Thiết kế môn học KCTT ô tô phần ly hợp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHI
BÔ MÔN CƠ KHI Ô TÔ

THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TINH TỐN Ơ TƠ
NỢI DUNG: THIẾT KẾ LY HỢP Ơ TƠ
Họ và tên:

Nguyễn Văn Tuân

Mã sinh viên: 181311968
Lớp :

KSTN cơ khí ơ tơ

Hệ :

Chính quy

Khóa : 59

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS.Vũ Tuấn Đạt

Hà Nội, 2022


MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP......................................................................6
1.1

Tổng quan về ly hợp...........................................................................................6

1.1.1

Công dụng.....................................................................................................6

1.1.2

Phân loại.......................................................................................................6

1.1.3

Yêu cầu.......................................................................................................... 7

1.2

Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của một số loại cơ cấu ly hợp.....................7

1.2.1 Cụm ly hợp ma sát 1 đĩa lò xo trụ nén biên....................................................8
1.2.2 Cụm ly hợp ma sát một đĩa lò xo đĩa.............................................................10
1.2.3 Cụm ly hợp ma sát 2 đãi lò xo trụ nén biên..................................................11
1.3

Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của một số loại dẫn động ly hợp..............12

1.3.1 Dẫn động bằng thủy lực.................................................................................12
1.3.2 Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén.................................................................13
1.3.3 Dẫn đợng thủy lực trợ lực chân khơng..........................................................15
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TINH TỐN LY HỢP.......................................................16
2.1

Xác định mơ men ma sát của ly hợp................................................................16

2.2

Xác định các thông số cơ bản của ly hợp........................................................16

2.2.1 Đường kính (bán kính) ngồi và đường kính (bán kính) trong của đĩa ma
sát.............................................................................................................................. 16
2.2.2

Đường kính (bán kính) ma sát trung bình...............................................17

2.2.3

Số đĩa ma sát...............................................................................................18

2.2.4

Lực ép của đĩa ép khi đóng hồn tồn......................................................19

2.3

Kiểm tra khả năng làm việc của ly hợp...........................................................19


2.3.1 Công trượt riêng.............................................................................................19
2.3.2

Sự tăng nhiệt độ của đĩa ép........................................................................21

2.3.3

Áp suất cho phép........................................................................................22

2.4

Thiết kế lò xo đĩa...............................................................................................23

2.4.1

Xây dựng đường đặc tính của lị xo đĩa....................................................23

2.4.2 Lựa chọn các kích thước cơ bản của lò xo đĩa..............................................23
2.4.3

Kiểm tra bền lò xo đĩa................................................................................26

2.5. Thiết kế giảm chấn...............................................................................................27
2.5.1

Lựa chọn các kích thước cơ bản của giảm chấn......................................27

2.5.2

Tính tốn bền các chi tiết...........................................................................31

2.6. Kiểm nghiệm bền các chi tiết của ly hợp............................................................32
2.6.1

Đinh tán......................................................................................................32

2.6.2

Mayer đĩa bị đợng......................................................................................34

2.7. Thiết kế dẫn đợng ly hợp.....................................................................................36
2.7.1

Tính tốn và phân phối tỷ số truyền.........................................................36

2.7.2

Kiểm tra lực tác dụng và hành trình bàn đạp..........................................37

2.7.3

Tính đường kính xy lanh cơng tác và xy lanh chính................................38

KẾT ḶN..................................................................................................................... 40

