tính toán và thiết kế ly hợp xe ô tô du lịch có lò xo ép Mục lục LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 5 1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu: 5 1.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp: 6 1.3. Lựa chọn phương án dẫn động 12 1.4. Phương án chọn loại lò xo ép 19 1.5. Đĩa bị động của ly hợp 21 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP 23 2.1. Tính toán đĩa bị động và đĩa ép : 23 2.2. Tính toán công trượt riêng và chế độ nhiệt làm việc của ly hợp : 25 CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA LY HỢP 32 3.1. Tính toán sức bền của đĩa bị động : 32 3.2. Moay ơ đĩa bị động : 33 3.3.Tính toán lò xo ép ly hợp: 35 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP 40 4.1.Xác định hành trình của bàn đạp Sbd mm: 40 4.2. Xác định lực tác dụng lên bàn đạp Fbd N: 43 4.3. Kết cấu xy lanh chính.............................................................................................42 4.4. Xy lanh công tác.......................................................................................................43
ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ Họ tên sinh viên : Võ Tá Trường - Lớp : ĐHCNKTOTOK13D Tên đề tài : TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP I SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: - Loại ơtơ: Ơtơ du lịch - Trọng lượng tồn xe Ga = 9525 (KG) - Mômen cực đại Memax = 41 (KGm), nM = 2000 (vịng/phút) - Cơng suất cực đại Nmax = 150 (mã lực), nN = 3200 (vòng/phút) - Ký hiệu bánh xe : 9,00 – 20 - Vận tốc cực đại vmax = 90 (km/h) - ih1 = 7,44 - Lò xo ép dạng trụ - Dẫn động thủy lực II NỘI DUNG CẦN HOÀN THÀNH : - Phân tích kết cấu chọn phương án thiết kế ly hợp - Xác định mômen ma sát ly hợp - Xác định kích thước ly hợp - Tính cơng trượt riêng - Tính tốn sức bền số chi tiết chủ yếu ly hợp - Tính tốn dẫn động ly hợp III BẢN VẼ: - 01 vẽ A0: vẽ cắt dọc ngang ly hợp - 01 vẽ A3: hệ thống dẫn động ly hợp Ngày giao đề: 22/03/2021 Ngày hoàn thành: 08/05/2021 Sinh viên thực Giáo viên hướng dẫn Võ Tá Trường Nguyễn Văn Đại Đồ án môn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………….………………………… …………………………………………………………………….………………… …………………………………………………………………………….………… …………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………… …….………………………………………………………………………………… …………….………………………………… Vinh, ngày tháng năm 2021 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN BẢO VỆ …………………………………………………………….………………………… …………………………………………………………………….………………… …………………………………………………………………………….………… …………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………… …….………………………………………………………………………………… …………….………………………………… Vinh, ngày tháng năm 2021 GIÁO VIÊN BẢO VỆ SVTH: Võ Tá Trường GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính toán thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Mục lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu: 1.