Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 5 tấn

Mục lục Lời nói đầu ……………………………………………………………..2 Chương 1 …………………………………………………………………… Tổng Quan về hệ thống Ly Hợp Trên Xe Ôtô ………………………..4 1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp : …………………………..4 1.1. Công dụng ly hợp ………………………………………………………..4 1.2. Phân loại ly hợp …………………………………………………………4 1.3. Yêu cầu ......................................................................................................6 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp đĩa ma sát khô ……………...6 2.1. Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp 1 đĩa ma sát khô …………..7 2.2. Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp 2 đĩa ma sát khô …………..8 3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ly hợp thuỷ lực ………………………….9 4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ly hợp địên từ ………………………….10 Chương 2 …………………………………………………………… Thiết kế tính toán ly hợp .................................................................13 1. Đặc tính kỹ thuật của xe tham khảo ……………………………………13 2. Tính toán cơ cấu ly hợp ………………………………………………….14 2.1. Xác định mômen ma sát của ly hợp ...........................................................14 2.2. Xác định kích thước cơ bản của đĩa bị động …………………………….15 2.3. Kiẻm tra áp suất trên bề mặt ma sát …………………………………….16 2.4. Xác định công trượt trong quá trình đóng ly hợp ......................................17 2.5. Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết ....................................................................20 3. Tính toán hệ thống dẫn động ly hợp …………………………………….20 4. Tính bền một số chi tiết chủ yếu ………………………………………...22 Chương 3 ....................................................................................................... Kiểm tra điều chỉnh sửa chữa ………………………………………….41 1. Ly hợp bị trượt …………………………………………………………...41 2. Ly hợp nhả không hoàn toàn ....................................................................42 3. Ly hợp đóng đột ngột ................................................................................43 4. Ly hợp làm việc có tiếng kêu ……………………………………………44 5. Sữa chữa dẫn động và cụm cường hoá ………………………………….45 6. Lắp ghép ly hợp ………………………………………………………….46 Kết luận ……………………………………………………………………..48 Tài liệu tham khảo ………………………………………………………….49 Lời nói đầu Giao thông vận tải là nhu cầu cần thiết của con người và xã hội . Nó chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và quyết định một phần không nhỏ về tốc độ phát triển của đất nước . Phương tiện vận tải ngày càng phát triển hoàn thiện và hiện đại với nhiều các phương tiện vận chuyển chuyên dùng . Trong đó ôtô là loại phương tiện đóng vai trò rất quan trọng trong việc vận chuyển hàng hoá và chuyên trở người . Ôtô có tính năng cơ động, dễ sử dụng, rất phù hợp với nhu cầu giao thông vận tải của nước ta hiện nay . Phát triển ngành công nghiệp ôtô ở nước ta phải gắn kết với tổng thể phát triển chung của cả nước và các chiến lược phát triển các ngành liên quan, nhằm huy động và phát huy tối đa các thành phần kinh tế . Để đảm nhiệm được vai