tiết liên kết từ bàn đạp (7) →đòn kéo (9)→càng mở (10)→bạc mở(6)→bi ‘T’ (11)→đòn mở (12) Và lò xo hồi vị mở(10) có điểm tựa te Đòn mở (12) có điểm tựa vỏ ly hợp Nguyên lý hoạt động: Sự làm việc ly hợp chia thành hai trạng thái : Đóng Mở Trạng thái đóng: Bàn đạp ly hợp(7) trạng thái ban đầu Dưới tác dụng lò xo (5) bố trí ly hợp, đĩa bị động (2) ép bánh đà (1) đĩa ép (3) lực lò xo (5) Mơmen ma sát tạo lên chúng Mômen xoắn chuyền từ phần chủ động tới phần bị động qua bề mặt tiếp xúc đĩa bị động (2) với bánh đà đĩa ép tới trục bị động ly hợp sang hộp số làm việc, số nguyên nhân đó, mơmen hệ thống truyền lực lớn giá trịn mômen ma sáy ly hợp, ly hợp trượt đóng vai trò cấu an tồn trành tải cho hệ thông truyền lực Trạng thái mở: Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp(7) bàn đạp dịch chuyển→đòn kéo (9) dịch sang trái→ mở (10) tác động lên bi ‘T’ (11) dịch sang phải khắc phục khe hở ‘δ’ →tác động đòn mở (12) ép lò xo (5) kéo đĩa ép (3) dịch chuyển sang phải tách bề mặt ma sát đĩa bị động khỏi bánh đà đĩa ép Mômen ma sát giảm dần triệt tiêu Ly hợp mở thực ngắt mômen truyền từ động tới hệ thống truyền lực Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô đĩa – đĩa bị động; – giảm chấn; - ổ bi tì; – đĩa ép; – mở – vỏ ly hợp; – lò xo ép; – lò xo đĩa; 2.2 Hệ thống điều khiển Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp khí Bạc mở; Cần ngắt ly hợp; Thanh kéo ly hợp; Bàn đạp ly hợp Càng mở ly hợp Cần trục bàn đạp ly hợp Lò xo hồi vị Nguyên lý làm việc: Khi người lái tác dụng lực Q lên bàn đạp ly hợp làm cho cần trục bàn đạp ly hợp quay quanh tâm O1 kéo kéo ly hợp dịch chuyển sang phải (theo chiều mũi tên) Làm cho cần ngắt ly hợp mở ly hợp quay quanh O2 Càng mở gạt bạc mở sang trái (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mở ly hợp, kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát Khi người lái nhả bàn đạp tác dụng lò xo hồi vị 6, bàn đạp trở vị trí ban đầu trì khe hở δ bạc mở với đầu đòn mở Nhờ có lò xo ép để ép đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp đóng lại Hành trình tồn bàn đạp ly hợp thường từ 130 ÷ 180 mm Trong trình làm việc, tượng trượt tương đối bề mặt ma sát, nên đĩa ma sát thường bị mòn, hành trình tự bàn đạp ly hợp bị giảm xuống Khi bề mặt ma sát mòn tới mức hành trình tự ly hợp giảm tới mức tối đa, không tạo cảm giác cho người lái nữa, đồng thời gây tượng tự ngắt ly hợp Trong trường hợp khác, hành trình tự bàn đạp ly hợp lớn, làm cho người lái đạp bàn đạp hết hành trình tồn mà ly hợp chưa mở hoàn toàn, tạo tượng trượt