LỜI NĨI ĐẦU


Hiện nay, 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. Phương tiện vận tải ngày càng phát
triển hoàn thiện và hiện đại với nhiều các phương tiện vận chuyển chuyên dùng . Trong
đó ơ tơ là loại phương tiện đóng vai trị rất quan trọng trong việc vận chuyển hàng hóa
và chun trở người. Ơ tơ 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 nghành công nghiệp ô tô ở nước ta phải gắn kết với tổng thể phát triển

chung của cả nước. Để đảm nhiệm được vai trị quan trọng đó ngành ơ tơ phải nghiên
cứu, sáng tạo, tiếp thu, tìm tịi, 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 điều kiện giao thơng cịn nhiều khó khăn, đường xá
cịn nhiều đèo dốc, địa hình phức tạp nhiều bụi bẩn, và đặc biệt phải thường xuyên 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, sửa chữa, thay thế,
củng cố các thiết bị, góp phần nâng cao tính an toàn cho người sử dụng, đáp ứng nhu
cầu thực tế
Em được giao nhiệm vụ “Tính tốn thiết kế hệ thống ly hợp cho xe bán tải” tham
khảo một số loại xe thông dụng. Ly hợp trên xe là loại ly hợp ma sát khơ, một đĩa, lị xo
đĩa, dẫn động thủy lực.


Thông số :XPhương án

10

Loại ô tô

Bán tải

Loại động cơ

Diesel

Nemax (HP)

150

nN(v/phút)

3600

Memax(Nm)

260

nM (v/phút)

2200

Ga1 (N)

11300

Ga2 (N)

16800

ih1

5.05

ih2

3.37

ih3

2.25

ih4

1.50

ih5

1.00

ih6
ihR

4.75

i0

3.69

Ký hiệu lốp

265/65R18

Lị xo ép

Lị xo đĩa

Dẫn đợng

Thủy lực


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP
1.1 Tổng quan về ly hợp
1.1.1 Cơng dụng
Có nhiệm vụ truyền và cắt mơmen từ trục khuỷu động cơ tới hệ thống truyền lực.
Là một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ khi
chịu quá tải lớn.
Ly hợp có khả năng dập tắt hiện tượng cộng hưởng trong truyền động nhằm nâng
cao chất lượng
1.1.2 Phân loại
- Theo phương pháp truyền mô men chia ra:
+ Ly hợp ma sát: Mô men truyền động nhờ các mặt ma sát.
+ Ly hợp thủy lực: Mô men truyền nhờ chất lỏng.
+ Ly hợp nam châm điện: Mô men truyền nhờ tác dụng của trường nam châm
điện.
+ Loại liên hợp: Mô men truyền nhờ các loại trên kết hợp.
- Tùy theo hình dạng của chi tiết ma sát chia ra:
+ Ly hợp đĩa: Phần bị động gồm một, hai hoặc nhiều đĩa.
+ Ly hợp nón: Đĩa bị động có dạng hình nón.
+ Ly hợp hình trống: Phần bị động làm theo kiểu má phanh và tang trống.
Loại ly hợp hình nón và tang trống ngày nay không dùng trên ô tô nữa vì mơ men
qn tính của chi tiết bị động của chúng lớn gây nên tải trọng va đập lên hệ thống
truyền lực khi đóng ly hợp.
Đối với ơ tơ loại ly hợp ma sát được dùng nhiều nhất.
- Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa chia ra:
+ Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa): lực ép sinh ra do
các lò xo

+ Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép của lị xo cịn có lực ly tâm của
trọng khối ép thêm vào.
+ Loại ly tâm: ly hợp ly tâm thường sử dụng khi điều khiển tự động. Ở ly hợp này
lực ly tâm sử dụng để đóng và mở ly hợp, còn áp lực ở trên đĩa ép được tạo ra bởi
lị xo. Ít khi lực ly tâm sử dụng để tạo ra áp lực trên đĩa ép.
- Theo kết cấu cơ cấu đĩa ép chia ra:
+ Ly hợp thường đóng.
+ Ly hợp khơng thường đóng.
1.1.3 u cầu
Ly hợp đòi hỏi các yêu cầu sau:
- Đảm bảo truyền hết mômen từ động cơ tới HTTL ở mọi điều kiện sử dụng.
- Khi khởi hành xe, hoặc chuyển số, q trình đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm
tải trọng va đập sinh ra trong HTTL
- Khi mở ly hợp, cần phải ngắt dịng truyền nhanh chóng, dứt khốt.
- Khối lượng các chi tiết, momen qn tính của phần đĩa bị động ly hợp phải nhỏ,
dễ dàng thực hiện chuyển số.
- Kết cấu đơn giản, dễ dàng điều khiển, thuận tiện trong bảo dưỡng và tháo lắp.
Ngoài các yêu cầu trên, ly hợp cũng như các chi tiết máy khác, cần đảm bảo độ
bền cao, làm việc tin cậy, giá thành hạ.
1.2 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của một số loại cơ cấu ly hợp
Cấu tạo chung của ly hợp gồm:
- Phần chủ động:
+ Vỏ ly hợp được bắt cố định với bánh đà bằng các bu lông
+ Đĩa ép
- Phần bị động:
+ Đĩa bị động
+ Trục ly hợp