trò quan trọng đó ngành ôtô phải nghiên cứu, sáng tạo, tiếp thu, tìm tòi, học hỏi các tiến bộ khoa học kỹ thuật của các nước bạn . Đưa nước ta ngày càng phát triển , hội nhập với nền kinh tế thế giới, sánh vai với các cường quốc trên thế giới . Đối với nước ta hiện nay với đìều kiện giao thông còn nhiều khó khăn, đường xá còn nhiều đèo dốc, địa hình phức tạp nhiều bụi bẩn, và đặc biệt thường xuyên phải tăng tải… Do vậy sau một thời gian vận hành thường hay hư hỏng các cụm như : phanh, ly hợp, cầu, nhíp, … Nhu cầu thực tế đặt ra là phải nắm bắt được các thông số kỹ thuật, các chỉ tiêu làm việc của các cụm, tính bền của các chi tiết để phục vụ, sữa chữa, thay thế, củng cố các thiết bị, góp phần nâng cao tính an toàn cho người sử dụng, đáp ứng nhu cầu trong điều kiện thực tế . Em được giao nhiệm vụ “ tính toán thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 5 tấn ” , tham khảo một số loại xe thông dụng . Cụm ly hợp trên xe là loại ly hợp ma sát khô, một đĩa, các lò xo ép được bố trí xung quanh . Chương I Tổng quan cụm ly hợp trên ô tô 1. Công dụng phân loại yêu cầu của ly hợp . Công dụng Trong hệ thống truyền lực của ôtô, máy kéo ly hợp là một trong những cụm chính, nó có công dụng là: + Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách dứt khoát. + Nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách êm dịu và phải truyền được toàn bộ mô men quay từ động cơ đến hệ thống truyền lực. + Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi quá tải như khi phanh xe đột ngột mà không kịp nhả ly hợp ly hợp lúc này có khả năng trượt quay. Nối và tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách êm dịu và rứt khoát để giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực phải đảm bảo được là khi khởi động ôtô tại chỗ khi tăng tốc khi sang số xe lúc ôtô chuyển động phải êm dịu và các va đập ở các răng ở các khớp nối phải nhỏ để tăng tuổi thọ sử dụng cho các chi tiết hình vẽ 1.2. Phân loại ly hợp Phương pháp này người ta chia ra các loại sau đây + Ly hợp ma sát : Truyền mômen nhờ các mặt ma sát + Ly hợp thuỷ lực : Mômen truyền nhờ chất lỏng ( dầu) + Ly hợp nam châm điện : Mômen truyền nhờ tác dụng của trường nam châm điện + Loại ly hợp liên hợp : Truyền mômen nhờ kết hợp các loại ly hợp kể trên ở ôtô máy kéo ly hợp ma sát được dùng nhiều vì nó có kết cấu đơn giản dễ sử dụng sửa chữa và gọn nhẹ 1.2.1. Theo hình dạng của các chi tiết ma sát + Ly hợp đĩa ( 1,2 hoặc nhiều đĩa ) + Ly hợp hình nón + Ly hợp hình trống Hiện nay ly hợp hình nón hình trống ít dùng vì mômen quán tính phần bị động quá lớn gây ra tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp . Loại ly hợp 1 đĩa 2 đĩa thì được dùng nhiều trên ôtô máy kéo vì nó dơn giản rẻ tiền và mômen quán tính phần thụ động nhỏ. 1.2.2. Theo phương pháp sinh lực ép trên đĩa ép + Loại lò xo : ( Lò xo đặt xung quanh lò xo trung tâm lò xo đĩa) lực ép do các lò xo sinh ra . + Loại nửa ly tâm : Lực ép sinh ra ngoài lực của lò so có lực phụ thêm do lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào + Loại ly tâm : Là loại dùng lực ly tâm để đóng mở ly hợp lực ép trên đĩa ép được tạo