TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ LY HỢP CHO XE TẢI 20 TẤN

Để đánh giá tuổi thọ của ly hợp theo điều kiện trượt ,người ta dùng chỉ tiêu công trượt riêng ;được xác định bằng công trượt trên một đơn vị diện tích làm việc của các bề mặt ma sát đư[r]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM KỸ THUẬT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN MƠN HỌC ƠTƠ II:

TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ LY HỢP CHO XE TẢI 20 TẤN

LỜI NÓI ĐẦU

Trong năm gần với phát triển mạnh mẽ kinh tế thế giới, kinh tế việt nam bước phát triển đường CƠNG NGHIỆP HĨA – HIỆN ĐẠI HĨA Bên cạnh kỹ thuật nước ta từng bước tiến Trong phải nói đến nghành động lực nói chung sản xuất tơ nói riêng, liên doanh với nhiều hãng ô tô tiếng giới như Nissan,Honda, Toyota…cùng sản xuất lắp ráp tơ Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật ta phải tự nghiên cứu, thiết kế tính tốn đó u cầu cấp thiết Có ngành sản xuất tơ ta có thương hiệu riêng cho thị trường quốc tế.

Sau học xong mơn học ƠTƠ 2, chúng em tổ môn giao làm nhiệm vụ làm đồ án mơn học Trong q trình tính tốn để hồn thành tậ lớn mơn học chun nghành này, bước đầu chúng em gặp khơng khó khăn bỡ ngỡ nhưng với nỗ lực bạn nhóm, hướng dẫn tận tình thầy giáo Dương Xuân Mỹ, sau thời gian làm việc hăng say, nghiêm túc chúng em hồn thành xong tập lớn mơn hoc Tính tốn thiết kế ơtơ Tuy nhiên lần chúng em vận dụng lý thuyết học, vào tính tốn thiết kế ơtơ cụ thể theo thơng số cho trước, nên gặp nhiều khó khăn và khơng tránh khỏi sai sót Vì chúng em mong quan tâm, giúp đỡ bảo thầy để thân chúng em ngày hoàn thiện nữa về kiến thức chun mơn khả tự nghiên cứu mình.

Qua Đồ án môn học thân em có ý thức cho nghề nghiệp của mình, dần hình thành cho phương pháp học tập nghiên cứu Cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy Dương Xuân Mỹ giúp em sớm hồn thành tốt đồ án mơn hoc này.

Rất mong giúp đỡ nhiều thầy thầy giáo trong khoa

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN

Giáo viên hướng dẫn: Dương Xuân Mỹ Kết đánh giá :

Giáo viên chấm: Kết đánh giá :

ĐỒ ÁN

MÔN HỌC ÔTÔ II

Tên đề tài :

TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ LY HỢP CHO XE TẢI 20 TẤN A Số liệu cho trước

- Xe tải tự đổ 20

- Trọng lượng xe không tải 11

- Ma sát khô đĩa , cấu ép lị xo hình trụ - Tốc độ tối đa : 92Km/h

- Mô men xoắn lớn 1275N.m - Xe tham khảo KAMAZ KD

B Phần thiết kế tính tốn

1 Xác định mô men ma sát ly hợp, xác định hệ số dự trữ mô men Xác định kích thước ly hợp

3 Tính cơng trượt riêng

- Tính cơng trượt ly hợp khởi động tô máy kéo - Xác định công trượt riêng

- Kiểm tra nhiệt độ chi tiết

4 Tính tốn động học động lực học hệ thống dẫn động Tính sức bền số chi tiết

6 Nhận xét kết luận

C Phần đồ thị vẽ

NỘI DUNG TÍNH TỐN I Tính tốn thơng số ơtơ:

I.1 Trọng lượng tồn ơtơ:

Trọng lượng tồn tơ xác định theo công thức sau: G = Ga =2660(kg) (1-1)

I.2 Bán kính làm việc bánh xe chủ động:

Bán kính làm việc bánh xe xác định theo công thức sau:

rbx = (B+d

2) 25 , (mm) (1-2)

Trong : B : Chiều rộng lốp d : Đường kính vành

Theo đề : Kí hiệu bánh xe 8,4-15 Ở : B = 8,4 (inh) = 213,36 (mm)

d = 15 (inh) = 381 (mm)

Thay số vào (1-2) ta : rbx = (B+d2) 25 , = (8,4+152 ) 25 , 4=403 , (mm)

I.3 Tỷ số truyền truyền lực io:

ta có io =5,14

II Xác định mô men ma sát ly hợp:

Ly hợp phải có khả truyền hết mômen xoắn lớn của động

Để đảm bảo yêu cầu truyền hết mô men xoắn lớn động điều kiện ta phải có :

Mms =Memax.β (1-3)

Mms=β Memax=μ P R Zms [N.m]

Trong : - Mms : mômen ma sát cần thiết ly hợp [N.m]

- Memax :mômen xoắn lớn động [N.m].Theo đề

Memax=1275 [N.m] = 1275 x 9,81 = 12,51 KN/m

- β : hệ số dự trữ ly hợp

cũng khơng lớn q ly hợp khơng làm tốt chức bảo vệ an tồn cho hệ thống truyền lực tải

Hệ số β chọn theo thực nghiệm :

Đối với ơtơ tải: β = 1,65 ÷ 2,25 Chọn β =1,95

Thay số vào ta có : Mms =Memax.β =166,7.1,95 =325,06 [N.m]

