Lò xo ly hợp được chế taoh bằng thép Silic 60C hoặc thép manga 65 có ứng suất tiếp cho phép τ = 650 – 850 (MN/m2) và σ = 1000 (MN/m2).
2.3.5.1. Lực ép cần thiết của lò xo dây xoắn
Lực ép cần thiết của lò xo ép: 𝐹𝑙𝑥 = 𝑘0.𝐹
𝑧𝑙𝑥 ( 2.3.5.1)
Trong đó:
F: Lực ép cần thiết của ly hợp. F = 4919,1 (N)
k0: Hệ số tính đến sự giãn, sự nới lỏng lò xo. k0 = 1,05 – 1,08. Chọn k0 = 1,05
zlx: Số lượng lò xo sử dụng để tạo ra lực ép.
Đối với xe du lịch, tải và khách cỡ nhỏ: zlx = 12 – 18 Đối với xe vận tải và khách cỡ lớn: zlx = 16 – 28 Ta chọn zlx = 12
𝐹𝑙𝑥 = 1,05.4714
12 = 412,45 (𝑁)
2.3.5.2. Độ cứng của một lò xo Clx (N/m)
Độ cứng của một lò xo được xác định theo điều kiện tối thiểu của hệ số dự trữ ly hợp 𝛽𝑚𝑖𝑛 khi tấm ma sát đã mòn đến giới hạn phải thay thế.
𝐶𝑙𝑥 = 𝐹𝑙𝑥
𝑙𝑚 . (1 − 𝛽𝑚𝑖𝑛
𝛽 ) ( 2.3.5.2)
Trong đó:
𝛽: Hệ số dự trữ tính toán của ly hợp. 𝛽 = 1.5
𝛽𝑚𝑖𝑛: Hệ số dự trữ ly hợp khi tấm ma sát đến giới hạn phải thay thế. Theo kinh nghiệm 𝛽𝑚𝑖𝑛 = (0,8 – 0,85). 𝛽𝑚𝑖𝑛 = 1,2
lm: Lượng mòn tổng cộng cho phép của các tấm ma sát (m)
+ lm = 0,25. 𝛿𝑚𝑠. 𝑧𝑚𝑠 khi tấm ma sát gắn vào đĩa bị động bằng đinh tán. + lm = 0,5. . 𝛿𝑚𝑠. 𝑧𝑚𝑠 khi tấm ma sát gắn vào đĩa bị động bằng phương pháp dán.
𝛿𝑚𝑠: Độ dày của một tấm ma sát
+ Đối với xe du lịch: 𝛿𝑚𝑠 = 2,5 – 4,5 (giá trị nhỏ khi dùng phương pháp dán).
+ Đối với xe vận tải: 𝛿𝑚𝑠 = 3,5 – 6 (giá trị lớn khi dùng đinh tán). Chọn 𝛿𝑚𝑠 = 4. lm = 4 (m) Ta có độ cứng của lò xo: 𝐶𝑙𝑥 = 20622,63 (N/m) 2.3.5.3. Lực lớn nhất tác dụng lên một lò xo ép Flxmax (N) Lực nén lớn nhất tác dụng lên một lò xo Flxmax:
𝐹𝑙𝑥𝑚𝑎𝑥 = 𝐹𝑙𝑥 + 𝐶𝑙𝑥. 𝜆𝑚 ( 2.3.5.3)
Trong đó:
Clx: Độ cứng của một lò xo (N/m).
λ𝑚: Độ biến dạng thêm của lò xo khi mở ly hợp (m). λ𝑚 = 𝛿𝑚. 𝑧𝑚𝑠 − 𝛿𝑑ℎ
Trong đó:
𝛿𝑚: Khe hở hoàn toàn giữa mỗi đôi bề mặt ma sát (m).
𝑧𝑚𝑠: Số đôi bề mặt ma sát.
+ Đối với ly hợp một đĩa: 𝑧𝑚𝑠 = 2, 𝛿𝑚 = 0,75 – 1 (mm). + Đối với ly hợp hai đĩa: 𝑧𝑚𝑠 = 4, 𝛿𝑚 = 0,6 – 0,7 (mm). Ta chọn ly hợp hai đĩa ma sát: zms = 4, 𝛿𝑚 = 0,6
𝛿𝑑ℎ: Độ dịch chuyển thêm cần thiết của đĩa ép do độ đàn hồi của đĩa bị động. 𝛿𝑑ℎ = 0,75 – 1 (mm). Ta chọn 𝛿𝑑ℎ = 0,75.