ra bởi lực ly tâm của khối lượng quay . Loại ly hợp này thường được sử dụng khi điều khiển tự động. 1.2.3. Theo trạng thái làm việc + Ly hợp thường đóng : Được sử dụng rộng dãi ở các ôtô và các máy kéo + Ly hợp thường mở : Được dùng nhiều ỏ các máy kéo xích ( C- 100 C- 80, máy kéo bánh hơi MT3-2 và ở một số xe tăng) 1.2.4. Theo phương pháp điều khiển + Ly hợp điều khiển tự động + Ly hợp điều khiển cưỡng bức ( bằng sức người). Loại này được sử dụng hầu hết trên các xe ôtô hiện nay dùng ly hợp ở trạng thái luôn đóng Theo đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động điều khiển chia ra Dẫn động điều khiển bằng cơ khí Dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực Dẫn động điều khiển bằng trợ lực : Tức là ngoài tác động của người lại còn có tác động của trợ lực để người lái điều khiển được dễ dàng . Trợ lực có thể là lò xo là trợ lực khì nén là trợ lực thuỷ lực. 1.3. Yêu cầu Ly hợp phải đảm bảo các yêu cầu sau đây: + Truyền được mômen quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào. Muốn vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen cực đại của động cơ truyền tới ly hợp. + Đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng và va đập sinh ra trong các bánh răng của hộp số khi khởi động ôtô và khi sang số lúc ôtô chuyển động + Mở rứt khoát và nhanh tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn vì mở không rứt khoát và nhanh sẽ làm cho cài số khó và không được êm dịu + Mômen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên các bánh răng khi sang số + Là bộ phận an toàn để tránh các lực quá lớn tác dụng lên hệ thống truyền lực khi gặp quá tải + Điều khiển dễ dàng , lực tác động lên bàn đạp nhỏ + Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt + Kết cấu đơn giản trọng lượng nhỏ gọn dễ điều khiển thuận tiện cho việc sửa chữa bảo dưỡng 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp đĩa ma sát khô 2.1. Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp 1 đĩa ma sát khô Sơ đồ ly hợp: Hình 1.1 : sơ đồ ly hợp 1 đĩa ma sát Nguyên lý làm việc: Khi người lái tác dụng 1 lực Q vào bàn đạp làm thanh kéo 7 chuyển động sang phải kéo theo càng mở 8 càng mở 8 đẩy bi T 5 sang trái , tỳ vào đòn mở đòn mở 4 nén lò xo ép 3 dịch sang phải do đó đĩa bị động 2 được tách ra khỏi bề mặt ma sát bánh đà 1 Khi không tác dụng vào bàn đạp 6 nữa thì lò xo hồi vị 9 kéo bàn đạp về vị trí ban đầu làm cho thanh kéo 7 dịch sang trái cnàg mở 8 kéo ổ bi T 5 sang phải lúc này lò xo ép 11 ép đĩa 3 sang trái ép chặt đĩa ma sát với bánh đà ly hợp được đóng lại Phạm vi sở dung ly hợp của ma sát khô 1 đĩa này rất rộng trong các loại xe du lịch và xe tải trung bình ( truyền được mômen < 70 KGm ). Do kết cấu dơn giản tính kinh tế cao ly hợp loại 1 đĩa có độ thoát nhiệt tốt và mở ly hợp rứt khoát 2.2. Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp 2 đĩa ma sát khô Sơ đồ ly hợp: Hình 1.2 : sơ đồ 2 đĩa ma sát khô Nguyên lý làm việc : Khi người lái đạp vào bàn đạp 6 làm cho thanh đẩy 7 dịch chuyển sang trái làm cho càng mở ly hợp 8 quay đẩy bi T 5 sang trái , tỳ vào đòn mở ly hợp làm cho đĩa ép 3 dịch chuyển sang phải . Lúc này bánh đà 1 quay đĩa ép trung gian 12 đĩa ép 3 và vỏ bộ ly hợp quay nhưng đĩa bị động ly hợp 2 tách ra khỏi bánh đà . Đây là trạng thái mở ly hợp Khi người lái nhả bàn đạp 6 dưới tác dụng của lò xo hồi vị 9 sẽ kéo bàn đạp về vị trí ban đầu làm cho thanh đẩy 7 dịch chuyển sang trái làm cho càng mở 8 kéo bi T 5 dịch chuyển sang trái . Lúc này lò xo ép 11 sẽ ép đĩa ép 3 đĩa ma sát 2 và đĩa ép trung gian 12 đĩa ép 3 đĩa ma sát 2 và đĩa ép trung gian 12 với bánh đà 1 thành 1 khối cứng có nghĩa là : Bánh đà 1 đĩa trung gian 12 đĩa ép 3 đĩa ma sát 2 cùng quay cùng vận tốc với bánh đà . Đây là trạng thái đóng ly hợp Phạm vi sử dụng của ly hợp 2 đĩa ma sát này khá phổ biến trong các loại xe cần truyền mômen > 70- 80 KGm . Với kết cấu 2 đĩa ma sát nên kích thước của ly hợp không quá cồng kềnh và việc đóng ly hợp lại êm dịu nên đây cũng là loại ly hợp được lắp trên rất nhiều các dòng xe tải xe cẩu hạng nặng và các loại xe chuyên dụng 3. Cấu tạo nguyên lý làm việc ly hợp thuỷ lực Đây là hệ thống ly hợp bằng cách dùng chất lỏng ( dầu) để truyền mômen Hình 1.3 : Sơ đồ cấu tạo hệ thống ly hợp thuỷ lực + Nguyên lý làm việc Khi động cơ quay bánh bơm 3 quay làm cho chất lỏng quay theo , chất lỏng chịu lực ly tâm sẽ trượt theo cánh của bánh bơm từ trong ra ngoài . Khi tới khe hở giữa bánh bơm bánh tua bin 1, chất lỏng đập vào cánh của bánh tua bin làm tua bin quay , bánh tua bin nối liền với trục sơ cấp hộp số nên làm cho trục sơ cấp của hộp số quay theo , khi dầu tới đầu vào của bánh tua bin , chất lỏng lại trượt theo cánh của bánh tua bin trở lại bánh bơm , tạo ra chu trình khép kín Tốc độ quay của động cơ lớn thì cuốn theo tốc độ của chất lỏng lớn , do vậy động năng truyền cho bánh tua bin cũng lớn , bánh tua bin sẽ quay nhanh hơn . Trạng thái ngắt : Khi số vòng quay động cơ nhỏ không đủ cho bánh tua bin quay nên mômen không truyền từ động cơ ra trục sơ cấp hộp số được. Trạng thái đóng : Khi số vòng quay động cơ tăng làm cánh tua bin quay mômen được truyền từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số . Người lái điều khiển ngắt ly hợp bằng cách chủ động mở van xả dầu 12 , dầu được xả ra khỏi ly hợp về thùng chứa dầu 11 , ly hợp ngắt không mômen truyền từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số . Ưu điểm: Ly hợp thuỷ lực được kết cấu gọn , chỉ cần khoảng không gian nhỏ hẹp để bố trí các cụm , Nhược điểm: Kết cấu các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao các đường ống dầu phải chịu được áp suất lớn , như vậy giá thành phải cao. 4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ly hợp điện từ Đây là hệ thống dẫn động và điều khiển ly hợp bằng cách dùng từ trường của dòng điện để truyền mômen. Hình 1.4 : Sơ đồ cấu tạo hệ thống ly hợp điện từ Nguyên lý làm việc + Mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 , cuộn dây 3 không có lực từ trường trong cuộn dây nên bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 không hút nhau. Do đó khi động cơ quay thì mômen không được truyền ra trục sơ cấp hộp số. + Đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 xuất hiện lực điện từ trong cuộn dây lên tạo ra