Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦUNgày nay, trong các phương tiện giao thông thì ô tô chiếm một số lượng lớn phục vụ các nhu cầu của con người. Do đó, đòi hỏi ngành ô tô luôn cần có sự đổi mới, tối ưu hoá về mặt kỹ thuật, hoàn thiện hơn về mặt công nghệ, để nâng cao tính hiện đại, tính kinh tế trong quá trình vận hành. Để đạt được các yêu cầu đó các nhà sản xuất, các kỹ sư, trong ngành Cơ khí Động lực cần phải có một kiến thức sâu rộng, tiếp cận nhiều trong thực tế để tìm ra các biện pháp tối ưu trong quá trình nghiên cứu. Đối với các sinh viên, để thực hiện được các điều đó thì đồ án môn học nói chung và đồ án thiết kế ôtô nói riêng nhằm giúp sinh viên có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, phát huy khả năng tư duy và sáng tạo trong quá trình nghiên cứu và công tác về sau này. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Việt Hải và các thầy trong bộ môn, cùng với sự cố gắng của bản thân đã giúp em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất. Tuy vậy, do thời gian và kiến thức còn hạn chế, sự tiếp xúc với thực tế còn ít nên trong đồ án thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót. Mong được các thầy góp ý để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơnĐà Nẵng, ngày …..tháng ….. năm 2019Sinh viên thực hiệnPHẠM PHÚC NHẬT MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦUiMỤC LỤCiiDANH SÁCH CÁC HÌNHivMỞ ĐẦU1Chương 1: TỔNG QUAN LY HỢP Ô TÔ21.1. Công dụng và yêu cầu của ly hợp21.1.1. Công dụng21.1.2. Yêu cầu của ly hợp21.2. Phân loại ly hợp21.2.1. Ly hợp ma sát31.2.1.1. Ly hợp ma sát loại một đĩa41.2.1.2. Ly hợp ma sát một đĩa kiểu lò xo đĩa côn.51.2.1.3.Ly hợp ma sát loại hai đĩa61.2.1.4. Ly hợp thủy lực71.2.1.5. Ly hợp điện từ81.2.1.6. Ly hợp dẫn động kiểu cơ khí91.2.1.7.Ly hợp dẫn động thủy lực101.2.1.8. Điều khiển ly hợp có trợ lực11Chương 2: TÍNH TOÁN LY HỢP142.1. Số liệu cho trước142.2. Tính toán mômen ma sát yêu cầu của ly hợp142.3. Phân tích, lựa chọn phương loạikiểu và phương án dẫn động ly hợp152.4. Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động162.5. Diện tích và bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát172.6. Lực ép của cơ cấu ép172.7. Công trượt riêng của ly hợp172.8. Nhiệt sinh ra do trượt ly hợp222.9. Bề dày tối thiểu của đĩa ép (theo chế độ nhiệt)232.10. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu ép242.10.1. Lực ép cần thiết của một lò xo Flx N khi làm việc242.10.2. Tính kích thước cơ bản và vẽ đặc tính của lò xo ép đĩa nón242.10.3. Kích thước đòn mở của lò xo ép đĩa nón cụt xẻ rãnh262.11. Tính lò xo giảm chấn27Chương 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẪN DỘNG LY HỢP293.1. Xác định hành trình của bàn đạp Sbđ mm293.2. Lực tác dụng lên bàn đạp, Fbđ N303.3. Kết cấu xylanh chính và xylanh công tác313.3.1. Xylanh chính313.3.2. Xylanh công tác333.4. Xác định đường kính xylanh thuỷ lực333.4.1.Tính toán xi lanh chính333.4.2.Tính toán xi lanh công tác33Chương 4: CHI TIẾT KẾT CẤU LY HỢP VÀ DẪN ĐỘNG LY HỢP THIẾT KẾ344.1. Đĩa bị động344.1.1. Xương đĩa354.1.2. Vòng ma sát354.1.3. Moay ơ đĩa bị động364.2. Thân và vỏ ly hợp364.3. Đĩa ép36KẾT LUẬN38TÀI LIỆU THAM KHẢO39 DANH SÁCH CÁC HÌNHDANH MỤC HÌNH Hình 1. 1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại một đĩa kiểu lò co ép hình trụ4Hình 1. 2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa kiểu lò xo đĩa côn5Hình 1. 3 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại 2 đĩa6Hình 1. 4 Sơ đồ cấu tạo ly hợp thủy lực.7Hình 1. 5 Sơ đồ dẫn động ly hợp kiểu cơ khí9Hình 1. 6 Sơ đồ ly hợp dẫn động kiểu thủy lực10Hình 1. 7 Sơ đồ nguyên lý trợ lực bằng lò xo11Hình 2. 1 Sơ đồ nguyên lý ly hợp dẫn động kiểu thủy lực15Hình 2. 2 Sơ đồ tính toán các kích thước cơ bản của đĩa bị động.16Hình 2. 