Hop so EAT Ural 375D

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU XE URAL_375D VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG
ÁN THIẾT KẾ CẢI TIẾN
1. Tổng quan về xe Ural – 375D
1.1. Công dụng của xe ôtô Ural – 375D
Ural - 375D là xe tải có tính việt dã đa năng 6x6 được sản xuất ở nhà máy chế
tạo ô tô ural ở thành phố Miass (Nga). Xe được chế tạo cho quân đội Nga . Ural 375D sử dụng động cơ xăng.Xe Ural - 375D được nhập khẩu vào Việt Nam và Sử
dụng chủ yếu để vận chuyển hàng hóa vật dụng trong qn đội ta,đơi khi được
dùng để chuyên chở binh lính(tối đa 27 người).
Xe Ural - 375D có 1 ca bin ,cabin có 1 cho ngồi ,vỏ ca bin được bọc bằng
thép. Động cơ lắp trên trên xe Ural - 375D là loại động cơ 4 kỳ có ký hiêu ZIL375YA V8 180 mã lực và gồm 8 xylanh. Hệ thống truyền lực của xe ở dạng
nhiều cấp .Trong đó ly hợp lắp trên xe là loại ly hơp 2 đĩa ma sát khơ thường
đóng ,được dẫn động điều khiển bằng cơ khí.Hộp số được lắp trên xe là hộp số
tay 5 cấp số tiến và một số lùi. Hộp phân phối 2 cấp khóa vi sai ,giảm xóc trước
kiểu nhíp treo giảm xóc sau kiểu địn ghánh.
Hệ thống Phanh trên xe là loại phanh tang trống trên tất cả các bánh xe, có độ
an tồn cao dễ điều khiển. Áp suất lốp được điều khiển.
Xe Ural – 375D có vận tốc tối đa là 76 Km/h.
1.2. Các thông số kỹ thuật của xe ôtô Ural - 375D

1


Thơng số
- Kích thước bao [dài x rộng x cao] (mm)
- Chiều rộng cơ sở [trước và sau] (mm)
- Chiều dài cơ sở (mm)
- Trọng lượng toàn bộ xe (KG)
Phân cho cầu trước

Ural-375D
7375x2674x2980

2000x2715
6020
11095
3880

Phân cho cầu sau
- Tốc độ cực đại (km/h)

7215
76
ZIL-375YA V8

- Động cơ
- Thứ tự làm việc của các xilanh
- Công suất cực đại, ở 2700 vg/ph (ml)
- Mômen xoắn cực đại, ở 1800 vg/ph (kG.m)
- Ly hợp

1-5-4-2-6-3-7-8
180
40
2 đĩa, ma sát khơ, dẫn động
cơ khí
I : 6,314 ; II : 2,89 ;

- Tỉ số truyền của hộp số

III : 1,64 ;
V : 0,724

IV : 1 ;

; lùi : 5,31
4,5
8,25 – 16

- Tỉ số truyền của truyền lực chính
- Kích thước lốp
2. Đặc điểm kết cấu cụm ly hợp xe Ural – 375D

2


Hình 1. Ly hợp lắp trên xe Ural – 375D
1. Xương đĩa ; 2. Đĩa ép trung gian ; 3. Bulơng hạn chế ; 4. Đĩa ép ngồi 5.
Càng nối ; 6. Đòn mở ly hợp ; 7. Lò xo đỡ tấm chặn ; 8. ống bơm mỡ; 9.
Vòng bắt lò xo với tấm chặn ; 10. Bi “T” ; 11. Lò xo hồi vị khớp nối 12.
Khớp nối ; 13. Càng mở ly hợp ; 14. Tấm chặn đầu đòn mở ; 15. Trục của
càng mở ly hợp ; 16. Lò xo ép ; 17. Vỏ trong ly hợp ; 18. Đệm cách nhiệt ;
19. Bulông bắt chặt vỏ ly hợp với bánh đà ; 20. Nắp của cácte ly hợp ; 21.
Bánh đà ; 22. Đĩa ma sát ; 23. Trục ly hợp ; 24. Moayơ ; 25. Lị xo giảm
chấn ; 26. Tấm đĩa ; 27. Bulơng bắt đòn tách đĩa ép trung gian.

3


- Ly hợp lắp trên xe Ural – 375D là ly hợp hai đĩa ma sat khơ thường đóng. Bộ
phận chủ động của ly hợp gồm : bánh đà 2, lắp ghép với vỏ trong của ly hợp 6 ,
bằng các bulong , đĩa ép trung gian 2 và các đĩa ngoài 5 được chế tạo bằng gang ,
các đĩa ép chủ động liên kết với bánh đà bằng ngõng (đòn tách). Ngõng được bắt

vào đĩa ép trung gian bằng các bulong và lắp với mặt trụ bánh đà .Mặt ngồi của
đĩa ép ngồi có phần lồi để lắp các lò xo ép 17 . Lò xo ép được chế tạo bằng thép
60 C2 ,gồm có 12 lị xo được bố trí xung quanh, giữa lị xo và đĩa ép có đệm các
nhiệt.
Bộ phận bị động của ly hợp gồm có hai đĩa ma sát 3 ,mỗi đĩa bị động gồm hai tấm
ma sát được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán , xương đĩa được chế
tạo bằng thép ,trên có các rãnh xẻ và được ghép với Moayơ được chế tạo bằng
thép 40 X và số lượng là hai moayơ .trong lịng moayơ có then hoa và có thể trượt
trên trục ly hợp .Bộ phận giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn được đặt trên các
rãnh hình chữ nhật trên xương đĩa và moayơ . Trục ly hợp được chế tạo bằng thép
40X và có bánh răng liền trục.
- HỆ THỐNG DẪN động CỦA XE URAL 375-D Là DẪN động Cơ KHỚ

