Đang tải... (xem toàn văn)
Ô tô (phương ngữ Bắc Bộ) hay xe hơi (phương ngữ Nam Bộ) hoặc car (tiếng Anh) là loại phương tiện giao thông chạy bằng 4 bánh có chở theo động cơ của chính nó. Tên gọi ôtô được nhập từ tiếng Pháp (automobile), tên tiếng Pháp xuất phát từ từ auto (tiếng Hy Lạp, nghĩa là tự thân) và từ mobilis (tiếng La Tinh, nghĩa là vận động). Từ automobile ban đầu chỉ những loại xe tự di chuyển được gồm xe không ngựa và xe có động cơ. Còn từ ô tô trong tiếng Việt chỉ dùng để chỉ các loại có 4 bánh. Chữ xe hơi bắt nguồn từ chữ Hoa 汽車, phát âm theo Hán Việt là khí xa. Còn người Nhật gọi xe hơi là 自動車 (Tự động xa) nghĩa là xe tự động. Các kiểu khác nhau của xe hơi gồm các loại xe: xe buýt, xe tải. Có khoảng 1,32 tỷ chiếc xe được sử dụng trên toàn thế giới vào năm 2016.2 Khi lần đầu tiên ra mắt, xe hơi được hoan nghênh như một (phương tiện) cải tiến về môi trường so với ngựa. Trước khi nó ra mắt ở thành phố New York; hơn 10,000 tấn phân hàng ngày được dọn khỏi các đường phố. Tuy nhiên, năm 2006, các xe hơi là một trong những nguồn gây ô nhiễm không khí và tiếng ồn cũng như ảnh hưởng tới sức khoẻ trên khắp thế giới.
MỤC LỤC Link Cad: https://drive.google.com/file/d/1yUuFC1PsDjKnSg9e6sMK0vyStEhfNajm/view LỜI NÓI ĐẦU Giao thơng vận tải chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, đặc biệt nước có kinh tế phát triển Mạng lưới giao thông vận tải mạch máu quốc gia, quốc gia muốn phát triển thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải.Trong hệ thống giao thơng vận tải đường vận tải tơ đóng vai trị chủ đạo phần lớn lượng hàng người vận chuyển nội địa ô tô Cùng với phát triển Khoa học kỹ thuật nói chung, ngành cơng nghiệp chế tạo ô tô nói riêng vài thập kỷ gần có bước phát triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại ô tô đại đời, nhờ thành tựu lĩnh vực điện tử, tin học, khí, vật liệu dần hồn thiện để đáp ứng nhu cầu ngày cao người ngành kinh tế khác Theo mục tiêu, định hướng phát triển ngành ô tô nước ta, loại xe tải đến 20 đặt chiếm tỷ trọng từ 13% đến 15% tổng số ô tô chiếm khoảng 30% đến 35% tổng số xe tải Vì nghiên cứu đề tài phục vụ cho sản xuất, cải tiến cụm chi tiết cho xe tải nhiệm vụ đặt phù hợp với phát triển ngành Công nghiệp ô tô nước ta giai đoạn Mục tiêu đề tài tốt nghiệp tính tốn thiết kế hệ thống li hợp cho xe ô tô tải sở xe ôtô Kamaz Hệ thống li hợp xe ôtô cụm chi tiết chịu ảnh hưởng lớn điều kiện địa hình, mơi trường khí hậu nhiệt độ Cụm li hợp lắp xe Kamaz loại li hợp ma sát khơ hai đĩa thường đóng Các lị xo ép bố trí xung quanh, có hệ dẫn động điều khiển khí có cường hóa khí nén Với tìm hiểu, tham khảo với nỗ lực thân , đồ án em hoàn thành thời hạn giao Do cịn nhiều hạn chế trình độ thời gian, kinh nghiệm thực tế , số vấn đề mà em chưa thể sâu vào chi tiết mà em dùng thông số tham khảo xe Kamaz Em mong với bảo đóng góp ý kiến thầy giáo mơn, đồ án em hồn thiện nữa, giúp em vững vàng bước đường cơng tác sau Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo môn, đặc biệt thầy giáo Th.S Nguyễn Tiến Dũng trực tiếp hướng dẫn , bảo tận tình giúp đỡ em hồn thành nhiệm vụ giao Hà Nội, Ngày19 tháng 05 năm 2012 Sinh viên thiết kế Nguyễn Văn Hòa Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LI HỢP TRÊN Ô TÔ 1.CÔNG DỤNG , YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI CỦA LI HỢP 1.1 Công dụng li hợp Trong hệ thống truyền lực ôtô, li hợp cụm chính, có cơng dụng : - Nối động với hệ thống truyền lực ôtô di chuyển - Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trường hợp ôtô khởi hành chuyển số, sau nối lại để tơ khởi hành chuyển động êm dịu - Đảm bảo cấu an toàn cho chi tiết hệ thống truyền lực không bị tải trường hợp phanh đột ngột không nhả li hợp Ở hệ thống truyền lực khí với hộp số có cấp, việc dùng li hợp để tách tức thời động khỏi hệ thống truyền lực làm giảm va đập đầu răng, khớp gài, làm cho trình đổi số dễ dàng Khi nối êm dịu động làm việc với hệ thống truyền lực (lúc li hợp có trượt) làm cho mômen bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành tăng tốc êm Còn phanh xe đồng thời với việc tách động khỏi hệ thống truyền lực, làm cho động hoạt động liên tục Do đó, khởi động động nhiều lần 1.2 Yêu cầu li hợp Li hợp hệ thống chủ yếu ôtô, làm việc li hợp phải đảm bảo yêu cầu sau : - Truyền hết mômen động mà không bị trượt điều kiện sử dụng Muốn mơmen ma sát li hợp phải lớn mơmen cực đại động (có nghĩa hệ số dự trữ mômen β li hợp phải lớn 1) - Đóng li hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh hộp số khởi hành ôtô sang số lúc ôtô chuyển động - Mở li hợp phải dứt khốt nhanh chóng, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn (vì mở khơng dứt khốt làm cho khó gài số êm dịu) - Mơmen qn tính phần bị động li 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 - Kết cấu li hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc, tuổi thọ cao Li hợp làm nhiệm vụ phận an toàn để tránh tải cho hệ thống truyền lực Tất yêu cầu trên, đề cập đến trình chọn vật liệu, thiết kế tính tốn chi tiết li hợp 1.3 Phân loại li hợp Li hợp ôtô thường phân loại theo cách : + Phân loại theo phương pháp truyền mômen + Phân loại theo trạng thái làm việc li hợp + Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép + Phân loại theo phương pháp dẫn động li hợp 1.3.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực người ta chia li hợp thành loại sau : Li hợp ma sát : li hợp truyền mômen xoắn bề mặt ma sát Li hợp ma sát có kết cấu đơn giản , dùng phổ biến ô tô với dạng sử dụng ma sát khô ma sát dầu gồm loại sau : + Li hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa nhiều đĩa) + Li hợp ma sát loại hình nón + Li hợp ma sát loại hình trống Hiện nay, li hợp ma sát loại đĩa sử dụng rộng rãi, có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo khối lượng phần bị động li hợp tương đối nhỏ Cịn li hợp ma sát loại hình nón hình trống sử dụng, phần bị động li hợp có trọng lượng lớn gây tải trọng động lớn tác dụng lên cụm chi tiết hệ thống truyền lực Ưu điểm li hợp ma sát : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Nhược điểm li hợp ma sát : bề mặt ma sát nhanh mòn tượng trượt tương q trình đóng li hợp, chi tiết li hợp bị nung nóng nhiệt tạo phần công ma sát Tuy nhiên li hợp ma sát sử dụng phổ biến ôtô ưu điểm Li hợp thủy lực : li hợp truyền mômen xoắn lượng chất lỏng (thường dầu) Ưu điểm li hợp thủy lực : làm việc bền lâu, giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực dễ tự động hóa trình điều khiển xe Nhược điểm li hợp thủy lực : chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ tượng trượt Loại li hợp thủy lực sử dụng ơtơ, sử dụng số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng vài ôtô quân Li hợp điện từ : li hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng từ trường nam châm điện Loại sử dụng xe ôtô Li hợp liên hợp : li hợp truyền mômen xoắn cách kết hợp hai loại kể (ví dụ li hợp thủy cơ) Loại sử dụng xe ôtô 1.3.2 Phân loại theo trạng thái làm việc li hợp Theo trạng thái làm việc li hợp người ta chia thành loại sau : Li hợp thường đóng : loại sử dụng hầu hết ôtô Li hợp thường mở : loại sử dụng số máy kéo bánh C - 100 , C - 80 , MTZ2 1.3.