3 Biểu đồ mômen của quá trình đóng ly hợp17Hình 2. 4 Sơ đồ tính toán lò xo đĩa nón cụt24Hình 2. 5 Đặc tính phi tuyến lò xo đĩa nón cụt26Hình 2. 6 Sơ đồ lò xo giảm chấn27Hình 3. 1 Sơ đồ dẫn động mở ly hợp29Hình 3. 2 Kết cấu xylanh chính32Hình 3. 3 Kết cấu xylanh công tác33Hình 4. 1 Kết cấu đĩa bị động.34Hình 4. 2 Kết cấu xương đĩa.35Hình 4. 3 Kết cấu moay ơ đĩa bị động.36Hình 4. 4 Kết cấu đĩa ép.37 MỞ ĐẦUTính Toán Thiết Kế Ly Hợp Ô tô là đồ án rất quan trọng và là bước tập dược cho quá trình làm tốt nghiệp sau này. Đồ án gồm hai phần:Phần 1: Phần thuyết minhTổng quan về ly hợp ô tôTính toán các thông số cơ bản của ly hợpTính toán thiết kế dẫn động ly hợpMô tả chi tiết kết cấu ly hợp và dẫn động ly hợp thiết kếPhần 2: Phần bản vẽBản vẽ lắp ly hợp và dẫn động điều khiển đóng mở ly hợp (Ao)Trong quá trình làm thiết kế do phải lựa chọn nhiều thông số, chưa có nhiều kinh nghiệm cũng như kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Rất mong những nhận xét và giúp đỡ của thầy. Em xin chân thành cảm ơn
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, phương tiện giao thơng tơ chiếm số lượng lớn phục vụ nhu cầu người Do đó, đòi hỏi ngành tơ ln cần có đổi mới, tối ưu hố mặt kỹ thuật, hồn thiện mặt cơng nghệ, để nâng cao tính đại, tính kinh tế q trình vận hành Để đạt yêu cầu nhà sản xuất, kỹ sư, ngành Cơ khí Động lực cần phải có kiến thức sâu rộng, tiếp cận nhiều thực tế để tìm biện pháp tối ưu trình nghiên cứu Đối với sinh viên, để thực điều đồ án mơn học nói chung đồ án thiết kế ơtơ nói riêng nhằm giúp sinh viên vận dụng kiến thức học vào thực tế, phát huy khả tư sáng tạo trình nghiên cứu công tác sau Được hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Việt Hải thầy môn, với cố gắng thân giúp em hoàn thành đồ án cách tốt Tuy vậy, thời gian kiến thức hạn chế, tiếp xúc với thực tế nên đồ án thiết kế khơng thể tránh khỏi sai sót Mong thầy góp ý để đồ án hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019 Sinh viên thực PHẠM PHÚC NHẬT i MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC ii DANH SÁCH CÁC HÌNH .iv MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN LY HỢP Ô TÔ 1.1 Công dụng yêu cầu ly hợp 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Yêu cầu ly hợp 1.2 Phân loại ly hợp 1.2.1 Ly hợp ma sát 1.2.1.1 Ly hợp ma sát loại đĩa 1.2.1.2 Ly hợp ma sát đĩa kiểu lò xo đĩa .5 1.2.1.3.Ly hợp ma sát loại hai đĩa 1.2.1.4 Ly hợp thủy lực 1.2.1.5 Ly hợp điện từ 1.2.1.6 Ly hợp dẫn động kiểu khí 1.2.1.7.Ly hợp dẫn động thủy lực 10 1.2.1.8 Điều khiển ly hợp có trợ lực .11 Chương 2: TÍNH TỐN LY HỢP .14 2.1 Số liệu cho trước .14 2.2 Tính tốn mơmen ma sát yêu cầu ly hợp 14 2.3 Phân tích, lựa chọn phương loại/kiểu phương án dẫn động ly hợp 15 2.4 Bán kính hình vành khăn bề mặt ma sát đĩa bị động .16 2.5 Diện tích bán kính trung bình hình vành khăn ma sát 17 2.6 Lực ép cấu ép 17 ii 2.7 Công trượt riêng ly hợp 17 2.8 Nhiệt sinh trượt ly hợp 22 2.9 Bề dày tối thiểu đĩa ép (theo chế độ nhiệt) 23 2.10 Xác định thông số cấu ép 24 2.10.1 Lực ép cần thiết lò xo Flx [N] làm việc 24 2.10.2 Tính kích thước vẽ đặc tính lò xo ép đĩa nón 24 2.10.3 Kích thước đòn mở lò xo ép đĩa nón cụt xẻ rãnh 26 2.11 Tính lò xo giảm chấn 27 Chương : TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẪN DỘNG LY HỢP 29 3.1 Xác định hành trình bàn đạp Sbđ [mm] 29 3.2 Lực tác dụng lên bàn đạp, Fbđ [N] 30 3.3 Kết cấu xylanh xylanh cơng tác 31 3.3.1 Xylanh .31 3.3.2 Xylanh công tác 33 3.4 Xác định đường kính xylanh thuỷ lực 33 3.4.1.Tính tốn xi lanh 33 3.4.2.Tính tốn xi lanh cơng tác 33 Chương 4: CHI TIẾT KẾT CẤU LY HỢP VÀ DẪN ĐỘNG LY HỢP THIẾT KẾ 34 4.1 Đĩa bị động .34 4.1.1 Xương đĩa 35 4.1.2 Vòng ma sát 35 4.1.3 Moay đĩa bị động 36 4.2 Thân vỏ ly hợp 36 4.3 Đĩa ép 36 KẾT LUẬN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 