Đồ án tính toán thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch 7 chỗ fortuner

NHẬN XÉT C ỦA GIÁO VIÊN H ƯỚNG D ẪN …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………… …………………………………………………… MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam LỜI NÓI ĐẦU Với chế mở cửa kinh tế đất nước để hội nhập phát tri ển, năm gần đất nước ta đạt nhiều thành tựu m ọi mặt đời sống xã hội Một thành tựu quan trọng q trình cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Ngành giao thơng v ận tải, đ ặc bi ệt Ơtơ, phương tiện phục vụ hiệu cho q trình cơng nghiệp hố, đại hố, thúc đẩy phát tri ển kinh tế Ngành công nghiệp Ơtơ, cịn ngành m ới song v ới nh ận th ức đắn tầm quan trọng ngành công nghiệp năm gần Đảng Nhà nước ta có sánh phù hợp thúc đẩy s ự phát tri ển ngành cơng nghiệp Ơtơ nước, bước phát triển tiến tới sản xuất Ơtơ nước ta mà khơng cần nhập Sau học xong mơn ‘ Tính tốn thiết kế ơtơ’ em đ ược nhà tr ường giao cho đề tài: “Thiết kế cụm ly hợp cho ô tô 7chỗ” Em nhận thấy đề tài có tầm quan trọng địi hỏi u cầu cao Bởi với ngành cơng nghiệp Ơtơ n ước ta đ ể ti ến tới sản xuất việc tính tốn thiết kế cụm chi tiết ơtơ ph ải yêu cầu xây dựng từ bước Quá trình làm đồ án môn học, thân hết s ức c ố g ắng, đ ược s ự giúp đỡ tận tình thầy bạn song khả có hạn th ời gian làm đ án bị hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi sai sót Vì v ậy em r ất mong s ự bảo của thầy cô bạn để đồ án em hoàn thi ện h ơn Qua em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, bảo tận tình th ầy : Vũ Đình Nam giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành c ảm ơn! Hưng n, ngày…tháng….năm… SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam Sinh viên: Nguy ễn Văn Đoài Phần 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu: 1.1.1 Công dụng: - Trong hệ thống truyền lực ôtô, ly hợp thành phần quan trọng, có chức là: - Nối động với hệ thống truyền lực ôtô di chuy ển - Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trường hợp ôtô kh ởi hành sang số - Đảm bảo cấu an toàn cho chi ti ết h ệ th ống truy ền l ực gặp tải hư trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp 1.1.2 Phân loại: a Theo phương pháp truyền mômen: Theo phương pháp truyền mô men từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ bề mặt ma sát - Ly hợp thuỷ lực: mô men truyền động nhờ lượng chất lỏng - Ly hợp điện từ: mô men truyền động nhờ tác dụng trường nam châm điện - Ly hợp liên hợp: mô men truyền động cách kết h ợp hai lo ại kể b Theo trạng thái làm việc ly hợp: Theo trạng thái làm việc ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp thường đóng - Ly hợp thường mở c Theo phương pháp sinh lực ép đĩa ép: Theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép người ta chia thành lo ại ly hợp sau: - Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa) Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ngồi lực ép lị xo cịn có l ực ly tâm c tr ọng khối phụ ép thêm