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động ly hợp: 1.3 Lựa chọn phương án dẫn động 12 1.4 Phương án chọn loại lò xo ép 19 1.5 Đĩa bị động ly hợp 21 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP 23 2.1 Tính tốn đĩa bị động đĩa ép : 23 2.2 Tính tốn cơng trượt riêng chế độ nhiệt làm việc ly hợp : 25 CHƯƠNG : TÍNH TỐN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA LY HỢP 32 3.1 Tính tốn sức bền đĩa bị động : 32 3.2 Moay đĩa bị động : 33 3.3.Tính tốn lị xo ép ly hợp: 35 CHƯƠNG : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP 40 4.1.Xác định hành trình bàn đạp Sbd [mm]: 40 4.2 Xác định lực tác dụng lên bàn đạp Fbd [N]: 43 4.3 Kết cấu xy lanh 42 4.4 Xy lanh công tác .43 SVTH: Võ Tá Trường GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch LỜI NÓI ĐẦU Với chế mở cửa kinh tế đất nước để hội nhập phát triển, năm gần đất nước ta đạt nhiều thành tựu mặt đời sống xã hội Một thành tựu quan trọng q trình cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Ngành giao thơng vận tải, đặc biệt Ơtơ, phương tiện phục vụ hiệu cho q trình cơng nghiệp hố, đại hố, thúc đẩy phát triển kinh tế Ngành công nghiệp Ơtơ, cịn ngành song với nhận thức đắn tầm quan trọng ngành công nghiệp năm gần Đảng Nhà nước ta có sánh phù hợp thúc đẩy phát triển 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 ôtô’ em nhà trường giao cho đề tài: “Thiết kế cụm ly hợp cho ô tô du lịch” Em nhận thấy đề tài có tầm quan trọng địi hỏi u cầu cao Bởi với ngành cơng nghiệp Ơtơ nước ta để tiến tới sản xuất việc tính tốn thiết kế cụm chi tiết ơtơ phải yêu cầu xây dựng từ bước Quá trình làm đồ án môn học, thân cố gắng, giúp đỡ tận tình thầy bạn song khả có hạn thời gian làm đồ án bị hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi sai sót Vì em mong bảo của thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện Qua em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, bảo tận tình thầy Nguyễn Văn Đại giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Vinh , ngày 18 tháng năm 2021 Sinh viên thực hiện: Võ Tá Trường SVTH: Võ Tá Trường GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án môn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch CHƯƠNG 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 chuyển - Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trường hợp ôtô khởi hành sang số - Đảm bảo cấu an toàn cho chi tiết hệ thống truyền lực gặp tải hư trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp 1.1.2 Phân loại: 1.1.2.1 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 hợp hai loại kể 1.1.2.2 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 1.1.2.3 Theo phương pháp sinh lực ép đĩa ép: Theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép người ta chia thành loại 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 lực ép lị xo cịn có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào - Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng mở ly hợp 1.1.2.4 Theo phương pháp dẫn động ly hợp: Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp dẫn động khí SVTH: Võ Tá Trường GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án môn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch - 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 Yêu cầu: Ly hợp phải có khả truyền hết mô men động mà không bị trượt 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 số - Khi mở ly hợp phải dứt khoát nhanh chóng để việc gài số 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 phận 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: 1.2.1.1 Sơ đồ cấu tạo chung: Hình 1.1: Ly hợp ma sát khô đĩa bị động bánh đà; đĩa ma sát; đĩa ép; lò xo ép; vỏ ly hợp; bạc mở; bàn đạp; lò xo hồi vị bàn đạp; đòn kéo; 10 mở;11 bi tỳ; 12 đòn mở; 13 giảm chấn Nhóm chi tiết chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở lò xo ép Khi ly hợp mở hồn tồn chi tiết thuộc nhóm chủ động quay với bánh đà SVTH: Võ Tá Trường GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch - Nhóm chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp 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 bu lông, đĩa ép dịch chuyển tịnh tiến vỏ có phận truyền mơ men từ vỏ vào đĩa ép Các chi tiết 1, 3, 4, gọi phần chủ động ly hợp Chi tiết số gọi phần bị động ly hợp, phận lại thuộc phận dẫn động ly hơp 1.2.1.2 Nguyên lý hoạt động: - Trạng thái đóng ly hợp: trạng thái lị xo đầu tựa vào vỏ 5, đầu lại tì vào đĩa ép số tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động với bánh đà số cho phần chủ động phần bị động tạo thành khối cứng Khi mô men từ động truyền từ phần chủ động sang phần bị động ly hợp thông qua bề mặt ma sát đĩa bị động với đĩa ép bánh đà Tiếp mơ men truyền vào xương đĩa bị động qua giảm chấn 13 đến moay truyền vào trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số) Lúc bi tỳ 11 đầu mở 12 có khe hở từ mm, tương ứng với hành trình tự bàn đạp ly hợp Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động tới trục sơ cấp hộp số người ta cần tác dụng lực vào bàn đạp thơng qua địn kéo mở 10, bạc mở mang bi tỳ 11 dịch chuyển sang trái Sau khắc phục hết khe hở, bi tỳ 11 tì vào đầu địn mở 12 Nhờ có khớp lề lề liên kết với vỏ nên đầu đòn mở 12 kéo đĩa ép nén lò xo lại để dịch chuyển sang phải Khi bề mặt ma sát phận chủ động bị động ly hợp tách ngắt truyền động từ trục tới trục sơ cấp hộp số 1.2.1.3 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 khơng êm dịu + Chỉ truyền mơ men không lớn Nếu truyền mômen 70 80 KGm cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo kết cấu khác lớn làm cho ly hợp cồng kềnh 1.2.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lị xo ép hình trụ bố trí xung quanh : SVTH: Võ Tá Trường GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Sơ đồ cấu tạo chung: 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; 1.2.2.1 Cấu tạo: Nhìn chung cấu tạo ly hợp hai đĩa bao gồm phận chi tiết ly hợp đĩa Điểm khác biệt ly hợp hai đĩa có hai đĩa bị động số liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa bị động nên ngồi đĩa ép cịn có thêm đĩa ép trung gian ly hợp hai đĩa phải bố trí thêm cấu truyền mô men từ vỏ bánh đà sang đĩa ép đĩa trung gian 1.2.2.2 Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý làm việc ly hợp hai đĩa bị động tương tự ly hợp đĩa 1.2.2.3 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 đảm bảo truyền đủ mômen cần thiết động - Nhược điểm: SVTH: Võ Tá Trường GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án môn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch +Mở khơng dứt khốt, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng sữa chữa 1.2.3 Ly hợp thuỷ lực: 1.2.3.1.Sơ đồ cấu tạo chung: Cấu tạo ly hợp thủy lực trình bày hình vẽ bao gồm: 5 Bánh đà Bánh tuabin Bánh bơm Trục sơ cấp Vỏ ly Hình1.3 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 nhiều cánh dẫn theo chiều hướng tâm Bánh bơm hàn chặt với vỏ ly hợp bắt chặt với vỏ trục khuỷu động (quay với trục khuỷu) Nó có tác dụng quạt dịng chất lỏng sang bánh tuabin thơng qua truyền mơmen Bánh tuabin đặt vỏ ly hợp quay tự do, nối với trục sơ cấp hộp số khớp nối then hoa, chịu tác động