4


- Lực của người lái tác dụng lên bàn đạp
PΣ′

Q = i ⋅η
c

(kG)

Trong đó :
P'∑ - tổng lực ép cực đại của các lò xo ép tác dụng lên đĩa ép.
ic - tỉ số truyền chung của hệ thống dẫn động.
η - hiệu suất của cơ cấu dẫn động, thường chọn η = 0,75 ÷ 0,80
→

η = 0,8

Ta chọn

Theo sơ đồ hình 3.19 ta có :

ic =

a c e g m
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
b d f h n

Trong đó :
40
a
=
= 3,33 là tỉ số truyền của bàn đạp ly hợp và đòn dẫn động.
b
12
c
7
= = 0,875 là tỉ số truyền của đòn dẫn động.
d
8
e 15
=
= 1,36
f
11

là tỉ số truyền của đòn dẫn động.
5


g 140
=
= 1,79
h
78

là tỉ số truyền của đòn quay và càng mở ly hợp.

m 97
=
= 4,85 là tỉ số truyền của đòn mở ly hợp.
n
20

→

ic =

a c e g m
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= 3,33 . 0,875 . 1,36 . 1,79 . 4,85 = 34,4
b d f h n

Tổng lực ép của tất cả các lò xo ép tác dụng lên đĩa ép khi ly hợp làm việc
được xác định theo cơng thức :
Mc

800

F∑ = k µR z = 1.0,25.0,136038.4 = 5880,71 (N)
z
µ µ
Trong đó:
KZ – Hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các bề mặt làm việc do ma sát trong
các bộ phận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa chủ động và bị động. Đối với
ly hợp ơ tơ, có thể lấy KZ = 1.
ỡ – Hệ số ma sát, tra bảng 3[2] với bề mặt ma sát là thép với phêrađơ ta có
ỡ = 0,25.
F∑ – Lực ép tổng thể lên bề mặt đĩa ma sát.
Rỡ – BỎN KỚNH MA SỎT TRUNG BỠNH, Rỡ = 136,038 MM.
Zỡ – SỐ BỀ MẶT MA SỎT, Zỡ = 4
Vậy lực của người lái tác dụng lên bàn đạp:
PΣ′

1, 2.5880, 71

Qbđ = i ⋅ η = 34, 4 ×0,8 = 256 N
c

Nhận xét:
- Lực đạp bàn đạp = 256 N tuy vẫn nhỏ hơn giá trị cho phép (500 N) nhưng
vẫn cịn khá lớn, gây khó khăn cho người điều khiển. Với đặc điểm xe quân sự
luôn phải chạy những quãng đường dài nên lực bàn đạp lớn sẽ gây mệt mỏi
cho người lái. Dẫn động nhiều khâu khớp ,đòi hỏi độ chinh xác cao, tỷ số
truyền cơ khí bị giới hạn.

6


- Ngồi ra các xe qn sự cịn làm việc trong những điều kiện vô cùng khắc
nghiệt và việc bảo dưỡng thường xuyên bị hạn chế.Trong quá trình sử dụng li
hợp sẽ bị mòn nên các lò xo ép sẽ bị dãn ra,gây giảm lực ép tổng thể của các
lò xo ép lên đĩa ép.

3. Phân tích chọn phương án thiết kế cải tiến
Qua tìm hiểu kết cấu, nguyên lý hoạt động, ta thấy li hợp xe Ural-375D cịn có
nhiều nhược điểm:
- Lực đạp bàn đạp vẫn còn lớn
- Khi li hợp bị mịn thì lực ép của li hợp sẽ bị giảm
Do đó tơi đề xuất các phương án cải tiến sau:
- Để giảm lực bàn đạp có 2 phương án:
Phương án 1: Tăng tỉ số truyền dẫn động từ bàn đạp đến đầu địn mở
Phương án này có thể giảm lực bàn đạp cho người lái nhưng có nhựơc điểm là
làm tăng hành trình bàn đạp.Vì vậy phương án này không giảm được lực bàn đạp
một cách đáng kể vì bị giới hạn bởi hành trình bàn đạp cho phép. Ngoài ra khi
tăng tỉ số truyền sẽ tăng số lượng khâu khớp và làm cho hiệu suất của hệ thống
dẫn động giảm xuống do ma sát qua các khâu khớp.
Phương án 2: Thiết kế thêm bộ phận trợ lực cho li hợp
7