iii DANH SÁCH CÁC HÌNH DANH MỤC HÌNH Hình 1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại đĩa kiểu lò co ép hình trụ .4 Hình Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát đĩa kiểu lò xo đĩa Hình Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại đĩa .6 Hình Sơ đồ cấu tạo ly hợp thủy lực .7 Hình Sơ đồ dẫn động ly hợp kiểu khí Hình Sơ đồ ly hợp dẫn động kiểu thủy lực 10 Hình Sơ đồ nguyên lý trợ lực lò xo 11 Hình Sơ đồ nguyên lý ly hợp dẫn động kiểu thủy lực 15 Hình 2 Sơ đồ tính tốn kích thước đĩa bị động 16 Hình Biểu đồ mơmen q trình đóng ly hợp 17 Hình Sơ đồ tính tốn lò xo đĩa nón cụt 24 Hình Đặc tính phi tuyến lò xo đĩa nón cụt 26 Hình Sơ đồ lò xo giảm chấn 27 Hình Sơ đồ dẫn động mở ly hợp 29 Hình Kết cấu xylanh .32 Hình 3 Kết cấu xylanh công tác 33 Hình Kết cấu đĩa bị động 34 Hình Kết cấu xương đĩa .35 Hình Kết cấu moay đĩa bị động 36 Hình 4 Kết cấu đĩa ép 37 iv Tính tốn thiết kế ly hợp tơ MỞ ĐẦU Tính Tốn Thiết Kế Ly Hợp Ơ tơ đồ án quan trọng bước tập dược cho trình làm tốt nghiệp sau Đồ án gồm hai phần: Phần 1: Phần thuyết minh - Tổng quan ly hợp tơ Tính tốn thơng số ly hợp - Tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp Mô tả chi tiết kết cấu ly hợp dẫn động ly hợp thiết kế Phần 2: Phần vẽ - Bản vẽ lắp ly hợp dẫn động điều khiển đóng mở ly hợp (Ao) Trong trình làm thiết kế phải lựa chọn nhiều thơng số, chưa có nhiều kinh nghiệm kiến thức hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót Rất mong nhận xét giúp đỡ thầy Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Chương 1: TỔNG QUAN LY HỢP Ơ TƠ 1.1 Cơng dụng u cầu ly hợp 1.1.1 Công dụng -Ly hợp khớp nối trục khuỷu động với hệ thống truyền lực -Ly hợp dùng để ngắt - nối truyền động từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực -Ngồi ra, ly hợp dùng cấu an toàn cho hệ thống truyền lực tải 1.1.2 Yêu cầu ly hợp - Ly hợp phải truyền mô men quay lớn động điều kiện làm việc Hay nói cách khác, mơ men ma sát ly hợp phải luôn lớn mô men cực đại động Tuy nhiên, momen ma sát ly hợp không lớn nhằm đảm bảo nhiệm vụ làm cấu an toàn cho hệ thống truyền lực - Việc mở ly hợp phải dứt khoát nhanh chóng Nghĩa mở ly hợp, phần bị động phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động thời gian ngắn Ngược lại 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 - Momen quán tính chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến mức thấp nhằm giảm lực va đạp lên bánh gài số (trường hợp khơng có đồng tốc), giảm nhẹ điều kiện làm việc đồng tốc tăng nhanh thời gian gài số - Kết cấu phải gọn nhẹ, điều khiển dễ dàng nhẹ nhàng 1.2 Phân loại ly hợp - Với yêu cầu nêu trên, ô tô, máy kéo sử dụng nhiều loại ly hợp Người ta phân loại ly hợp sau: + Dựa theo tính chất truyền momen: Ly hợp đĩa ma sát Ly hợp thủy lực Ly hợp điện từ (nam châm điện) + Theo hình dạng phận ma sát khí, chia ra: SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Ly hợp ma sát đĩa phẳng (phần bị động gồm loại đĩa , hai đĩa hay nhiều đĩa ) Ly hợp ma sát đĩa côn ( phần bị động có dạng hình ) Ly hợp hình tăng trống hay guốc ( phần bị động có dạng tang trống guốc ) + Theo phương pháp tạo lực ép chia ra: Loại lò xo ( lò xo ép lò xo trụ bố trí xung quanh chu vi đĩa ép, lò xo bố trí tâm hay lò xo đĩa ) Loại ly tâm ( lực ép tạo nên đồng thời lực lò xo lực ly tâm trọng khối phụ ) Loại ly tâm + Theo kết cấu cấu ép chia : Loại thường đóng: loại ly hợp kiểu lò xo ép thường xun đóng q trình làm việc, ly hợp mở thông qua hệ thống dẫn động tác dụng lực bàn đạp ly hợp Loại khơng thường đóng: loại ly hợp khơng có lò xo ép Đĩa bị động chủ động ép vào thông qua hệ thống đặc biệt, việc đóng mở ly hợp phải thơng qua hệ thống đòn tác dụng lực điều khiển + Theo hệ thống dẫn động ly hợp Ly hợp dẫn động kiểu khí Ly hợp dẫn động kiểu thủy lực Ly hợp