- Phần tạo lực ép:
+ Lị xo ép
- Phần đóng, mở ly hợp:
+ Bàn đạp
+ Càng mở
+ Ổ bi tỳ
+ Đòn mở
1.2.1 Cụm ly hợp ma sát 1 đĩa lò xo trụ nén biên

Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát mợt đĩa lị xo trụ nén biên
1- Bánh đà; 2- Đĩa ma sát; 3- Đĩa ép; 4- Lò xo trụ; 5- Vỏ ly hợp; 6- Bạc mở; 7Lò xo giảm chấn; 8- Đòn mở; 9- Bi ‘T’;10- Càng mở.


Nguyên lý làm việc: Ly hợp thuộc loại thường đóng
- Trạng thái đóng ly hợp:
Bàn đạp ly hợp ở trạng thái ban đầu. Dưới tác dụng của lò xo trụ (4), đĩa bị động
(2) được ép giữa bánh đà (1) và đĩa ép (3) bằng lực của lò xo (4). Mômen ma sát
được tạo lên giữa chúng. Mômen xoắn truyền từ phần chủ động tới phần bị động
qua bề mặt tiếp xúc giữa đĩa bị động (2) với bánh đà và đĩa ép tới trục bị động của
ly hợp sang hộp số. Khi làm việc do một số nguyên nhân nào đó mà mơmen hệ
thống chuyền lực lớn hơn giá trị mômen ma sát ly hợp, ly hợp sẽ trượt và đóng vai
trị là cơ cấu an tồn tránh q tải cho hệ thống truyền lực.
- Trạng thái mở ly hợp:
Khi tác dụng lực điều kiện lên bàn đạp. Bàn đạp dịch chuyển làm đòn kéo dịch
chuyển làm càng mở (10) tác động lên ổ bi tỳ (9) dịch sang trái khắc phục khe hở
“”, tác động đòn mở (8) ép lò xo (4) kéo đĩa ép (3) dịch sang phải tách các bề mặt
ma sát của đĩa bị động ra khỏi bánh đà và đĩa ép. Mômen ma sát giảm giần và triệt
tiêu. Ly hợp được mở ngắt mômen truyền từ động cơ tới hệ thống truyền lực.

1.2.2 Cụm ly hợp ma sát mợt đĩa lị xo đĩa

Hình 1.3. sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát mợt đĩa lị xo màng
1-Bàn đạp; 2-Lò xo hồi vị; 3-Đòn kéo; 4-Càng mở; 5-Trục bị động; 6-Ổ bi tỳ; 7Vỏ ly hợp; 8-Lò xo đĩa; 9-Đĩa ép;10-Đĩa ma sát; 11-Bánh đà; 12-Then hoa; 13-Trục
khuỷu.

Nguyên lý làm việc: Khác với ly hợp lị xo trụ nén biên, loại này có lị xo ép dạng
đĩa có vành trong tựa vào vỏ ly hợp, vành ngồi nối với đĩa ép. Việc đóng mở được thực
hiện nhờ đòn mở, đầu trong của đòn mở có thể tựa vào ổ bi mở, đầu ngồi nối với đĩa
ép, điểm tựa giữa đặt trên vỏ ly hợp tạo nên cơ cấu đòn bẩy.


