Thuyet minh lhc 2

Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

lời nói đầu
Trong giai đoạn hiện nay, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đang phát triển
nh vũ bÃo và thu đợc rất nhiều thành tựu tác dụng to lớn vào nền kinh tế và quốc
phòng.
Đất nớc ta đang trong thời kỳ CNH-HĐH, điều này đòi hỏi cần có một nền
khoa học kỹ thuật phát triển. Trong bối cảnh đó, ngành xe máy quân đội ta đang
không ngừng nâng cao chất lợng nghiên cứu khoa học, nâng cao trình độ chuyên
môn đối lợng đội ngũ làm công tác thiết kế, quản lý, khai thác và sử dụng xe máy
trong quân đội
Chính điều đó mới đáp ứng đợc yêu cầu ngày càng cao với sự nghiệp phát triển
đất nớc nói chung và từng bớc hiện đại hoá quân đội, nâng cao sức chiến đấu, sẵn
sàng nhận và hoàn thành mọi nhiệm vụ.
Tuy nhiên, trong điều kiện thực tế rất khó khăn của đất nớc Việt Nam hiện
nay, việc khai thác, sử dụng các trang thiết bị hiện có trong quân đội một cách khoa
học là một yêu cầu rất cấp bách, thiết yếu, nhất là các phơng tiện xe máy, các trang
thiết bị trong quân đội đều là những trang thiết bị chuyên dụng, rất đắt tiền, ít có
khả năng mua mới. Mặt khác xe máy trong quân đội ta đa phần là các loại xe sản
xuất tại Liên Xô cũ.
Do đó để có thể khai thác, sử dụng tốt trang bị xe máy trong quân đội ở điều
kiện địa hình Việt Nam đòi hỏi mỗi cán bộ kĩ thuật ngành xe phải nắm chắc đặc
tính kết cấu các loại xe để biết cách khai thác, bảo dỡng, sửa chữa, phục hồi chi
tiết, hệ thống trên xe.
Đồ án Tính toán kiểm nghiệm ly hợp xe UAZ-31512 cũng không nằm ngoài
mục đích trang bị cho cán bộ ngành xe có thêm hiểu biết về hệ thống trun lùc nãi
chung vµ tõng chi tiÕt trong hƯ thèng, nhất là có thể sửa chữa, phục hồi các chi tiết
trong ly hợp. Để từ đó có cơ sở khai thác, bảo dỡng xe đợc tốt hơn.
Đồ án gồm những phần chính sau:

Phần I: TổNG QUAN Về LY HợP
I.
Công dụng, yêu cầu đối với ly hợp.
II.
Phân tích kết cấu ly hợp.
Phần II: tính toán kiểm nghiệm ly hợp ô tô uaz 31512
I.
Xác định các thông số cơ bản của ly hợp.
II.
Kiểm nghiệm ly hợp.
III. Tính toán các chi tiết chủ yếu của ly hợp.
IV. Dẫn động điều khiển ly hợp.

Phần I: tổng quan về ly hợp
I. Công dụng, yêu cầu đối với ly hợp:
1.1. Công dụng:
Trong hệ thống truyền lực của ô tô ly hợp là một trong những cụm chính.
Ly hợp có công dụng:
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 truyền toàn bộ
momen quay từ động cơ đến hệ thèng truyÒn lùc.
1


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

Đảm bảo an toàn cho c¸c chi tiÕt cđa hƯ thèng trun lùc khi gặp quá tải
nh khi phanh đột ngột mà không ngắt ly hợp (ly hợp sẽ bị trợt).

Ly hợp còn là cơ cấu an toàn đảm bảo cho động cơ và hệ thống truyền lực
khỏi bị quá tải dới tác dụng của tải trọng động và mômen quán tính.
Nối và tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách êm dịu và dứt khoát
để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực, đảm bảo đợc khi xe khởi
động tại chỗ, khi tăng tốc, khi sang số lúc ô tô chuyển động phải êm dịu và các va
đập ở các răng, các khớp nối phải nhỏ để tăng tuổi thọ các chi tiết.
1.2. Yêu cầu:
Truyền đợc momen xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trợt ở bất kỳ
điều kiện sử dụng nào.
Đóng êm dịu và hoàn toàn.
Mở hoàn toàn và nhanh chóng.
Thoát nhiệt tốt cho các bề mặt ma sát, đảm bảo sự làm việc bình thờng
của ly hợp.
Đảm bảo cân bằng lực chiều trục.
Điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng, có khả năng tự động hoá dẫn động điều
khiển.
Mômen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập.
Kết cấu đơn giản dễ điều chỉnh, tháo lắp và bảo dỡng, sửa chữa.
Là cơ cấu an toàn cho động cơ khi hệ thống truyền lực bị quá tải.
ii. Phân tích kết cấu ly hợp một đĩa ma sát:

