THUYẾT MINH đồ án THIẾT KẾ ô TÔ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP ô TÔ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG == THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ Đà Nẵng - 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG BỘ MƠN KỸ THUẬT Ơ TƠ == TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP Ơ TƠ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP Ô TÔ 1.1 Công dụng 1.2 Yêu cầu ly hợp 1.3 Phân loại ly hợp 1.3.1 Ly hợp ma sát khí 1.3.2 Ly hợp ma sát thuỷ lực .4 1.3.3 Ly hợp điện từ 1.4 Điều khiển dẫn động ly hợp 1.4.1 Điều khiển khí .6 1.4.2 Điều khiển thủy lực 1.4.3.Điều khiển ly hợp có trợ lực .8 1.4.3.1.Trợ lực lò xo 1.4.3.2.Trợ lực khí nén .8 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 10 2.1 Lựa chọn phương án thiết kế 10 2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 11 2.3 Phương án chọn lò xo ép 12 2.3.1 Lò xo trụ 12 2.3.2 Lò xo đĩa côn 12 2.4 Phương án chọn đĩa bị động ly hợp 12 2.5 Giảm chấn .13 2.6 Vòng ma sát .13 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LY HỢP 14 3.1 Mô men ma sát cụm ly hợp .14 3.2 Xác định thông số kích thước ly hợp 15 3.2.1 Bán kính hình vành khăn bề mặt ma sát đĩa bị động 15 3.2.2 Diện tích bán kính trung bình hình vành khăn ma sát 15 3.2.3 Lực ép cần thiết F .16 3.2.4 Xác định công trượt riêng ly hợp .16 3.2.4.1 Mơ men qn tính quy dẫn Ja[kg.m2] 16 3.2.4.2 Mô men cản chuyển động quy dẫn Ma[Nm] .17 3.2.4.3 Tính thời gian trượt ly hợp giai đoạn (t1 t2) 18 3.2.4.4 Tính công trượt tổng cộng ly hợp L[J] .18 3.2.4.5 Tính cơng trượt riêng ly hợp lr[KJ/m2] .18 3.2.5 Nhiệt sinh trượt ly hợp 19 3.2.6 Bề dày tối thiểu đĩa ép (theo chế độ nhiệt) δ [m] .19 3.2.7 Tính tốn lị xo đĩa nón cụt 20 3.2.8 Tính tốn lị xo giảm chấn 23 3.2.9 Thân vỏ ly hợp .23 3.2.10 Đĩa bị động .24 3.2.11 Xương đĩa .24 3.2.12 Vòng ma sát, đĩa ma sát 24 3.2.12.1 Yêu cầu vòng ma sát 24 3.2.12.2 Vật liệu chế tạo vòng ma sát, đĩa ma sát 24 3.2.12.3 Tính tốn đinh tán 26 3.2.13.Moay đĩa bị động 27 3.2.14 Đĩa ép đĩa ép trung gian 28 3.2.14.1 Công dụng: 28 3.2.14.2 Yêu cầu: 28 3.2.14.3 Kết cấu: 28 3.2.14.4 Vật liệu chế tạo đĩa ép: 28 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP 29 4.1 Xác định hành trình bàn đạp Sbđ [mm] 29 4.2 Xác định lực tác dụng lên bàn đạp Fbd [N] 30 4.3 Kết cấu xy lanh 31 4.4 Xy lanh công tác 32 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 Tính tốn thiết kế ly hợp Ơ tơ LỜI NĨI 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 Ơ tơ, phương tiện phục vụ hiệu cho q trình cơng nghiệp hố, đại hố, thúc đẩy phát triển kinh tế Ngành công nghiệp Ơ tơ, 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 Ơ tô nước, bước phát triển tiến tới sản xuất Ơ tơ nước ta mà không cần nhập Sau học xong môn “Tính tốn thiết kế tơ” em nhà trường giao cho đề tài: “Thiết kế cụm ly hợp cho ô tô tải” Em nhận thấy đề tài có tầm quan trọng địi hỏi u cầu cao Bởi với ngành cơng nghiệp Ơ tơ nước ta để tiến tới sản xuất việc tính tốn thiết kế cụm chi tiết ô tô phải yêu cầu xây dựng từ bước Quá trình làm đồ án mơn 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 không