tương đối bề mặt ma sát, gây mòn bề mặt ma sát cách nhanh chóng Trong hai trường hợp nêu khơng có lợi, phải điều chỉnh hành trình tự bàn đạp ly hợp miền cho phép Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ tin cậy làm việc cao, dễ tháo lắp sửa chữa Nhược điểm : Kết cấu phụ thuộc vào vị trí đặt ly hợp Yêu cầu lực người lái tác dụng lên bàn đạp lớn Hiệu suất truyền lực khơng cao Tính tốn thiết kế cụm ly hợp 3.1 Xác định momen ma sát ly hợp Ly hợp cần thiết kế cho phải truyền hết mơmen động đồng thời bảo vệ cho hệ thống truyền lực khỏi bị tải Với hai yêu cầu mơmen ma sát ly hợp tính theo cơng thức: MLH = β Me max Trong đó: MLH: Mômen ma sát cần thiết ly hợp (N.m) Me max: Mômen xoắn cực đại động (N.m) β: Hệ số dự trữ ly hợp Hệ số β phải lớn để đảm bảo truyền hết mômen động trường hợp Tuy nhiên hệ số β không chọn lớn để tránh tăng kích thước đĩa bị động tránh cho hệ thống truyền lực bị tải Hệ số β chọn theo thực nghiệm Tra bảng Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô", ta xác định hệ số dự trữ ly hợp: Với ôtô tải, khách, máy kéo vận tải mooc: β = 1,6÷ 2,25 → Ta chọn β = 2,0 Me max = 250(N.m) MLH = β Me max = 2,0.250 = 500 (N.m) 3.2 Xác định kích thước ly hợp 3.2.1 Xác định bán kính ma sát trung bình đĩa bị động Mơmen ma sát ly hợp xác định theo công thức: MLH = β Me max = µ P∑ Rtb i Trong đó: µ : Hệ số ma sát P∑ : Tổng lực ép lên đĩa ma sát (kG) i: Số đôi bề mặt ma sát Rtb : Bán kính ma sát trung bình (cm) Tính sơ đường kính ngồi đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm : M emax C D2 = R2 = 3,16 Trong : Me max: Mơmen cực đại động cơ, tính theo Nm D2: Đường kính ngồi đĩa ma sát, tính theo cm C : Hệ số kinh nghiệm Với ôtô tải → C = 3,6 250 M emax 3,16 3,6 C = D2 = R2 = 3,16 = 26,3 cm = 263 mm Vậy ta chọn D2 = 280 (mm) Ta có D2 = 280 mm → Bán kính ngồi đĩa ma sát: R2 = 140 mm Bán kính đĩa ma sát tính theo bán kính ngồi: R1 = (0,53 ÷ 0,75) R2 = (0,53 ÷ 0,75) 140= (74,2 ÷ 105) mm Do động quay với vận tốc cao nên trình xử dụng phần mép ma sát bị mòn nhiều phần bên ma sát nên ảnh hưởng tới việc truyền mômen đĩa bị động Do cần chọn đường kính gần đường kính ngồi tốt chọn R1 = 100 mm ⇒ ⇒ Bán kính ma sát trung bình tính theo cơng thức: Rtb =  R 32 − R 13     R 22 − R 12  = 2   3     = 121(mm) 3.2.2 Xác định số lượng đĩa bị động Số đôi bề mặt ma sát tính theo cơng thức: M LH 2.π.R 2tb b.µ.