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép Theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép ngồi người ta chia loại li hợp sau : Loại : Li hợp lò xo : li hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, gồm loại sau : - Lò xo đặt xung quanh : lò xo bố trí vịng trịn đặt hai hàng - Lò xo trung tâm (dùng lị xo cơn) Theo đặc điểm kết cấu lị xo dùng lị xo trụ, lị xo đĩa, lị xo Trong loại li hợp dùng lị xo trụ bố trí xung quanh áp dụng phổ biến ơtơ nay, có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo lực ép lớn theo yêu cầu làm việc tin cậy Loại : Li hợp điện từ : lực ép lực điện từ Loại : Li hợp ly tâm : loại li hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng mở li hợp Loại sử dụng ôtô quân Loại : Li hợp nửa ly tâm : loại li hợp dùng lực ép sinh lực ép lị xo cịn có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào Loại có kết cấu phức tạp nên phổ biến 1.3.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động li hợp Theo phương pháp dẫn động li hợp người ta chia li hợp thành loại sau : Loại : Li hợp điều khiển tự động Loại : Li hợp điều khiển cưỡng Để điều khiển li hợp người lái phải tác động lực cần thiết lên hệ thống dẫn động li hợp Loại sử dụng hầu hết ôtô dùng li hợp loại đĩa ma sát trạng thái ln đóng Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc hệ thống dẫn động li hợp người ta lại chia thành loại sau : - Dẫn động khí - Dẫn động thủy lực khí kết hợp - Dẫn động trợ lực : trợ lực khí (dùng lị xo), trợ lực khí nén trợ lực thủy lực Nhờ có trợ lực mà người lái điều khiển li hợp dễ dàng, nhẹ nhàng CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LI HỢP ĐĨA MA SÁT KHÔ 2.1 Sơ đồ cấu tạo li hợp loại đĩa ma sát khô đĩa a) Cấu tạo Hình 1.1 : Cấu tạo sơ đồ nguyên lý làm việc li hợp khô đĩa Cấu tạo phận li hợp đĩa có lị xo ép dạng đĩa trình bày Hình 1.1 Phần chủ động gồm : vỏ li hợp liên kết với bánh đà động bu lông , đĩa ép chi tiết gắn vỏ li hợp Đĩa ép nối với vỏ 16 , đảm bảo truyền mô men xoắn từ vỏ lên đĩa ép , 10 Để khắc phục nhược điểm trên, người ta sử dụng lị xo dạng sóng đặc xương vòng ma sát Một vòng ma sát gắn trực tiếp xương vòng gắn với lò xo Tuy nhiên sử dụng biện pháp tăng độ đàn hồi đĩa ép làm tăng hành trình cần thiết đĩa ép để đảm bảo cho li hợp mở dứt khốt, tăng mơmen qn tính đĩa yêu cầu mối lắp ghép vòng ma sát với xương đĩa phải lớn Ngồi có kết cấu xương đĩa hoàn thiện hơn, cho phép giảm khối lượng mơmen qn tính đĩa bị động mà đảm bảo độ đàn hồi cần thiết Đĩa bị động có phần cung mỏng dạng sóng gắn với phần xương đinh tán Các vịng ma sát gắn lên cung có khoảng cách định Qua phân tích kết cấu loại xương đĩa ta chọn loại xương đĩa đàn hồi dạng sóng dùng cho loại li hợp ta thiết kế Bề dày xương đĩa 66 4.3 Tính sức bền lị xo giảm chấn li hợp Lò xo giảm chấn đặt đĩa bị động để tránh tượng cộng hưởng tần số cao dao động xoắn thay đổi mômen động hệ thống truyền lực Đồng thời đảm bảo truyền mômen cách êm dịu từ đĩa bị động đến moayơ trục li hợp Mơmen cực đại có khả ép lị xo giảm chấn xác định theo công thức: Mmax = Trong đó: - Gb : Trọng lượng bám ơtơ cầu chủ động: Ở ô tô cầu sau chủ động , trọng lượng bám xác định theo - công thức : Gb = m2.G2 G2 : Trọng lượng tĩnh tác dụng lên bánh xe sau m2 : Hệ số phân bố lại trọng