III Xác định kích thước ly hợp :

III.1 Bán kính hình vành khăn bề mặt ma sát đĩa bị động : Bán kính ngồi ma sát ly hợp xác định :

R2 = ❑√

3 β Me max

2 Zms μ π p (1− KR3) (1-4)

Trong :

μ : Thường ơtơ máy kéo hay dùng bề mặt ma sát thép với phêrađơ

đồng có hệ số ma sát khơ lớn 0,35; tính đến điều kiện nhiệt độ, tốc độ trượt tương đối làm giảm hệ số đi, hệ số ma sát tính toán theo kinh nghiệm là:  = 0,22  0,3

Ta chọn μ=0 ,25

Zmz : Số đôi bề mặt ma sát ưu tiên chọn đĩa bị động nên chọn Zmz =2

P : Áp suất pháp tuyến bề mặt ma sát Để đảm bảo tuổi thọ cho ma sát giá trị p cho phép [p] =1,4.105÷2,5.105 [N/m2 ].Vì ly hợp làm việc điều

kiện nhẹ nên chộn áp suất theo giới hạn trên: p=1,76.105 [N/m2 ]

KR : Hệ số tỷ lệ bán kính ngồi bề mặt ma sát ,

KR = R1

R2 =0,53÷0,75

.Chọn KR =0,66

Thay vào (1-2) ta có :

R2 = √3

3 β Me max 2 Zms μ π p (1− KR3

)=

3

√2 ,25 ,14 , 76 103 325 ,06 5.(1− ,663)=0 , 19 (m)

R2=190(mm)

Suy bán kính R1 ma sát : R1 =R2.0,6=190.0,66=125,4 (mm)

q= β Memax

2 π R2tb b μ i≤[q]

Trong :

Memax :Mơmen cực đại động Memax=166,7[N.m]

 : Hệ số dự trữ ly hợp =1,66

Rtb :Bán kính trung bình masát Rtb =0,159[m]

b : Bề rộng hình vành khăn masát.b=190-125,4=64,6[mm] µ: hệ số masát Vật liệu masát pherado đồng có µ=0,25 [q]=250 KN/m2 áp lực riêng cho phép bề mặt ma sát

i:Số đôi bề mặt ma sát.i=2(Một đĩa bị động) Thay vào cơng thức ta có:

q= 1 ,95 166 , 7

2 ,14 , 1592 , 0646 ,25 103 2=¿ 171,05 [KN/m

2 ]

q<[q] nên với đĩa ma sát ly hợp đảm bảo bền làm việc

III.2 Diện tích bán kính trung bình hình vành khăn ma sát:

Diện tích hình vành khăn ma sát S[m2 ] xác định theo công thức :

S=.(R22 –R12)=3,14.(0,192 -0,1252 )=0,06 [m2 ]

Bán kính trung bình hình vành khăn ma sát :

Rtb = 32

R23− R13

R22− R12=

2

0 ,193− ,153

0 , 192− ,1252=0 , 159 [m]

III.3 Lực ép cấu ép :

Sau xác định thông số kích thước vành ma sát ,ta dễ dàng tính lực ép cần thiết cấu ép phải tạo mà theo đảm bảo áp suất làm việc chọn thoả mãn mômen ma sát yêu cầu :

F = β Me max

μ Rtb Zms (1-5)

F= 0 ,25 ,159 21 , 95 166 , 7 =4089 [N]

IV Tính cơng trượt riêng ly hợp :

Quá trình đóng êm dịu ly hợp kèm theo trượt ky hợp đôi bề mặt ma sát Sự trượt ly hợp làm cho đơi bè mặt ma sát mịn đồng thời sinh nhiệt làm nóng chi tiết tiếp xúc với bề mặt trượt Nếu cường độ trượt mạnh làm mòn nhanh bề mặt ma sát nhiệt sinh lớn ,có thể làm cháy cục ma sát ,làm nung nong lò xo ép ,từ làm giảm tính đàn hồi lị xo

Vì việc xác định cơng trượt ,cơng trượt riêng ly hợp để hạn chế mòn ,khống chế nhiệt độ cực đại nhằm đảm bảo tuổi thọ cho ly hợp cần thiết IV.1 Mơ men qn tính quy dẫn Ja [kg.m.s2 ]:

Mơ men qn tính khối lượng quy dẫn Ja xác định từ điều kiện cân

động ôtô chuyển động xác định theo công thức sau:

Ja = (

Ga+Gm g )

rbx

ih1.ip.io

δt [kg.m.s2 ] (1-6)

Trong :

Ga : Trọng lượng tồn ơtơ Ga=2660 [KG]

Gm : Trọng lượng tồn rơmóc Gm =0

g : Gia tốc trọng trường g=9,81 [m/s2 ]

rbx :Bánh kính làm việc bánh xe chủ động rbx =0,4038 [m]

ih1 : Tỷ số truyền hộp số tay số Theo đề ih1 =4,124

ip : Tỷ số truyền hộp số phụ ip =1

io :Tỷ số truyền truyền lực io =5,14

δt : Hệ số tính đến khối lượng chuyển động quay hệ thống truyền

lực tính tốn thiết kế lấy δt =1,05÷1,06 Chọn δt =1,05

Thay số vào (1-6) ta có :

Ja = (

Ga+Gm g )

r2bx

(ih ip io)