tránh khỏi sai sót Vì em mong bảo của thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày…tháng….năm… -1- Tính tốn thiết kế ly hợp Ơ tơ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP Ơ TƠ 1.1 Cơng dụng  Nối động với hệ thống truyền lực  Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trường hợp ô tô khởi hành hay chuyển số  Ngoài ra, ly hợp dùng cấu an toàn cho hệ thống truyền lực tải 1.2 Yêu cầu ly hợp  Ly hợp phải truyền mô men lớn động điều kiện làm việc Hay nói cách khác, mô men ma sát ly hợp phải luôn lớn mô men cực đại động  Việc mở ly hợp phải dứt khoát nhanh chóng, tách động khỏi hệ thống truyền lực cách nhanh chóng  Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu Tức là, mô men ma sát hình thành ly hợp phải tăng từ từ đóng ly hợp;  Do ly hợp cịn cấu an toàn nên yêu cầu phải tự trượt tải  Momen quán tính phần bị động ly 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 ly hợp phải đơn giản dễ điều chỉnh chăm sóc 1.3 Phân loại ly hợp Dựa theo tính chất truyền momen ta phân loại 1.3.1 Ly hợp ma sát khí Đó loại ly hợp mà mơ men ma sát hình thành ly hợp nhờ ma sát bề mặt ma sát khí Loại sử dụng phổ biến hầu hết ô tô nhờ kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sữa chữa thay -2- Tính tốn thiết kế ly hợp Ơ tơ Theo đặc điểm kết cấu lị xo ép, chia ly hợp ma sát khí ra: Ly hợp ma sát khí kiểu nhiều lị xo ép hình trụ I II Hình 1.1: Ly hợp khí lị xo trụ Bánh đà; Đĩa ma sát; Đĩa ép; Đòn mở; Ổ bi tỳ; Vít điều chỉnh; Vỏ ly hợp; Lò xo trụ Nguyên lý làm việc:  Ban đầu ly hợp trạng thái đóng nhờ lò xo trụ ép đĩa ép đĩa ma sát vào bánh đà.Momen truyền từ trục I đến trục II nhờ momen ma sát sinh bề mặt đĩa ma sát  Mở ly hợp: lực từ bàn đàp thông qua cấu dẫn động ( hình) đẩy ổ bi tỳ dịch chuyển sang trái tác dụng lực vào địn mở thơng qua cấu đòn bẩy ép lò xo lại, kéo đĩa ép qua phải tách hai bề mặt ma sát ngắt momen truyền từ I sang II Ưu điểm: Kiểu có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, có độ tin cậy cao (nếu lò xo bị gãy ly hợp vần làm việc được) Nhược điểm: áp lực sinh bề mặt ma sát dễ không Phạm vi sử dụng: Loại sử dụng phổ biến xe tải máy kéo số xe Ly hợp ma sát khí kiểu lị xo ép trung tâm: gồm lò xo hình (hoặc hai lị xo trụ) bố trí Nhờ áp suất sinh bề mặt ma sát đồng Tuy nhiên độ tin cậy thấp (nếu lò xo gẫy ly hợp tác dụng), kết cấu địn mở phức tạp điều chỉnh khó khăn nên sử dụng Ly hợp ma sát khí kiểu lị xo ép đĩa nón cụt: -3- Tính tốn thiết kế ly hợp Ơ tơ I II Hình 1.2: Ly hợp khí lị xo đĩa 1.Bánh đà; 2.Đĩa ma sát; 3.Đĩa ép; 4.Lị xo đĩa nón cụt; 5.Vịng thép; 6.Đinh tán; 7.Vỏ ly hợp; 8.Ổ bi tỳ Nguyên lý làm việc tương tự ly hợp ma sát khí lò xo trụ ổ bi tỳ tác dụng trực tiếp lên lị xo đĩa nón cụt (khơng có địn mở) Ưu điểm: Chỉ có lị xo kiểu đĩa nón cụt bố trí nên áp lực phân bố lên bề mặt ma sát Lị xo làm ln nhiệm vụ địn mở nên kết cấu gọn nhẹ Đặc tính xo phi tuyến nên lực để mở ly hợp khơng tăng thêm loại lị xo hình trụ; điều khiển nhẹ nhàng Nhược điểm: Không thể điều chỉnh khe hở đòn mở bạc mở ma sát bị mòn nên ly hợp kiểu sử dụng xe du lịch khách cở nhỏ có đặc tính động lực tốt, sử dụng điều kiện đường