lực hút giữa bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 . Như vậy khi bánh đà 1 quay làm cho lõi sắt bị động 4 cũng quay theo do tác động của lực điện từ . Do đó mômen được truyền từ đông cơ sang trục sơ cấp hộp số. Tuy nhiên lực hút giữa bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 không lớn nên giữa khe hở bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 người ta dưa vào những mạt sắt . Khi có đường sức từ đi qua mạt sắt mạt sắt sẽ xắp xếp thành đường theo hướng của đường sức từ tạo nên dây sắt cứng nôí chặt bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 với nhau, làm cho việc truyền mômen giữa bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 được tăng lên. * Ưu điểm : - Khả năng chống quá tải tốt . - Bố trí dẫn động mền dẻo dễ dàng . * Nhược điểm : - Truyền mômen không tốt do lực từ trường tạo ra yếu . - Chế tạo phức tạp . - Sửa chữa bảo dưỡng khó khăn. - Gía thành đắt . chương ii tính toán ly hợp 1. Đặc tính kĩ thuật của xe tham khảo 1.1. Các thông số chủ yếu + Trọng lượng khi không tải : 5150kg Phân bố cầu trước : 2660 Phân bố cầu sau: 2490 + Trọng lượng khi đầy tải : 11000 Phân bố cầu trước : 3500 Phân bố cầu sau: 7500 + Tải trong: + Tải trọng romoc kéo theo: + Kích thước xe: + Tốc độ lớn nhất của xe : (V) 90km/h + Góc dốc lớn nhất của xe khắc phục được: 32% 1.2. Động cơ Động cơ diezen 4 VD 15,4/12 – 1SRW Kiểu động cơ 4 kỳ phun nhiên liệu trực tiếp Số xi lanh : 4 xi lanh bố trí thẳng hàng xu pháp treo Thứ tự làm việc của xi lanh : 1-3-4-2 Dung tích công tác: 6,560mm Đường kính xi lanh : 120mm Hành trình piston : 145mm Tiêu hao nhiên liệu : 17lít/100km + Mô men xoắn cực đại 43KGm ở vòng quay 1500 Vòng/ phút + Công suất cực đại : 125 mã lực ở vòng quay 2300 vòng trên phút 1.3. Hệ thống truyền lực + Ly hợp ma sát khô 1 đĩa bị động + Tỷ số truyền của hệ thống dẫn động ly hợp : 53,5 + Đường kính đĩa ma sát Đường kính ngoài : 325mm Đường kính trong : 185mm Đường kính trong bánh đà : 330 + Hộp số có tỷ số truyền: Số I : i = 8,61 Số II : i = 4,56 SốIII : i = 2,62 Số IV : i= 1,59 Số V : i = 1,0 Số lùi : i = 6,38 1.4. Hệ thống phanh + Loại phanh : Phanh dầu có cường hoá khí nén Dung tích bình nén : V = 40Lít Ap suất đinh mức của bình chứa khí nén : P = 6 KG/ cm Năng suất của máy khí nén : Q = 12m/h 1.5. Bánh xe và lốp xe - Bánh trước là loại đơn - Bánh sau là loại kép - Lốp : áp xuất thấp - Kí hiệu : 9,00 – 20 2. Tính toán cơ cấu ly hợp 2.1. Xác định mômen ma sát của ly hợp Mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức: M Trong đó: M: Mômen ma sát của ly hợp ( KGm) M: Mômen xoắn của động cơ. Đối với ôtô, M = M Mlà mômen xoắn cực đại của động cơ ( KGm) : Là hệ số dự trữ của ly hợp Việc chọn hệ số là rất quan trọng phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọi trường hợp . Tuy nhiên cũng không quá lớn để tránh tãng kích thước đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải . Hệ số được chọn theo thử nghiệm . = 1,6 – 2,25 ( giáo trình TKTTLH ôtô và máy kéo ) ở đây chọn theo kinh nghiệm với ôtô tải không kéo rômoc vậy chọn = 2,15 Với xe cần thiết kế có M= 43KGm tương ứng với số vòng quay 1500 vòng/ phút Vậy thay vào công thức 2.1 ta có M = 2,15 x 43 = 92,45 KGm 2.2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp - Đường kính ngoài D2: D = 2 . R = 3,16 C : Hệ số kinh nghiệm ta chọn đối với xe tải C = 4,7 D = 3,16. D = 34,5 cm R = 17,3 cm Bán kính trong R R = ( 0,53- 0,75) . R Chọn : R = 0,56 . R R = 0,56 . 