2 δt [kg.m.s2 ]

Ja = (26609 , 81) 0 , 4038

(4 ,124 , 14)2 , 05=0 , 103 [kg.m.s

2]

IV.2 Mô men cản chuyển động quy dẫn Ma [KG.m]:

Ma = [(Ga+Gm) ψ+Pω] rbx

it ηt [KG.m] (1-7)

Trong : ψ : Hệ số cản tổng cộng đường ψ =f+tg với f =0,02 hệ số cản lăn , =00 góc dốc mặt đường ψ =0,02+tg00 =0,02

Pω : Lực cản khơng khí Khi khởi hành xe Pω =0(vì tốc

độ nhỏ)

it : Tỷ số truyền chung hệ thống truyền lực(it=io.ih1.ip)

ηt : Hiệu suất hệ thống truyền lực Đối với ôtô ηt

=0,9÷0,93.Chọn ηt =0,93

Thay số vào cơng thức (1-7) ta có:

Ma = [(Ga+Gm) ψ+ Pω] rbx it ηt

= [(2660+0) , 02+ 0] 0 , 4038

4 124 ,14 , 93=1,1 [KG.m]

IV.3 Tính thời gian trượt ly hợp giai đoạn (t1 t2): Thời gian đóng ly hợp chia làm hai giai đoạn :

Thời gian đóng ly hợp giai đoạn đầu xác định theo công thức:

t1=

Ma

k [s] (1-8)

Thời gian đóng ly hợp giai đoạn hai ,được xác định theo công thức :

t2 =

A

√k (1-9)

Trong :

-k :Hệ số tỷ lệ kể đến nhịp độ tăng mơmen đóng ly hợp xác định theo công thức kinh nghiệm : Đối với xe tải k=15÷75[KG.m/s]

Chọn k=30 [KGm/s]

A : Là biểu thức rút gọn tính theo công thức :

A=√2 Ja.(ωm− ωa) (1-10) Với : m =2200[v/p] tốc độ góc ứng với mơmen cực đại động

m =2200.3,14/30=230,26[rad/s]

a =0 tốc độ góc trục ly hợp tính tốn cho lúc khởi hanh xe

Thay số vào công thức (1-10) ta có:

A=√2 Ja.(ωm− ωa) = √2 , 103 (230 , 26 −0)=6 , 88

t1=

Ma

k =

1,1

30 =0 ,036 [s]

t2 =

A √k =

6 ,88

√30 =1, 25 [s]

IV.4 Tính cơng trượt tổng cộng :

Công trượt tổng cộng ly hợp xác định theo công thức sau:

L=Ma.(ωe− ωa).( t1

2+ 3t2)+

1

2Ja.(ωe− ωa)

[KG.m] (1-9)

Trong t1 ,t2 thời gian trượt ly hợp hai giai đoạn dã tính

trên

Thay số vào (1-9) ta có:

L=1,1 (230 , 26 −0 ).(0 , 036

2 +

31 ,25)+

20 , 103 (230 , 26 −0 )

2=2946 , 14

[KG.m]

IV.5 Tính cơng trượt riêng cho ly hợp:

Để đánh giá tuổi thọ ly hợp theo điều kiện trượt ,người ta dùng tiêu công trượt riêng ;được xác định công trượt đơn vị diện tích làm việc bề mặt ma sát xác định theo công thức sau:

Lr= L

zms π (R2

− R1

) (1-10)

Trong :

L :Công trượt tổng cộng ly hợp xác đinh zms :Số đôi bề mặt ma sát Ly hợp đĩa bị động nên zms =2

R2 ,R1 : Bán kính tương ứng vịng ngồi ,vịng hình vành khăn bề

mặt ma sát [cm]

Thay số vào công thức (1-10) ta có:

Lr=2946 ,14

2 π (1902−125 , 42)=2 , 30 [KG.m/cm2 ]

Công trựơt cho phép xe :Lr =10÷12 [KG.m/cm2 ]

So sánh kết tính cơng trượt riêng công trượt riêng cho phép ta thấy Lr<[Lr ] ly hợp làm việc đảm bảo tuổi thọ

IV.6 Nhiệt sinh trượt ly hợp :

làm việc bình thường ly hợp ,không ảnh hưỡng nhiều đến hệ số ma sát , không gây nên cố cháy ma sát ảnh hưỡng đến đàn hồi lo xo ép ,…

Với ly hợp đĩa nhiệt sinh làm nung nong đĩa ép xác định theo công thức:

v.L =m.c.ΔT (1-11)

Trong :

L : Cơng trượt tồn ly hợp , xác định từ (1-9)

v : Hệ số xác định phần nhiệt để nung nóng đĩa ép ,với ly hợp mơt dĩa bị động v=0,50

c : Nhiệt dung riêng chi tiết bị nung nóng ,với vật liệu làm thép gang lấy c=481,5 [J/kg0K]

m : Khối lượng chi tiết bị nung nóng [kg]

ΔT: Độ tăng nhiệt độ chi tiết bị nung nóng ,[0K]

Độ tăng nhiệt độ cho phép chi tiết tính tốn đố với lần khởi hành ôtô(ứng với hệ số cản đường ψ=0,02) không vượt 100K.