[ q ] i= Trong đó: MLH: Mômen ma sát ly hợp MLH = 250(N.m) B: Bề rộng ma sát gắn đĩa bị động b = R2 - R1 = 135 - 90 = 45 mm = 4,5 cm [q]: Áp lực riêng cho phép bề mặt ma sát Tra bảng Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô", với nguyên liệu làm bề mặt gang với phêrađơ → ta chọn hệ số ma sát: µ = 0,3 Tra bảng Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô", ta xác định áp lực riêng cho phép: [q] = 100 ÷ 250 kN/m2 Ta chọn [q] = 220 kN/m2 = 220.103 N/m2 ∑ Fy = Fy10 − Fy11 + Pr1 + Fy13 =   d wa =0 ∑ M ( Fy ) = Fy11.l1 − Pr1 ( l1 + l ) − Fy13 ( l1 + l2 ) + Pa1  Fy10 = Fy11 − Pr1 − Fy13 =  ( Pr1 + Fy13 ) ( l1 + l2 ) − Pa1.d1  Fy11 =  2.l1  Fy10 = 5365 − 2039 − 3013 = 313 ( N )   ( 2039 + 3013) ( 305 + 42 ) − 2367.98, 48 = 5365 ( N ) Fy11 = 2.305  i= M LH 500 = = 1,83 2.π.R tb µ.[ q ] 2.3,14.0,045.0,3.220.103 Số đơi bề mặt ma sát phải số chẵn ⇒ Lấy i = Vậy số lượng đĩa bị động ly hợp là: n = Kiểm tra áp suất bề mặt ma sát theo công thức: M LH 500 q= = = 201.103 ( N / m ) 2 2.π.R tb b.µ.i 2.3,14.0,121 0,045.0,3.2 Vậy q = 201.103 (N/m2) < [q] = 220.103(N/m2) Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép 3.2.3 Xác định công trượt sinh q trình đóng ly hợp Khi đóng ly hợp xảy hai trường hợp: - Đóng ly hợp đột ngột tức để động làm việc số vòng quay cao đột ngột thả bàn đạp ly hợp Trường hợp không tốt nên phải tránh - Đóng ly hợp cách êm dịu: Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp xe khởi động chỗ làm tăng thời gian đóng ly hợp tăng cơng trượt sinh q trình đóng ly hợp Trong sử dụng thường sử dụng phương pháp nên ta tính cơng trượt sinh trường hợp 3.2.4 Xác định công trượt ly hợp khởi động chỗ Phương pháp sử dụng cơng thức tính theo kinh nghiệm Viện HAHM 5,6.G.M e max ( n / 100 ) rb2 L= i i h if ( 0,95.M e max i t − G.rb ψ ) Trong : L : Công trượt ly hợp khởi động chỗ (KGm) G : Trọng lượng tồn ơtơ G = 6300 kG Me max : Mômen xoắn cực đại động cơ.Me max = 250(N.m) = 25 (kG.m) no : Số vòng quay động khởi động ôtô chỗ Chọn no = 0,75 ne max = 0,75 1800 = 1350 (vg/ph) Với ne max số vòng quay cực đại động rb : Bán kính làm việc trung bình bánh xe (m) rb = λ ro λ : Hệ số kể đến biến dạng lốp Với lốp áp suất thấp λ=0,93 d  B+ ÷ 2  ro= 25,4 B = 7,5(ins); d = 16(ins) 16    7,5 + ÷ 2  rb = 0,93 .25,4 = 366(mm) = 0,366(m) it: Tỉ số truyền hệ thống truyền lực it = io ih if io: Tỉ số truyền truyền lực io = 6,166 ih: Tỉ số truyền hộp số ih = ih1 = 5,181 if: Tỉ số truyền hộp số phụ if = ⇒ it = 6,166.5,181.1=31,95 Ψ: Hệ số cản tổng cộng đường Ψ = f + tgα F: Hệ số cản lăn α: Góc dốc đường Khi tính tốn ta chọn Ψ = 0,16 ⇒ Vậy công trượt ly hợp khởi động chỗ : 5,6.6300.25.