vào Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng m ly h ợp d Theo phương pháp dẫn động ly hợp: Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam - Ly hợp dẫn động khí - Ly hợp dẫn động thuỷ lực - Ly hợp dẫn động có cường hố: - - + Ly hợp dẫn động khí cường hố khí nén + Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hố khí nén 1.1.3 u cầu: Ly hợp phải có khả truyền hết mơ men động c mà không b ị tr ượt b ất kỳ điều kiện sử dụng Khi đóng ly hợp phải êm dịu, mơmen qn tính phần bị động phải nhỏ để giảm hết tải trọng va đập lên bánh hộp số sang s ố Khi mở ly hợp phải dứt khốt nhanh chóng để việc gài s ố êm dịu, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn - Đảm bảo cho hệ thống truyền lực bị tải Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ - Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc bảo dưỡng 1.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động ly hợp: - Đối với hệ thống ly hợp, mặt cấu tạo người ta chia thành b ộ ph ận chính: - Cơ cấu ly hợp: phận thực việc nối ngắt truyền động từ động đến hệ thống truyền lực - Dẫn động ly hợp: phận thực việc điều khiển đóng mở ly hợp 1.2.1 Ly hợp ma sát khô đĩa bị động lị xo ép hình trụ bố trí xung quanh: a Sơ đồ cấu tạo chung: SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam Hình 1.1: Ly hợp ma sát khô đĩa bị động bánh đà; bàn đạp ; lò xo hồi vị bàn đạp ; đòn kéo; 10 mở; 11 bi tỳ; 12 đòn mở; 13 giảm chấn đĩa ma sát; đĩa ép; lò xo ép; vỏ ly hợp; bạc mở ; - - Nhóm chi tiết chủ động bao gồm: bánh đà, v ỏ ly h ợp, đĩa ép, đòn m lị xo ép Khi ly hợp mở hồn tồn chi ti ết thu ộc nhóm ch ủ đ ộng quay với bánh đà Nhóm chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), tr ục ly h ợp Khi ly hợp mở hồn tồn chi tiết thuộc nhóm bị động đứng yên Theo sơ đồ cấu tạo hình vẽ vỏ ly hợp bắt cố định với bánh đà b ằng bu lông, đĩa ép dịch chuy ển tịnh ti ến v ỏ có b ộ ph ận truy ền mô men từ vỏ vào đĩa ép Các chi tiết 1, 3, 4, g ọi ph ần ch ủ đ ộng c ly h ợp Chi tiết số gọi phần bị động ly hợp, phận l ại thu ộc b ộ phận dẫn động ly hơp b Nguyên lý hoạt động: - Trạng thái đóng ly hợp: trạng thái lò xo đầu tựa vào v ỏ 5, đ ầu cịn l ại tì vào đĩa ép số tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động với bánh đà s ố cho ph ần ch ủ động phần bị động tạo thành khối cứng Khi mô men từ đ ộng truyền từ phần chủ động sang phần bị động ly hợp thông qua bề m ặt ma SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam sát đĩa bị động với đĩa ép bánh đà Ti ếp mơ men truy ền vào x ương đĩa bị động qua giảm chấn 13 đến moay truyền vào trục ly hợp (trục s cấp hộp số) Lúc bi tỳ 11 đầu m 12 có khe h từ ÷ mm, tương ứng với hành trình tự bàn đạp ly hợp - Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động t ới tr ục s c ấp c hộp số người ta cần tác dụng lực vào bàn đạp thông qua đòn kéo mở 10, bạc mở mang bi tỳ 11 dịch chuyển sang trái Sau kh ắc ph ục h ết khe hở, bi tỳ 11 tì vào đầu địn mở 12 Nhờ có khớp lề b ản l ề liên k ết v ới v ỏ nên đầu đòn mở 12 kéo