Từ suy khối lượng đĩa ép tối thiểu :

m≥ v L c ΔT=

0,5 2946 , 14

481, 10 =0 ,31 [kg2.m/J] =3,1[kg]

IV.7 Chiều dày tối thiểu đĩa ép (theo chế độ nhiệt):

Bề dày tối thiểu đĩa ép  [m] xác định theo khối lượng tính tốn chế độ nhiệt xác định theo công thức :

δ ≥ m π (R2

2 − R1

2

) ρ (1-12)

Trong :

 :Khối lượng riêng đĩa ép Với vật liệu làm gang =7800[kg/m3 ]

Thay số đại lượng biết vào (1-12) ta có:

δ ≥ 3,1

π (0 ,192− ,1252) 7800=0 , 0618 [m] = 61,8 [mm]

V Tính tốn sức bền số chi tiết chủ yếu ly hợp :

V.1 Tính tốn sức bền đĩa bị động

đĩa chế tạo thép bon trung bình cao (thép 50 85) Vật liệu ma sát loại phêrado phêrado đồng Atbet đồng

-Tấm ma sát gắn với xương đĩa bị động đinh tán Vật liệu đinh tán băng thép nhôm

-Đường kính đinh tán lấy khoảng (3÷)mm.Đối với xe tải chọn đường kính đinh tán 4mm

-Chiều dày xương đĩa bị động lấy khoảng (÷)mm.Chọn 1,5mm -Đinh tán bố trí theo hai dãy tương ứng với bán kinh r1 bán

kính ngồi r2 Số lượng đinh tán chọn n=36 đinh tán Dãy ngồi có bán kính

r2=82 [mm] ,với số lượng đinh tán n2=20 Dãy có bán kính r1=68 [mm] ,với số

lượng đinh tán n1=16

Lực tác dung lên dãy đinh tán xác định theo công thức :

F1=Me max r1 2(r12

+r22) [N] F2=

Me max r2 2(r12

+r22) [N] (1-13)

Lần lượt thay số vào (1-13) ta có :

F1=166 ,7 , 068

2(0 , 0682+0 , 0822)=170 ,78 [N] F2=166 ,7 , 082

2(0 , 0682+0 , 0822)=205 , 94 [N]

 Đinh tán kiểm tra theo ứng suất cắt ứng suất dập

- Ứng suất cắt đinh tán vòng là:

τc= F1

n1

π d2

4

[N/m2 ] (1-14)

Thay số vào (1-14) ta có : τc=

170 , 78 16 π , 005

2

4

=543885 ,35

[N/m2 ]=5,54[kg/cm2 ]

-Ứng suất dập đinh tán vòng là:

σd= F1

n1 l d [N/m

2 ] (1-15)

Trong : l chiều dài khoảng chèn dập đinh tán Chọn l=1[mm]

Thay số vào (1-15) ta có: σd=

170 , 78

16 , 001 , 005=2134750 [N/m2 ]

21,76 [kg/cm2 ]

[ σd ] =250 [kg/cm2 ].

 Kiểm tra đinh tán vịng ngồi:

-Ứng suất cắt đinh tán vịng ngồi là:

τc= F2

n2.π d

2

4

=205 , 94 20π , 005

2

4

=524687 , 89

[N/m2 ]=5,35 [kg/cm2 ]

-Ứng suất dập đinh tán vịng ngồi là:

σd= F2

n2.l d=

205 , 94

20 , 001 , 005=2059400 [N/m

2 ]

=20,99 [kg/cm2 ]

Ứng suất cho phép với vật liệu nêu là: [ τc ] =100 [kg/cm2 ]

[ σd ] =250 [kg/cm2 ].

V.2 Tính tốn Moay-ơ đĩa bị động :

 Chiều dài moay-ơ chọn tương đối lớn để giảm độ đảo đĩa bị động



Do trục ly hợp trục sơ cấp hộp số ,nên đường kính ngồi trục ly hợp D tính theo trục sơ cấp hộp số tính sơ cơng thức sau:

D=kd.(Me max.)

1

3 (1-16)

Trong : kd hệ số kinh nghiệm k ❑d =4,0÷4,6 chọn k ❑d =4,6

Memax =166,7 [N.m]: mơmen cực đại động

Ta có : D=4,6 (166 , )13=17 , 7 [mm] Chọn D=22 [mm]

Với D =22 [mm] ta tra bảng (7-26) sách thiết kế chi tiết máy ta có thơng số khác then hoa sau:

Sử dụng then hoa có hình chữ nhật chịu tải trọng trung bình -Đường kính : d=18 [mm]

-Chiều rộng : b=5 [mm] -Số :Z=6

Chiều dài moay-ơ xác định công thức sau :L=1,4D=1,4.22=30,8[mm] Khi làm việc then hoa moay-ỏ chịu ứng suất chèn dập cắt kiểm nghiệm theo công thức sau:

-Ứng suất cắt: τc= 4 Me max

Z1 Z2 L b ( D+d )

≤[τc] (1-17)

-Ứng suất chèn dập : σcd=

8 Me max

Z1 Z2 L.(D2− d2)≤[σcd] (1-18)

Trong :

Memax :Mô men cực đại động Memax =166,7[N.m]

Z1 :Số lượng moay-ơ riêng biệt ,với ly hợp đĩa bị động Z1=1

Z2 :Số then hoa moay-ơ Z2 =6

L : Chiều dài moay-ơ L=30,8[mm]=0,0308[m]