173 = 9,7 cm Hình 2.1 : Đĩa bị động Bán kính trung bình R R R = 13,5cm Số đôi bề mặt ma sát i = 2 2.3. Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát áp suất trên bề mặt ma sát được xác định theo công thức sau: q = (2.2) Trong đó : [q] là áp suất cho phép trên bề mặt ma sát phụ thuộc vào vật liệu của tấm ma sát và điều kiện làm việc: có : [q] = 200KN/m [q] = 2KG/cm : Hệ số ma sát chọn = 0,27 b : Bề rộng tấm ma sát b = R- R b = 17,3 – 9,7 b = 7,6 cm R : Bán kính trung bình R = 13,5 cm i : Số đôi bề mặt ma sát i = 2 Thay vào công thức 2.2 ta có : q = KG/cm q = 1,967 KG/cm< [q] = 2 KG/cm Do vậy thoả mãn điều kiện bền 2.4. Xác định công trượt trong quá trình đóng ly hợp Khi đóng ly hợp có thể xảy ra 2 trường hợp 2.4.1. Trường hợp đóng ly hợp đột ngột ở trường hợp này để động cơ làm việc ỏ số vòng quay cao rồi đột ngột nhả bàn đạp ly hợp . Trường hợp này không tốt nên tránh sử dụng khi điều khiển xe . 2.4.2. Trường hợp khi đóng ly hợp một cách êm dịu ở trường hợp này người lái nhả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp do đó sẽ làm tăng công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp. Trong thực tế thường sử dụng phương pháp này , vì vậy ta tính công trượt trong trường hợp này . Sử dụng công thức kinh nghiệm sau: L = (2.3) Trong đó: L : Công trượt của ly hợp (KGm) G : Trọng lượng của toàn bộ xe (KG) G : 11.000 KG M: Mômen xoắn cực đại của động cơ M= 43KGm n : Số vòng quay của động cơ khi khởi động tại chỗ . Theo kinh nghiệm thường chọn n = 0,75n(v/p) n = 0,75.2300 = 1725(v/p) i : tỷ số truyền của hệ thống truyền lực i = i.i.i Trong đó: i : Tỷ số của truyền lực chính i = 6,07 i : Tỷ số truyền của hộp số chính ở tay số 1. i = 8,61 i : Tỷ số truyền của hộp số phụ do xe không có hộp số phụ lấy i= 1 Thay vào ta có tỷ số truyền của hệ thống truyền lực : i = 6,07 . 8,61 . 1 i = 52,3 : Hệ số cản tổng cộng của đường = f + tg f : Hệ số cản lăn : Góc dốc của đường Khi tính toán chọn = 0,16 R : Bán kính làm việc của bánh xe R = .r R = 0,935.r r = (B + r = ( 8,25 + r = 464mm = 0,464m Vậy : R = 0,935.0,464 R = 0,434m Thay vào công thức 2.3 ta có L = KGm L = 2069 KGm Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát , ta xác định công trượt riêng theo công thức sau: L = ( 2.4) Trong đó : L : Công trượt riêng L : Công trượt của ly hợp L = 2069KGm F : Diện tích bề mặt của đĩa bị động ( cm) F = F = 3,14.( 17,3 - 9,7) F = 644,328 cm i : số đôi bề mặt ma sát. i = 2 Thay vào công thức 2.4 ta có : L = L = 1,6 KGm/cm L = 1,61 KGm/ cm< [L] = 6 KGm/ cm Kết luận : Với kết quả trên là đủ điều kiện đóng mở ly hợp 2.5. Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết Công trượt sinh ra làm nóng các chi tiết như đĩa ép đĩa ép trung gian do đó phải kiểm tra bằng cách xác định độ tăng nhiệt độ theo công thức sau: ( 2.5) Trong đó: L : Công sinh ra trượt khi ly hợp trượt .