Phần I:tổng quan về ly hợp. I.Công dụng –phân loại – yêu cầu đối với ly hợp Phần II.Tính toán thiết kế cụm ly hợp. Phần III.tính toán dẫn động ly hợp. Phần IV.TíNH TOáN CÔNG NGHệ GIA CÔNG CHI TIếT ĐIểN HìNH.
Mục lục Lời nói đầu Lời nói đầu Trong trình phát triển kinh tế xã hội nước ta với chủ trương “ Cơng nghiệp hố - đại hố “ có nhiều loại tơ nhập lắp ráp Việt Nam Cùng với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật nói chung ngành cơng nghiệp chế tạo tơ nói riêng thập kỷ gần , ngành cơng nghiệp chế tạo tơ có bước phát triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại ô tô đại đời với nhiều cụm, nhiều phận, chi tiết ô tô cải tiến ,thay vật liệu nhẹ,bền dần hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu ngày cao người ngành kinh tế khác Trong điều kiện đường xá nước ta cịn khó khăn loại xe UAZ-469 nhập sử dụng thơng dụng tính việt dã cao đặc biệt bảo dưỡng sửa chữa đơn giản Có thể nói xe UAZ –469 từ đời cải tiến , cụm ly hợp khơng cải tiến Với mục tiêu nghiên cứu cải tiến cụm ly hợp theo hướng đơn giản hoá kết cấu giảm cường độ lao động 1 cho người lái em giao nhiệm vụ thiết kế ly hợp dựa xe tham khảo xe UAZ –469 Với nội dung,yêu cầu đồ án tốt nghiệp , em tập trung nghiên cứu , tính tốn , thiết kế để thay lị xo ép loại lị xo trụ thành loại lị xo đĩa mà cơng nghệ nhà máy khí nước ta thực Khi kết cấu ly hợp trở nên đơn giản bỏ lị xo trụ ,3 đòn mở ly hợp đồng thời đảm bảo lực ép Phần lại đồ án tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp xây dựng quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết điển hình Trong trình làm đồ án ,mặc dù thân cố gắng hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy , giáo Bộ mơn Ơ tơ, khoa Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội song khả trình độ có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi sai sót Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn ,giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn , thầy giáo Bộ mơn Ơ tơ , khoa khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án Sinh viên Nguyễn Bảo Duy Linh 2 Phần I: tổng quan ly hợp I.Công dụng –phân loại – yêu cầu ly hợp I.1 Công dụng: Trong hệ thống truyền lực ô tô ly hợp cụm Nó có cơng dụng là: + Tách động khỏi hệ thống truyền lực cách dứt khoát 3 + Nối động với hệ thống truyền lực cách êm dịu phải truyền tồn mơ men quay từ động đến hệ thống truyền lực + Đảm bảo an toàn cho chi tiết hệ thống truyền lực gặp tải phanh đột ngột mà không nhả ly hợp (ly hợp lúc bị trượt quay) Nối tách động khỏi hệ thống truyền lực cách êm dịu dứt khoát để giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực (phải đảm bảo khởi động chỗ,khi tăng tốc,khi sang số lúc ô tô chuyển động phải êm dịu va đập ,ở khớp nối … phải nhỏ để tăng tuổi thọ chi tiết I.2 Phân loại a) Theo phương pháp truyền mô men chia ra: + Ly hợp ma sát : Mô men truyền động nhờ mặt ma sát + Ly hợp thuỷ lực : mô men truyền nhờ chất lỏng + Ly hợp nam châm điện : Mô men truyền nhờ tác dụng trường nam châm điện + Loại liên hợp : Mô men truyền nhờ loại kết hợp Đối với ô tô loại ly hợp ma sát dùng nhiều b) Tuỳ theo hình dạng chi tiết ma sát chia ra: + Ly hợp đĩa : phần bị động gồm , hai nhiều đĩa + Ly hợp hình nón : Đĩa bị động có dạng hình nón + Ly hợp hình trống : Phần bị động làm theo kiểu má phanh tang trống Loại ly hợp hình nón hình trống ngày khơng dùng ơtơ mơ men qn tính chi tiết bị động chúng lớn gây nên tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực đóng ly hợp c) Theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa chia : + Loại lò xo( lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm ,lò xo đĩa ): lực ép sinh lò xo + Loại nửa ly tâm : lực ép sinh lực ép lị xo cịn có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào 4 + Loại ly tâm :ly hợp ly tâm thường sử dụng điều khiển tự động ly hợp lực ly tâm sử dụng để đóng mở ly hợp , áp lực đĩa ép tạo lị xo lực ly tâm sử dụng để tạo áp lực đĩa ép d) Theo kết cấu cấu đĩa ép chia : + Ly hợp thường đóng + Ly hợp khơng thường đóng I.3 u cầu: + Truyền mơ men quay lớn động mà không bị trượt điều kiện sử dụng + Đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng va đập sinh hộp số khởi động ô tô sang số lúc ôtô chuyển động + Mở dứt khoát nhanh, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn Vì mở khơng dứt khốt nhanh làm cho khó gài số êm dịu + Mơ men quán tính phần bị động ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh khởi động sang số Ly hợp cấu an toàn để tránh lực lớn tác dụng lên hệ thống truyền lực gặp tải + điều khiển dễ dàng , lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ + Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt + Kết cấuđơn giản dễ điều chỉnh chăm sóc 5 II.Phân tích kết cấu – chọn phương án thiết kế ly hợp Các ly hợp ô tô loại ly hợp luôn đóng tơ thường dùng loại ly hợp hai đĩa bị động + Loại ly hợp đĩa bị động : • Ưu điểm: -Kết cấu đơn giản, dẻ tiền -Thoát nhiệt tốt -Mở dứt khoát •Nhược điểm: Đóng khơng êm dịu + Loại ly hợp nhiều đĩa bị động : Nếu ly hợp phải truyền mơ men lớn (lớn 70÷80KGm) đường kính đĩa ly hợp đĩa lớn ,trường hợp người ta dùng ly hợp hai hay nhiều đĩa , giảm đường kính đĩa kích thước chung ly hợp kết cấu ly hợp phức tạp nhiều •Ưu điểm: Đóng êm dịu •Nhược điểm: Mở khơng dứt khốt ly hợp thường đóng , lực đóng nhờ có lò xo ép II.1 Phương án chọn lò xo ép : a)Lị xo trụ : •Ưu điểm: Kết cấu nhỏ gọn , khoảng khơng gian chiếm chỗ lực ép lên đĩa ép qua nhiều lò xo tác dụng lúc •Nhược điểm: Các lị xo thường không đảm bảo thông số bám giống hồn tồn Do phải chọn thật kỹ , khơng lực ép đĩa khơng làm ma sát mịn khơng b)Lị xo hình : •Ưu điểm : - Lực ép tác dụng lên đĩa ép có lị xo đặt trung tâm Thường dùng ơtơ có mơ men quay cần truyền lớn 50KGm - Có thể rút ngắn chiều dài ly hợp lị xo ép hình ép lị xo nằm mặt phẳng •Nhược điểm: 6 - Dùng lị xo hình khoảng khơng gian gần trục ly hợp chật chội , khó bố trí bạc mở ly hợp -Dùng lị xo hình áp suất lị xo tác dụng lên đĩa ép phải qua đòn ép việc đIũu chỉnh ly hợp phức tạp c) Lị xo đĩa : •Ưu điểm: Lị xo ép làm ln nhiệm vụ địn mở kết cấu đơn giản gọn Lị xo đĩa có đường đặc tính phi tuyến hợp với điều kiện làm việc ly hợp cần lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ Qua việc phân tích kết cấu với yêu cầu phương án thiết kế ta chọn loại lò xo ép loại đĩa để thay cho lò xo trụ cụm đòn mở xe UAZ-469 tham khảo II.2 Đĩa bị động ly hợp Một yêu cầu ly hợp đóng phải êm dịu Để tăng tính êm dịu cho ly hợp người ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi Độ đàn hồi đĩa bị động giải cách kết cấu có hình thù định dùng chi tiết đặc biệt có khả làm giảm độ cứng đĩa Để giảm độ cứng đĩa bị động có sẻ rãnh hướng tâm , đường xẻ rãnh chia đĩa bị động nhiều phần , phần uốn phía khác Số lượng đường sẻ rãnh từ 4÷12 tuỳ theo đường kính đĩa Các đường sẻ rãnh làm cho đĩa bị động đỡ vênh bị nung nóng lúc làm việc Để tăng độ đàn hồi chỗ nối tiếp đường xẻ rãnh hướng tâm có sẻ thêm rãnh ngang tạo thành hình chữ T Đĩa bị động đàn hồi làm tăng độ êm dịu đóng ly hợp lại kéo dài thời gian đóng ly hợp Nhược điểm loại đĩa có phần uốn phía khác khó mà nhận độ cứng phần uốn Để tăng độ êm dịu đóng ly hợp người ta cịn làm đĩa bị động khơng phẳng mà làm cong Đĩa bị động nối với trục ly hợp nhờ moay-ơ, moay-ơ nối với đĩa bị động nhờ đinh tán Đĩa bị động làm với phận giảm chấn khơng có giảm chấn 7 Hình : Xương đĩa bị động ly hợp II.3 Giảm chấn Giảm chấn dùng ly hợp để tránh cho hệ thống truyền lực ô tô khỏi dao động cộng hưởng sinh có trùng hợp số tần số dao động riêng hệ thống truyền lực với tần số dao động lực gây nên thay đổi mô men quay động Chi tiết đàn hồi giảm chấn dùng để giảm độ cứng hệ thống truyền lực giảm tần số dao động riêng hệ thống truyền lực khắc phục khả xuất cộng hưởng tần số cao 8 Hình : Kết cấu giảm chấn ly hợp Do độ cứng tối thiểu chi tiết đàn hồi giảm chấn bị giới hạn điều kiện kết cấu cuả ly hợp hệ thống truyền lực ô tô máy kéo tránh khỏi cộng hưởng tần số thấp Bởi chi tiết đàn hồi cần phải có chi tiết thu lượng dao động cộng hưởng tần số thấp phương pháp ma sát gọi chi tiết ma sát Hình trình bày sơ đồ giảm chấn sử dụng phổ biến Chi tiết đàn hồi lò xo đặt vào lỗ xung quanh đĩa Muốn có lỗ đặt lị xo đĩa chủ động và mặt bích