- Phương án này làm giảm lực bàn đạp 1 cách hiệu quả,đồng thời không làm thay
đổi tỉ số truyền dẫn động. Do đó khơng làm tăng hành trình bàn đạp quá tiêu
chuẩn cho phép
Nhận xét:
- Trong 2 phương án đã nêu thì phuơng án 2 có nhiều ưu điểm vuợt trội. Do đó để

giảm lực bàn đạp ta sẽ thiết kế thêm bộ phận trợ lực cho li hợp
- Trên cơ sở hệ thống dẫn động của xe URAL-375D là dẫn động cơ khí nên ta sẽ
lắp thêm bộ trợ lực khí nén cho xe.
- Để lực ép li hợp khơng giảm khi li hợp bị mịn tơi thay đổi kết cấu li hợp sử
dụng lò xo ép đặt nằm nghiêng
Phương án này sử dụng các lò xo ép đặt nghiêng một góc so với phương ngang.
Góc nghiêng này có thể thay đổi một giá trị nhỏ tuỳ theo độ mòn của đĩa ma
sát,giúp cho lực ép li hợp khơng thay đổi nhiều trong q trình sử dụng.

3.1. Li hợp có lị xo ép đặt nghiêng và ép vào đầu đòn mở:

8


1 – Lò xo giảm chấn

2 – ổ lăn

3 – Bánh đà

4 – Lò xo đĩa ép trung gian

5 – Đĩa ép trung gian

7 – Đĩa ép ngoài

6 – Đĩa ma sát

9 – Lị xo hồi vị

8 – Bulơng hạn chế

11 – Lò xo ép

10 – Đòn mở

12 – Bi “T”

13 – Càng mở

Nguyên lý hoạt động:

9


- Ở trạng thái đóng: Các lị xo ép 11 một đầu tì vào vỏ ly hợp, đầu kia tì vào đầu
dưới địn mở 10 ép chặt tồn bộ đĩa ép ngoài 7, đĩa ép trung gian 5 và hai đĩa ma
sát 6 vào bánh đà tạo thành một khối cứng giữa các chi tiết chủ động và bị động
của ly hợp, mômen được truyền từ động cơ tới bộ phận chủ động, bị động và tới
trục ly hợp.
- Ở trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp người ta tác dụng một lực vào bàn đạp,
thông qua cơ cấu dẫn động làm cho đầu càng mở dịch sang phải. Khi khe hở ọ
giữa đầu càng mở 13 và bi “T” 12 được khắc phục thì lực từ càng mở tác dụng
lên bi “T” làm dịch ống mở sang phải theo. Đầu phía trái ống mở có gắn với lị xo
ép và cũng làm cho lò xo bị ép lại khơng tác dụng lực lên địn mở nữa. Ngay khi
lực ép lị xo khơng cịn thì địn mở được tự do. Lúc này, lị xo hồi vị 9 có tác dụng
kéo đòn mở ra theo để tạo khe hở giữa đĩa ép ngoài với đĩa ma sát và đĩa trung
gian, bánh đà. Đĩa ép trung gian dịch chuyển chạm vào đầu bulơng hạn chế và
dừng lại. Đĩa ép ngồi tiếp tục dịch chuyển về phía phải để ngắt ly hợp. Do đó
trục ly hợp được quay tự do ngắt đường truyền mômen từ động cơ tới trục ly hợp.

- Ưu điểm:
+ Với loại ly hợp này có lị xo ép đặt nằm nghiêng một góc so với phương
ngang. Góc nghiêng này có thể thay đổi với một giá trị nhỏ tùy theo độ mòn của
đĩa ma sát giúp cho lực ép khơng thay đổi q nhiều trong q trình sử dụng.
Ngồi ra, các lị xo này tác dụng lên đầu dưới địn mở mà khơng tác dụng trực
tiếp lên đĩa ép, nhờ đó có lợi về lực hơn so với loại ly hợp mà lò xo tác dụng trực
tiếp vào đĩa ép.
3.2. Thiết kế phương án trợ lực cho li hợp
Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén.Đây là hệ thống dẫn động
điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối. Đồng thời kết hợp với lực đẩy
của khí nén.

10


∆
2
O1
1
3

Qbđ

19
18

6

δ O4

O2
4

5

O3

7

A

B

16

8

14

9

a
10

11

12

17
15

13

Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén
1. Bàn đạp ly hợp

;

3 ; 5. Thanh kéo

2 ; 4 ; 7 ; 8 ; 18. Đòn dẫn động

;

6. Lò xo hồi vị

9. Mặt bích của xilanh phân phối

;

10. Thân van phân phối

11. Đường dẫn khí nén vào

;

12. Phớt van phân phối

13. Đường dẫn khí nén

;

14. Piston van phân phối

15. Cần piston

;

16. Càng mở ly hợp

17. Xilanh công tác

;