D : Đường kính ngồi then hoa D=22[mm]=0,022[m] d : Đường kính then hoa d=18[mm] = 0,018[m] b : Chiều rộng then hoa b =5 [mm]=0,005[m]

Lần lượt thay số vào cơng thức (1-17) (1-18) ta có:

τc= 4 166 , 7

1 , 0308 , 005 (0 , 022+0 , 018)=6168831, 17 [N/m2 ]

=62,88 [kg/cm2 ]

σcd= 8 166 ,7

1 , 0308.(0 , 0222− , 0182)=15422077 , 92 [N/m

2 ]

=157,2 [kg/cm2 ]

Vật liệu chế tạo moay-ơ thường thép 40 ,40X Ứng suất cho phép là:

[τc]=100 kg/cm2 [τcd]=200 kg/cm2

So sánh kết tính với ứng suất cho phép ta thấy ly hợp làm việc đảm bảo bền

 Tính tốn đinh tán nối moay-ơ với xương đĩa bị động:

Đinh tán nối moay-ơ với xương đĩa bị động làm thép có đường kính d=(6÷10)mm Đồi với xe tải chọn d=8 (mm)

Đường kính mũ đinh tán tính theo cơng thức sau: Dmd =(1,6÷1,75).d ,chọn Dmd =1,6.d=1,69.8=9,6[mm]

Ø35

F

Ø22

Ø9,6

Ø6

Ø9,6

l

Sơ đồ tính tốn đinh tán gắn xương đĩa bị động với moay-ơ.

Đinh tán bố trí dãy với đường kính d =54 [mm] ,số lượng đinh tán chọn n=8 (đinh)

Lực tác dụng lên đinh tán xác định theo công thức sau:

F=2 Memax

D =

2 166 , 7

0 , 054 =2111 ,11 [N]

Đinh tán kiểm tra theo ứng suất cắt ứng suất dập :

-Ứng suất cắt đinh tán :

τc= F

n π d2

4

=2111, 11

8.3 ,14 , 0082

=9337894 , 16

[N/m2 ]

=95,19 [KG/cm2 ]

-Ứng suất dập đinh tán vịng ngồi là:

σd= F

n l d=

2111, 11

8 , 001 , 008=43981458 , 33 [N/m2 ]

=448,33 [KG/cm2]

Trong đó:

F : Lực tác dụng lên đinh tán F=2111,11 [N] n : Số đinh tán n=8 [đinh ]

d : Đường kính đinh tán d=8[mm]

l : Chiều dài chèn dập đinh tán chọn l=1[mm] Trị số ứng suất cho phép :

[ τc ] = 300 KG/cm2 [τ

d] = 800 KG/cm2

Ta thấy : τc<[τc] τd<[τd] nên đinh tán đảm bảo bền

V.3.Tính tốn lị xo ép ly hợp:

Lị xo ép dùng ly hợp thường đóng thường sử dụng lò xo ép dạng trụ đặt xung quanh đĩa ép Số lượng lò xo chọn theo đường kính ngồi đĩa bị động

Lực tác dụng lên lò xo cho phép giới hạn sau: -Đối với xe du lịch xe : Flx ≤(60÷70)kg =(600÷700)N

V.3.1.Lực ép cần thiết lị xo:

Lực ép cần thiết tính cho lị xo xác định theo cơng thức sau:

Flx=ko F

zlx [N] (1-19)

Trong :

-ko :Hệ số tính đến giản nở ,sự nới lỏng lị xo.ko=(1,05÷1,08).chọn

ko=1,08

-zlx :Số lượng lò xo ép zlx=6

Thay số vào cơng thức (1-19) ta có:

Flx=1 , 08 4089

6 =448 , [N]

V.3.2.Độ cứng lò xo ép:

Độ cứng lò xo xác định theo hai điều kiện :Tạo lực ép cần thiết để hình thành mơmen ma sát u cầu với hệ số dự trữ  điều kiện tối thiểu hệ số dự trữ ly hợp min ma sát mòn đến giới hạn phải thay Nghĩa ta phải có:

Clx=Flx

lm

.(1 −βmin

β ) [N/m] (1-20)

Trong đó:

-:Hệ số dự trữ ly hợp =1,66

-min:Hệ số dự trữ ly hợp ma sát bị mịn phải thay thế.Theo kinh

nghiệm min=(0,8÷0,85)..Chọn min=0,8=0,8.1,66=1,328

-lm:Lượng mòn tổng cộng cho phép ma sát

lm=0,5.ms.zms

Với: -ms:Độ dày ma sát ms=3,5[mm]

-zms:Số đôi bề mặt ma sát zms=2

Nên : lm=0,5.0,0035.2=0,0035[m]

Thay số vào công thức (1-20) ta có:

Clx=448 , 2 0 ,0035.(1 −

1 , 328

1 , 66 )=25611, 86 [N/m]

V.3.3.Lực lớn tác dụng lên lò xo ép:

Lực lớn tác dụng lên lò xo ép xác định công thức sau: Flxmax=Flx+Clx.m [N] (1-21)

Trong đó:

-m:Độ biến dạng thêm lò xo mở ly hợp Độ biến dạng

độ dịch chuyển đĩa ép mở ly hợp xác đinh theo công thức sau:

m=m.zms+dh

Với: -m:Khe hở hoàn toàn đôi bề mặt ma

-dh:Độ dịch chuyển thêm cần thiết đĩa ép độ đàn hồi đĩa

bị động Chọn dh=1

Nên : m=0,8.2+1=2,6[mm]=0,0026[m]