moay-ơ bị động người ta đục lỗ Đĩa đĩa nối với đinh tán Các chế tạo thép vật liệu ma sát , số lượng chiều dày người ta chọn để đảm bảo có mơ men ma sát cần thiết chi tiết chủ động bị động giảm chấn để thu lượng dao động cộng hưởng tần số thấp Để tăng hiệu giảm chấn có giảm chấn thiết kế với độ cứng thay đổi , ban đầu cứng sau tăng dần lên Mơ men giới hạn cực đại Mmax xoắn giảm chấn đến chỗ tỳ đến giới hạn độ cứng tối thiểu người ta chọn mô men xác định trọng lượng bám ô tô G với hệ số bám ϕ =0,8 nghĩa : G2 ϕ.rbx Mmax= i0 i1 : rbx: Bán kính lăn bánh xe i0 : Tỷ số truyền truyền lực i1 : Tỷ số truyền hộp số số truyền II.4 Vòng ma sát Trong trình ơtơ làm việc khởi động sang số phanh thường có tượng trượt ly hợp Do có trượt nên sinh cơng ma sát sinh 9 nhiệt làm cho vòng ma sát dễ bị cháy mịn vịng ma sát khơng có chất lượng tốt Vì vịng ma sát phải có đặc tính sau : + Đảm bảo có hệ số ma sát cần thiết hệ số ma sát bị ảnh hưởng có thay đổi nhiệt độ , tốc độ trượt áp suất + Có khả chống mịn nhiệt độ cao + Trở lại khả ma sát ban đầu nhanh chóng sau bị nung nóng hay bị làm lạnh + Làm việc tốt nhiệt độ cao bị sùi chất dính , khơng bị khét , không bị sùi bề mặt + Có tính chất học cao Ngun liệu thường dùng phê đô, phê đô đồng rai bét át bét đồng số trường hợp dùng kim loại sứ Chiều dày ma sát độ 3÷4 mm 10 10 Ho : chiều cao lò xo lúc chưa chịu tải Hs : chiều cao lò xo vòng sít Ta có : Hs = (no – 0,5).d = (7,5 – 0,5).3 = 21 mm ⇒ Ho = 21 + 6.(6,6 – 3) = 42,6 mm - Ta kiểm nghiệm độ ổn định lò xo theo yêu cầu : Ho Ho ≤ = 2,5 ÷ D D H o 42,6 H = = 2,37 ≤ o D 18 D ta có : Vậy lị xo chọn đảm bảo đủ điều kiện bền ổn định V.4 Kiểm tra bền xylanh cường hố : Với đường kính xylanh cường hoá : d = 96 (mm) chiều dầy thành xylanh cường hoá : t = (mm) → đường kính ngồi xylanh cường hoá : D = 98 (mm) Ta kiểm tra bền xylanh cường hố theo dạng ống mỏng Khi ta xác định ứng suất kinh tuyến ứng suất vĩ tuyến : σk =p.R/2t σv =p.R/t Trong : σk : ứng suất theo phương kinh tuyến σv : ứng suất theo phương vĩ tuyến p : áp suất chất khí xylanh , ta có : p = 0,5 KG/cm2 R : bán kính ngồi xylanh cường hố , R = 49 (mm) t : chiều dày xylanh cường hoá , t = (mm) xylanh cường hố chế tạo từ Gang CY21- 40 có : [σbk] = 21 (KG/mm2) Thay số vào ta có : 62 σk =0,5,4,9/2.0,1 = 12,25 (KG/mm2) 62 σv = 0,5.4,9/0,1 = 24,5 (KG/mm2) Vậy xylanh cường hoá đảm bảo đủ bền V.5 Tính kiểm tra cần đẩy màng sinh lực : Đường kính cần đẩy màng sinh lực xác định theo công thức kinh Qc Qbđ.a/b nghiệm : dcần = (0,05÷0,35).dm → dcần = 4,8 ÷ 33,6 (mm) Ta chọn đường kính cần : dcần = (mm) Và cần đẩy chi tiết chịu kéo nén nên ta kiểm tra bền cho cần theo chịu kéo nén Giả thiết cần chi tiết có tiết diện khơng đổi Khi người lái đạp bàn đạp ly hợp đồng thời