đĩa ép nén lò xo l ại đ ể d ịch chuy ển sang phải Khi bề mặt ma sát phận chủ động bị động ly hợp tách ngắt truyền động từ trục tới trục s cấp hộp s ố c Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: + Kết cấu gọn, dễ điều chỉnh sữa chữa + Mở dứt khoát + Thoát nhiệt tốt nên đảm bảo tuổi thọ cao cho ly hợp - Nhược điểm: + Đóng không êm dịu + Chỉ truyền mô men không lớn Nếu truyền mơmen 70 ÷ 80 KGm cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo k ết c ấu khác đ ều l ớn làm cho ly hợp cồng kềnh 1.2.2 Ly hợp ma sát khơ hai đĩa bị động lị xo ép hình trụ bố trí xung quanh : a Sơ đồ cấu tạo chung: SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam Hình 1.2 Ly hợp ma sát khơ hai đĩa bị động Bánh đà; Lò xo ép; 13 Thanh kéo; Lò xo đĩa bị động; Vỏ ly hợp; 14 Càng mở; Đĩa ép trung gian; Bạc mở; 15 Bi tỳ; Đĩa bị động; 10 Trục ly hợp; 16 Đòn mở; Đĩa ép; 11 Bàn đạp ly hợp; 17 Lò xo giảm chấn Bu lơng hạn chế; 12 Lị xo hồi vị bàn đạp ly hợp; a Cấu tạo: Nhìn chung cấu tạo ly hợp hai đĩa bao gồm b ộ ph ận chi tiết ly hợp đĩa Đi ểm khác biệt ly h ợp hai đĩa có hai đĩa bị động số liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa b ị đ ộng nên ngồi đĩa ép cịn có thêm đĩa ép trung gian ly h ợp hai đĩa ph ải b ố trí thêm c cấu truyền mô men từ vỏ bánh đà sang đĩa ép đĩa trung gian b Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý làm việc ly hợp hai đĩa bị động tương tự ly h ợp đĩa c Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: + Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát) + Giảm đường kính chung đĩa ma sát, bánh đà … mà v ẫn đ ảm b ảo truyền đủ mômen cần thiết động - Nhược điểm: +Mở khơng dứt khốt, nhiệt lớn, kết cấu ph ức tạp nên khó b ảo d ưỡng s ữa chữa 1.2.3 Ly hợp thuỷ lực: a Sơ đồ cấu tạo chung: Cấu hình vẽ bao tạo ly hợp thủy lực trình bày gồm: 5 Bánh đà Bánh tuabin Bánh bơm Trục sơ cấp Vỏ ly hợp SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam Hình 1.3 Ly hợp thủy lực Các chi tiết ly hợp gồm có bánh bơm, bánh tuabin Các bánh cơng tác có dạng nửa hình vịng xuyến, bố trí nhi ều cánh dẫn theo chi ều hướng tâm Bánh bơm hàn chặt với vỏ ly hợp bắt chặt với vỏ trục khu ỷu đ ộng (quay với trục khuỷu) Nó có tác dụng quạt dịng chất lỏng sang bánh tuabin thơng qua truyền mômen Bánh tuabin đặt vỏ ly hợp quay tự do, nối với trục sơ cấp hộp số khớp nối then hoa, chịu tác động dòng chất l ỏng từ bánh bơm truyền sang, quay truy ền chuy ển đ ộngcho tr ục s c ấp hộp số b Nguyên lý hoạt động: Ly hợp thuỷ lực làm việc dựa nguyên tắc truỷ động Khi bánh bơm trục khuỷu động dẫn động quay làm chất lỏng chứa khoang công tác c bánh bơm quay theo Chất lỏng tham gia vào hai chuy ển đ ộng: m ột chuy ển đ ộng quay theo bánh bơm chuyển động tịnh ti ến theo máng c cánh d ẫn t phía phía ngồi Động chất l ỏng tăng từ Khi khỏi bánh bơm chất lỏng chuyển tiếp sang bánh tuốc bin động dòng chất lỏng làm cho bánh tuốc bin quay theo bánh tu ốc bin ch ất l ỏng chuyển động từ vào động giảm dần Sau kh ỏi bánh