dẫn động có trợ lực 1.2.1 Ly hợp ma sát - Đó loại ly hợp mà momen ma sát hình thành ly họp nhờ ma sát bề mặt ma sát khí Loại sử dụng phổ biến hầu hết ô tô nhờ - - kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng, sửa chữa thay thế, làm việc bền vững, tin cậy, hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn giá thành rẻ Theo hình dạng phận ma sát chia ra: Ly hợp ma sát đĩa, ly hợp ma sát đĩa (đĩa bị động có dạng hình cơn), ly hợp ma sát hình trống Trong loại ly hợp ma sát thơng dụng ly hợp ma sát đĩa Ly hợp đĩa ma sát đĩa dùng hầu hết loại ô tô máy kéo nhờ kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở ly hợp dễ, dứt khốt momen qn tính phần bị động nhỏ SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải Tính tốn thiết kế ly hợp tơ 1.2.1.1 Ly hợp ma sát loại một đĩa - Ly hợp ma sát loại đĩa kiểu lò xo ép hình trụ Sơ đồ cấu tạo: Hình 1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại đĩa kiểu lò co ép hình trụ 1-Bàn đạp ly hợp; 2- Thanh đẩy; 3- Càng mở; 4-Ổ bi tỳ; 5- Đòn mở đĩa ép; 6- Lò xo ép; 7- Gối di động; 8- Đĩa ép; 9- Đĩa ma sát; 10- Bánh đà động - Nguyên lý hoạt động Người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp lực lực truyền qua hệ thống dẫn động khí truyền đến ổ bi tỳ (4), ép ổ bi tỳ phía trái, di chuyển đoạn khe hở kỹ thuật d0 tác động lên đầu đòn mở (5) khiến cho đầu đòn mở vào dẫn đến kéo đĩa ép (8) nhả đĩa ma sát làm ngưng trình ép, momen khơng truyền lên đĩa ép ly họp cắt - Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, mở ly hợp cách dứt khốt, hành trình mở nhỏ, - việc tản nhiệt dễ dàng Nhược điểm: Không thể truyền momen lớn SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô 1.2.1.2 Ly hợp ma sát một đĩa kiểu lò xo đĩa côn - Sơ đồ cấu tạo: Hình Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát đĩa kiểu lò xo đĩa 1-Trục động cơ; 2-Bánh đà; 3-Đĩa ma sát; 4-Đĩa ép; 5-Lò xo đĩa cơn; 6-Vòng thép; 7Đinh tán; 8-Ở bi tỳ; 9-Ổ đỡ phái sau trục ly hợp; 10-Ống; 11-Trục sơ cấp của hộp số; 13-Các đĩa ma sát; 14-Xương đĩa bị đợng; 15-Moay của đĩa bị đợng; 16-Ở bi - Nguyên Lý hoạt động Người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp lực,lực truyền qua hệ thống dẫn động truyền đến ổ bi tỳ (8), ép ổ bi tỳ phái trái, di chuyển đoạn với khe hở kỹ thuật d0 , tác dụng lên lò xo đĩa (5) đĩa ép (4) kéo nhả đĩa ma sát ngưng trình ép nên momen không truyền lên đĩa ép ly hợp cắt Khi người lái ngừng tác dụng vào bàn đạp ly hợp, lò xo hồi vị kéo cấu điều khiển mở ly hợp trở vị trí ban đầu khe hở o xuất lúc ly hợp đóng Ưu, nhược điểm ly hợp ma sát đĩa lò xo Ưu điểm + Lực ép phân bố bề mặt ma sát + Lò xo ép làm nhiện vụ đòn mở nên kếu cấu đơn giản gọn cho phép rút ngắn kích thước dài, giảm khối lượng ly hợp + Đặc tính lò xo phi tuyến, thích hợp với điều kiện làm việc ly hợp Nhược điểm +Khó chế tạo lò xo ép SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải Tính tốn thiết kế ly hợp tơ + Khơng thể điều chỉnh khe hở đòn mở bạc mở tâm ma sát bị mòn nên ly hợp kiểu sử dụng xe du lịch xe khách cỡ nhỏ có đặc tính động lực tốt, sử dụng điều kiện đường tốt 1.2.1.3 Ly hợp ma sát loại hai đĩa - Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa nhiều đĩa sử dụng trường hợp phải truyền momen lớn (>700÷800N.m) để giảm kích thước đường kính ly hợp Nhược điểm kiểu loại kết cấu phức tạp, việc mở ly hợp khó khăn Khơng dứt khốt, kích thước dài, hành trình mở momen qn tính phần bị động lớn, lực điều khiển tăng thêm phải thắng thêm lực ma sát khớp trượt nối đĩa chủ động với bánh đà - Sơ đồ cấu tạo: Hình Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại đĩa - 1-trục động cơ; 2-Bánh đà; 3-Mâm ép; 4-Đĩa ép trung gian; 5-Thanh kéo; 6Giá của đòn mở; 7-Đòn mở; 8-Ổ bi tỳ; 9-Ổ đỡ phía sau trục ly hợp; 10-ống; 11-Trục sơ cấp của hộp số; 12-Lò xo ép; 