lượng Chọn m2 = 1,1 Gb = 1,1.9260.9,81 = 99924,66 N : Hệ số bám đường, đường tốt lấy rb : Bán kính làm việc bánh xe Ih :tỷ số truyền hộp số Ip :tỷ số truyền phụ Io :tỷ số truyền truyền lực = 0,8 rb = 0,422 m ih= 7,82 ip=1 io=5,43 Thay vào công thức ta có: Mmax = 795 Nm 67 Mơmen quay mà giảm chấn truyền tổng mơmen quay lực lị xo giảm chấn mômen ma sát Mmax = M1 + M2 = P1 R1 Z1 + P2 R2 Z2 Trong : M1 -Mơmen quay lực lị xo giảm chấn dùng để dập tắt dao động cộng hưởng tần số cao M2 -Mômen ma sát dùng để dập tắt dao động cộng hưởng tần số thấp Thường lấy → M2 = 25%Mmax = 25%.795 = 199 N M1 = Mmax - M2 = 795 - 199 = 596 N → Ta chọn R1 = 80 mm R1 - bán kính đặt lị xo giảm chấn Z1 - số lượng lò xo giảm chấn đặt moayơ → Ta chọn Z1 = 12 R2 - bán kính trung bình đặt vịng ma sát → Ta chọn R2 = 65 mm Z2 - số lượng vòng ma sát (số đôi cặp ma sát) →Ta chọn Z2 = P1 - lực ép lò xo giảm chấn → P1 = P2 - lực tác dụng lên vòng ma sát → P2 = M1 R1 ⋅ Z1 M2 R ⋅ Z2 = = 596 0,08 ⋅ 12 199 0,065 ⋅ = = 621 N 766 N a) Chọn thơng số lị xo - G : Môđun đàn hồi dịch chuyển, thép : G = 8.107 kN/m2 68 - : Là độ biến dạng lò xo giảm chấn từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc, chọn = 0,003 m - d: Đường kính dây lị xo, d = 3,5÷4,5 mm Ta chọn d = 0,04 m - D :Là đường kính trung bình vịng lị xo Ta chọn D = 0,02 m - n: Số vịng tồn vủa lị xo , n= ÷ vòng Chọn n = vòng - Số vòng làm việc lò xo n0 Thường đầu lị xo có khoảng 0,75÷1 vịng khơng việc uốn gần vng góc với trục lị xo sau mài phẳng ,do thường n=n0+ (1÷1,5) vòng Do n0 = 3,5 vòng G.d C= 8.D no Độ cứng lò xo C: C= Thay vào có : 8.107.0, 0044 = 91, 8.0, 023.3,5 kN/m = 64 kN/m -Chiều dài lò xo chịu lực lớn Hm=n.d+.no= 5.4+0,75.3,5 = 22,6 mm -Chiều dài lò xo lắp vào li hơp : Hl = Hm + λm =Hm + = 22,6+ -Chiều dài lò xo trạng thái tự : = 31,2 mm Htd= Hl + λ a = 31,2+1,4= 32,8 mm 69 b) Lò xo kiểm tra theo ứng suất xoắn : Trong : - P1 : Lực ép lò xo giảm chấn, P1 = 621 N - D : Đường kính trung bình vòng lò xo, D = 0,02 m - d : Đường kính dây lị xo, d = mm - k : Hệ số tập trung ứng suất: k = = 1,31 Với C =D/d = 0,02/0,004 = Thay thơng số vào cơng thức tính ta có: = = 647,5 MN/m2 Vật liệu làm lò xo giảm chấn thép silic có [ ] = 500÷700 (MN/m2) Vậy lò xo đủ bền 4.5 Đĩa bị động Đĩa bị động gồm ma sát xương đĩa ghép với đinh tán, xương đĩa lại ghép với moay đĩa bị động đinh tán Đĩa bị động kiểm bền cho hai chi tiết đinh tán moay a) Đinh tán 70 + Với đinh tán dùng để tán ma sát với xương đĩa, thường chế tạo từ đồng nhơm với đường kính ÷6 mm Đinh tán bố trí theo vịng trịn nhiều dãy (thường hai dãy) Đinh tán kiểm bền theo ứng suất chèn dập ứng suất cắt Hình 3.7.Sơ đồ bố trí đinh tán ma sát Lực tác dụng lên đinh tán xác định theo công thức: Trong đó: : Lực tác dụng lên đinh tán vịng vịng ngồi có bán kính r1 r2 - Memax : Mômen lớn động cơ, Memax = 612 Nm 71 - r1, r2 : Bán kính vịng vịng ngồi dãy đinh tán Ứng suất cắt chèn dập đinh tán vịng trong, vịng ngồi: ; ; Trong : - Ứng suất cắt đinh tán vịng vịng ngồi - Ứng suất chèn dập đinh tán vòng vòng - F1 , F Lực tác dụng lên đinh tán dãy -n Số đinh tán bố trí vịng, chọn n1 = n2 = 16 -d Đường kính đinh tán, chọn d = 0,005 m -l Chiều dày bị chèn dập đinh tán lấy l = 0,0025 m - Ứng suất cắt cho phép -[ Ứng suất chèn dập cho phép = 10MN/m2 [= 25MN/m2 Ta nhận thấy F1 < F2 nên < < ta kiểm tra cho đinh tán vịng ngồi Ta có số liệu tham khảo: r2 = 130 mm = 0,13 m r1 = 150 mm = 0,15 m Thay số vào ta có: 72 F2 = = 1010 [N] 3,21 MN/m2