tu ốc bin chất lỏng tiếp tục vào bánh bơm để nhận lượng thực hi ện chu trình c Ưu nhược điểm: - Ưu điểm : + Khi đóng ly hợp êm dịu + Làm việc êm dịu, hạn chế va đập truyền mô men từ đ ộng c xu ống h ệ thống truyền lực + Có khả trượt lâu dài mà khơng gây hao mòn ly hợp ma sát - Nhược điểm : + Khơng có khả biến đổi mơmen nên hạn chế ph ạm vi s dụng c hộp số thủy ơtơ + Hiệu suất thấp vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ + Độ nhạy cao làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính làm vi ệc kết h ợp v ới động đốt 1.2.4 Ly hợp điện từ Ly hợp điện từ loại bố trí ơtơ mà cịn bố trí nhiều lĩnh vực khác SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam Ưu điểm truyền động êm cho phép trượt lâu dài mà không ảnh hưởng t ới hao mòn chi tiết ly hợp a Sơ đồ cấu tạo chung: Hình 1.4 Ly hợp điện từ Bánh đà Khung từ Cuộn dây Lõi sắt bị động Trục ly hợp Mặt cắt - - Các phận ly hợp điện từ bao gồm: phần cố định có cu ộn dây ện từ B ộ phận chủ động nối với trục khuỷu động cơ, phận bị động nối với trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số) Các phận chủ động, bị động phận cố định quay trơn với thông qua khe hở A, B, C, D Đ ể hi ệu su ất truy ền động cao khe hở phải nhỏ Ngoài đ ể tăng kh ả truy ền mô men t phần chủ động sang phần bị động người ta bỏ bột sắt vào khoang kín phần chủ động phần bị động b Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý làm việc dựa vào lực điện từ tương tác phần ch ủ động b ị động nhờ nam châm điện cuộn dây sinh Trạng thái đóng ly hợp: Khi cuộn dây cấp dòng ện m ột chiều trở thành nam châm điện Đi ện trường nam châm khép kín mạch, từ qua phận cố định 2, phần chủ động 1, ph ần b ị đ ộng theo đ ường mũi tên hình vẽ Khi tương tác lực ện từ ph ần chủ đ ộng kéo phần bị động quay theo, mô men truyền từ động sang trục ly hợp Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp người ta ngắt dòng ện cấp cho cuộn dây 15 Lực điện từ mất, chi tiết quay tự do, ngắt đường truy ền mô men từ động tới trục ly hợp c Ưu nhược điểm : SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam Ưu điểm : + Khả chống tải tốt + Bố trí dẫn động dễ dàng - Nhược điểm : + Chế tạo phức tạp + Bảo dưỡng sửa chữa khó khăn + Giá thành đắt - 1.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG Hệ thống dẫn động ly hợp có tác dụng truyền lực bàn đ ạp người lái tác động vào bàn đạp đến ly hợp để thực việc đóng ngắt ly hợp Dẫn động ly hợp thường dẫn động khí th ủy l ực D ẫn đ ộng c khí có ưu điểm chung kết cấu đơn giản dễ chế tạo nhiên chúng có nh ược điểm lực bàn đạp thường phải lớn khó bố trí với ơtơ có đ ộng c đ ặt xa người lái Dẫn động khí thường sử dụng s ố ôtô ơtơ tải ơtơ có u cầu lực bàn đạp nhỏ ôtô t ải th ường có bình khí nén nên việc bố trí trợ lực thuận lợi, dẫn động thủy lực sử dụng hầu hết loại ôtô ôtô chở khách có ưu ểm l ớn nh ỏ g ọn, t ạo đ ược lực bàn đạp lớn, dế bố trí ơtơ thời gian tác động nhanh Để giảm lực người lái tác dụng lên bàn đạp, hệ thống dẫn động có