19. Bạc mở ly hợp

Nguyên lý làm việc :
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho đòn dẫn
động 2 quay quanh O1 , thông qua thanh kéo 3 làm đòn 4 quay quanh O2 và qua
thanh kéo 5 làm đòn dẫn động 7 quay quanh O3 . Nhờ có địn dẫn động 8 cùng với
11


mặt bích của xilanh phân phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải (theo
chiều mũi tên). Khi mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chế
hành trình nắp trên cần piston 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16 quay quanh O 4
và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái (theo chiều mũi tên). Ly hợp được mở.
Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đai ốc
hạn chế hành trình của cần piston 15 thì đầu piston van phân phối 14 cũng tỳ vào
phớt van 12 và làm van 12 mở ra. Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12 vào

khoang B, rồi theo đường dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lực dịch
chuyển làm đòn dẫn động 18 quay quanh O4 . Kết hợp với càng mở ly hợp 16
quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái. Ly hợp được mở.
Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò
xo hồi vị 6 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu. Đồng thời thơng qua địn dẫn động 8
kéo thân van phân phối 10 sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston 14 chạm vào
mặt bích bên phải của thân van thì piston 14 được đẩy sang trái, làm càng mở ly
hợp 16 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 12 và đẩy van này đóng kín cửa van. Khí nén từ
xilanh lực 17 theo đường dẫn khí nén 13 vào khoang B và qua đường thơng với
khí trời a ở thân piston 14 ra ngoài. Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hồn tồn.
Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng
thì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp được.
Nhược điểm : Khi cường hóa hỏng thì lực bàn đạp lớn. Loại hệ thống dẫn
động này phù hợp với những xe có máy nén khí.
Phương án này đảm bảo nguyên tắc :
- Lực bàn đạp phải đủ lớn để có cảm giác mở ly hợp.
- Sử dụng phải chắc chắn nhẹ nhàng.
- Dễ chăm sóc, bảo dưỡng và sửa chữa.

12


CHƯƠNG II : NỘI DUNG THIẾT KẾ TÍNH TỐN

1. Xác định mômen ma sát của ly hợp
Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mơmen của động
cơ và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Với hai yêu
cầu như vậy mơmen ma sát của ly hợp được tính theo cơng thức :
Mc = βMe max

Trong đó : Me max - mômen xoắn cực đại của động cơ.
β - hệ số dự trữ của ly hợp.
Hệ số β phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong
mọi trường hợp. Tuy nhiên hệ số β cũng khơng được chọn lớn q để tránh tăng
kích thước đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải. Hệ số β được
chọn theo thực nghiệm.
Tra bảng 1 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định
hệ số dự trữ của ly hợp : Với ơtơ tải làm việc có kéo rơmc : β = 2,0 ÷ 3,0.
Ta chọn

β=2

Vậy mơmen ma sát của ly hợp :
Mc = βMe max = 2 . 400 = 800 (Nm)
2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
2.1. Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động
Mơmen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức :
Mc = β Me max = µ P∑ Rtb i
Trong đó : µ - hệ số ma sát.
P∑ - tổng lực ép lên các đĩa ma sát (N).
i - số đôi bề mặt ma sát.
Rtb - bán kính ma sát trung bình (mm).
Tính sơ bộ đường kính ngồi của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm :
13


M emax
C

D2 = 2 R2 = 3,16

Trong đó : Me max - mơmen cực đại của động cơ, tính theo Nm.
D2 - đường kính ngồi của đĩa ma sát, tính theo cm.
C - hệ số kinh nghiệm.
Do đó:

D = 3,16

Với ôtô tải →

C = 3,6

400
= 33,309 (cm) = 333,09 (mm)
3,6

Chọn đường kính ngồi tấm ma sát D = 340 mm.Nên R = 170 mm.
Bán kính trong của vịng ma sát được tính theo bán kính ngồi:
r = (0,53 ÷ 0,75) R = 90,1 ÷ 127,5 (mm)
Khi đĩa ma sát quay với vận tốc góc ự nào đó, vận tốc tiếp tuyến ở một điểm x bất
kỳ Vx = ựRx . Điều này có nghĩa là vận tốc trượt ở mép trong của đĩa nhỏ hơn vận
tốc trượt ở mép ngoài, do vậy phía trong đĩa sẽ bị mũn ớt hơn phía ngồi. Sự
chênh lệch về tốc độ mài mũn càng lớn nếu cỏc bỏn kớnh r và R chờnh nhau càng
lớn. Do đó với ơ tơ tải có số vũng quay thấp thỡ cú thể lấy r xa với R.
Chọn r = 95 mm.
Bỏn kớnh làm việc trung bỡnh của đĩa ma sát, theo cụng thức 3.2[1]:
Rỡ =

2 R3 − r 3
2 170 3 − 95 3

. 2
.
=
= 136,038 (mm)
3 R − r2
3 170 2 − 95 2

2.2. Xác định số lượng đĩa bị động
Số đôi bề mặt ma sát được tính theo cơng thức :
Mc

Mc

i = µ P R = 2π R2 b µ[q]
Σ
µ
µ
Trong đó : Mc - mơmen ma sát của ly hợp.
b - bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động.
b = R2 - R1 = 170 - 95 = 75 mm
[q] - áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát.
Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", với nguyên
liệu làm các bề mặt là thép với phêrađơ. Ta chọn hệ số ma sát : µ = 0,25
14


Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ơtơ", ta xác định
[q] = 100 ÷ 250 kN/m2

áp lực riêng cho phép :