dịng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, quay truyền chuyển độngcho trục sơ cấp hộp số 1.2.3.2 Nguyên lý hoạt động: SVTH: Võ Tá Trường GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch 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 bánh bơm quay theo Chất lỏng tham gia vào hai chuyển động: chuyển động quay theo bánh bơm chuyển động tịnh tiến theo máng cánh dẫn từ phía phía ngồi Động chất lỏng 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 tuốc bin chất lỏng chuyển động từ vào động giảm dần Sau khỏi bánh tuốc bin chất lỏng tiếp tục vào bánh bơm để nhận lượng thực chu trình 1.2.3.3 Ưu nhược điểm: - Ưu điểm : + Khi đóng ly hợp êm dịu + Làm việc êm dịu, hạn chế va đập truyền mô men từ động xuống hệ thống truyền lực + Có khả trượt lâu dài mà khơng gây hao mịn ly hợp ma sát - Nhược điểm : + Khơng có khả biến đổi mơmen nên hạn chế phạm vi sử dụng hộp số thủy ôtô + Hiệu suất thấp vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ + Độ nhạy cao làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính làm việc kết hợp với 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 Ưu điểm truyền động êm cho phép trượt lâu dài mà không ảnh hưởng tới hao mòn chi tiết ly hợp SVTH: Võ Tá Trường 10 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án môn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch - Ứng suất dập đinh tán vòng là: d = F1 n1 l.d (N/m2 ) (4.3) Trong : l chiều dài khoảng chèn dập đinh tán Chọn l = (mm) Thay số vào (4.3) ta có: 𝜎𝑑 = 138,6 = 4331250 (N/m2) 8.0,001.0,004 = 43,3125 (kg/cm2 ) Ứng suất cho phép với vật liệu nêu là: [ c ] =100 [kg/cm2 ] [ d ] =250 [kg/cm2 ] Kiểm tra đinh tán vịng ngồi: - Ứng suất cắt đinh tán vịng ngồi là: 𝜏𝑐 159,25 8.𝜋.0,004 = 1584892 (N/m2 ) = 15,84892 (kg/cm2 ) - Ứng suất dập đinh tán vịng ngồi là: 𝜎𝑑 = 159,25 = 4976562,5 8.0,001.0,004 (N/m2 ) = 49,765625 (kg/cm2 ) Ứng suất cho phép với vật liệu nêu là: [ c ] =100 [kg/cm2 ] [ d ] =250 [kg/cm2 ] Fi ri Dmd d l 3.2 Moay đĩa bị động : Moay đĩa bị động nối với xương đĩa bị động đinh tán ghép với trục then hoa SVTH: Võ Tá Trường 33 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch d h Mối ghép then hoa hư hỏng chủ yếu chèn dập, bong tróc bề mặt làm việc ứng suất cắt truyền mơ men lớn tính tốn moay ta tính tốn theo ứng suất cắt dập then hoa Sơ đồ tính tốn moay hình 4.2 D dtb Hình 1.4 : Moay đĩa bị động Do trục cấp trục hộp số, nên đường kính ngồi trục ly hợp D tính theo trục sơ cấp hộp số xác định công thức sau: D = kd (M e max ) (4.4) Trong : - kd hệ số kinh nghiệm k d = 4,0÷4,6 Chọn k d =4,6 - Memax = 41 (N.m) : Mômen cực đại động Ta có : 𝐷 = 4,6 √41 = 15,86 (mm) Chọn D = 20 (mm) Với D = 20 (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 lớn - Đường kính : d = 16 (mm) - Chiều rộng : b = (mm) - Số : Z= Chiều dài moay chọn đường kính ngồi then hoa: L = D = 20 (mm) Chiều dài moay-ơ xác định công thức sau: L = 1,4.D = 1,4.20 = 28 (mm) Khi làm việc then hoa moay chịu ứng suất chèn dập cắt kiểm nghiệm theo công thức sau: SVTH: Võ Tá Trường 34 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch 4.M e max c Z1.Z L.b.(D + d ) - Ứng suất cắt : c = - Ứng suất chèn dập : cd = 8.M e max cd Z1.Z L.