bố trí phận trợ lực khí, thủy lực, khí nén ho ặc chân khơng Hi ện nay, sử dụng phổ biến loại ôtô dẫn động th ủy l ực k ết h ợp với trợ lực Trợ lực ơtơ trợ lực chân khơng, cịn ơtơ t ải thường sử dụng hệ thống trợ lực khí nén có sẵn bình khí nén Mục đích việc thiết kế hệ dẫn động ly hợp dễ bố trí, điều ển dễ dàng, đảm bảo độ tin cậy đồng thời đảm bảo tính kinh tế Do phương án dẫn động phải đáp ứng yêu cầu hệ thống dẫn động nêu Các phương án dẫn động thường dùng là: - Dẫn động khí - Dẫn động khí trợ lực khí nén - Dẫn động khí trợ lực chân khơng - Dẫn động thuỷ lực - Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén - Dẫn động thủy lực trợ lực chân khơng 1.3.1.Dẫn động khí : Sử dụng cấu truyền lực khí để truyền lực đóng ngắt ly hợp a Sơ đồ kết cấu: SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam 10 Dựa vào bảng ta chọn sơ mơ đun bánh d ựa vào mô men xoắn lớn động Memax= 265 Nm nên chọn mn=3 Hoặc chọn theo cơng thức sau: m= Trong : A cos β z a ( i + 1) z a số bánh chủ động i tỷ số truyền cặp bánh tính tốn β góc nghiêng Trong trường hợp số bánh chủ động z a cặp bánh luôn ăn khớp chọn theo điều kiện không bị cắt đỉnh với số từ 17 tr lên, đ ối với không dịch chỉnh từ 14 trở lên có dịch chỉnh A cos β A cos β 2.96,35.cos β Za.( ia + 1) → Za = mn ( i a + 1) = 3.(ia + 1) m= Sau biết A, mn za xác định tỷ số truyền cặp bánh luôn ăn khớp theo công thức ia = A cos β α mn zα -1 Trong đó: ia – tỷ số truyền cặp bánh ăn khớp, đối v ới h ộp s ố tơ hi ện thường có giá trị ia = 1,6 - 2,5 β α – góc nghiêng căp bánh ln ăn khớp, góc đươc gọi góc trung bình: Đối vói tơ du lịch : β α = 30 - 45 Đối với ô tô vận tải : = 20 - 300 β α Số z’a bánh bị động cặp bánh ăn khớp xác định theo : z’a = za.ia Chọn β = 300 Za = 22 mn = Ta có: SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam 33 2.99,52.cos 300 ia = − = 1, 62 22.3 2,5 ; thoả mãn điều kiện i a = 1,6 ÷ ' Số = i = 22.1,62 = 35,64 (răng).chọn a Za a Tính xác khoảng cách trục A: Z A= Z a' =37 mn ( Za + Z a' ) 3.(22 + 37) = = 102, 2( mm) 0 2.cos 30 2.cos 30 Trục ly hợp trục sơ cấp hộp số Đầu trước trục gối lên bi bánh đà, đầu sau lắp ổ bi thành vỏ hộp s ố Đầu cu ối tr ục có l ắp bánh nghiêng liền trục ăn khớp với bánh trung gian hộp số R BY R AY A III R AX I R BX B Pa Pr PV D C 1 II PV Pr Sơ đồ lực tác động lên trục ly hợp Trong đó: Trục I: Là trục ly hợp, đồng thời trục s cấp hộp s ố cuối tr ục có l ắp liện bánh nghiêng khoét rộng lỗ tâm để lắp bi kim đ ỡ đầu tr ục s ố III Trục II: Là trục trung gian hộp số, đầu trục đỡ hai ổ bi tr ụ lắp vỏ hộp số Trục III: Là trục thứ cấp hộp số, đầu tỳ lên ổ bi kim trục so cấp, đầu tỳ lên ổ bi lắp thân hộp số SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam 34 Để kiểm nghiệm trục ta chọn chế độ mômen lớn hộp số để tay s ố Trục I: MI = Memax = 265(Nm) ia = 265.1,62 = 429,3(Nm) = M i = 429,3.4,12 = 1768,72(Nm) h1 Trục II: MII = MI ia = MI Trục III: MIII = MII ih1 II * Các bước tính: + Bước 1: Tính tốn lực bánh trục số I trục s