[q] = 170 kN/m2

Ta chn

80 ì100

Mc

Do ú:

i = 2 ìR2 ìbìà ì[q] =
= 2,16
à
2 ×3,14 ×13,62 ×7,5 ×0,25 ×170 ×10−2
Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn. Lấy i = 4
Vậy số lượng đĩa bị động của ly hợp là: n = 2

2.3 Xác định áp SUẤT TỎC DỤNG LỜN BỀ MẶT MA SỎT
Biểu thức tính mơmen ma sát được tính theo công thức
MC = Mỡ = Fỡ Rỡ = KZ ỡ F∑ Rỡ Zỡ
Trong đó:
KZ – Hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các bề mặt làm việc do ma sát trong
các bộ phận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa chủ động và bị động. Đối với
ly hợp ơ tơ, có thể lấy kZ = 1.
ỡ – Hệ số ma sát, tra bảng 3[2] với bề mặt ma sát là thép với phêrađơ ta có
ỡ = 0,25.
F∑ – Lực ép tổng thể lên bề mặt đĩa ma sát.
Rỡ – BỎN KỚNH MA SỎT TRUNG BỠNH, Rỡ = 136,038 MM.
Zỡ – SỐ BỀ MẶT MA SỎT, Zỡ = 4

Do đó:
Mc

800

F∑ = k µR z = 1.0,25.0,136038.4 = 5880,71 (N)
z
µ µ
Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát được tính:
F

5880,71

Σ
Q = π ( R 2 − r 2 ) = π (0,17 2 − 0,095 2 ) = 94183,047 (N/M2) ≈ 0,094 (MPA)

Đối với ô tô tải thỠ [Q] = 0,14 Ữ 0,21 MPA , DO đó áp suất tác dụng trên thỏa
mÓN YỜU CẦU.

15


3. Xác định cơng trượt sinh ra trong q trình đóng ly hợp
Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp :
- Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi
đột ngột thả bàn đạp ly hợp. Trường hợp này khơng tốt nên phải tránh.
- Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe
khởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng cơng trượt
sinh ra trong q trình đóng ly hợp. Trong sử dụng thường sử dụng phương pháp
này nên ta tính cơng trượt sinh ra trong trường hợp này.

3.1. Cơng trượt và công trượt riêng:
a. Công trượt:
Phương pháp này sử dụng cơng thức tính theo kinh nghiệm của Viện HAHM.
5, 6GM e max (no /100) 2 rb2
L = i i i (0,95M i − Gr ψ )
o h f
e max t
b

Trong đó :
L - Cơng trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ (Nm).
G - Trọng lượng toàn bộ của ôtô, 11095 kG = 108841,95 N.
Me max - Mômen xoắn cực đại của động cơ, Me max = 400 Nm.
no - Số vòng quay của động cơ khi khởi động ôtô tại chỗ.
Chọn no = 0,75 ne max = 0,75 . 2700 = 2025 (vg/ph)
Với ne max là số vòng quay cực đại của động cơ.
rb – Bỏn kớnh làm việc của lốp: rb = ở.r0 = ở. (B +

d
). 25,4
2

Ở đây có ở là hệ số biến dạng của lốp, chọn lốp ỏp suất cao: ở = 0,95
rb = 0,95.(

16
+ 8,25).25,4 = 392,1125 (mm) = 0,392 (m)
2

i0 – Tỉ số truyền của truyền lực chớnh, i0 = 4,5

ih – Tỉ số truyền của hộp số chớnh, ih1 = 6,314
ip – Tỉ số truyền của hộp số phụ, ip = 1
16


it – Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực:
it = i0 . ih . ip = 4,5 . 6,314 . 1 = 28,413
Ψ - hệ số cản tổng cộng của đường: Ψ = f + tg
Với: f - Hệ số cản lăn. ; α - Góc dốc của đường.
Khi tính tốn ta có thể chọn Ψ = 0,16.
Vậy cơng trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ là:
L=

5,6 ⋅ 108841,95 ⋅ 400 ⋅ (2025 / 100) 2 ⋅ 0,392 2
= 136181,5 (Nm)
4,5.6,314.1.(0,95 ⋅ 400 ⋅ 28,413 − 108841,95 ⋅ 0,392 ⋅ 0,16)

b. Công trượt riêng:
Theo cụng thức 16[2]:
L

L

136181,5

l0 = F .z = π .( R 2 − r 2 ).z = π .(0,17 2 − 0, 0952 ).4 = 545256,8 (J/m2)
µ
µ
Tra bảng 2.1[1], cơng trượt riêng giới hạn với ô tô tải, hệ số cản tổng cộng ỉ =
0,16 là [l0] = 650000 J/m2.