13-Các đĩa ma sát; 14-Đĩa ép trung gian; 15-Moay của đĩa bị đợng; 16-Ở bi Nguyên lý hoạt động Người lái tác dụng lực lên bàn đạp ly hợp lực, lực truyền qua hệ thông dẫn động truyền đến ổ bi tỳ (8), ép ổ bi tỳ phái trái tác dụng lên đòn mở (7) khiến đòn mở vào kéo kéo (5) ra, dẫn đến kéo đĩa ép (3b) nhả đĩa ma sát ngưng trình ep nên momen không truyền lên đĩa ép ly hợp cắt SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải Tính tốn thiết kế ly hợp tơ + d : Độ dày lò xo đĩa, [m] Ta có: De De 0,2793 = 75÷100 Ta chọn: δd = = = 2,793 103 m 2.8[cm] δd 100 100 + h : hình chiếu phần khơng xẻ rãnh trục nón cụt, [m] Ta có: h = 1,5÷2 Ta chọn sơ bộ: h= δd 1,5 = 2.793 103 1,55 = 4,33 103 m δd + E = 2,1.1011 [N/m2] : Mô đun đàn hồi kéo nén + p = 0,26 Hệ số poat-xơng, thép lò xo + k1, k2 : Các tỷ số kích thước đĩa nón cụt : k1 = De +Da = 0,2793+0,1995 = 0,857 Da 0,1995 = = 0,7143 ; k = 2De 2.0,2793 De 0,2793 Các kích thước Da, d, h xác định xác cho lò xo nón cụt ép phẳng vào ly hợp ( =h/2) lực ép lò xo Flx đạt lực ép yêu cầu Flx =4721,79 [N] Để thuận tiện cho việc tính tốn ta viết lại sau: Flx = A= C A.Bλ δd2 + h-Cλ h - λ ( 2-23) π.E 3,14.2,1.1011 = =7,0756.1011 2 1-μ p 1-0,26 δd ln 1/k1 2,793 103 ln 1/0,7143 = = 0,589 Với: B= De 1-k 2 0,27932 1-0,857 C= 1-k1 1-0,7143 = =1,9979 1-k 1-0,857 Thay giá trị vừa tính vào biểu thức (2-23), ta có mối quan hệ Flx Flx = f() biểu diễn bảng 2.1: Da = 199,5 [mm]; d = 2,793 [mm]; h = 4,33 [mm] Bảng 2.2 Lực nén lò xo tạo ứng với độ dịch chuyển 0.00025 0.0005 0.00075 0.001 0.00125 0.0015 0.00175 0.002 SVTH: Phạm Phúc Nhật Flx 1630.17 2861.66 3746.46 4336.55 4683.92 4840.55 4858.43 4789.54 0.002165 0.0025 0.0028 0.003 0.0033 0.0035 0.0038 0.004 Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải Flx 4721.79 4599.397 4582.113 4686.001 4963.044 5465.228 6244.538 7352.957 25 Tính tốn thiết kế ly hợp tô 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 0.0045 Hình Đặc tính phi tuyến lò xo đĩa nón cụt 2.10.3 Kích thước đòn mở lò xo ép đĩa nón cụt xẻ rãnh Kích thước đặc trưng cho đòn mở lò xo đĩa nón cụt Di thông số xác định theo yêu cầu đặc tính làm việc nêu phải thảo mãn điều kiện bền mở ly hợp sau: - 2Fm Da 0,5E 0,5(D-Da )α +δd α σ= + δd (Di +Da ) 1-μ p2 Da - D= - 2h α=Arctan De -D a (De -Da ) D Ln e Da (2-24) (2-25) (2-26) Trong : + : Ứng suất lớn điểm nguy hiểm + Di : Đường kính đỉnh đĩa nón cụt, [m], mà Di De D 1.5 chọn e hay: Di Di De 0, 2793 0,07 m 4 + Fm : Lực tác dụng lên đỉnh nón mở ly hợp xác định bằng: - Dc Da + D e (2-27) - idm (Dc -Di ) (De -Dc ) (2-28) SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 26 Tính tốn thiết kế ly hợp tô Fm Flx - De - Dc D c - Di (2-29) Suy ra: - 2h α Arctan De -Da - D - Dc (De +Da ) (0, 2793 0,1995) 0, 24 m 2 - idm (Dc -Di ) 0, 24 - 0, 07 4, 25 (De -Dc ) 0, 2793 - 0, 24 - Fm Flx 2.0,00433 Arctan 0,108 rad 0,2793-0,1995 (De -Da ) (0,2793-0,1995) 0, 237 m De 0,2793 Ln Ln 0,1995 Da idm 4721, 79 1111 N 4, 25 Thay giá trị từ biểu thức (2-25),(2-26),(2-27) ,(2-28),(2-29) vào biểu thức tương ứng (2-24) ta có : σ 2.1111.0, 0,5.2,1.1011 0,5.(0, 237 - 0,1995).0,1082 0, 002793.0,108 0, 0027932.(0, 07 0,1995) 1- 0, 262 0,1995 505,1 MN/m2 So với ứng suất cho phép vật liệu làm lò xo [] =1000 [MN/m2] lò xo nón cụt đĩa thiết kế hồn tồn thỏa mãn điều kiện bền 2.11 Tính lò xo giảm chấn Rtbgc R2 Hình Sơ đồ lò xo giảm chấn SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 27 Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Các lò xo giảm chấn đặt theo hướng tiếp tuyến lỗ khoét moay-ơ đĩa bị động Đường kính trung bình tiếp tuyến với tâm lò xo vào khoảng từ Dtbgc = 80÷120 [mm] Số lò xo thường 6÷12, có đường kính dây d=3÷4 [mm], đường kính trung bình lò xo D=14÷19 [mm] số vòng từ 3÷4 [vòng] Độ cứng tối thiểu lò xo giảm chấn bị giới hạn momen lớn truyền qua ly hợp Mmax=Memax.