(KGm) C : Tỷ nhiệt của chi tiết khi bị nung nóng , đối với thép và gang : C : 0,115 Kcal/KgC m : Khối lượng chi tiết bị nung nóng m = 5 kg ( trọng lượng đĩa ép tham khảo xe IFA-W50L) : Hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính đối với đĩa ép ngoài . = Với n : Số lượng đĩa bị động n = 1 Vậy : = = 0,5 Thay vào công thức 2.5 ta có : Kết luận : Nhiệt độ đĩa ép ngoài vẫn nhỏ hơn nhiệt độ cho phép , nên điều kiện làm việc của ly hợp vẫn được đảm bảo . 3. Tính toán hệ thống dẫn động ly hợp Hình 2.2 : Dẫn động ly hợp Với loại ly hợp thường đóng dẫn động cơ khí , lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp để mở ly hợp được tính theo công thức sau: Q ( 2.6) Trong đó : Tổng lực ép cực đại của lò xo ép lên đĩa khi mở ly hợp có thể lấy P i: Tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động từ bàn đạp đến đĩa ép : Hiệu suất của cơ cấu dẫn động chọn theo thực nghiệm = 0,8 – 0,85 Tổng lực ép lên đĩa khi chưa mở ly hợp P P = 1,2. P= 1,2 .1286 = 1543,2 KG Thay vào công thức 2.6 ta có Q Ta thấy lực bàn đạp của ly hợp là khá lớn. Trong điều kiện giao thông của nước ta, ta cần bố trí thêm hệ thống cường hoá trợ lực lên bàn đạp để tăng cường khả năng an toàn cho phương tiện và giảm lực điều khỉên cho người lái . Tính hành trình bàn đạp: S 4. Tính bền một số chi tiết chủ yếu 4.1.Tính toán sức bền đĩa bị động Qua tham khảo thực tế của xe IFA-W50L ta thấy Đĩa bị động gồm các tấm ma sát. Xương đĩa chế tạo bằng thép cacbon có chiều dày 2mm Chiều dày tấm ma sát là 4 mm Tấm ma sát gắn với đĩa bị động bằng đinh tán. Vật liệu làm đinh tán bằng nhôm có đường kính d = 4mm Hình 2.3 : Tấm ma sát Tấm ma sát gắn với đĩa bị động bằng đinh tán bằng nhôm có đường kính d = 4mm Đinh tán được bố trí theo 2 dãy ở trên đĩa tượng ứng với bán kính r và r r = R + r = 9,7 + r = 11,6cm Trong đó : b : Là bề rộng tấm ma sát . b = 7,6cm r = R r = 17,3 - r = 15,4 cm Lực tác dụng trên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức sau: F= F : Lực tác dụng trên dãy đinh tán thứ nhất có bán kính r M= 43KGm F = F = 67,1KG F = F= F = 89,1 KG > 67,1KG Vậy F> F ta có số đinh tán ở vòng trong và vòng ngoài là bằng nhau n = n = 21 chiếc Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất chèn dập ( đói với vật liệu nhôm) Chỉ tính kiểm tra đối với đinh tán vòng ngoài do có : F> F ứng suất cắt : = 100KG/cm Trong đó : n, n : Số đinh tán vòng trong và vòng ngoài n = n = 21 chiếc F, F : Lực tác dụng trên mỗi dãy đinh tán d : Đường kính đinh tán d = 4mm = 0,2 cm - Thay vào số liệu tính ứng suất cắt : = 33,78KG/cm < [] = 100KG/ cm d : Đường kính đinh tán d = 4mm = 0,4 cm L : Chiều dài chèn dập của đinh tán L = 2mm = 0,2 cm ứng suất chèn dập : бKG/cm Thay số liệu vào ứng suất chèn dập: б= б = 53,04 KG/ cm < [б] = 250KG/ cm Kết lụân : Đinh tán thoả mãn điều kiện bền trong quá trình làm việc 4.2. Tính moayơ đĩa bị động - Vật liệu là thép 40 X có ứng suất cắt cho phép [] = 100KG/ cm. Và ứng suất chèn dập cho phép [б] = 200KG/ cm Hình 2.4 : moayơ đĩa bị động Chiều dài moayơ được chọn tương đối lớn để đảm bảo độ đảo của đĩa bị động . Moayơ được ghép đàn hồi qua lò xo giảm chấn với xương đĩa bị động và được lắp ghép với trục ly hợp bằng then hoa. Chiều dài moayơ thường chọn bằng đường kính ngoài của then hoa trục ly hợp . Khi điều kiện làm việc thì chọn L = 1,4 D Độ dài moayơ . D : Đường kinh ngoài của then hoa trục ly hợp . Ta có : D = 37,5 mm L = 1,4 . 