1.2.3 Cụm ly hợp ma sát 2 đãi lò xo trụ nén biên

Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát 2 đĩa lò xo trụ nén biên
1-Bánh đà; 2-Lò xo ép trung gian; 3- Đĩa ép trung gian ; 4- Đĩa ma sát ; 5- Bulong
hạn chế; 6-Đĩa ép ngoài; 7-Lò xo trụ ; 8-Vỏ ly hợp; 9-Bạc mở; 10-Trục; 11-Càng mở;
12-Bi ‘T’; 13-Đòn mở; 14-Lò xo giảm chấn

Nguyên lý làm việc:
Trạng thái đóng ly hợp: ở trạng thái này các lò xo 7 một đầu tựa vào vỏ ly hợp 8,
một đầu tựa vào đĩa ép 6 tạo lực ép đẻ ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung
gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng.
Khi này mô men từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly
hợp thông qua các bề mặt ma sát của đĩa ma sát 4 với đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép 6 và
lò xo ép 7. Tiếp đó, mơ men được truyền vào xương đĩa bị động qua giảm chấn 14 đến
moay ơ rồi truyền vào trục ly hợp. lúc này giữa bi T 12 và địn mở 13 có 1 khe hở 34mm.

Trạng thái mở ly hợp: khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp
số, người lái tác dụng 1 lực vào bàn đạp thông qua càng mở 11, bạc mở 9 mang bi T 12
dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe hở bi 12 sẽ tỳ vào địn mở 13. Nhờ có
khớp bản lề của đòn mở liên kết với vỏ 8 nên đầu kia của đòn mở 13 sẽ kéo đĩa ép 5 nén
lò xo 7 lại để dịch chuyển sang phải tạo khe hở giữa các đĩa ma sát với các đĩa ép, đĩa
ép trung gian và bánh đà. Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động
của ly hợp được tách ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số.
1.3 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của một số loại dẫn động ly hợp
1.3.1 Dẫn đợng bằng thủy lực

Hình 1.5: Sơ đồ cấu tạo dẫn động ly hợp thủy lực
1. Đĩa bị động; 2. Đĩa ép; 3. Lò xo ép; 4. Bi T; 5. Lò xo hồi vị bi T; 6. Xi lanh
chính; 7. Lò xo hồi vị bàn đạp; 8. Bàn đạp; 9. Càng mở; 10. Xi lanh công tác; 11. Ống
dẫn dầu

Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng một lực Q vào bàn đạp ly hợp 8, nhờ thanh đẩy đẩy pitston


của xy lanh chính 6 sang trái, lúc này dầu đi qua ống dẫn dầu 11 vào xy lanh công tác
10, đẩy piston sang phải, làm cho càng mở ly hợp càng mở 9 quay quanh tâm O, đồng
thời đẩy Bi T mở sang trái . Bi T mở tác động nên đầu dưới của đòn mở ly hợp tách đĩa
ép ra khỏi bề mặt ma sát. Ly hợp được mở.
Khi người ta thả bàn đạp ly hợp 1, thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2 và lị xo ép
làm các piston của xilanh chính và xylanh cơng tác từ từ trở về vị trí ban đầu.
1.3.2 Dẫn đợng thủy lực trợ lực khí nén

Hình 1.6: Sơ đồ cấu tạo dẫn động ly hợp thủy lực trợ lực khí nén
1. Ống dẫn khí; 2. Xi lanh cơng tác; 3. Càng mở; 4. Đĩa bị động; 5. Đĩa ép; 6. Lò
xo ép; 7. Bi T; 8. Lò xo hồi vị; 9. Bình khí nén; 10. Xi lanh phân phối; 11. Lò xo hồi vị

bàn đạp; 12. Bàn đạp.

Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 12, làm cho đòn dẫn động
đẩy thân van phân phối 10 sang trái. Khi mặt trái của thân van phân phối chạm vào đai
ốc hạn chế hành trình nắp trên cần piston thì làm cho càng mở ly hợp 3 quay quanh giá


và đẩy bi T sang trái. Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào
đai ốc hạn chế hành trình của cần piston thì đầu piston van phân phối cũng tỳ vào phớt
van và làm van mở ra. Khí nén lúc này từ khoang qua van rồi theo đường dẫn khí nén 1
vào xylanh 2 và đẩy xylanh lực dịch chuyển làm càng mở 3 quay quanh giá. Ly hợp
được mở.
Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị
11 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu. Đồng thời thơng qua địn dẫn động kéo thân van
phân phối sang phải, khi mặt đầu bên phải của piston van phân phối chạm vào mặt bích
bên phải của thân van thì piston được đẩy sang trái, làm càng mở ly hợp 3 quay và đẩy
bạc mở ly hợp 19 sang phải. Cùng lúc đó, dưới tác dụng của lò xo hồi vị phớt van phân
phối và đẩy van này đóng kín cửa van. Khí nén từ xilanh lực 2 theo đường dẫn khí nén
1 vào khoang và qua đường thơng với khí trời ở thân piston ra ngoài. Lúc này ly hợp ở
trạng thái đóng hồn tồn.
1.3.3 Dẫn đợng thủy lực trợ lực chân không


Hình 1.7. Sơ đồ dẫn đợng thủy lực trợ lực chân không
1. Ống dẫn dầu; 2. Xy lanh công tác; 3. Càng mở; 4. Ổ bi T; 5. Đĩa ép; 6. Đĩa bị
động; 7. Lò xo ép; 8. Lò xo hồi vị; 9. Họng hút; 10. Bàn đạp; 11. Lò xo hồi vị bàn đạp;
12. Bộ trợ lực; 13. Xy lanh chính.

Nguyên lý làm việc:

Cụm van điều khiển là bộ van kép thực hiện đóng mở các đường dẫn khí theo hành
trình của thanh điều khiển (8). Van (6) bố trí trong thân van và được điều khiển bởi
thanh (8) thơng qua các lị xo đỡ van. Đế van ngồi được hình thanh bởi bề mặt trong
của pit tơng. Vàng ngoài của van (6) và đế van ngoài tạo nên một cửa van có tác dụng
đóng mở đường khí I. Mặt đầu của trục nối là để van trong cùng với vành trong của van
cao su (5) tạo thành cửa van để đóng mở đường khí II.
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TINH TỐN LY HỢP
2.1 Xác định mơ men ma sát của ly hợp
M ms   .M e max

(2.1)

Trong đó:
Mms : Momen ma sát của ly hợp, (N.m).
 : Hệ số dự trữ của ly hợp.

Memax : Momen xoắn cực đại của động cơ, (N.m). Memax = 260 (N.m)
Hệ số dự trữ  phải lớn hơn 1 tức là M ms > Memax để đảm bảo truyền hết
momen xoắn cực đại của động cơ trong mọi điều kiện làm việc. Tuy nhiên hệ số 
phải nằm trong giới hạn cho phép bởi nếu  quá lớn sẽ làm cho kích thước của đĩa ma
sát cũng như kết cấu của bộ ly hợp tăng lên, tang giá thành sản xuất.
Đối với xe bán tải thì hệ số  = 1,3 ÷ 1,75.
Chọn  =1,5


Thay số ta có: Mms = 1,5.260 = 390 (N.m)
2.2 Xác định các thông số cơ bản của ly hợp
2.2.1 Đường kính (bán kính) ngồi và đường kính (bán kính) trong của đĩa ma
sát

Hình 2.1. Sơ đồ tính tốn đĩa ma sát
R1. Bán kính trong; Rtb. Bán kính ma sát trung bình; R2. Bán kính ngoài
Bán kính ngồi của đĩa bị động (R2) bị giới hạn bởi bán kính của bánh đà động
cơ, thường được chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm:
R2  1,58

Memax
C

Trong đó:
Memax : Momen xoắn cực đại của động cơ, (N.m). Memax = 260 (N.m)
C: Hệ số kinh nghiệm, với xe bán tải ta chọn C = 4,7
Suy ra:
R2  1,58