β (khi vòng lò xo vừa tỳ sát vào nhau) Nghĩa ta có lực lớn tác dụng lên lò xo giảm chấn Fmax gc xác định theo công thức: Fmax gc = 2. M max M msgc Zg Dtbgc (2-30) Trong đó: + Dtbgc = 80120 [mm], Ta chọn Dtbgc =120 [mm] + Mms gc : Momen ma sát giảm chấn Mms gc = (0,06÷0,17).Memax, Chọn Mms gc = 0,1.Memax + Zg : Số lượng lò xo giảm chấn, Zg = 12 Ta chọn Zg = Suy ra: Fms gc SVTH: Phạm Phúc Nhật 2.1, 4.231 0,1.231 834,16 N 6.0,12 Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 28 Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Chương : TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẪN DỘNG LY HỢP 3.1 Xác định hành trình bàn đạp Sbđ [mm] d2 e f b d1 S a Q c Sbd d Hình Sơ đồ dẫn động mở ly hợp Quan hệ khe hở với độ dịch chuyển bàn đạp Sbđ (còn gọi hành trình bàn đạp) ly hợp mở xác định theo tỷ số truyền hệ thống điều khiển xác định sau: a c e a Sbđ δm z ms δdh idk δo δ01 δ02 b d f b (3-1) Trong đó: + m : Khe hở đôi bề mặt ma sát mở ly hợp, Với ly hợp đĩa ma sát m = (0,75÷1) [mm], Chọn δm = 0,8 [mm] + Zms : số đôi bề mặt ma sát, Zms= + dh : Độ dịch chuyển cần thiết đĩa ép độ đàn hồi đĩa bị động Khi tính tốn chọn dh = 0,5 [mm] + 0 : Khe hở tự cần thiết đòn mở bạc mở Đối với xe du lịch ta có o ÷ [mm], Chọn o = [mm] + 01: Khe hở tự cần thiết bàn đạp hệ thống dẫn động Ta có 01 0,5 1[mm], Chọn δ01 = 0,5 [mm] SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 29 Tính tốn thiết kế ly hợp tơ + 02: Khoảng cách khe hở lỗ thông bù dầu xy lanh Đối với dẫn động thủy lực 02 1,52 [mm], Ta chọn 02 = 1,5 [mm] + a = i bd b d + = i tg d1 : Tỉ số truyền bàn đạp :Tỉ số truyền dẫn động trung gian, Ta có itg 0,9 1,1 Chọn itg = + c icm d : Tỉ số truyền đẩy bạc mở, Ta có icm 1,4 2,2 Chọn icm = : Tỉ số truyền chung toàn hệ thống điều khiển + i dk idk ibd itg icm idm Với: iđm: tỷ số truyền đòn mở,với li hợp lò xo đĩa nón cụt iđm xác định từ kích thước đĩa ép, Ta có idm (Dc -Di ) 0, 24 - 0, 07 4,325 (De -Dc ) 0, 2793 - 0, 24 - Từ cơng thức (3-1), ta có: Sbđ = δ m z ms +δđh i 2tg icm i đm +δo icm i dm + δ01 +δ02 i bđ (3-2) Giá trị tỷ số truyền bàn đạp ibd với tỷ số truyền thành phần nêu phải xác định đủ lớn nhằm đảm bảo cho lực điều khiển từ bàn đạp nhỏ, đồng thời phải thỏa mãn hành trình tổng cộng bàn đạp ly hợp Sbd khơng vượt giới hạn tầm với chân người lái xe, tức Sbđ [Sbđ] Đối với du lịch, [Sbđ] 150 180 [mm] Ta chọn [Sbđ] = 180[mm] - Từ (3-2), ta có: ibđ = Sbđ δm z ms +δdh i i cm i đm +δo i cm idm + δ01 +δ02 ibđ = 180 0,8.2 0,5 1.2.4,325 2.2.4,325 0,5 1,5 ibđ = 4,8 tg (3-3) 3.2 Lực tác dụng lên bàn đạp, Fbđ [N] Lực cần thiết phải tạo bàn đạp mở ly hợp, ký hiệu Fbđ xác định sau: Fbđ SVTH: Phạm Phúc Nhật Fm max i dk ηdk Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải (3-4) 30 Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Trong đó: + Fmmax : Lực lớn tác dụng lên đĩa ép mở ly hợp + iđk Fmmax ≈ Fm = 1111 [N] : Tỉ số truyền hệ thống điều khiển,chỉ tính đến đỉnh nón iđk(*) i bđ itg icm = 4,8.1.2.= 9,61 + ηdk : Hiệu suất hệ thống điều khiển, Trong tính tốn chọn hiệu suất ηdk 0,85 0,90 => Chọn ηdk = 0,9 Từ (3-4), ta có: Fbđ 1111 9, 61.0,9 Fbđ 128,45[N] So với giá trị cho phép xe du lịch [Fbđ] = 150 [N] Fbđ nhỏ giới hạn cho phép nên không cần hệ thống trợ lực 3.3 Kết cấu xylanh xylanh cơng tác 3.3.1 Xylanh Xylanh phận quan trọng khơng thể thiếu dẫn động thuỷ lực Xylanh có nhiệm vụ cung cấp dầu cho tồn hệ thống, tạo áp suất dòng dẫn động để mở ly hợp Trên thân xilanh có lỗ bù nối thơng bình chứa với dẫn động (khi bàn đạp vị trí ban đầu) để bù dầu dẫn động trường hợp có hao hụt Lỗ thơng cho dầu từ phía sau phía trước piston, uốn cong mép cao su làm kín 8, điền đầy khoảng không trước đầu piston trường hợp người lái nhả bàn đạp đột ngột để tránh lọt khí vào dẫn động hẫng