37,5 L = 52,5 mm Khi làm việc , then hoa moayơ , ứng suất cắt được kiểm tra theo công thức : = [] = 100 ( KG/ cm) ( 2. 8) Trong đó: M: Mômen cực đại của động cơ M= 43 KGm = 4300 KGm Z : Số lượng moayơ riêng biệt với ly hợp có 1 đĩa bị động Z = 1 Z : Số then hoa 1 moayơ , Z = 10 L : Chiều dài moayơ L = 5,22cm D : Đường kính ngoài của then hoa D = 3,75cm d : Đường kính trong của then hoa d = 3,25cm b : Bề rộng của then hoa b = 0,5 cm Thay vào công thức 2.8 ta có = 93,47KG/cm < [] = 100KG/ cm ứng suất chèn dập được tính theo công thức sau: б cm Thay các thông số vào ta có : б б = 187,21KG/ cm< [б] = 200KG/ cm Vậy moayơ đĩa bị động thoả mãn điều kiện bền trong quá trình làm việc 4.3. Tính trục ly hợp Qua tham khảo xe IFA-W50L ta thấy ly hợp được đỡ bằng 2 ổ bi 1 đặy ở đầu trục khuỷu, chủng loại bi đũa 1 đặt ở vỏ ly hợp , chủng loại bi cầu Trục được nối với hộp số thông qua các đăng . Trên trục khuỷu chịu chủ yếu là mômen xoắn , do vậy kiểm tra ứng suất xoắn Vật liệu chế tạo là thép 40X Có ứng suất xoắn cho phép [ ứng suất xoắn được kiểm nghiệm theo công thức d : Đường kính trục đo thực tế d = 2,8cm Do đó : = = 979,4 KG/cm< = 1200KG/ cm Do đó trục ly hợp thoả mãn điều kiện bền trong quá trình làm việc Hình 2.5 Trục ly hợp 4.4.Tính toán lò xo ép ly hợp Vật liệu làm ló xo ép bằng thép các bon 85 hoặc 60C hoặc 60có ứng suất cho phép [] = 5000 – 7000KG/ cm Lò xo ép là 1 trong những chi tiết quan trọng nó quyết định tới việc ly hợp truyền được hết mômen cần truyền hay không . Ngoài ra còn ảnh hưởng tới sự trượt của ly hợp , mức độ êm dịu rứt khoát khi đóng hay mở ly hợp . Lò xo ép dùng trong ly hợpthường là lò xo trụ được đặt xung quanh đĩa ép . Số lượng lò xo ép chọn theo đường kính ngoài của đĩa bị động. Hình 2.6 : Lò xo ép ly hợp Sơ đồ trên đây trình bày đặc tính của lò xo khi đóng mở ly hợp Lực tác dụng lên mỗi lò xo theo công thức: Tổng lực ép trên tất cả các lò xo là : P = Theo kết quả tính toán ở phần trước ta có P = 1286 KG P’ = 1543,2 KG Lực tác dụng lên mỗi lò xo khi nhả ly hợp là P = P = Lực tác dụng lên mỗi lò xo khi mở ly hợp P = P = P = P’- P =128,6 – 107,17 = 21,43 KG Số vòng của lò xo được xác định theo công thức n Đường kính lò xo được xác định theo công thức: d = Độ cứng của lò xo được xác định theo công thức C = Trong đó d : Đường kính của dây lò xo G : Mô đun đàn hồi của vật liệu G = 8. 10 ( KG/cm) n : Số vòng làm việc của lò xo D: Đường kính trung bình của lò xo khi làm việc D = 1,4cm Độ biến dạng của lò xo : l = 2cm Chọn tỉ số Chọn : = 6 Tra bảng có hệ số k = 1,25 [] : Phụ thuộc vào vật liệu đã chọn [] = ( 5000-7000) KG/cm Chọn : [] = 7000 KG/cm Ta có đường kính dây lò xo là d d d 0,25 cm Số vòng của lò xo là n n n = 14 vòng Cùng với vòng đầu và vòng cuối thì số vòng toàn bộ của lò xo sẽ là: n = n+ 2 = 14 +