(D − d ) (4.5) (4.6) Trong : - Memax : Mơ men cực đại động Memax = 41 (N.m) - Z1 : Số lượng moay riêng biệt, với ly hợp đĩa bị động Z1=1 - Z2 : Số then hoa moay Z2 =6 - L : Chiều dài moay L = 28 (mm) = 0,028 (m) - D : Đường kính ngồi then hoa D =20(mm) = 0,02 (m) - d : Đường kính then hoa d = 16 (mm) = 0,016 (m) - b : Chiều rộng then hoa b = (mm) = 0,004 (m) Lần lượt thay số vào cơng thức (4.5) (4.6) ta có: 4.41 = 6779100 (N/m2) = 67,791 (kg/cm2) 1.6.0,028.0,004.(0,02+0,016) 8.41 = 2 = 13558201 (N/m ) = 135,58201 (kg/cm) 1.6.0,028.(0,02 −0,016 ) 𝜏𝑐 = 𝜏𝑐𝑑 Vật liệu chế tạo moay-ơ thường thép 40 ,40X Ứng suất cho phép là: = 100 kg/cm2 c = 200 cd kg/cm2 Vậy moay thiết kế đảm bảo đủ bền làm việc 3.3.Tính tốn lị xo ép ly hợp: Ta dùng lò xo ép loại lò xo trụ đặt xung quanh Vật liệu chế tạo lị xo ép thép 60C2 có ứng suất cho phép là: [ ] = (5000 7000) kG/cm2 = ( 490,5.106 ÷ 686,7.106 ) N/m2 Lực cực đại tác dụng lên lò xo ép cho phép khoảng: Plx 100 kG Số lượng lò xo Z = 12 Sơ đồ tính lị xo ép: SVTH: Võ Tá Trường 35 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án môn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Hình 2.3 Sơ đồ lị xo ép ly hợp Khi ly hợp đóng ta cú lực tỏc dụng lờn lũ xo la Plx biến dạng lượng l chiều dài : L1 Khi mở ly hợp ta có lực ép lên lị xo P’lx lò xo biến dạng đoạn l’, chiều dài lò xo lúc L2 Số lượng lò xo ép chọn theo đường kính ngồi đĩa bị động.Ta chọn số lị xo 12 Tổng lực ép tất lò xo ly hợp làm việc xác định theo cơng thức: P = Me µ.Rtb i = β.Memax = µ.Rtb i 1,5.41 0,32.0,069.2 = 1393 (N) Khi mở ly hợp lò xo lại biến dạng thêm đoạn l tương ứng với lực ép: P’ = 1,2.P = 1,2.1393 = 1671,6 (N) - Tính đường kính dây lò xo: d=√ Bảng giá trị tỷ số D/d K D ′ 𝐷.𝑃𝑙𝑥 𝑑.0,4.[𝑥 ] 1,4 1,6 d K 1,2 1,25 1,3 với D/d = C, ta chọn C =6 D: đường kính trung bình vịng lị xo d: đường kính dây lị xo P’lx: lực ép lò xo mở ly hợp P’lx= P' / Z = SVTH: Võ Tá Trường 36 1671,6 12 = 139,3 (N) GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính toán thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Khi ta có: d=√ 139,3.6 0,4.60.107 = 1,87.10-3 (m) = 1,87 (mm) ta lấy d = (mm) Khi đường kính trung bình vịng lị xo: D = C.d = 6.4 = 24 (mm) Tính số vịng làm việc lò xo: - Plx '− Plx 0, Plx G.d 7,8.1010.0, 0044 = = = = 90278 c= l l − l 8.i.D 8.2.0, 0243 G.d → no = 8.c.D G : mô đun đàn hồi dịch chuyển, G=7,8.1010 (N/m2) no: số vòng làm việc lò xo no = 7,8.1010 (0,004)4 8.90278.0.024 = 2,01 vòng Ta lấy no = vịng Vậy số vịng tồn lị xo là: n = + no = + = (vịng) - Tính chiều dài tồn lò xo trạng thái tự do: L = (no+2).d+1(no+1)+l Với: 1 : khe hở cực tiểu vòng lò xo mở ly hợp, chọn 1=1(mm) l: độ biến dạng thêm lò xo mở ly hợp: l=0,2.P’lx/c l = 0,2 139,3 90278 = 0,8.10-3 (m) = 0,8 (mm) Chiều dài toàn lò xo là: L = (3+2).4 + 1.(3+1) + 0,8 = 24,8 mm - Tính bền lị xo theo ứng suất xoắn 8.P ' lx D.k = [ ] N/m2 d Trong đó: : ứng suất sinh lò xo làm việc ứng với trường hợp mở ly hợp k: hệ số tập trung ứng suất., SVTH: Võ Tá Trường 37 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Theo bảng sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống ly hợp D d K 1,2 1,25 1,3 1,4 1,6 Với C=6, ta chọn k=1,25 Vật liệu chế tạo lị xo thép cacbon cao, có ứng suất xoắn cho phép: [ ]=(50.10780.107)N/m2 Khi đó: = 8.139,3.0,024.1,25 3,14.0,004 = 6,6.107 ( N/m) Vậy lò xo ép đảm bảo điều kiện bền 3.4 Bộ phận giảm chấn xoắn Giảm chấn xoắn dùng ly hợp, nguyên tắc giảm chấn xoắn bao gồm phận : Bộ phận đàn hồi phận tiêu tán lượng dao động - Bộ phận đàn hồi : Có thể lò xo, xoắn hay cao su, dùng để giảm độ cứng xoắn hệ thống truyền lực Nhờ giảm tần số dao động riêng hệ thống truyền lực tránh cộng hưởng tần số cao Do độ cứng tối thiểu bị giới hạn điều kiện kết cấu ly hợp, nên hệ thống truyền lực tránh khỏi cộng hưởng tần số thấp - Bộ phận tiêu tán lượng : Dập tắt dao động cộng hưởng tần số thấp, làm việc theo nguyên lý ma sát, ma sát bề mặt có dịch chuyển tương đối, ma sát thân vật liệu biến dạng Đối với ly hợp thiết kế ta sử dụng phận đàn hồi lò xo trụ, đặt lỗ khoét vành moay phần xương đĩa bị động Còn phần tử ma sát vành nhỏ thép đặt moay xương đia, có bề dày v = 2,5 [mm] Nhược điểm lò xo xoắn thay đổi giá trị mô men xoắn Để điều chỉnh momen giảm chấn, chọn kích thước lỗ xương đĩa moay thích hợp, với kết cấu số lượng lò xo tham gia làm việc thay đổi theo giá trị momen xoắn Kích thước hình học lị xo giảm chấn, theo [3] : - dlx [mm]: Đường kính dây lị xo, d = (3 4) [mm] , chọn d = [mm] - Dtbgc [mm] : Đường kính trung bình lị xo Dtblx = (14 20) [mm] - chọn Dtblx = 15 [mm] - nlx [vòng] : Số vòng lò xo, nlx = (3 4) vòng, chọn nlx = vòng SVTH: Võ Tá Trường 38 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch - [mm] : Khe hở giứa vòng, = (3 4) [mm], chọn = [mm] - Llo [mm] : Lỗ để đặt lò xo, Llo = ( 25 27 ) [mm], chọn Llo = 25 [mm] - Zlx : Số lượng lò xo giảm chấn, Zgc = (6 12) chọn Zgc = 6, - Rtbgc [mm] : Bán kính trung bình đặt đặt lò xo Rtbgc = (80 120) [mm] chọn Rtbgc = 80 [mm] 3.5 Thân vỏ ly hợp - Thân ly hợp gắn với bánh đà nhờ bu long định tâm nhờ chốt định vị hay phần định vị bu long - Thân ly hợp thường chế tạo phương pháp dập nguội, theo [5] có bề dày = (2,5 4) [mm] => ta chọn = [mm], hình dạng kích thước phụ thuộc vào kết cấu ly hợp Trên thân có kht lỗ lưu thơng khơng khí để làm mát ly hợp - Vỏ đúc gang định vị với động nhờ chốt định vị, đinh vị với hộp số nhờ mặt bích nắp hộp số 3.6 Đòn mở Các đòn mở phân bố theo chu vi, đầu tựa thân ly hợp đầu nối với đĩa ép Theo [5] số lượng địn mở ly hợp có từ ( ), khơng 3, ta chọn số địn Các địn mở phải có độ cững vững cao, khớp nối phải có ma sát nhỏ kết cấu bù không tương ứng mặt động học đầu đòn mở đĩa ép ( đĩa ép dịch chuyển theo chiều trục ly hợp, đầu đòn mở nối với đĩa ép lại quay quanh gối đỡ tựa thân ly hợp Ta sử dụng đòn mở cho ly hợp thiết kế có kết cấu phương pháp lắp đặt đòn mở loại: Ổ bi kim xoắn Với loại kết cấu tương ứng mặt động học bù lại nhờ lăn quay tự quanh trục đòn mở Khe hở o phiến tỳ ổ mở đảm bảo ly hợp ln ln đóng kể ma sát mòn đến giới hạn cho phép SVTH: Võ Tá Trường 39 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch CHƯƠNG : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP Đối với ly hợp thường đóng (dùng lị xo ép), muốn mở ly hợp người ta phải dùng hệ thống điều khiển để truyền lực đạp từ bàn đạp ly hợp đến đĩa ép nhằm thắng lực ép lò xo, tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động Điều khiển ly hợp điều khiển khí, điều khiển thủy lực Điều khiển ly hợp có trợ lực (dẫn động khí dầu) áp dụng rộng rãi nhằm giảm lực điều khiển cho lái xe; xe tải khách có tải trọng lớn Việc trợ lực cho ly hợp khí nén, trợ lực chân khơng lò xo Theo kinh nghiệm nhiều loại xe tải thường dùng hệ thống dẫn động ly hợp thủy lực dể dàng bố trí, gọn nhẹ, kích thước nhỏ phù hợp với loại xe Nên ta chọn tính tốn, thiết kế hệ dẫn động thủy lực để điều khiển ly hợp Trong trình tính tốn lực điều khiển mở ly hợp lớn giới hạn cho phép dùng thêm trợ lực khí nén 4.1.Xác định hành trình bàn đạp Sbd [mm]: Các dịch chuyển hệ thống điều khiển ly hợp thường nhỏ nhiều so với đơn vị đo mét nên phần thống dùng thứ nguyên dịch chuyển mm b d1 a 12 11 10 Pbd f e d2 Hình 3.1 : Sơ đồ tính tốn dẫn động SVTH: Võ Tá Trường 40 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch 1.Bàn đạp; 2.Càng đẩy piston; 3.Piston chính; 4.Xilanh chính; 5.