bàn đạp người lái đạp bàn đạp kiểu “bơm” SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 31 Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Hình Kết cấu xylanh 1- Buồng dầu phụ; 2-Lỗ bù; 3-Lỗ thơng; 4- Bu-lơng dầu; 5- Van ngược; 6-Van chiều; 7-Lò xo hồi vị; 8-Nút làm kín; 9-Đệm cánh đàn hồi; 10-Xy lanh chính;11-Piston; 12-Vít điều chỉnh Đệm cánh chế tạo thép mỏng đàn hồi để che không cho nút làm kín tiếp xúc trực tiếp với mép lỗ thông đầu piston nhằm tăng tuổi thọ Ở đầu xilanh có bố trí van ngược 5, van có tác dụng trì dẫn động áp suất dư nhỏ để tránh không cho khơng khí lọt vào dẫn động Bởi chất lỏng từ dẫn động muốn trở xylanh phải có áp suất đủ để thắng lực lò xo van ngược Van chiều bố trí đầu van ngược cho chất lỏng từ xylanh qua đến dẫn động mà không cho chất lỏng qua theo chiều ngược lại SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 32 Tính tốn thiết kế ly hợp tơ 3.3.2 Xylanh cơng tác Hình 3 Kết cấu xylanh công tác 1-Bu lông xả khí; 2-Đệm làm kín; 3-Piston làm việc; 4-Thân xylanh; 5-Thanh đẩy; 6-Vòng làm kín; 7-Màng chắn bụi 3.4 Xác định đường kính xylanh thuỷ lực 3.4.1.Tính tốn xi lanh Lực tác dụng từ bàn đạp Fbd tác dụng lên piston xi lanh tạo áp suất dầu pd Ta có phương trình: π.Dc2 pd = Fbd i bd ηbd (3-5) Trong đó: + Dc :đường kính xi lanh [mm], Chọn Dc = 25 [mm] + pd: áp suất dầu xi lanh [N/m2] + Fbd: Lực tác dụng lên bàn đạp [N], Fbd= 128,45 [N] + ibd: tỷ số truyền bàn đạp, ibd= 4,8 Suy ra: pd = 4.Fbd i bd ηbd 4.128, 45.4,8.0,9 1,13.106 [N/m2] 2 π.Dc 0, 025 (3-6) pd < [pd] = ÷ 10 [MN/m2] 3.4.2.Tính tốn xi lanh cơng tác Ta có tỉ số truyền trung gian: itg = Dc2/Dct2 Vì itg 0,9 1,1 chọn itg =1 Dct = Dc = 25 [mm] SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 33 Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô Chương 4: CHI TIẾT KẾT CẤU LY HỢP VÀ DẪN ĐỘNG LY HỢP THIẾT KẾ 4.1 Đĩa bị động Đĩa bị động cấu tạo gồm: xương đĩa, có gắn vòng ma sát moay có then hoa để nối đĩa với trục bị động ly hợp (tức trục sơ cấp hộp số) Ngoài ra, kết cấu đĩa bị động có chi tiết phận giảm dao động xoắn Hình Kết cấu đĩa bị động 1- Xương đĩa; 2- Đinh tán; 3- Vòng ma sát; 4- Lò xo giảm chấn; 5- Moay SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 34 Tính tốn thiết kế ly hợp tơ 4.1.1 Xương đĩa - Xương đĩa chế tạo từ thép lá, có thành phần cacbon trung bình cao 50, 65, 85 để tạo cho đĩa tính đàn hồi cần thiết, đảm bảo yêu cầu êm dịu đóng ly hợp - Kết cấu, hình dạng xương đĩa cách gắn vòng ma sát lên định tính đàn hồi đĩa bị động chia thành loại: đàn hồi không đàn hồi - Để đảm bảo cho bề mặt ma sát tiếp xúc tốt, khơng cong vênh bị đốt nóng xương đĩa chia nhiều phần rẽ quạt rãnh hướng kính hay chữ T Xương loại đĩa khơng đàn hồi khơng xẻ rãnh gặp Để đơn giản, em chọn loại xương đĩa không đàn hồi, chia nhiều phần rẽ quạt rãnh chữ “T” cho ly hợp em thiết kế Hình Kết cấu xương đĩa 4.1.2 Vòng ma sát Vòng ma sát ly hợp, chế tạo từ bột pherađô, raibét átbét trộn với chất phụ gia dính kết tạo dạng phương pháp ép định hình Các vật liệu ma sát có hệ số ma sát cao, bền nhiệt hóa, giá thành rẻ nên dùng phổ biến Các chất phụ gia thông dụng là: Kẽm để tăng độ ổn định hệ số ma sát, Đồng tăng trao đổi nhiệt, làm nhiệt độ phân phối theo bề mặt bề dày, Chì làm giảm tốc độ mài mòn chống xước đĩa chủ động, làm giảm tính chịu nhiệt vòng ma sát Các chất dính kết ảnh hưởng đến độ bền tính chịu nhiệt vòng ma sát, chúng phải đảm bảo cho đĩa có độ bền học cao, chịu tác dụng lực ly tâm lớn không bị sùi cháy trình ly hợp làm việc Các chất dính kết hay dùng nhựa tổng hợp, nhựa Bakêlít cao su Các vòng ma sát gắn với xương đĩa đinh tán SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 35 Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô 4.1.3 Moay đĩa bị động Moay đĩa bị động lắp trục then hoa ly