(1350 / 100) 0,366 L= = 1728 ( kG.m ) 31,95 ( 0,95.25.31,95 − 6300.0,366.0,16 ) L = 1728(kG.m) = 1477 (N.m) = 17,3(KJ) 3.2.5 Xác định công trượt riêng Để đánh giá độ hao mòn đĩa ma sát, ta phải xác định cơng trượt riêng theo công thức sau: L lo = F ⋅ i ≤ [lo] Trong đó: lo - cơng trượt riêng.(KJ/m2) L: Công trượt ly hợp (KJ) F: Diện tích bề mặt ma sát đĩa bị động (m2) I: Số đôi bề mặt ma sát.i = [lo]: Công trượt riêng cho phép (KJ/m2) Tra bảng Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô", ta xác định công trượt riêng cho phép : Với ôtô tải có trọng tải > → [lo] = (400 600)(KJ/m2) L 17,3 l0 = = = 287 ( KJ / m ) 2 2 π.( R − R1 ) i 3,14 ( 0,140 − 0,100 ) ⇒ Ta chọn [lo] =400(KJ/m2) lo = 287(KJ/m2) < [lo] =400(KJ/m2) Vậy công trượt riêng thỏa mãn điều kiện cho phép 3.2.6 Kiểm tra theo nhiệt độ chi tiết Cơng 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 độ theo công thức: γ L γ L = ∆T = c ⋅ mt 427 ⋅ c ⋅ Gt ≤ [∆T] Trong : γ: Hệ số xác định phần nhiệt để nung nóng bánh đà đĩa ép Với ly hợp đĩa bị động: γ = 0,5 L: Công trượt sinh ly hợp bị trượt (N.m) C: Tỉ nhiệt chi tiết bị nung nóng Với thép gang c = 481,5 (J/kg0K) ∆T: Độ tăng nhiệt độ chi tiết bị nung nóng ( 0K ) mt: Khối lượng chi tiết bị nung nóng (kg) Tra bảng (5) sách hướng dẫn ‘thiết kế ⇒ hệ thống ly hợp ôtô’ mt =6 (kg) [∆T] - độ tăng nhiệt độ cho phép chi tiết Với ơtơ khơng có kéo rơmc : [∆T] = oC ÷ 10 oC 0,5.17280 ∆T = = 30 K 481,5.6 Vậy ∆T < [∆T] ⇒ điều kiện bền nhiệt thỏa mãn Pv2 = 2.M t 2.1295 = = 11261( N ) z.m 46.5.10−3 Trong đó: Z - số bánh gài số Z = 46 m - môđun pháp tuyến m=5 Pr2 = Pv2 tgα = 11262 tg20 = 4099( N) Pa2 = (bánh trụ thẳng) Tính lực hướng tâm: Tính lực dọc trục: 3.5.4 Các phản lực tác dụng lên trục vị trí lắp ổ lăn y l = 305 l = 110 z Fx23 Fy23 x Fx25 Fy25 Pv2 Fr2 Xét mặt phẳng (xoz) mặt phẳng (yoz) giả sử phản lực có chiều hình vẽ Tính lực theo phương x ∑ Fx = F23 − Pv2 + Fx 25 =  ∑ M y23 = Pv2 l3 − f x 25 ( l3 + l ) = Fx 23 = Pv2 − Fx 25  F = Pv2 l3  x 25 ( l + l )  Fx 23 = 11262 − 2985 = 8277 ( N )  ⇔ 11262.110 = 2985 ( N ) Fx 25 = 110 + 305  Tính lực theo phương y ∑ Fy = Pr − Fy23 + Fy25 =  ∑ M x 23 = Pr l3 − Fy25 ( l3 + l ) = Fy23 = Pr − Fy25 = 4099 − 1086 = 3013N  ⇔ Pr l3 4099.110 Fy25 = l + l = 110 + 305 = 1086  Các phản lực dương nên chiều phản lực theo giả thiết Tính phản lực hai gối đỡ trục ly hợp: l1= 305 l2=42 Fy13 y Fy10 Fx13 z x (0) Fx10 Fx11 n1 Mz (1) (3) (2) Fy11 Pa1 Pv1 Pr1 Nhận xét: Nếu ta gọi hai lực trục thứ cấp tác dụng lên trục ly hợp vị trí có bánh nghiêng Fx13 Fy13 Hai lực có giá trị tuyệt đối hai lực Fx23 Fy23 trục thứ cấp, có điểm đặt vào