Thay số biết vào công thức (1-21) ta có:

Flxmax=448,2+25611,86.0,0026=514,79[N]

V.345.Đường kính dây đường kính trung bình lị xo:

Đường kính dây lị xo xác định cơng thức sau:

d ≥√8 k π [τ]

D

d Flx max [m] (1-22)

Trong :

-d: Đường kính dây lị xo

-D:Đường kính trung bình lị xo

-[ τ ]:Ứng suất tiếp cho phép lò xo.[ τ ]=650.106 [N/m2 ]

-k:Hệ số tăng ứng suất tiếp lò xo bị xoắn chịu tải chọn theo tỷ số D/d theo bảng sau:

D/d 10

k 1,58 1,40 1,31 1,25 1,21 1,18 1,16 1,14

Chọn D/d=6 ta k=1,25

Thay số vào cơng thức (1-22) ta có:

d ≥√8 k π [τ]

D

d Flx max = √

8 , 40

π 650 106 514 , 79 =3,36.10 -3

[m]3,5[mm]

Từ ta có đường kính trung bình lị xo là: D=5.d=4.3.5=14[mm]

V.3.5.Số vòng làm việc lò xo:

Số vòng làm việc nlv lò xo xác định độ cứng lõ xo sau:

Clx= G d

8 D3.nlv

 nlv= G d

8 D3 Clx

(1-23)

Trong đó:

-G:Mơ đun đàn hồi trượt vật liệu làm lị xo G=0,81.1011 [N/m2 ]

-d:Đường kính dây lò xo.d=3,6[mm]

3,6 10−3¿4 ¿

0 , 81 1011.

¿ nlv=¿

[vòng]

V.3.6.Chiều dài lò xo:

 Chiều dài tối thiểu lò xo:

Được xác định chịu tải lớn với khe hở tối thiểu vịng lị xo 1mm

Lmin=(nlv-1)(d+1)+(1,5÷2)d+2 (1-24)

Trong đó:

-(nlv-1):Số bước lị xo

-d:Đường kính dây lị xo

-(1,5÷2):Số vịng khơng làm việc tính thêm cho việc tỳ lị xo vào đế -2:Khe hở vòng tỳ với vòng làm việc

Thay số vào cơng thức (1-24) ta có:

Lmin=(6,6-1)(3,6+1)+(1,5÷2)3,6+2=(33,16÷34,96)mm

Chọn Lmin=35[mm]

 Chiều dài tự lò xo:

Chiều dài tự lò xo xác định không chịu tải xác định công thức sau:

Lmax=Lmin+max (1-25)

Trong :

-Lmin:Chiều dài tối thiểu lị xo.Lmin=35[mm]

-max:Độ biến dạng lớn lò xo chịu tải lớn

max=

Flx max Clx

=514 , 79

25611, 86=0 , 02 [m]=20[mm]

Thay số vào cơng thức (1-25) ta có: Lmax=35+20=55[mm]

 Chiều dài làm việc lò xo:

Được xác đinh chịu lực ép Flx theo cơng thức sau”

Llv=Lmax-lv (1-26)

Trong đó:

λlv=Flx

Clx

=448 ,2

25611, 86=0 , 017 [m]=17[mm]

Nên: Llv=55-17=38[mm]

V.4.Tính tốn lị xo giảm chấn:

Lị xo giảm chấn đặt theo hướng tiếp tuyến lỗ khoét đĩa bị động để tránh cộng hưởng tần số cao dao động xoắn thay đổi mômen động hệ thống truyền lực ,đảm bảo truyền mômen cách êm dịu từ đĩa bị động đến moay-ơ trục ly hợp

-Bán kính đặt lị xo thường chọn theo đường kính ngồi mặt bích moay-ơ nằm giới hạn sau: R=(40÷60)mm.Chọn theo xe tham khảo R=40[mm]

-Số lượng lò xo giảm chấn : Theo xe tham khảo n=6

Lực cực đại tác dụng lên lò xo xác định theo công thức sau:

Fmaxgc=Mms− Mmsgc

n R [N] (1-27)

Trong đó:

-R:Bán kính đặt lị xo giảm chấn.R=40[mm] -n:Số lượng lị xo giảm chấn.n=6

-Mms:Mơmen ma sát ly hợp.Theo (1-3) Mms=94,66[N.m]

-Mmsgc:Mômen ma sát giảm chấn.Theo kinh nghiệm

Mmsgc=(0,06÷0,17)Memax=(0,06÷0,17).57=(3,42÷9,69) Chọn Mmsgc=4,56[N.m]

Thay số vào cơng thức (1-27) ta có:

Fmax g=

325 , 06 − , 56

6 40 10−3 =375 , 42 [N]

V.4.1.Đường kính trung bình vịng lị xo:

Đường kính trung bình lị xo thường chọn giới hạn sau: D=(14÷19)mm.Chọn D=15[mm]

V.4.2.Đường kính dây lị xo:

Đường kính trung bình lị xo thường chọn giới hạn sau: d=(3÷4)mm.Chọn d=3[mm]

V.4.3.Số vịng làm việc lò xo:

Số vòng làm việc lò xo xác định công thức sau:

n0= λ G d

Trong đó:

-G:Môđuyn dàn hồi dịch chuyển.G=8.105 [KG/cm2 ]=7,85.1010 [N/m2 ]

-:Độ biến dạng lò xo giảm chấn từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc thường chọn khoảng (2,5÷4)mm.Chọn =3[mm]

Thay đại lượng biết vào cơng thức (1-28) ta có:

n0=

3 10−3.7 , 85 1010.