2


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

Hình 2.1: Cấu tạo ly hợp một đĩa

1. Phần chủ động của ly hợp.
- Phần chủ động của ly hợp gồm có bánh đà 2, đĩa ép 3, vỏ ly hợp 9, lò xo ép
7, càng mở 16. Các bề mặt ma sát của bánh đà đợc gia công phẳng.
3


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

- Trong quá trình làm việc ly hợp sẽ phát sinh nhiệt làm cho các chi tiết của
ly hợp bị nóng lên vì vậy đĩa ép đợc chế tạo bằng gang hợp kim có độ bền mòn cao,
độ chống mòn tốt, độ bền cơ học cao, khẳ năng thoát nhiệt tốt. Đĩa ép có dạng hình
khối khá dày nên nó sẽ thu nhiệt vào bản thân rồi toả ra môi trờng, bánh đà và đĩa
ép đợc xem là hấp thụ toàn bộ lợng nhiệt sinh ra khi ly hợp bị trợt. Ngoài ra đĩa ép
còn phải đảm bảo độ cứng vững và tránh đợc quá trình cong vênh khi ly hợp làm
việc. Đĩa ép ngoài chuyển động quay cùng với bánh đà còn phải có khả năng di
chuyển dọc trục khi mở và đóng ly hợp, vì vậy đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 đợc liên kết
với nhau bằng bốn lò xo lá 4. Một đầu lò xo lá đợc tán cố định với vỏ ly hợp bằng
đinh tán, đầu còn lại lắp với đĩa ép 3 qua ống bạc 5 bằng bulông 6. Do vậy tạo nên
sự liên kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp theo phơng tiếp tuyến. Để đảm bảo
truyền mô men xoắn, đồng thời cũng đảm bảo sự di chuyển dọc trục đĩa ép khi mở
hoặc đóng ly hợp, ở mặt của đĩa ép còn gia công các gờ lồi để định vị các lò xo ép.
Đôi khi còn thấy khoan bớt phần kim loại ở bề mặt đĩa ép, đó chính là việc đảm
bảo cân bằng động cho phần chủ động của ly hợp.
- Vỏ ly hợp đợc cố định với bánh đà bằng các bu lông 23, lò xo ép 7 đựoc bố
trí trên một hình tròn, mỗi lò xo ép 7 có một đầu tì vào đĩa ép qua vòng cách nhiệt
10, đầu còn lại tì vào vỏ ly hợp qua gờ định vị.
- Lò xo đợc định tâm mép các lỗ ở vỏ ly hợp và gờ lồi ở đĩa ép.
2. Phần bị động của ly hợp.

- Phần bị động của ly hợp bao gồm: đĩa bị động 26, trục bị động 29.
- Đĩa bị động 26 đợc lắp ghép then hoa với trục 29 cũng chính là trục sơ cấp
của hộp số. Mối ghép then hoa này bảo đảm truyền mô men xoắn tới trục 29, đồng
thời đĩa bị động 26 có thể dịch chuyển dọc trục khi mở và đóng ly hợp.
- Cấu tạo đĩa bị động gồm 4 phần: xơng đĩa, moay ơ đĩa, tấm ma sát, bộ giảm
chấn xoắn.

Hình 2.2: Đĩa bị động

Xơng đĩa: Chế tạo bằng thép, không xẻ rÃnh và cũng không đặt lò xo tấm
gợn sóng. Các tấm ma sát đợc lắp trực tiếp lên xơng đĩa bằng các đinh tán (tán
riêng cho từng tấm ma sát với xơng đĩa).

Moayơ của đĩa bị động: Dùng để truyền mô men xoắn từ đĩa bị động tới trục
bị động của ly hợp (trục sơ cấp của hộp số), mặt trong của moay ơ có gia công các
rÃnh then hoa để lắp ghép với đoạn trục then hoa của trục bị động, vành moay ơ đ4


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

ợc chế tạo liền với moay ơ. Hai bề mặt sát thân moay ơ đợc gia công phẳng để tiếp
xúc với các tấm ma sát của bộ giảm chấn xoắn.
Các tấm ma sát: Đợc chế tạo dạng vành khăn, trên bề mặt có gia công các
rÃnh hớng tâm và nghiêng nhằm thoát nhiệt, thoát phần vật liệu bị mài mòn trong
quá trình làm việc và thoát dầu, thoát nớc ra khỏi bề mặt ma sát. Trên mỗi tấm ma
sát gia công hai hàng lỗ dạng bậc để lắp ghép tấm ma sát với xơng đĩa bằng các
đinh tán, các đinh tán này thờng đợc chế tạo bằng kim loại mềm (đồng hoặc
nhôm). Sau khi gắn các tấm ma sát lên xơng đĩa, các đầu đinh tán phải tụt xuống

khỏi bề mặt ma sát từ 1-2 mm để tránh sự cọ sát giữa các đầu đinh tán lên các bề
mặt ma sát của đĩa ép và bánh đà khi các tấm ma sát quá mòn.

