R R 1 , 2 : Bán kình vòng chia của bánh răng chủ động và bánh răng bị động.
1.2.3. Tính toán thiết kế phanh
Yêu cầu cơ bản của việc tính toán thiết kế phanh:
Hãm được mômen lớn mà không bị trượt trong bất kì điều kiện sử dụng nào . Đóng phanh phải từ từ, êm dịu, mở phanh phải dứt khoát, nhanh chóng khi ôtô chuyển số.
Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt. Kết cấu nhỏ gọn để giảm lực quán tính . Dễ thay thế, chăm sóc, bảo dưỡng .
Kết cấu chung của ly hợp khoá :
Vật liệu chế tạo các đĩa ép thông thường là các loại vật liệu như kim loại, gốm sứ. Pittông ép thông thường chế tạo bằng vật liệu là hợp kim nhôm. Không gian giữa vỏ phanh và thân pittông tạo nên khoang chứa dầu, bao kín pittông là các xécmăng dầu được chế tạo vật liệu phi kim có khẳ năng chịu được dầu. Cấu trúc của phanh ở dạng thường mở, xung quanh không gian của pittông ta bố trí các lò xo trụ để đẩy pittông ở lại ban đầu khi mà áp suất trong khoang chứa dầu giảm và nhỏ
hơn lực lò xo. Việc cung cấp áp suất dầu vào trong khoang đẩy của pittông được thực hiện bằng van con trượt riêng được bố trí ở thân van hộp số. Khi áp suất dầu được cung cấp thì áp suất trong khoang pittông tăng lên, ban đầu áp suất này thắng các lực căng của lò xo và sau đó làm cho các pittông dịch chuyển tịnh tiến và tác dụng lên đĩa ép => tạo nên trạng thái đóng và nối cơ cấu cần khóa với vỏ. Khi áp suất dầu trong khoang giảm thì lực ép của lò xo đẩy pittông trở lại ép dầu trở về làm cho các đĩa ma sát và đĩa ép tách rời nhau => phanh mở.
Phương pháp tính toán với các phanh:
Mômen ma sát của phanh được xác định theo công thức :MS = β . Mc Trong đó :
MS : Mômen ma sát của phanh
Mc : Mômen trên trục chủ động của phanh
β: Hệ số dự trữ của phanh(β > 1), việc chọn hệ số β phụ thuộc vào từng loại xe. Để đảm bảo truyền hết công suất và không bị trượt
Mặt khác mômen ma sát của phanh còn có thể được viết :
MS = β .MC = μ. P.Rc . Z Trong đó :
μ : Hệ số ma sát, với vật liệu của đĩa ma sát ta chọn μ = 0,2
Rc : Bán kính ma sát trung bình.
Đối với cặp ma sát hỗn hợp thì Rc được tình theo công thức sau :Rc = 2 2
33 3 . 3 2 B H B H R R R R − − - 50 - P R H B R B ωB ωC H4.4:Sơ đồ phanh
Đối với cặp ma sát kim loại thì Rc được tính theo công thức :Rc = 0,5(RH + RB ) Với : RH : Bán kính ngoài của tấm ma sát
RB : Bán kính trong của tấm ma sát. RB phụ thuộc vào kết cấu của hộp số, theo kết cấu của hộp số mà ta chọn RB
Z : Số lượng đôi bề mặt ma sát : Z = m + n -1
Khi tăng số lượng đĩa cũng như bán kính trong và ngoài của đĩa thì lực ép lên các đĩa tiếp theo phía trong sẽ giảm. Vì vậy nếu ta chọn số lượng cặp ma sát lớn hơn 10 là không có lợi
Tỷ số α =RB/ RH được chọn theo kinh nghiệm như sau : α = 0,68 - 0,82
P : Lực ép lên các đĩa : P = p.S
Với p : Là áp suất chuẩn trên đường ống. Căn cứ vào cấu tạo hộp số mà ta thiết kế, ta chọn áp suất chuẩn trên đường ống là
p = 10 ( bar) = 106 ( N/m2)
S : Diện tích của pittông ép S = π . ( R2
n- R2
t )
Rn : Bán kính ngoài của pittông ép Rt : Bán kính trong của pittông ép
Từ các công thức và các hệ số ta có bảng thông số của ly hợp và phanh :
Ptử µ RH (m) RB (m) RC (m) Z p (N/m2) Rt (m) Rn (m) S (m2) P (N) MS (N.m) B1 0,2 0,075 0,057 0,018 7 106 0,057 0,080 0,010 9899 250 B2 0,2 0,068 0,056 0,012 7 106 0,050 0,075 0,010 9817 165 - 51 -
Kết luận : ta có MCB1 = 170 Nm và MCB2 = 110 Nm.Qua bảng trên ta thấy các giá trị của MS > MC(Nm) điều đó có nghĩa là hệ số dự trữ β > 1.
Vì vậy các hệ thống phanh đủ điều kiện làm việc.