(3 10− 3

)4

1,6 375 , 42 (15 10− 3)3 =9,4 [vòng]

V.4.4.Chiều dài làm việc lò xo giảm chấn:

Chiều dài làm việc lò xo giảm chấn ứng với khe hở vịng xác định cơng thức sau:

Llv=no.d=9,4.3=28,2[mm]

V.4.5.Chiều dài lò xo trạng thái tự do:

Chiều dài lò xo trạng thái tự xác định theo cơng thức sau: Lmax=Llv++0,5.d=28,2+3+0,5.3=32,7[mm]

V.4.6.Độ cứng lị xo:

Độ cứng lò xo xác định theo công thức sau:

Clx= G d

8 n0 D

3 [N/m]

Với G, n0, d, D đại lượng biết

Nên: Clx=7 ,85 10

10

.(3 10−3)4

8 9,4 (15 10− 3

)3 =25053 ,19 [N/m]

V.4.7.Kiểm nghiệm lò xo giảm chấn:

Lò xo giảm chấn kiểm nghiệm theo ứng suất xoắn:

τ =3 Fmax gc D

π d3 k ≤[τ] (1-29)

Trong đó:

-Fmaxgc:lực cực đại tác dụng lên lò xo giảm chấn.Fmaxgc=375,42[N]

-D:Đường kính trung bình vịng lị xo.D=15[mm] -d:Đường kính dây lò xo.d=3[mm]

-k:Hệ số tăng ứng suất tiếp lò xo bị xoắn chịu tải chọn theo tỷ số D/d theo bảng sau:

D/d 10

Do D/d=15/3=5 nên k=1,31

Thay đại lượng biết vào cơng thức (1-29) ta có:

3 10−3¿3 ¿ π¿

τ =3 375 , 42 15 10 − 3 ¿

[N/m2 ]

=2031,27[KG/cm2 ]

Vật liệu chế tạo lò xo giảm chấn thép bon cao 80,thép 65 có ứng suất cho

phép 6500[τ]

=¿ ÷8000)KG/cm 2

τ <[τ] nên lò xo giảm chấn làm việc đảm bảo bền

Bảng thông số đặc tính làm việc lị xo ép lị xo giảm chấn: Loại lò xo

Lò xo ép Lò xo giảm

chấn

Số lượng lò xo 6 6

Bán kính đặt lị xo (mm) 76,25 40

Đường kính dây lị xo(mm) 3,6 3

Đường kính trung bình lị xo(mm) 21,6 15

Số vòng làm việc lò xo (vòng) 6,6 9,4

Chiều dài tối thiểu lò xo(mm) 35

Chiều dài lò xo trạng thái tự do(mm) 55 32,7

Chiều dài làm việc lò xo (mm) 38 28,2

Độ cứng lò xo (N/m) 25611,86 25053,19

VI.Tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp: VI.1.Tính tốn dẫn động ly hợp:

VI.1.1.Sơ đồ tính tốn dẫn động ly hợp:

Các kích thước thơng số động học cấu dẫn động ly hợp xe tham khảo Mockbur 401 theo sơ đồ hình vẽ

Kích thước địn dẫn động (mm)

a b c d e f

200 35 50 55 125 81

d

d

2

Sn



a b d

1

c 2

1 3

4

5

6

7

8

10

11

9

f

Sơ đồ tính tốn dẫn động ly hợp thuỷ lực khí kết hợp

VI.1.2.Xác định hành trình bàn đạp ly hợp:

-Hành trình tự bàn đạp:Để khắc phục khe hở đầu đòn mở bạc mở,được xác định công thức sau:

d2

d1

¿2+(δ01+δ02).ibd

So=δ0.inm ibd.¿

[mm] (1-30)

-Hành trình làm việc bàn đạp ly hợp:

d2

d1

¿2

Slv=λm.idm inm ibd.¿

[mm] (1-31)

-Hành trình tồn bàn đạp ly hợp:

Sbd=So+Slv [mm] (1-32)

d2 d1

¿2+(δ01+δ02).ibd

d2 d1¿

2

+δ0.inm.ibd.¿ Sbd=λm idm.inm ibd.¿

Trong đó:

-m:Độ biến dạng thêm lò xo mở ly hợp.Theo (1-21) m=2,6[mm]

-ibđ:Tỷ số truyền bàn đạp ibđ=a/b=200/35=5,72

-idm:Tỷ số truyền đòn mở idm=e/f=125/81=1,54

-inm:Tỷ số truyền nạng mở inm=c/d=50/55=0,91

-itg:Tỷ số truyền dẫn động thuỷ lực itg=(d2/d1)2 Ở d1 ,d2 đường kính xilanh

xilanh làm việc Với kết cấu ơtơ d1d2=19÷32[mm].Chọn d1=20 ,d2

=25[mm] nên itg=1,25

-o:Khe hở đầu tì địn mở bạc mở.o=2÷3[mm] chọn o=2[mm]

-01:Khe hở cần thiết piston xilanh với truyền lực bàn

đạp 01=0,5÷1[mm] Chọn 01=1[mm]