λ𝑚 = 0,6.4 − 0,75 = 1,65 (mm) = 0,00165 (m) Vậy lực nén lớn nhất của một lò xo:
Flxmax = 412,45 + 20622,63.0,00165 = 446,48 (N)
2.3.5.4. Kích thước hình học của lò xo
Đường kính dây lò xo d và đường kính trung bình D được xác định như trong bảng:
Bảng 2.5 Đường kính dây lò xo và đường kính trung bình Các hệ số k, v, γ được xác định theo tỷ số 𝐷 𝑑 và 𝑎 𝑏 : D/d 3 4 5 6 7 8 9 10 k 1,58 1,4 1,31 1,25 1,21 1,18 1,16 1,14 a/b 1 1,5 2 2,5 3 4 - - v 0,208 0,231 0,246 0,258 0,267 0,282 - - γ 5,57 2,67 1,713 1,256 0,995 0,698 - - Bảng 2.6 Các hệ số k, v, γ Trong đó: d: Đường kính dây lò xo (m).
D, D1,2: Các đường kính trung bình của lò xo (m). a,b: Kích thước dây lò xo dạng chữ nhật (m). τ: Ứng suất của lò xo (N/m2).
k,v: Hệ số tăng ứng suất. Γ: Hệ số biến đổi độ cứng. nlx: Số vòng làm việc của lò xo.
G: Module đàn hồi trượt của vật liệu làm lò xo. G = 0,81.1011 (n/m2).
Đường kính dây lò xo d và đường kính trung bình D
𝜏 = 8𝑘𝐷 𝜋.𝑑3. 𝐹𝑙𝑥𝑚𝑎𝑥 ≤ [𝜏] ( 2.3.5.4) 𝑑 ≥ √ 8𝑘 𝜋.[𝜏]. (𝐷 𝑑) . 𝐹𝑙𝑥𝑚𝑎𝑥 ( 2.3.5.5) Trong đó:
[τ]: Ứng xuất tiếp cho phép của lò xo. [τ] = 650.106 (N/m2). k: Hệ số tăng ứng suất. Ta chọn 𝐷 𝑑 = 6 => k = 1,25. 𝑑 ≥ √ 8.1,25 𝜋.650.106. 6.465,91 = 0,00369 (m) Chọn d = 0,004 (m) = 4 (mm) D = 6.d = 6.0,004 = 0,024 (m) = 24 (mm) 2.3.5.5. Số vòng làm việc của lò xo
Số vòng làm việc của lò xo được tính theo độ cứng của lò xo Clx:
𝐶𝑙𝑥 = 𝐺.𝑑4
8.𝐷3.𝑛𝑙𝑥 ( 2.3.5.6)
Trong đó:
d: Đường kính dây lò xo (m).
D: Đường kính trung bình của lò xo (m). nlx: Số vòng làm việc của lò xo.
G: Module đàn hồi trượt của vật liệu làm lò xo. G = 0,81.1011. 𝑛𝑙𝑥 = 𝐺.𝑑4
8.𝐷3.𝐶𝑙𝑥 = 0,81.1011.0,0044
8.0,0243.21520,5 = 7,7 (𝑣ò𝑛𝑔)
2.3.5.6. Chiều dài lò xo
Chiều dài tối thiểu của lò xo Lmin (mm) được xác định khi chịu tải lớn
Flmmax với khe hở tối thiểu giữa các vòng là 1 (mm).
Trong đó:
(nlx – 1): Số vòng lò xo.
d: Đường kính dây lò xo xoắn (mm). 2d: Số vòng không là việc.
2: Khe hở giữa các vòng tỳ với vòng làm việc.
Lmin = (7,7 – 1).(4 + 1) + 2.4 + 2 = 43,5 (mm)
Chiều dài tự do của lò xo Lmax
𝐿𝑚𝑎𝑥 = 𝐿𝑚𝑖𝑛 + λ𝑚𝑎𝑥
Trong đó:
λ𝑚𝑎𝑥: Độ biến dạng lớn nhất của lò xo khi chịu lực Flxmax
λ𝑚𝑎𝑥 = 𝐹𝑙𝑥𝑚𝑎𝑥 𝐶𝑙𝑥 =
446,48
20622,63 = 0,02 (𝑚) = 20 (𝑚)
Lmax = 43,5 + 21 = 63,5 (mm) = 0,0635 (m)
Chiều dài làm việc của lò xo Llv
𝐿𝑙𝑣 = 𝐿𝑚𝑎𝑥 − λ𝑙𝑣
Trong đó:
λ𝑙𝑣: Độ biến dạng của lò xo khi chịu lực em Flx.
λ𝑙𝑣 = 𝐹𝑙𝑥 𝐶𝑙𝑥 =
412,45
20622,63= 0,02 (𝑚) = 20 (𝑚𝑚)
Llv = 63,5 - 20 = 43,5 (mm)