Đường ống thủy lực; 6.Piston công tác; 7.Xylanh công tác; 8.Càng đẩy; 9.Càng mở (ngoài); 10.Khớp quay; 11.Càng mở (trong); 12.Ổ bi tỳ Để mở ly hợp (ly hợp ôtô kiểu thường đóng lực ép lị xo) lái xe phải tác dụng lực vào bàn đạp ly hợp, thông qua hệ thống điều khiển (ngày thường dùng truyền động thủy lực), lực khuếch đại truyền đến đĩa ép lực ngược chiều với lực ép lị xo có giá trị lực nén lị xo mở ly hợp Tỷ số khuếch đại (tỷ số truyền idk) hệ thống điều khiển lớn, lực điều khiển từ bàn đạp nhỏ giảm nhẹ điều kiện làm việc cho lái xe Tuy vậy, tỷ số truyền bị giới hạn hành trình dịch chuyển bàn đạp tầm với chân lái xe có hạnKhi mở ly hợp, đĩa ép tách khỏi đĩa bị động với khe hở tối thiểu đôi bề mặt ma sát m nhằm bảo đảm cho đĩa ma sát bị động ly hợp tách hoàn toàn khỏi đĩa ép bánh đà động Thực tế, trước tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động, bàn đạp có khoảng chạy khơng tải để khắc phục tất khe hở có hệ thống điều khiển (khoảng chạy khơng gọi hành trình tự do) Quan hệ khe hở với độ dịch chuyển bàn đạp Sbd [mm] (cịn gọi hành trình bàn đạp) ly hợp mở xác định theo tỷ số truyền hệ thống điều khiển xác định sau : S bd = ( m z ms + dh )i dk + ace a + ( 01 + 02 ) bdf b Trong : m: Khe hở đôi bề mặt ma sát mở ly hợp [mm] zms = m = 0,75 [mm] dh: Độ dịch chuyển cần thiết đĩa ép độ đàn hồi đĩa bị động dh = [mm] 0: Khe hở tự cần thiết đòn mở bạc mở, [mm] Đối với xe tải: 0 4 [mm] Chọn 0 = [mm] 01: Khe hở tự cần thiết bàn đạp hệ thống dẫn động, [mm] SVTH: Võ Tá Trường 41 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án môn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Chọn 01 1,5 [mm] 02: Khoảng cách mở lỗ thơng bù dầu xylanh chính, [mm] Chọn 02 0,5 [mm] (thường 02 0,5 1 [mm]) a : Tỷ số truyền bàn đạp, ký hiệu ibd b c : Tỷ số truyền dẫn động trung gian, ký hiệu itg d Chọn itg = (thường itg 0,9 1,1) e : Tỷ số truyền đẩy bạc mở , ký hiệu ic f Chọn icm = (thường icm 1,4 2,2) idk: Tỷ số truyền chung toàn hệ thống điều khiển; tích tỷ số truyền thành phần tham gia hệ thống điều khiển i dk = i bd i tg i cm i dm Với idm tỷ số truyền đòn mở thường chọn i dm = 3,8 Ta suy : Sbd = ( m z ms + dh ).i tg i cm i dm + i tg i c + ( 01 + 02 ) i bd Hành trình tính tốn phải nằm giới hạn tầm với (tầm duỗi chân) người lái xe, với xe tải: [Sbd] 170 190 [mm] Chọn [Sbd] = 190 [mm] Thế số, ta tính tỷ số truyền bàn đạp để Sbd [Sbd] sau: i bd = i bd = [ S bd ] ( m z ms + dh ).itg icm idm + itg icm + ( 01 + 02 ) (3.5) 190 7,04 (0,75.2 + 1).1.2.3,8 + 3.1.2 + (0,5 + 1,5) SVTH: Võ Tá Trường 42 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch 4.2 Xác định lực tác dụng lên bàn đạp Fbd [N]: Lực cần thiết phải tạo bàn đạp mở ly hợp, ký hiệu F bd [N], xác Fbd định : Fm max(*) i dk (*) dk Trong : - Fmmax(*): Lực lớn tác dụng lên lò xo mở ly hợp Từ kết tính : Fmmax(*)=Fct + Clx.