260
 11, 75
4, 7
(cm)

Chọn R2  12,5 (cm)
Bán kính trong đĩa (R1): bán kính trong R1 và bán kính ngồi R2 khơng được


khác nhau q lớn, vì sự chênh lệch bán kính dẫn đến sự chênh lệch tốc độ trượt tiếp
tuyến và gây ra hiện tượng mịn khơng đều của vịng ma sát kể từ trong ra ngồi, do
đó:
R1  (0,53  0, 75) R2

R1  (0,53  0, 75).12,5  (6,625  9,375)

(cm)

Chọn R1  7,75 (cm)
2.2.2 Đường kính (bán kính) ma sát trung bình
Bán kính trung bình hình vành khăn của tấm ma sát Rtb (cm):
2 R3  R3 2 12,53  7, 753
Rtb  . 22 12  .
 10
3 R2  R1 3 12,52  7, 752
(cm)

2.2.3 Số đĩa ma sát
Xác định số đôi bề mặt ma sát:
p

 Memax
 . P  Rtb

Trong đó:
Me max - Mơmen xoắn cực đại của động cơ, Me max = 260 N.m
β – Hệ số dự trữ của bộ ly hợp, β = 1,5
µ - Hệ số ma sát; µ = 0,25 ÷ 0,3; chọn µ = 0,3.
Rtb – Bán kính ma sát trung bình
[P] = 2π.Rtb.b.[q]: lực ép cho phép lên đĩa bị động
Trong đó:
b = R2 – R1 bề rộng vành ma sát; b = 12,5-7,75 = 4,75 (cm) = 0,0475 (m)
[q] - Áp lực cho phép trên đĩa bị động;
Ở ô tô, giới hạn áp suất này trong khoảng q = 140 ÷ 230 (KN/m2) tùy điều kiện
làm việc của xe

Với xe bán tải, chọn [q]= 220 (KN/m2) = 220000 (N/m2).
=>> [P] = 2π.0,1.0,0475.220000 = 6566 (N.m)
Suy ra:
p

 Memax
1,5.260

 1,97
 . P  Rtb 0,3.6566.0,1

Chọn p  2
n

Xác định số đĩa ma sát:

p
1
2
(đĩa)

2.2.4 Lực ép của đĩa ép khi đóng hồn tồn.
P

 Memax
 . p.Rtb

Trong đó:

Me max - Mơmen xoắn cực đại của động cơ, Me max = 260 N.m
β – Hệ số dự trữ của bộ ly hợp, β = 1,5
µ - Hệ số ma sát; µ = 0,25 ÷ 0,3; chọn µ = 0,3
Rtb – Bán kính ma sát trung bình

Suy ra:

P

1, 5.260
 6500
0,3.2.0,1
(N)

2.3 Kiểm tra khả năng làm việc của ly hợp
2.3.1 Công trượt riêng
a) Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ theo công thức kinh nghiệm của
viện HAMIT
5, 6* G * M e max *(n0 /100) 2 * rb2
L
i0 * ih * i f *(0,95* M e max * it  G * rb * )


Trong đó:
L - Cơng trượt của ly hợp khi khởi động tại chỡ (N.m);
G - Trọng lượng tồn bộ của ôtô. G = 2810 (Kg);
Me max - Mômen xoắn cực đại của động cơ, Me max = 260 N.m;
no - Số vòng quay của động cơ khi khởi động tại chỗ.
Chọn no = 0,75*nM = 0,75*2200 = 1650 vg/ph. Với nM là số vòng quay ứng với
momen cực đại của động cơ.