cường hố làm việc, cần đẩy màng sinh lực chịu đồng thời lực : + lực cường hoá sinh : Qc = 38,2 (KG) + lực đạp người lái : Qbđ = 10.5,25 = 52,5(KG) với vật liệu chế tạo cần đẩy thép CT5 có : [σbk] = 550 (N/mm2) Ta có ứng suất lớn cần : σ = (Qc+ Qbđ.a/b)/F = 69,2 (KG/cm2) Vậy cần đẩy màng sinh lực có dcần = (mm) đảm bảo điều kiện bền 63 63 Phần IV TíNH TOáN CƠNG NGHệ GIA CƠNG CHI TIếT ĐIểN HìNH Chi tiết: piston 64 64 I.Nhiệm vụ kết cấu I.1.Kết cấu piston 65 65 I.2 Chức điều kiện làm việc piston Piston nhận lực từ ty đẩy xylanh chính, piston nén dầu tạo áp suất cao Như u cầu piston có độ kín khít cao với xylanh Yêu cầu bề mặt làm việc piston có độ bóng cao nhằm giảm ma sát với xylanh Do giảm mịn piston xylanh, tăng độ tin cậy làm việc I.3 Yêu cầu kĩ thuật piston Vật liệu chế tạo : nhôm hợp kim ( Al3 ) Đạt độ bóng dung sai ghi tên vẽ Độ côn bề mặt φ32≤ 0,03mm chiều dài piston Độ ô van bề mặt φ32 cho phép ≤ 0,03mm Sai lệch độ vng góc bề mặt A, B, so với đường tâm trục ≤ 0,01mm II.Phân tích tính cơng nghệ chọn chuẩn gia cơng II.1.Tính cơng nghệ: Chi tiết piston có tính cơng nghệ, điều kiện kĩ thuật gia cơng được, kết cấu piston phù hợp với điều kiện làm việc, công nghệ lắp ráp đơn giản, chọn chuẩn gá đặt chi tiết gia công II.2.Chọn chuẩn công nghệ Do yêu cầu độ đồng tâm cao độ van nhỏ Ta chọn mặt ngồi làm chuẩn thơ để gia cơng piston Tiếp gia cơng lỗ tâm lấy lỗ tâm làm chuẩn tinh để gia cơng kích thước khác piston II.3.Phương pháp chế tạo phơi Dựa vào đặc điểm tính chất hình dạng chi tiết (piston ) gia công, ta chọn phương pháp chế tạo phôi phương pháp đúc li tâm với đường kính phơi 66 66 đúc φ40, lượng dư gia cơng khí ∆d = 8mm Vật liệu nhơm hợp kim Al3.Phần kích thước mặt côn sau đúc xong gia công lại II.4.Phương pháp gia công chi tiết Do phương pháp gia cơng khơng phức tạp, với số lượng nên ta gia công chi tiết máy thông dụng đồ gá vạn sẵn có để gia cơng chi tiết, việc gia công chi tiết thuộc loại đơn II.5.Đồ gá Ta dùng đồ gá vạn để gia công chi tiết, làm để hạ giá thành sản phẩm III.các nguyên công gia công chi tiết III.1.Nguyên công :Khỏa mặt tiện thô, khoan lỗ tâm 67 67 Tiện thô mặt khoả hai mặt dầu Khoan lỗ tâm Bước : Tiện thơ mặt ngồi dầu ( A ) đạt φ35mm Thực máy tiện Dao Lượng chạy dao Chiều sâu cắt Tốc độ máy Bước : Khoả mặt đầu đạt Thực máy tiện Dao Lượng chạy dao Chiều sâu cắt Tốc độ máy Bước : 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 T614 P9 ( thép gió ) S = 0,25mm/vịng t = 1mm n = 1380 vòng / phút I = 49 mm T614 P9 ( thép gió) S = 0,25mm / vòng t = 1,15mm n = 1380 vòng/ phút 20 Khoan lỗ tâm dầu ( A) φ5mm , chiều sâu lỗ I = mm 21 Thực máy tiện T614 22 Dao Mũi khoan φ5 23 Lượng chạy dao Chiều sâu cắt Tốc độ máy Bước : S = 0,14mm / vòng t = 0,2 mm n = 1380 