-02:Hành trình đóng lổ thơng bù dầu xilanh 02=1,5÷2[mm].Chọn

02=1,5[mm]

d2 d1

¿2+(δ01+δ02).ibd

¿ ¿

So=δ0.inm ibd.¿ d2

d1

¿2

Slv=λm.idm inm ibd.¿

=2,6.1,54.0,91.5,27 (2520)

2

=30[mm]

Sbd=So+Slv =28,16+30=58,16[mm]

Lực cần thiết người lái tác dụng lên bàn đạp để mở ly hợp là:

Fbd≥ Fm

idk ηdk [N] (1-33)

Trong đó:

-dk:Hiệu suất dẫn động.Đối với dẫn động thuỷ lực dk=0,8÷0,9.Chọn dk=0,9

-idk:Tỷ số truyền dẫn động idk=ibd.inm.itg.idm=5,27.0,91.1,25.1,54=9,23

-Fm:Lực cần thiết để mở ly hợp,được xác định công thức sau:

Fm=Flx+Clx,m.zlx [N] (1-34)

Với : -Flx:Lực ép cần thiết lò xo mở ly hợp.Flx=448,2[N]

-Clx:Độ cứng lò xo.Clx=25611,86[N/m]

-m:Độ biết dạng thêm lò xo mở ly hợp.Theo (1-21) m=2,6[mm]

-zlx:Số lượng lò xo ép zlx=6

Thay số vào công thức (1-33) (1-34) ta có :

Fm = 448,2+25611,86.0,0026.6 = 847,75[N]

Fbd≥847 , 75

9 , 23 0,9=100 [N] = 10[KG]

Đối với xe tải [Fbd ] = 150[N] = 15[KG] thỗ mãn điều kiện khơng cần trợ

lực

VI.2.Kết cấu phận dẫn động ly hợp:

VI.2.1.Kết cấu xilanh chính:

Xilanh phận quan trọng khơng thể thiếu dẫn động thuỷ lực Xilanh có nhiệm vụ cung cấp dầu cho tồn hệ thống ,tạo áp suất dòng hệ thống để mở ly hợp

Kết cấu xilanh sau:

; 13-Phớt làm kín ; 14-Đệm cánh ; 15-Lỗ thơng ; 16-Vịng chắn bụi ; 17-Bu lơng điều chỉnh ; 18-Cần đẩy

Kết cấu xilanh chính

Trên thân xilanh có lỗ bù nối thơng bình chứa với dẫn động(khi vị trí ban đầu) để bù dầu dẫn động trường hợp có hao hụt Lỗ thơng cho dầu từ phía sau phía trước piston ,khi uốn cong mép cao su 13 ,điền đầy khoảng không trước piston truờng hợp người lái nhả bàn đạp đột ngột để tránh lọt khí vào dẫn động hỗng bàn đạp người lái đập bàn đạp

Đệm cánh 14 chế tạo thép mỏng đàn hồi để che khơng cho nút làm kín 13 tiếp xúc trực tiếp với mép lỗ thông đầu piston nhằm tăng tuổi thọ

Ở đầu xilanh có bố trí van ngược 11 ,van có tác dụng trì dẫn động áp suất dư nhỏ để tránh khơng cho khơng khí lọt vào dẫn động.Bởi chất lỏng dẫn động muốn trở xilanh phải có áp suất đủ để thắng lực lò xo van ngược

Van chiều 10 bố trí đầu van ngược cho chất lỏng đầu xilanh di qua đến dẫn động mà không cho chất lỏng theo chiều ngược lại

Cần 18 đóng vai trị tay địn truyền dẫn động từ bàn đạp đến piston xilanh

Lực tác dụng lên bàn đạp để tạo áp suất chọn hệ thống xác định công thức sau:

Fbâ=π D

4 p1 ibâ

ηtl [KN] (1-34)

Trong đó:

-Fbd:Lực bàn đạp ly hợp.Theo (1-33) Fbd=100[N]

-D:Đường kính xilanh chính.D=20[mm]=0,02[m] -p1:Áp suất chọn đường ống.[kN/m2 ]

-ibd:Tỷ số truyền bàn đạp.ibd=5,27

-tl:Hiệu suất truyền động thuỷ lực ,khi tính tốn chọn tl=0,9

Từ cơng thức (1-34) ta có:

p1=

4 Fbâ ηtl

π D2 i bâ

[KN/m2 ] (1-35)

Thay đại lượng biết vao công thức (1-35) ta có:

p1= 100 0,9

π , 022 ,27=54387 , 89 [N/m

2 ]=54,39[KN/m2 ]

Vậy p1=54,39[KN/m2 ]

Áp suất dư hệ thống cho phép từ 5000÷8000[KN/m2 ] Như với đường

kính xilanh chọn thỗ mãn áp suất hệ thống VI.2.3.Xilanh làm việc:

1- Bulơng xã khí ; 2-Nút làm kín ; 3-Giá đỡ ; 4-Lị xo chống lật ; 5-Piston làm việc ; 6-Cần đẩy ; 7-Vòng cao su nhăn bụi.

Trên xilanh làm việc có vít xã khí để xã khơng khí dẫn động ,đảm bảo áp suất dẫn động ổn định khơng đổi làm việc Vít xã bố trí cao xilanh

7 2

1

5

6