λm.Zlx = 9734,513 + 36504,57.0,0025.16 = 11194,7 [N] - idk(*) : Tỷ số truyền hệ thống điều khiển idk(*) idk(*) - dk = ibd.itg.icm =7,04.1.2.3,8 = 53,504=i dd : Hiệu suất hệ thống điều khiển Chọn dk 0,85 Thế số ta có : Fbd (dk 0,85 0,90) 11194,7 = 246,15 [N] 53,504.0,85 Vậy lực đạp cần thiết bàn đạp hệ thống điều nhỏ lực bàn đạp cho phép [Fbd ] = 250 [N], Suy hệ thống không cần trợ lực 4.3 Kết cấu xy lanh Xilanh phận quan trọng khơng thể thiếu dẫn động thuỷ lực.Xilanh có nhiệm vụ cung cấp dầu cho toàn hệ thống ,tạo áp suất dòng dẫn động để mở ly hợp Kết cấu xilanh gồm có: Xilanh, piston, bầu dầu, nắp bầu dầu, cần đẩy, lò xo hồi vị,vòng làm kín SVTH: Võ Tá Trường 43 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Hình : kết cấu xilanh Lượng dầu bầu dầu xilanh có nhiệm vụ cung cấp dầu cho dẫn động đồng thời tạo áp suất dư tương đối để tránh tượng lọt khí vào dẫn động kết cấu xilanh loại khơng có van ngược.Mặt khác lượng dầu làm nhiệm vụ bù vào lượng dầu khơng kịp nhả ly hợp Piston có lỗ đóng vai trị lỗ thơng lẫn lỗ bù Cần đẩy đóng vai trị tay địn truyền chuyển động từ bàn đạp đến piston xilanh Đường kính xy lanh : Ta có : itg = d 22 chọn d1=d2=25 [mm] d12 4.4 Xy lanh công tác SVTH: Võ Tá Trường 44 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Kết cấu xy lanh cơng tác hình (5.4) Hình 5.4 Kết cấu xi lanh làm việc - Bu lông xả khí ; - Đệm làm kín ; - Piston làm việc : - Cần đẩy đòn mở; - Màng chắn bụi Trên hình 5.4 kết cấu xi lanh công tác (làm việc) để làm kín mối ghép piston xi lanh người ta thường sử dụng vịng làm kín cao su Trên xi lanh làm việc ln có vít để xả khơng khí khỏi dẫn động Vít xả bố trí vị trí cao xi lanh Đường kính xy lanh cơng tác tính theo công thức : d 22 itg = d1 = d itg = 25 = 25 [mm] d1 Vậy đường kính xy lanh cơng tác 25 [mm] SVTH: Võ Tá Trường 45 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch BẢNG THÔNG SỐ Chi tiết Đĩa ma sát Đinh tán đĩa bị động Xương đĩa ma sát Tấm ma sát Lò xo ép Trục ly hợp Moay SVTH: Võ Tá Trường Thông số Giá trị Đường kính D1 = 136 mm Đường kính ngồi D2 = 182 mm Đường kính đinh tán Bán kính vịng đặt đinh Bán kính vịng ngồi đặt đinh Số lượng đinh tán vòng Số lượng đinh tán vịng ngồi Chiều dày Chiều dày Số lượng Số vịng tồn lị xo Chiều dài tồn lị xo Đường kính Đường kính ngồi then hoa Đường kính then hoa d = mm r1 = 73,75 mm r2 = 85,25 mm n1 = 12 n2 = 12 cm 4,5 mm Z=8 vòng 24,8 mm D = 20 mm D = 20 mm d = 16 mm Chiều rộng moay L = 20 mm Bề rộng then hoa B = mm Số lượng then hoa Z=6 46 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Tài liệu tham khảo Giáo trình kết cấu tính tốn động đốt – tài liệu nội Trường ĐH SPKT Vinh Hướng dẫn thiết kế đồ án ĐCĐT – tài liệu nội Trường ĐH SPKT Vinh Lý thuyết ô tô - máy kéo – NXB khoa học kỷ thuật 2005 GT kỷ thuật sữa chữa ô tô – NXB GD SVTH: Võ Tá Trường 47 GVHD:Nguyễn Văn Đại ... dẫn động ly hợp: Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp dẫn động khí SVTH: Võ Tá Trường GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án mơn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho... điện - Ly hợp liên hợp: mô men truyền động cách kết hợp hai loại kể 1.1.2.2 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... với trường hợp mở ly hợp k: hệ số tập trung ứng suất., SVTH: Võ Tá Trường 37 GVHD:Nguyễn Văn Đại Đồ án môn học Tính tốn thiết kế cụm ly hợp cho xe du lịch Theo bảng sách Hướng dẫn thiết kế hệ