Vậy l0 < [l0], công trượt riêng thỏa món điều kiện cho phép.
3.2. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết
Đối với đĩa ép trung gian, khi bị trượt thỡ cả 2 bề mặt đều trượt. Trong khi với
bánh đà và đĩa ép ngoài thỡ chỉ cú 1 bề mặt bị trượt. Bởi vậy, khi bị trượt thỡ đĩa
ép trung gian có độ tăng nhiệt độ gấp hai lần so với đĩa ép ngoài và bánh đà. Do
đó chỉ cần kiểm tra điều kiện tăng nhiệt độ của đĩa ép trung gian sao cho thỏa
món điều kiện cho phép là được.
Mức gia tăng nhiệt độ được tính theo cơng thức 3.16[1]:
γ .L

Ät = c.m
d
Trong đó:
ó – Phần nhiệt truyền cho đĩa ép, với đĩa ép trung gian của ly hợp hai đĩa
thỡ ó = 0,5.
L – Công trượt sinh ra khi ly hợp bị trượt.
17


c – Nhiệt dung riêng của vật liệu chế tạo đĩa, với thép c = 481,5 J/kg.0C
md – Khối lượng đĩa, tra bảng 5[2] ta có md = 13,9 kg.
Do đó:

Ät =

0,5.119019 ,524
= 8,892 0C
481,5.13,9

Mà với ụ tụ khụng kộo moúc thỡ [Ät] = 10 0C , do đó mức gia tăng nhiệt độ nằm

trong giới hạn cho phép.
- Khi đĩa ép ngồi bị nung nóng (với độ tăng nhiệt độ ∆T chỉ bằng 1/2 độ tăng
nhiệt độ của đĩa ép trung gian), thì lị xo ép cũng có độ tăng nhiệt độ còn nhỏ hơn
độ tăng nhiệt độ của đĩa ép ngồi (do có đệm cách nhiệt). Do vậy, ta khơng cần
kiểm tra nhiệt độ của lị xo ép.
4. Tớnh bền cỏc chi tiết của ly hợp:
4.1. Tính sức bền đĩa bị động:
Xương đĩa bị động được chế tạo từ thép 65 nhiệt luyện bằng cách tơi thể tích hoặc
thép 20 tôi thấm. Chiều dày xương đĩa chọn bằng 2 mm. Chiều dày tấm ma sát
chọn bằng 4,5 mm, vật liệu làm từ phêrado đồng.
Đĩa bị động được kiểm bền cho 2 chi tiết: đinh tán và moayơ.
a. Đinh tán:
Chọn đinh tán có đường kính d = 4 mm. Chúng được bố trí trên hai dóy vũng trũn
cú bỏn kớnh là:
- Bỏn kớnh vũng trong: r1 = 0,12 m.
- Bỏn kớnh vũng ngoài: r2 = 0,145 m.
Nếu coi lực tác dụng lên đinh tán tỷ lệ thuận với bán kính của vũng trũn bố trớ
đinh tán, theo cơng thức 32[2] và 33[2] ta có:
M e max r1

400.0,12

M e max r2

400.0,145

F1 = 2(r 2 + r 2 ) = 2.(0,12 2 + 0,145 2 ) = 677,488 (N)
1
2
F2 = 2(r 2 + r 2 ) = 2.(0,12 2 + 0,145 2 ) = 818, 631 (N)

1
2
Ở đây: F1 – Lực tỏc dụng lờn vũng đinh tán có bán kính r1.
F2 – Lực tỏc dụng lờn vũng đinh tán có bán kính r2.
18


Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất chèn dập.
F
τc = π d2 ≤ [τc]
n
4

;

σcd =

F
≤ [σcd]
nl d

Trong đó :
τc - Ứng suất cắt của đinh tán ở từng dãy.
σcd - Ứng suất chèn dập của đinh tán ở từng dãy.
F - Lực tác dụng lên đinh tán ở từng dãy.
n – Số đinh tán bố trí ở mỗi vũng, chọn n = 12 với cả hai vũng.
d – Đường kính đinh tán, chọn d = 4 mm.
l – Chiều dài bị chèn dập của đinh tán, bằng một nửa chiều dày đĩa bị động.
l = 0,5. 4,5 = 2,25 (mm)
[τc] - Ứng suất cắt cho phép của đinh tán.

[τc] = 10 MPa.

[σcd] - Ứng suất chèn dập cho phép của đinh tán. [σcd] = 25 MPa.
Thay số vào ta cú:
677, 488
ục1 = 12. π 0, 0042
4

= 4492731,837 (N/m2) = 4,493 (MPa)

818, 631
ục2 = 12. π 0, 0042
4

= 5428715,426 (N/m2) = 5,429 (MPa)

677,488

úcd1 = 12.0,00225.0,004 = 6273037,037 (N/m2) = 6,273 (MPa)
818,631

úcd2 = 12.0,00225.0,004 = 7579916,667 (N/m2) = 7,580 (MPa)
Vậy tất cả các đinh tán đều thỏa món độ bền cho phép.
b. Moayơ đĩa bị động:
Chiều dài của moayơ đĩa bị động được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa
bị động. Moayơ được ghép với xương đĩa bị động bằng đinh tán và lắp với trục ly
hợp bằng then hoa.
19

Chiều dài moayơ thường chọn bằng đường kính ngồi của then hoa trục ly hợp.
Khi điều kiện làm việc nặng nhọc thì chọn L = 1,4 D (D là đường kính ngồi của
then hoa trục ly hợp). Với ly hợp có hai đĩa bị động thì chiều dài mỗi moayơ riêng
biệt phải giảm nhiều.
Khi làm việc then hoa của moayơ chịu ứng suất chèn dập và ứng suất cắt được
xác định theo công thức :
τc =