ố III + Bước 2: Xác định phản lực lên trục cá gối đỡ trục I trục số III + Bước 3: Kiểm tra bền trục số I (Trục ly hợp) a Bước 1: Tính toán lực bánh trục số I trục số III Cơng thức tính lực tác dụng lên cặp bánh Stt Tên gọi Kí hiệu Bánh thẳng Lực vòng PV t Pv = Z m Lực hướng tâm Pr Pr = Pv.tgα Lực dọc trục Pa Pa = 2.M Bánh nghiêng 2.M t Pv = Z m s tgα Pr = Pv cos β Pa = Pv.tgβ Trong đó: - Z: Là số bánh tính - Mt: Mơ men tính tốn trục hộp số - ms: Mô đun mặt đầu (bảng thông số hình học bánh răng) - α: Góc prơfin gốc (bảng thơng số hình học bánh răng) - β: Góc nghiêng (bảng thơng số hình học bánh răng) Trục số I SVTH: Nguyễn Văn Đoài GVHD:Vũ Đình Nam 35 A B I Pa PV Pr 1 Bánh trục số I bánh nghiêng có: Mơ đun mặt đầu m ms = n = = 3,46 mm cos β cos30° Đường kính vịng chia d1 = ms Za =3,46.22=76,12 (mm) = 0,076(m ) d1’ = ms Za’ = 3,46.37=128 (mm) = 0,128 (m) - Góc nghiêng răng: β = 300 - Góc ăn khớp : α = 200 - Mơ đun pháp tuyến: mn=3 - Số răng: Za=22 Khi đó: Lực vòng: Lực hướng tâm: Lực dọc trục : 2M I 2.265 = = 6973,68(N) Pv1 = d 0,076 Pr1 = PV1.tgα 6973,68.tg200 = = 2931( N ) cos β cos30 Pa1 = PV1.tgβ = 6973,68.tg300 = 4026,26(N) Trục số III : SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam 36 III D C Pr PV Bánh trục III bánh thẳng có đường kính vịng lăn d4 = m.Z4 = 53.3 = 159(mm) =0,159 (m) Góc ăn khớp: α = 200 Với: Z4=53 m=3: mô đun pháp tuyến 2M III 2.1768,72 = = 22248 N Khi đó: Lực vịng Pv4= Z m 3.0,053 Lực hướng tâm: Pr4 = PV4.tgα =22248.tg20 = 8097,63 N b Bước : Xác định phản lực lên trục gối đỡ trục I trục số III Trục III : RCY RCX C D Pr4 320 Ta lấy: 80 ΣMDX = ⇔ RCX (320 + 80) = PV4.80 ⇒ RCX = Ta lấy: Pv4 22248.80 320 + 80 = 4449,6 (N) SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam 37 ∑ M Dy = Pr 60 320 + 80 RCY = 8097,63 80 RCY = 320 + 80 Trục số I: RAY = 1619,52 (N) RBY RAX A I RBX RCX B D Pa1 60 PV1 240 Ta lấy: RCY Pr1 50 ΣMBx = ⇒ RAx 240 = (RCX + PV1).50 ⇒ RAx = ( 4449,6 + 6973,68) 50 = 2379,85 (N) 240 ⇒ ΣMBy = 128 ⇒ RAY.240 - Pa1 + (RCY + Pr1).50 = RAY.240 = Pa1.64 – (RCY + Pr1).50 ⇒ RAY = Pa1 64 – ( R CY + Pr1 ) 50 240 4026,26.64 − (1619,52 + 2931 ).50 = 240 = 125,64 (N) Vậy RAY có chiều chiều hình vẽ ΣRY = ⇒ Pr1 + RCY - RAy = RBy ⇒ RBy = 2931+ 1619,52 - 126,64= 4423,88 (N) ΣRX = ⇒ RAX + RCX + PV1 = RBX ⇒ RBX = 27379,85 + 4449,6 + 6973,68 = 38803,13 (N) SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam 38 Nhắc lại lực tác dụng lên trục I: PV1 =6973,68 (N) Pr1 =2931 (N) Pa1 =4026,26 (N) RCx =4449,6 (N) RCy = 1619,52 (N) RAx = 2379,85 (N) RAy = 125,64 (N) RBx = 38803,13 (N) RBy = 4423,88 (N) c Bước 3: Kiểm tra bền trục số I (trục ly hợp) *Xác định moment uốn Mux: - Tại B: + Xét từ trái sang phải: - Tại C: + Xét từ phải sang trái: *Xác định moment uốn Muy: + Xét từ trái sang phải: *Xác định moment xoắn Mx = Memax mô men xoắn cực đại động Mx = Memax= 256 Nm SVTH: Nguyễn Văn Đoài GVHD:Vũ Đình Nam 39 Từ biểu đồ mơmen người ta xác định trục bền thoả mãn M 2uxi + M uyi + M 2xi d≥ 