bánh nghiêng ln ăn khớp, có phương chiều ngược với F x23 Fy23 Như ta có: { Fx13 = Fx 23 = 8277 ( N )  Fy13 = Fy23 = 3013 ( N ) Ta coi đường tác dụng lực hai lực Fx13 Fy13 nằm mặt phẳng chứa đường tác dụng lực Pv1 Pr1 Xét mặt phẳng (xOz) mặt phẳng (yOz) Giả sử phản lực có chiều hình vẽ Ta có hệ phương trình sau: Tính lực theo phương x ∑ Fx = Fx10 − Fx11 + Pv1 − Fx13 =  ∑ M ( Fx ) = Fx11.11 − Pv1 ( l1 + l ) + Fx13 ( L1 + L ) = Fx10 = Fx11 + Fx13 − Pv1  Pv1.l1 + l − Fx13 ( l1 + l2 )  Fx11 = l1  Fx10 = −3641 + 8277 − 5077 = −441N   5077.305 + 42 − 8277.305 + 42 = −3641N Fx11 = 305 Tính lực theo phương y ∑ Fy = Fy10 − Fy11 + Pr1 + Fy13 =   d wa =0 ∑ M ( Fy ) = Fy11.l1 − Pr1 ( l1 + l ) − Fy13 ( l1 + l ) + Pa1  Fy10 = Fy11 − Pr1 − Fy13 =  ( Pr1 + Fy13 ) ( l1 + l2 ) − Pa1.d1  Fy11 = 2.l1  Fy10 = 5365 − 2039 − 3013 = 313 ( N )   ( 2039 + 3013) ( 305 + 42 ) − 2367.98, 48 = 5365 ( N ) Fy11 = 2.305  Các phản lực dương nên chiều phản lực theo giả thiết 3.5.4 Các momen tác dụng lên trục ly hợp biểu đồ momen Ta đặt trục ly hợp hệ trục (Oxyz) Như trục ly hợp chịu uốn theo phương Ox Oy, xoắn quanh Oz Tính mơmen vị trí (1) M x1 = − Fy10 l1 = −313.305 = −95465(N.mm)  M y1 = Fx10 l1 = −441.305 = −134505(N.mm) γ Σ = γ d2 + γ n2 = 0,0000332 + 0,000132 = 0,00013(rad) Tính mơmen vị trí (3) d  M x3 = −Fy20 (l1 + l2 ) + Fy11 l − Pa  M y3 = Fx10 (l1 + l ) − Fx11 l2  2367.98, 48  = 168(N.mm) M x3 = −313.(305 + 42) + 5365.42 −  M y = −441.(305 + 42) − (−3641.142) = 105(N.mm)  Momen uốn Mz = Pv1.d/2 = 87.98,48/2 = 4283,88(N.mm) Biểu đồ momen uốn xoắn l1=305 l2=42 Fy13 y Fy10 Fx11 O x Fx13 z (0) Mz n1 (1) (3) Fy11 Fx10 Pa1 Py1 Pr1 Mx My 95465Nmm 134505Nmm Mz 4284Nmm 3.5.5 Sức bền trục ly hợp Trục ly hợp chế tạo thép 40X, có ứng suất cho phép : [σth] = (5 ÷ 7).107(N/m2); [τc] = 3.107(N/m2); [σcd] = 2,5.107(N/m2); Từ biểu đồ mômen, ta thấy vị trí trục ly hợp có tiết diện nguy hiểm Tiết diện (11) lắp ổ lăn trục (kiểm tra theo bền uốn) Tiết diện (12) lắp moayơ đĩa bị động (kiểm tra độ chèn dập then) Tiết diện (13) có bánh ln ăn khớp (tính độ võng góc xoay) Tính bền trục ly hợp theo độ bền uốn xoắn vị trí (11) : M 2u + M 2x Ta có :σth = 0,1⋅ d ≤ [σ] (kG/cm2) Trong : Mu : mơmen uốn tác dụng lên trục ly hợp Mu = M 2x11 + M 2y11 = 1281002 = 338550 = 361975(N.mm) Mx - mômen xoắn tác dụng lên trục ly hợp Mx = Mz = 4283,88(N.mm) d - đường kính trục tiết diện nguy hiểm d = 50(mm) M 2u + M 2x 3619752 + 4283,882 σ th = = = 28,96(N/ mm ) 3 0,1.d 0,1.50 σth =2,9.107 (N/m2) Ta thấy σth = 2,9.107(N/m2) < [σth] = (5 ÷ 7).107(N/m2) Vậy