4⋅ M emax
≤ [τc]
z1 ⋅ z2 ⋅ L ⋅ b ⋅ (D + d)

σcd =

8⋅ M emax
≤ [σcd]
z1 ⋅ z2 ⋅ L ⋅ (D2 − d2 )

Trong đó :
Me max - Mơmen cực đại của động cơ. Me max = 400 Nm.
z1 - Số lượng moay ơ riêng biệt, với ly hợp có 2 đĩa bị động thì z1 = 2.
z2 - Số then hoa của một moayơ, z2 = 10.
L - Chiều dài moayơ, chọn L = 0,04 m.
D - Đường kính ngồi của then hoa, D = 0,042 m.
d - Đường kính trong của then hoa, d = 0,03 m.
b - Bề rộng của một then hoa, b = 0,006 m.
Các thông số trên được chọn theo xe tham khảo.
Với vật liệu chế tạo moayơ là thép 40X thì ứng suất cho phép của moayơ là:
[τc] = 10 MN/m2

;

[σcd] = 20 MN/m2

Do đó:
4.400

ục = 2.10.0,04.0,006.(0,042 + 0,03) = 4629629,63 (N/m2) = 4,630 (MPa)
8.400

úcd = 2.10.0,04.(0,042 2 − 0,03 2 ) = 4629629,63 (N/m2) = 4,630 (MPa)
Vậy moay ơ đảm bảo độ bền cho phép.
c. Đinh tán nối moayơ với xương đĩa bị động:
Chọn đường kính đinh tán d = 8 mm.
Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất chèn dập.
20


F
τc = π ⋅ d2 ≤ [τc]
n⋅
4

;

σcd =

F
≤ [σcd]

n⋅ l ⋅ d

Trong đó :
F - Lực tác dụng lên đinh tán.
F=

400
M emax
= 2 ⋅ 0,061 = 3278,689 (N)
2⋅r

Với: r - Bán kính đặt đinh tán, chọn r = 0,061 m.
n - Số lượng đinh tán ở một moayơ, n = 3 đinh.
d - Đường kính đinh tán, d = 8 mm = 0,008 m.
l - Chiều dài bị chèn dập của đinh tán, l = 4 mm = 0,004m.
Có:

3278,689
ục = π .0,008 2 = 21742481,72 (N/m2) = 21,742 (MPa)
3.
4
3278,689

úcd = 3.0,004.0,008 = 34153010,42 (N/m2) = 34,153 (MPa)
Mà trị số ứng suất cho phép của đinh tán là:
[τc] = 30 MPa

;

[σcd] = MPa

Vậy đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.
4.2. Trục ly hợp:
Đối với ôtô, trục ly hợp vừa là trục sơ cấp hộp số, đầu cuối của trục có cặp bánh
răng nghiêng luôn ăn khớp. Đầu trước của trục lắp ổ bi và đặt trong khoang của
bánh đà, đầu sau lắp ổ bi trên thành vỏ hộp số.
a. Chế độ tính tốn trục ly hợp :
Ta dùng mơmen truyền từ động cơ xuống trục ly hợp để tính tốn, M e max = 400
Nm. Vì mơmen truyền từ bánh xe chủ động lên trục ly hợp (theo điều kiện bám)
lớn hơn mômen truyền từ động cơ xuống trục ly hợp.
b. Tính các lực tác dụng lên cặp bánh răng luôn ăn khớp :
Các thông số của bánh răng nghiêng ln ăn khớp :
- Đường kính đỉnh răng: da = 126,05 mm.
21


- Đường kính vịng chia: dw = 111,72 mm.
- Đường kính chân răng: df = 104,34 mm.
- Mơđun pháp tuyến: mn = 4,25 mm.
- Số răng: Z = 25.
- Góc nghiêng của răng: β = 18o .
- Góc ăn khớp α = 20o .
- Bề rộng vành răng: B = 33,55 mm.
Tính lực vịng :

2⋅ M t 2 ⋅ M emax
2 ⋅ 400
=
Pv1 = Z ⋅ ms Z ⋅ mn = 25 ⋅ 0,00425 = 7161 (N)
cosβ

cos18 o
tgα

tg20o

Tính lực hướng tâm :

Pr1 = Pv1 . cosβ = 7161 .
= 2740 (N)
cos18o

Tính lực dọc trục :

Pa1 = Pv1 . tgβ = 7161 . tg18o = 2327 (N)

c. Tính các lực tác dụng lên cặp bánh răng gài số 1 :
Trục thứ cấp hộp số có đầu trục dưới được lắp ổ lăn và đặt vào khoang của bánh
răng luôn ăn khớp. Do vậy mà trục ly hợp cũng chịu một phần lực tác dụng do
trục thứ cấp gây ra (ta tính cho tay số 1).
Mơmen tính tốn trục thứ cấp ở tay số 1 :
Mt1 = Me max . ih1 = 400 . 6,314 = 2525,6 (Nm)
Tính lực vịng :
Pv2 =
Trong đó:

2 ⋅ 2525,6
2⋅ M 1t
= 51 ⋅ 0,005 = 19809 (N)
Z⋅ m

Z - Số răng của bánh răng gài số 1. CóZ = 51.
m - Mơđun pháp tuyến, m = 5 mm.