rb - Bán kính làm việc của lốp với cỡ lốp 265/65R18
Trong đó:
B - bề rộng lốp, B = 265 (mm)
Tỉ lệ chiều cao của lốp. H= 0,6*B= 0,65*265 = 172,25 (mm)
d - Đường kính vành xe: d=18 inch ⇒d =18*25,4=457,2 (mm)
r0 - Bán kính thiết kế của bánh xe, r0 được tính theo cơng thức:
r0 = (H +d/2)
� - Hệ số biến dạng của lốp, chọn loại lốp áp suất cao; � =0,95
Suy ra:

rb = *r0 = 0,95*(172,25 + 457,2/2) ≈ 380 (mm) = 0,38 (m)

it = i0 *ih1 *if (tỷ số truyền của hệ thống truyền lực)
i0 = 3,69 (tỷ số truyền của truyền lực chính)
ih1 = 5,05 (tỷ số truyền của tay số 1)
if=1 (tỷ số truyền của truyền ở tay số thấp)
 - Hệ số cản tổng cộng của đường, (  = f + tg )
f - Hệ số cản lăn
 - Góc dốc của đường
Khi tính tốn có thể chọn  = f = 0,16;
Vậy công trượt sinh ra khi khởi động tại chỗ là:
5, 6* 2810* 260*(1650 /100) 2 *0,382
L
3, 69*5, 05*1*(0, 95* 260*18, 6  2810*0,38*0,16) =1951,34 (J)


b) Xác định công trượt riêng:
Công trượt riêng là chỉ tiêu đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát.
Ta có cơng thức tính cơng trượt riêng như sau:
L0 

L
  L0   J / cm 2 
F*p

Trong đó:
L0 - Công trượt riêng;
L - Công trượt của ly hợp L = 1951,34 (J);
F - Diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động (cm2),
F   ( R22  R12 )   (12,52  7, 752 )  302  cm2 

p - Số cặp bề mặt ma sát, p = 2;
Thay số ta có :
L0 

1951,34
 3, 23( J / cm 2 )
302* 2

2.3.2 Sự tăng nhiệt độ của đĩa ép
Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, lị xo
Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết, bằng cách xác định độ tăng nhiệt độ

theo công thức:

t 

 .L
  t 
c.m

Độ tăng nhiệt độ thoả mãn giới hạn cho phép, [T] = 8C  10C . Từ đó suy ra khối
lượng đĩa ép tối thiểu :
Trong đó:
L - Công trượt sinh ra khi ly hợp bị trượt (J);
c - Tỉ nhiệt chi tiết bị nung nóng. c = 481,5 J/kg. C (đối với gang và thép)
m - Khối lượng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép)


m    R22  R12   .

Với:   4mm  0, 4cm độ dày tấm ma sát
  7800  kg / m3   7,8.10 3  kg / cm3 

Thay số ta được:

khối lượng riêng của thép

m=0,94 (kg)

� - Hệ số xác định phần cơng trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính. Đối với đĩa

ép ngoài:

1
 0,5
� = 2n

n - Số lượng đĩa bị động n = 1.
[t] : độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết

Với ôtô bán tải chọn [t] = 10 C
Thay vào ta được :
t 

0,5.1951,34
 2,155  C 
481,5.0,94

Suy ra : mức gia tăng nhiệt đảm bảo điều kiện
2.3.3 Áp suất cho phép
Khi chọn số đôi bề mặt ma sát bằng 2 thì phải kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát
bằng công thức sau:
q

 * M e max
2 * Rtb2 * b *  * p

Với:
µ - Hệ số ma sát trượt với vật liệu làm tấm ma sát là Pherado, µ = 0,3
Rtb - Bán kính ma sát trung bình;
b - Bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động, b = R2 – R1 = 125-77,5 = 47,5 (mm)
p – số đôi bề mặt ma sát, p = 2 (một đĩa bị động)
Suy ra:


q

1,5*260
 217790  N / m 2 
2 *0,1 *0, 0475*0,3*2

2

q = 217,79 (KN/m2) < q = 250 (KN/m2). Vậy với một đĩa ma sát thì ly hợp vẫn
đảm bảo bền khi làm việc.
2.4 Thiết kế lò xo đĩa
2.4.1 Xây dựng đường đặc tính của lị xo đĩa