trục ly hợp đảm bảo độ bền uốn xoắn vị trí (11) Tính bền trục ly hợp vị trí có then hoa : Các thông số then hoa chọn theo xe tham khảo Đường kính đỉnh then hoa : da = 45 mm Đường kính chân then hoa : df = 36 mm Đường kính vòng chia then hoa : d = 40,5 mm Bề rộng then hoa : B = mm Chiều cao then hoa : h = 4,5 mm Số lượng then hoa : z = 10 Chiều dài moayơ : l = 42 mm da + df dtb = = 40,5 (mm) Đường kính trung bình then hoa : Tính ứng suất chèn dập then hoa : 2.M e max 2.250 σcd = = = 0,87.107 (N/ m ) 0,75.z.h.l.d tb 0,75.10.0,0045.0,042.0,0405 Ta thấy σcd = 0,87.107(N/m2)< [σcd]= 2,5.107(N/m2) Vậy then hoa trục ly hợp đảm bảo độ bền chèn dập Tính bền trục theo độ cứng vững (tại vị trí bánh ln ăn khớp) Tính độ võng trục ly hợp: Độ võng trục mặt phẳng (yOz): l 22 ⋅ (l + l ) ⋅ l ⋅ (2l1 + 3l2 ) 3EJ 6EJ fđ = (Pr1 + Fy13) - Pa1 Trong đó: - bán kính vòng lăn bánh ln ăn khớp E - môđun đàn hồi vật liệu E = 104 kG/mm2 J - mơmen qn tính tiết diện trục 3,14.1304 = 14012740 mm π d 64 J = 64 = Với d = 130 mm - đường kính trục vị trí có bánh ln ăn khớp 42 2.(305 + 42) 49, 24.42.(2.305 + 3.42) f d = (2039 + 3013) − 2367 3.2.10 14012740 6.2.104.14012740 ( fd = 0,0037 - 0,0021 = 0,0016(mm) Độ võng trục mặt phẳng (xOz) : ) l 22 ⋅ (l + l ) ⋅ l ⋅ (2l1 + 3l2 ) 3EJ 6EJ fn = (Pr1 + Fx13) - Pa1 422.(305 + 42) 49, 24.42.(2.305 + 3.42) f n = (2039 + 8277) − 2367 3.2.10 14012740 6.2.104.14012740 fn = 0,0075 – 0,0021 = 0,0054(mm) Độ võng tổng hợp hai mặt phẳng (xOz) (yOz) : f Σ = f d2 + f n2 = 0,0016 + 0,00542 = 0,0056(mm) ⇒ Vậy f∑ = 0,0056 (mm) < [f∑] = 0,1( mm) Độ võng trục ly hợp đạt u cầu cho phép Tính góc xoay trục vị trí có bánh ln ăn khớp : Góc xoay trục mặt phẳng (yOz) : l ⋅ (2l + 3l ) ⋅ (l1 + 3l2 ) 6EJ 3EJ γđ = (Pr1 + Fy13) - Pa1 γ d = (2039 + 3013) 42.(2.305 + 3.42) 49, 24.(305 + 3.42) − 2367 6.2.10 14012740 3.2.104.14012740 γ d = 0,000093 − 0,00006 = 0,000033(rad) Góc xoay trục mặt phẳng (xOz) : l ⋅ (2l + 3l ) ⋅ (l1 + 3l2 ) 6EJ 3EJ γn = (Pr1 + Fx13) - Pa1 γ n = ( 2309 + 8277 ) 42.(2.305 + 3.42) 49, 24.(305 + 3.42) − 2367 6.2.10 14012740 3.2.10 4.14012740 γ n = 0,00019 − 0,00006 = 0,00013(rad) Góc xoay tổng hợp hai mặt phẳng (xOz) (yOz) : γ Σ = γ d2 + γ n2 = 0,0000332 + 0,000132 = 0,00013(rad) ⇒ Vậy γ∑ =0,00013 ( rad) < [γ∑] = 0,001 (rad) Góc xoay trục ly hợp đạt yêu cầu cho phép 3.6 Hệ dẫn động ly hợp Hệ thống dẫn động chọn hệ thống dẫn động khí có trợ lực chân không b a L1 c d2 d1 d L2 Sơ đồ dẫn động i d d= 2 a c d b d d ta có a = 420 mm b = 80 mm c =178 mm d = 83 mm thông số theo xe tham khảo 