Tính lực hướng tâm : Pr2 = Pv2 . tgα = 19809 . tg20o = 7210 (N)
Tính lực dọc trục: Pa2 = 0 (N) (bánh răng trụ răng thẳng).
d. Tính các phản lực tác dụng lên trục ở vị trí lắp ổ lăn :
Tính các phản lực tại 2 gối đỡ trên trục thứ cấp hộp số :
22


Xét mặt phẳng (xOz) và mặt phẳng (yOz). Giả sử các phản lực có chiều như hình
vẽ. Ta có hệ phương trình sau :
∑Fx = Fx23 - Pv2 + Fx25 = 0
∑M3 (Fx) = Pv2 . l3 - Fx25 . (l3 + l4) = 0
∑Fy = Fy23 - Pr2 + Fy25 = 0
∑M3 (Fy) = Pr2 . l3 - Fy25 . (l3 + l4) = 0
∑Fx = Fx23 + Fx25 = 19809 (N)
∑M3 (Fx) = 19809 . 308 - Fx25 . (308 + 107) = 6101172 - Fx25 . 415 = 0
Fx25 = 14702 (N)
Fx23 = 19809 - 14702 = 5107 (N)
∑Fy = Fy23 + Fy25 = 7210 (N)
∑M3 (Fy) = 7210 . 308 - Fy25 . (308 + 107) = 2220680 - Fy25 . 415 = 0
Fy25 = 5351 (N)
Fy23 = 7210 - 5351 = 1859 (N)
Các phản lực đều dương nên chiều của các phản lực theo giả thiết là đúng.
Tính các phản lực tại hai gối đỡ 0 và 1 trên trục ly hợp :
23


Nhận xét: Nếu ta gọi hai lực do trục thứ cấp tác dụng lên trục ly hợp tại vị trí có

bánh răng nghiêng là Fx13 và Fy13 . Hai lực này có giá trị tuyệt đối bằng hai lực F x23
và Fy23 trên trục thứ cấp, có điểm đặt vào bánh nghiêng ln ăn khớp, có phương
chiều ngược với Fx23 và Fy23 .
Như vậy ta có :

Fx13 = Fx23 = 5107 (N)
Fy13 = Fy23 = 1859 (N)

Ta có thể coi đường tác dụng lực của hai lực F x13 và Fy13 cùng nằm trong mặt
phẳng chứa đường tác dụng lực của Pv1 và Pr1 .
Xét mặt phẳng (xOz) và mặt phẳng (yOz). Giả sử các phản lực có chiều như hình
vẽ. Ta có hệ phương trình sau :
∑Fx = Fx10 - Fx11 + Pv1 - Fx13 = 0
∑Mo (Fx) = Fx11 . l1 - Pv1 . (l1 + l2) + Fx13 . (l1 + l2) = 0
∑Fy = Fy10 - Fy11 + Pr1 + Fy13 = 0
∑Mo (Fy) = Fy11 . l1 - Pr1 . (l1 + l2) - Fy13 . (l1 + l2) + Pa1

dwa
=0
2

Fx10 - Fx11 = Fx13 - Pv1 = 5107 - 7161 = - 2054
∑Mo (Fx) = Fx11 . 355 - 7161 . (355 + 41) + 5107 . (355 + 41) = 0
Fx11 = 2291 (N)
Fx10 = 2291 - 2054 = 237 (N)
Fy10 - Fy11 = - Pr1 - Fy13 = - 2740 - 1859 = - 4599
24


∑Mo (Fy) = Fy11 . 355 - 2740.396 - 1859.396 + 2327 .

111,72
=0
2

Fy11 = 4764 (N)
Fy10 = 4764 - 4599 = 165 (N)
Các phản lực đều dương nên chiều của các phản lực theo giả thiết là đúng.
e. Tính các mômen trên trục ly hợp và vẽ biểu đồ mômen :
Ta đặt trục ly hợp trong hệ trục (Oxyz).
Như vậy trục ly hợp chịu uốn theo phương Ox và Oy, xoắn quanh Oz.
Mặt cắt A-A giữ lại bên trái :
∑Mx = Mx - Fy10 . l1 = 0
Mx = Fy10 . l1 = 165.0,355 = 58,565 (Nm)
∑My = My + Fx10 . l1 = 0
My = - Fx10 . l1 = - 237.0,355 = - 84,175 (Nm)
Mặt cắt B-B giữ lại bên trái :
∑Mx = Mx - Fy10 .(l1 + l2) + Fy11 . l2 = 0
Mx = Fy10 .(l1 + l2) - Fy11 . l2
= 165.(0,355 + 0,041) - 4764.0,041 = - 130 (Nm)
∑My = My + Fx10 . (l1 + l2) - Fx11 . l2 = 0
My = - Fx10 . (l1 + l2) + Fx11 . l2
= - 237.(0,355 + 0,041) + 2291.0,041 = 0 (Nm)
∑Mz = Mz - Pv1 . ra = 0
Mz = Pv1 . ra = 7161 . 55,86.10-3 = 400,013 (Nm)
Từ đó vẽ biểu đồ mômen uốn và xoắn:

25