hợp theo kiểu lắp ghép trượt Để mài nhẵn dễ dàng mặt bên then trục then hoa chỗ nối tiếp mặt bên then với bán kính trục then hoa người ta làm rãnh góc lượn chuyển tiếp đặn với bán kính r Hình dáng then ảnh hưởng đến độ vững bền trục ly hợp Nếu chuyển tiếp đột ngột chân then có ứng suất cục lớn Các then làm dạng thân khai vng Dạng thân khai đảm bảo bền độ xác trùng tâm tốt loại vuông Trong nội dung thiết kế ta chọn dạng then hoa thân khai Hình Kết cấu moay đĩa bị động 4.2 Thân vỏ ly hợp Thân ly hợp gắn với bánh đà nhờ bulông định tâm nhờ chốt định vị Thân ly hợp vừa mặt tỳ cho lò xo ép vừa nơi đặt gối đỡ cho đòn mở Thân ly hợp thường chế tạo phương pháp dập nguội từ thép lá, thân có kht lổ để lưu thơng khơng khí Vỏ ly hợp đúc gang định vị với động nhờ chốt định vị, định vị với hộp số nhờ mặt bích nắp hộp số 4.3 Đĩa ép Đĩa ép phận dùng để ép chặt đĩa ma sát với bánh đà Nó phận dùng để tải nhiêt cho đĩa ma sát tromg thời gian hoạt động sinh nhiệt, nghĩa nhận nhiệt đĩa ép truyền mơi trường ngồi khơng khí Phải có độ cứng vững cao để tạo lực ép phân bố bề mặt ma sát nhờ vào lò xo ép Phải có diện tích đủ lớn để truyền tải nhiệt mơi trường bên ngồi SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 36 Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô Khi cắt ly hợp đĩa ép đĩa ép trung gian không làm ảnh hưởng đến đường truyền công suất hệ thống truyền lực Đĩa ép phải quay với bánh đà mở đóng ly hợp phải có khả chuyển dịch theo chiều trục Được bắt với thân ly hợp thông qua vấu đĩa ép Về mặt kết cấu đĩa ép ngồi có hình dạng phức tạp, ngồi bề mặt làm việc mài bóng mặt bên đĩa ép phải làm gân tản nhiệt Được chế tạo gang xám péc-lít hay gang hợp kim ( Với nguyên tố Niken, Mooliphen, Tổng số không vượt 2%) trường hợp cần tăng bền, Ci21, Hình 4 Kết cấu đĩa ép SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 37 Tính tốn thiết kế ly hợp tơ KẾT LUẬN Đối với xe du lịch có trọng lượng toàn khoảng 2758 [KG], làm việc điều kiện đường sá tốt việc thiết kế ly hợp ưu tiên lựa chọn phương án ly hợp ma sát khí loại đĩa kiểu lò xo đĩa nón cụt nhờ làm việc bền vững, tin cậy Bảng Các thông số ly hợp thiết kế Thông số Ký hiệu Giá trị Thứ nguyên Bán kính đĩa ma sát R1 110 mm Bán kính ngồi đĩa ma sát R2 147 mm Bề dày đĩa ép δ 12 mm Lực ép cần thiết lò xo đĩa nón cụt Flx 4721,79 N Tỷ số truyền bàn đạp ibđ 4,8 Tỷ số truyền dẫn động trung gian itg Tỷ số truyền mở icm Tỷ số truyền đòn mở iđm 4,325 SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 38 Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô TÀI LIỆU THAM KHẢO [1], TS, Nguyễn Hồng Việt, (2015), Giáo trình kết cấu, tính tốn thiết kế ô tô hệ thống truyền lực, Tài liệu lưu hành nội Khoa Cơ khí Giao thơng - Đại học Bách khoa – ĐHĐN [2], TS, Lê Văn Tụy, (2007), Hướng dẫn thiết kế ô tô (phần truyền lực ô tô),Tài liệu lưu hành nội Khoa Cơ khí Giao thơng - Đại học Bách khoa – ĐHĐN [3], Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Thái Phạm Minh, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng, (1996), Lý thuyết ô tô, máy kéo, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội SVTH: Phạm Phúc Nhật Hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải 39 ... dụng loại tô ,mà sử dụng số loại xe du lich , tô tải hạng nặng tô quân 1.2.1.5 Ly hợp điện từ - Ly hợp điện từ loại ly hợp mà momen hình thành ly hợp nhờ momen điện từ Ưu điểm + Kết cấu... minh - Tổng quan ly hợp tơ Tính tốn thơng số ly hợp - Tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp Mô tả chi tiết kết cấu ly hợp dẫn động ly hợp thiết kế Phần 2: Phần vẽ - Bản vẽ lắp ly hợp dẫn động điều... tốn thiết kế ly hợp ô tô 1.2.1.8 Điều khiển ly hợp có trợ lực - Điều khiển ly hợp có trợ lực cho phép giảm nhẹ lực điều khiển lái xe trình mở ly hợp sử dụng phổ biến hầu hết loại ô tô a)