420 178 ⇒ i dd = 1,32 = 19,02 80 83 d22 d12 = 1,32 Lực bàn đạp cần thực ngắt ly hợp F Q bd = ∑ i dd ηdd Trong : F∑ F∑ : Là lực ép cần thiết để ngắt ly hợp =9217,18(N) ηdd ηdd : Là hiệu suất dẫn động Ta chọn = 0,9 9217,18 Q bd = = 538,45(N) ≈ 538(N) 19,02.0,9 Hành trình bàn đạp xác theo cơng thức St= Slv+ S0 Trong : St : hành trình tổng( tồn bộ) bàn đạp ly hợp So: hành trình tự bàn đạp để khắc phục khe hở So tính: a c d2 S0 = δ 22 = S.i dd b d d1 δ : khe hở ổ bi mở đầu nhỏ lò xo, chọn : ⇒ S0= 3.19,02=57,06(mm) Slv: hành trình làm việc bàn đạp Slv= idd.l2 l2: Hành trình đầu nhỏ lò xo đĩa l1 δ = 3mm Dc - Di De − D c l2= Trong : l1 hành trình làm việc đầu to lò xo đĩa để mở ly hợp, chọn l1=1 mm 242 − 76 ⇒ l2 = = 5, 03 ( mm ) 275 − 242 ⇒ Slv= 5,03.19,02 =95,67(mm) ≈ ⇒St= 57,06 + 95,67 = 152,73(mm) 153(mm) Hành trình nằm giới hạn cho phép [St]= 180 (mm) 3.6.1 Tính tốn xy lanh cơng tác a kích thước xy lanh cơng tác Hành trình làm việc piston cơng tác S2 xác định : S1 c d S2= Trong đó: hành trình bi mở S1 δ S1= l2+ =4,2 + = 7,2(mm) 178 7, 83 ⇒S2= =15,44(mm) Ta xác định thể tích dầu xi lanh công tác: S2πd 22 V2 = d2= 25 mm (theo xe tham khảo) 15,44.3,14.252 = 7575,25 mm3 V2 = Chọn chiều dày ống t =4mm b Kiểm tra bền xy lanh cơng tác Đường kớnh ngồi: D2= d2+ 2t = 25+2.4 = 33(mm) ( ) D2 + d ⇒Rtb= = 33 + 25 = 14,5 (mm) Nhận thấy t > 0,1Rtb nên ta kiểm tra bền xy lanh công tác theo ứng suất sinh ống dây: Ứng suất hướng tâm :  b2 P 1 − r  δr 2 = b −a a     b2 P 1 + r  δo 2 = b −a a A A B    B P  a + b2    a − b   P  2a    a − b   P Trong đó: P: áp suất ống:  420  a d2   1,32 ÷  Q bđ 22   538, 45 80 b d1    ÷ = 9,7.10 ( N / m )  d π   0,025 3,14 ÷ ÷        = P=  r :khoảng cách từ điểm xét đến đường tâm ống 33 = 16,5 D2 b: bán kính ngồi b = = (mm) 25 = 12,5 d2 a: bán kính a = = (mm) Từ biểu đồ mômen ta thấy điểm nguy hiểm nằm mép A ống Theo thuyết bền ứng suất lớn  0,0122 + 0,01652  ( + 1÷ = 2, 2.107 N / m  a + b2  9,7.10  2   p + 1  0,0165 − 0,012  σ Atd = σ θA = σ Ar =  b − a = ) δ Vật liệu chế tạo xylanh gang CY24-42 có [ ]= 2,4 107(N/ m2) A δ So sánh σ td < [ ], xylanh cơng tác đủ bền 3.6.2 Tính tốn xy lanh a Xác định kích thước d22 ≈ Hành trình xylanh chính: S3= S2 d = 15,44.1,32=26,09(mm) 26(mm) Thể tích dầu thực tế xylanh phải lớn tính tốn chút Vì hiệu suất dẫn động dầu 0,1Rtb nên ta kiểm tra bền xylanh theo ứng suất sinh ống dây Tương tự kiểm tra xylanh công tác Ứng suất lớn mép (A) ống  a + b2    p + 2  σ Atd =  b − a  19 = 9,5 d1 a= = (mm) ; σ Atd = 27 = 13,5 D1 b= = (mm)  0,00952 + 