F(N)
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

2.4.2 Lựa chọn các kích thước cơ bản của lị xo đĩa
Cơ cấu ép được dùng để tạo lực ép cho đĩa ép của ly hợp thường đóng xe
con là lị xo đĩa kiểu nón cụt nhờ đó nó có nhiều ưu điểm nổi bật hơn hẳn kiểu lò
xo trụ.
Lực ép cần thiết của lị xo ép đĩa được xác định theo cơng thức
Flx  k0 * P

k0 : hệ số tính đến sự giãn, sự nới lỏng lò xo. Chọn k0 = 1,05 (1,05÷1,08)
P : lực ép cần thiết của ly hợp P=6500 (N)
=>

Flx  6500*1, 05  6825  N 


Hình 3.1: Sơ đồ lị xo đĩa
FN

: lực ép của lò xo tác dụng lên đĩa ép

Fn : lực cần tác dụng lên đi lị xo đĩa để ngắt ly hợp
FN  Fn

Ta có:

Dc  Di
De  Dc

Lực FN được mô tả thông qua thông số kết cấu của đĩa như sau:
1

ln  
k 

1  k1  
l1 1  k1  
2  E  .l1
FN  .
. 2 .  1 2  2   h  l1
 h  .

2
3 1   p De (1  k2 ) 
1  k2  
2 1  k2  


Trong đó:

k1 

Da
D
; k2  c
De
De

E  2.105 MPa : Môdun đàn hồi kéo nén

p

=0,26 : Hệ số Poisson

De

: Đường kính lớn nhất của lị xo đĩa ứng với vị trí tỳ lên đĩa ép


De   0,94 : 0,97  D2

Chọn

với D2 là đường kính ngồi đĩa ma sát

De  0,95 D2  0,95.125  118  mm 

Tính chọn sơ bộ:
Da

:đường kính mép xẻ rãnh
De
De
D 118
 1, 2  1,5
 1, 2
Da  e 
 98  mm 
Da
D
1,
2

1,
2
a
chọn
Suy ra

Di

:Đường kính đỉnh của lò xo đĩa
De
 2,5
Di
=>> chọn Di = 46 (mm)

 : Độ dày lò xo đĩa
De
De
118
  75  100 
 75

 1, 6  mm 

75
=> chọn sơ bộ 
=>

h : Độ cao phần khơng xẻ rãnh của nón cụt ở trạng thái tự do
h
h

  1, 5  2 
2

=> chọn 
=> h= 3,2 mm

l1

: Dịch chuyển của đĩa tại điểm đặt lực ép:

k1 , k2

: các tỷ số kích thước của đĩa
k1 

Da 98

 0,83
De 118

k2 

De  Da 118  98

 0,91
2 De
2.118

 Dc  k2 .De =0,91.118=106 mm

l1 

h
 1, 6mm
2


l2  l2'  l1



Dc  Di
106  46
 1, 6.
 8mm
De  Dc
118  106

Thay các thông số vào cơng thức tính FN suy ra lực ép lị xo được xác định sao
cho khi lò xo được ép phẳng vào ly hợp là:
FN  6983N

Ta có:

FN  Fn

Dc  Di
De  Dc

Suy ra Fn  1397 N

Thấy FN  Flx thỏa mãn lực ép yêu cầu
2.4.3 Kiểm tra bền lị xo đĩa
Lị xo đĩa được tính bền bằng cách xác định ứng suất tịa điểm chịu tải lớn nhất ở trạng
thái biến dạng tối đa. Điểm chịu tại lớn nhất là tâm của phần lồi giữa các thanh mở với
vành ngồi của hình nón ( điểm O ). Ứng suất được tính theo cơng thức sau:


2 Fn .Da
( D  Da ) 2  
E

.
 2 ( Di  Da ) 2(1   p2 )
2 Da

Với:
D

De  Da 118  90

 103  mm 
De
118
ln
ln
90
Da

  2h.( De  Da )  2.3, 2.(118  90)  179, 2

Thay vào CT ta được:
  249  MPa       1400  MPa 

Thỏa mãn điều kiện bền của lò xo