tốt (ít phải sang số) 1.3.2 Ly hợp ma sát thuỷ lực Đó loại ly hợp mà mơ men ma sát hình thành ly hợp nhờ ma sát chất lỏng ưu điểm bậc ly hợp thủy lực êm dịu (nhờ tính chất dễ trượt chất lỏng) nhờ giảm tải trọng động cho động hệ thống truyền lực Tuy ly hợp thủy lực lại mở khơng dứt khốt ln có mơ men dư (dù số vịng quay động thấp) gây khó khăn cho việc gài số Vì ly hợp thủy lực thường dùng kết hợp với ly hợp ma sát khí để ngắt hồn tồn ly hợp gài số Ngồi ly hợp thuỷ lực ln ln có trượt (ít 23%) gây thêm tổn hao cơng suất động tăng tiêu hao nhiên liệu xe Mặc khác ly hợp thủy lực địi hỏi cao độ xác kín khít dầu đặc biệt (có độ nhờn nhiệt độ đông đặc thấp, không sủi bọt v.v ) nên giá thành ly hợp nói riêng tơ nói chung cao Vì ly hợp loại sử dụng hạn chế loại xe đặc biệt có cơng suất riêng lớn -4- Tính tốn thiết kế ly hợp Ơ tơ 1.3.3 Ly hợp điện từ Hình 1.3 Ly hợp điện từ Đó loại ly hợp mà mơ men hình thành ly hợp nhờ mo men điện từ Ly hợp điện từ truyền động êm dịu Tuy kết cấu cồng kềnh nên dùng tơ mà thường sử dụng tàu hoả, máy cơng trình 1.4 Điều khiển 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 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 có thển điều khiển khí, điều khiển thủy lực.Điều khiển ly hợp có trợ lực áp dụng rộng rãi nhằm giảm lực điều khiển cho người lái xe xe tải xe khách có tải trọng lớn.Việc trợ lực cho ly hợp khí nén, trợ lực chân khơng lị xo -5- Tính tốn thiết kế ly hợp Ơ tơ 1.4.1 Điều khiển khí 11 10 12 13 Hình 1.4: Sơ đồ dẫn động kiểu khí 1.Bàn đạp; 2.Thanh kéo; 3.Địn trung gian; 4.Thanh đẩy; 5.Càng mở (bên ngồi); 6.Càng mở (bên trong); 7.Lị xo hồi vị; 8.Ổ bi tỳ; Giá tùy động; 10 Nạng mở; 11.Đĩa ép; 12.Bánh đà;13.Tấm ma sát Nguyên lý làm việc: Lực tác dụng từ bàn đạp thơng qua địn bẩy để kéo kéo 2, đẩy qua phải làm quay mở 5-6 để ép vào ổ bi tỳ 8, tác dụng lực để mở ly hợp Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền, làm việc tin cậy Nhược điểm:  Mòn khớp sau thời gian làm việc, tăng hành trình tự bàn đạp dẫn đến mở không hết ly hợp  Bố trí phức tạp, khó khăn ly hợp xa vị trí người lái xe (động bố trí sau)  Hiệu suất thấp mịn cũ -6- Tính tốn thiết kế ly hợp Ơ tơ 3.2.7 Tính tốn lị xo đĩa nón cụt Hình 3.2- Kích thước lị xo đĩa Dựa tham khảo yêu cầu việc chọn lựa, thiết kế lò xo đĩa ta chọn lò xo đĩa với kích thước sau:  : Độ dày lò xo đĩa ,  = – 3,5 mm, chọn  = 2,5 mm De : Đường kính ngồi lị xo đĩa, De =75-100 ❑ Chọn De = 245 mm Di : Đường kính lị xo đĩa,ta có De >=1,5 Di Chọn Di = 100 mm Da : Đường kính qua mép xẻ rãnh, De/Da=1,2-1,5 Chọn Da = mm Số phân bổ đĩa: Z=12 Lực ép yêu cầu lò xo: F lx=k F Trong đó: F k0 Suy ra: : Lực ép cần thiết ly hợp, F=3225[N] : Hệ số tính đến giãn lị xo, k0 = 1,05 – 1,08 F lx=( 1,05−1,08 ) 3225=3386−3483 -20- Tính tốn thiết kế ly hợp Ơ tơ Với lò xo đĩa, lực nén lò xo tạo điểm tỳ đáy nón nén lên đĩa ép xácđịnh theo công thức: ) k1 πE δ λ F lx= ln ¿ ¿ ¿ 1−μ2 D2 (¿ p e Trong đó: k1,k2 : Các tỉ số kích thước đĩa nón cụt, xác định theo cơng thức k1 = Da /De = 0,64 k2 =(Da+De)/2De = 0,82 E : Mô đun đàn hồi kéo nén, E = 2,1.1011 [N/m2] h : Hình chiếu phần khơng xẻ rãnh lên trục nón cụt, [m] √ 2