vòng/ phút 24 25 Khoan lỗ tâm đầu (B) φ35mm , chiều sâu lỗ, I = 21mm 26 Thực máy tiện T614 Dao P9 ( thép gió) Lượng chạy dao S = 0,14mm / vòng 27 28 68 68 29 Chiều sâu cắt Tốc độ máy t = 0,2 mm n = 1380 vòng/ phút III.2 Nguyên công : Tiện tinh, hạ bậc tiện rãnh lắp phớt 69 69 a Bước1 30 Tiện tinh mặt đạt φ32+0,5 31 Chống tu vào lỗ tâm Thực máy tiện Dao Lượng chạy dao Chiều sâu cắt Tốc độ máy b Bước2 32 33 34 35 36 37 Hạ bậc đầu (B) đạt φ26mm 38 Thực máy tiện Dao Lượng chạy dao Chiều sâu cắt Tốc độ máy c Bước3 39 40 41 42 43 Tiện rãnh lắp phớt đạt φ24±0,1 44 Thực máy tiện Dao Lượng chạy dao Chiều sâu cắt Tốc độ máy 45 46 47 48 70 T164 DT P9 1520 S = 0,25mm/vòng t = 0,5mm n = 1380 vòng/phút T164 DT P9 1520 S = 0,25mm/vòng t = 0,5mm n = 1380 vòng/phút T164 DT P9 1520 S = 0,25mm/vòng t = 0,3mm n = 1380 vịng/phút 70 III.3 Ngun cơng : Khoan lỗ φ2 đầu (A) 71 71 51 Dùng định vị kẹp chữ vê (V) Xác định tâm lỗ Thực máy khoan 52 Dao Mũi khoan φ2 53 Lượng chạy dao Tốc độ máy Chiều sâu cắt S = 0,14mm/vòng n = 980 vòng/phút t = 0,5mm 49 50 54 55 2A- 952 III.4 Nguyên công : Doa lỗ đặt ty đẩy 72 72 56 57 58 59 60 61 Dùng định vị kẹp chữ vê (V) Thực máy khoan 2A- 952 Dùng dao doa định hình chỏm cầu Lượng chạy dao S = 0,14mm/vòng Tốc độ máy n = 980 vòng/phút Chiều sâu cắt t = 0,2mm III.5 Nguyên cơng : Mài trịn mặt ngồi suốt chiều dài piston 73 73 62 Mài tinh đạt φ32±0,1 63 Thực máy mài 3Γ - 12 64 Dùng đá mài Tốc độ máy Tốc độ đá Lượng chạy dao Chiều sâu cắt 1K450 - 125 n1 = 450 vòng/phút n2 = 2250 vòng/phút S = 1,11mm/vòng t = 0,06 mm 65 66 67 68 III.6 Nguyên công :Kiểm tra 74 74 69 70 71 Kiểm tra đường kính thước cặp Kiểm tra độ cơn, độ ô van bừng đồng hồ kiểm Kiểm tra độ đảo đồng hồ kiểm Tài liệu tham khảo 1.Giáo trình tính tốn thiết kế tơ - máy kéo 75 75 Biên soạn : Nguyễn Hữu Cẩn – Trương Minh Chấp – Dương Đình Khuyến – Trần Khang 2.Giáo trình hướng dẫn đồ án môn học “ Thiết kế hệ thống ly hợp ô tô - máy kéo “ Biên soạn : Lê Thị Vàng 1992 Giáo trình tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Biên soạn : Trịnh Chất – Lê Văn Uyển 4.Sổ tay công nghệ chế tạo máy Biên soạn : Trần Địch 76 76 ... + Kết cấuđơn giản dễ điều chỉnh chăm sóc 5 II.Phân tích kết cấu – chọn phương án thiết kế ly hợp Các ly hợp ô tô loại ly hợp ln ln đóng tơ thường dùng loại ly hợp hai đĩa bị động + Loại ly hợp. .. đóng ly hợp Khi đóng ly hợp xảy hai trường hợp : + Đóng ly hợp đột ngột tức để động làm việc số vòng quay cao đột ngột thả bàn đạp ly hợp Trường hợp không tốt nên phải tránh + Đóng ly hợp cách... cịn có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào 4 + Loại ly tâm :ly hợp ly tâm thường sử dụng điều khiển tự động ly hợp lực ly tâm sử dụng để đóng mở ly hợp , áp lực đĩa ép tạo lị xo lực ly tâm sử