0,1[σ th ] (Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất) Song ta có sẵn trục với tiết diện cho thay đ ổi h ợp lý (bền đều) Nên ta kiểm nghiệm bền mặt cắt nguy hiểm Tại B M ux = 30,15Nm M uy = 571,16Nm M x = 265Nm [σ ] Trị số ứng suất cho phép thép chế tạo trục chọn theo bảng (7-2) sách Thiết kế chi thiết máy – Nguyễn Trọng Hi ệp – Nguy ễn Văn Lẫm Với thép 40X ta chọn [ σ ] = 70 N/mm Mu = M2ux + M2uy = 30,152 + 571,162 = 571,95(Nm) Mtd = Mu2 + 0,75.Mx2 Mtd = 571,952 + 0,75.2652 = 613,42(Nm) = 613420(Nmm) d≥ Chọn: Mtd 613420 =3 = 44,42(mm) 0,1[ σ ] 0,1.70 D = 45mm = 0,045m Bước 3: Kiểm nghiệm bền trục Trục ly hợp chế tạo thép 50X, có ứng suất cho phép: σ th ] = 1200 KG / cm2 = 11,7.107 N / m2 [ + Kiểm nghiệm theo ứng suất uốn Tại tiết diện nguy hiểm, ứng suất uốn xác định công thức sau: SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam 40 σu = Mu ≤ [σ u ] (1) Wu Trong đó: -Wu: Mơ men chống uốn, trục đặc nên ta có Wu = 0,1.d3 -Mu: Mômen uốn tổng hợp tiết diện nguy hiểm trục, M u xác định M u = M 2ux + M 2uy = 30,152 +571,16 = 571,95(Nm)= 571950(Nmm) 571950 = 6,67 (N/mm2) 0,1.953 σu = + Kiểm nghiệm theo ứng suất xoắn: Mx < [τ x ] Wx τx = Trong : -Mx mô men xoắn Mx=265 Nmm -Wx mô men chống xoắn: Với trục đặc Wx=0,2.d3 Thay số vào ta có: Wx = 0,2.953 = 171475 mm3 Vậy ứng suất xoắn: τx = 265 = 0,0015 N / mm2 171475 Vậy ứng suất uốn xoắn tổng hợp tính công thức: σ = σ + 4.τ ≤ [σ ] = 6,672 + 4.0,00152 = 6,67 N / mm2 u x th th σ = 6,67.106 (N/m2 ) [σ ] th Vậy trục đủ độ bền cho phép th 2.3.4 Tính bền moay đĩa bị động: Chiều dài moay đĩa bị động chọn tương đối lớn để giảm độ đảo đĩa bị động, moay ghép với xương đĩa bị động đinh tán l ắp v ới trục ly hợp then hoa SVTH: Nguyễn Văn Đồi GVHD:Vũ Đình Nam 41 Chiều dài moay thường chọn đường kính then hoa trục ly h ợp Khi điều kiện làm việc nặng nhọc ta chọn L=1,4D ( D đường kính ngồi then hoa trục ly hợp) Điều kiện làm việc không nặng nhọc ta chọn L=D Ở ly hợp hai đĩa bị động chiều dài moay riêng biệt phải giảm nhi ều d D L Khi làm việc then hoa moay chịu ứng suất chèn dập c xác đ ịnh theo công thức τc 4.M e max ≤ [τ c ] = z z L.b.( D + d ) ; ρ cd = + + 8M e max ≤ [ ρ cd ] z1 z L.( D − d ) Trong đó: Memax: mô men cực đại động cơ; Memax = 265 (N.m) z1: số lương moay riêng biệt Đối với ly hợp thiết kế loại đĩa b ị đ ộng z 1=1 + z2: số then hoa moay : z2 = 10 D: đường kính ngồi then hoa : D = 45 mm = 0,045 (m) Đường kính ngồi moayơ chọn theo đường kính trục ly hợp d: đường kính then hoa; d = 39 mm = 0,039 ( m) L: chiều dài moay ơ: Thường lấy chiều dài moay đường kính L = D trường hợp làm việc nhẹ điều kiện làm việc nặng nhọc lấy L = 1,4.D, ta l L = D = 45 mm b: bề rộng then hoa; b = mm + Vật liệu chế tạo moay thép 40X, ứng suất cho phép [ τ ]= 2.107N/m2 ; + + + + c [ρ SVTH: Nguyễn Văn Đoài cd ] = 3.107N/m2 GVHD:Vũ Đình Nam 42 Do đó: τ c 4.M e max 4.265 = 3,5.105 (N/m2 )< [ ] = z z L.b.( D + d ) = 1.10.0,045.0,008(0,045 + 0,039) τc 8M e max 8.265 = 9,3.10 (N/m2)