0,01352  2,4.106  + 1÷ = 0,9.107 ( N / m ) 2  0,0135 − 0,0095  δ < [ ]= 2,4 107(N/ m2) Vậy xylanh đủ bền 3.7 Thiết kế trợ lực chân không 3.7.1 Xác định cường hóa phải thực Ta có khơng cường hóa lực bàn đạp : Qbđk=538 (N) Đề giảm bớt sức lao động ngườ lái ta lắp thêm trợ lực tác động lên bàn đạp ta chọn : Qbđc= 120(N).Ta bố trí cường hóa nối tiếp bàn đạp xylanh Khi ta xác định lực cường hóa phải sinh Qc=( Qbđk- Qbđc)a/b = ( 538-120).420/80= 2194,5(N) Vậy cường hóa chân sinh lực 2194,5(N), ta chọn lực mở van cường hóa 60(N) 3.7.2 Tiết diện màng sinh lực hành trình màng sinh lực Q c + Pmax P S= Trong đó: Qc= 2194,5(N) Pmax: Là lực lớn tác dụng lên lò xo màng Pmax= 15%Qc S: tiết diện màng sinh lực P: độ chênh áp suất trước sau màng sinh lực Chọn P=7.104(N/m2) = 0,07(N/mm2) ứng với chế độ làm việc không tải máy hút chân khơng Vậy ta có: S= 2194,5 + 329 = 36050 0,07 (mm2) 4S =>đường kính màng sinh lực: α m = π = 4.36050 3,14 = 214(mm) Hành trình màng sinh lực Sm= S3 = 22(mm) 3.7.3 Lò xo hồi vị màng sinh lực Khi cường hóa sinh hết lực lúc lò xo hồi vị chịu tải lớn Để xác định kích thước lò xo hồi vị ta chọn tải trọng lớn tác dụng lên là: Pmax= 15%Qc= 15%.2194,5=329 (N) Lực lò xo ghép ban đầu: Pbđ= 7%.Qc= 154 (N) Xác định số vòng làm việc lò xo: no= λ.G.d 1,6.D3 ( Pmax − Pbd ) λ :độ biến dạng lò xo từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc λ =Sm= 22(mm) G: mô đun đàn hồi dịch chuyển G = 8.1010 (N/m2) d:đường kính dày làm lò xo Chọn d = 4(mm) D: đường kính trung bình đặt lò xo Chọn D =46 (mm) Vậy no= 0,022.8.1010.0,0044 = 16 1,6.0,0463 ( 329 − 154 ) (vòng) Số vòng tồn lò xo: n = n0 + 1= 17 (vòng) Giả thiết khe hở cực tiểu vòng lò xo mở hết ly hợp δ =1,5(mm) Vậy chiều dài lò xo là: l = n.d + δ d + Sm= 16.3 + 1,5.3 + 26 = 77,5(mm) 3.7.4 Kiểm tra bền lò xo theo ứng suất xoắn 8Pmax D.k τ = π.d Trong k hệ số ảnh hưởng: k = 1,13 8.329.0,046.1,13 τ= = 681( MPa / m ) 3,14.0,004 => Vật liệu chế tạo lò xo thộp 60T có ứng suất cho phép [ τ ]=7 108(N/m2) nên lò xo đủ bền ... động ly hợp khí Bạc mở; Cần ngắt ly hợp; Thanh kéo ly hợp; Bàn đạp ly hợp Càng mở ly hợp Cần trục bàn đạp ly hợp Lò xo hồi vị Nguyên lý làm việc: Khi người lái tác dụng lực Q lên bàn đạp ly hợp. .. tốn thiết kế cụm ly hợp 3.1 Xác định momen ma sát 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 mômen ma sát ly hợp. .. trình đóng ly hợp Khi đóng ly hợp xảy hai trường hợp: - Đóng ly hợp đột ngột tức để động làm việc số vòng quay cao đột ngột thả bàn đạp ly hợp Trường hợp không tốt nên phải tránh - Đóng ly hợp cách