Bộ gảm chấn xoắn: Đợc đặt ở đĩa bị động của ly hợp để tăng độ êm dịu khi
đóng ly hợp, tránh cho hệ thống truyền lực khỏi những dao động xoắn cộng hởng
khi tần số dao động của hệ thống truyền lực trùng với tần số kích thích dao động
gây ra bởi sự thay đổi mô men xoắn của động cơ. Bộ giảm chấn xoắn gồm 3 lò xo
trụ đợc lắp trong các lỗ hình chữ nhật của xơng đĩa và vành moayơ đĩa với độ nén
nhất định các tấm ma sát của bề mặt giảm chấn xoắn có một bề mặt tiếp xúc với
bề mặt ma sát của moayơ, bề mặt còn lại tiếp xúc với với mặt bích của xơng đĩa.
Nh vậy, xơng đĩa và moayơ liên kết đàn hồi với nhau qua các lò xo giảm chấn,
giữa xơng đĩa và moayơ có thể xoay tơng đối với nhau. Khi có sự xoay tơng đối
gia moayơ và xơng đĩa thì các lò xo giảm chấn xoắn bị nén lại nên nó giảm độ
cứng của hệ thống truyền lực, có nghĩa là giảm tần số giao động riêng của hệ
thống truyền lực và triệt tiêu khả năng xuất hiên cộng hởng ở tần số cao.
Do độ cứng tối thiểu của các lò xo giảm chấn xoắn bị giới hạn bởi điều kiện
kết cấu của ly hợp nên dao động của hệ thông truyền lực vẫn có thể xảy ra cộng hởng ở tần số thấp, bởi vậy các bề mặt của tấm ma sát của bộ giảm chấn xoắn giữa
moay ơ và xơng đĩa sẽ xuất hiện mô men ma sát, năng lợng dao động cộng hởng ở
tần số thấp nhờ đó mà khuếch tán ra môi trờng dới dạng nhiệt và dao động cộng hởng này sẽ bị triệt tiêu.
3. Cơ cấu mở ly hợp.
* Đòn mở: Dùng để tách cỡng bức đĩa ép và giải phóng đĩa bị động ra khỏi
bánh đà của ly hợp. Đòn mở đợc kết cấu theo nguyên lí đòn bẩy, một đầu tựa vào
đĩa ép, một đầu sẽ tì vào bạc mở khi tác động mở ly hợp, phần thân đòn mở nối
bản lề với giá đòn mở, giá này lắp cố định với vỏ ly hợp bằng bu lông. Khớp bản
lề ở giữa đòn mở phải bảo đảm cho đầu trong của đòn mở có thể quay quanh bản
lề này với tâm quay thay đổi để đầu ngoài của đòn mở chỉ có một chuyển động
tịnh tiến dọc trục khi mở và đóng ly hợp. Đầu trong (phía bạc mở) của đòn mở
phải nằm trong cùng một mặt phẳng vuông góc với đờng tâm trục.
* Bạc mở: Dùng để truyền tác động mở ly hợp tới đòn mở. Bạc mở gồm ổ tỳ
hớng trục 11 và bạc mở 12. Khi đóng mở ly hợp thì bạc mở 12 di chuyển dọc trục

29.
4. Nguyên lí làm việc.
- Khi ngời lái đạp lên bàn đạp ly hợp 1 lực thắng sức căng lò xo hồi vị bàn đạp
và lực nén lò xo ép đĩa ma sát, lúc đó ly hợp mở ra và cắt động lực truyền từ động
cơ đến đĩa ma sát, lúc này trục bị động của ly hợp không còn truyền mô men xoắn.
Khi tác động lên bàn đạp thông qua hệ thống dẫn động thuỷ lực tác động lên bạc
mở làm bạc mở di chuyển dọc trục tác động lên đòn mở và mở ly hợp.
- Khi đóng ly hợp thì ngời lái nhả từ từ bàn đạp, nhờ lò xo hồi vi và thông qua
hệ thống đòn dẫn động bạc mở đợc đa về vị trí ban đầu, đòn mở đợc giải phóng, lò
xo ép ép đĩa ép vào tấm ma sát lên bề mặt bánh đà, ly hợp đợc đóng lại và truyền
mô men của động cơ.

5


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lí làm việc của ly hợp

phần II: tính toán kiểm nghiệm ly hợp
ô tô UAZ 31512
Tính năng kỹ chiến thuật ô tô UAZ 31512:
STT

Thông số kỹ thuật

Giá trị

Đơn vị

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Chiều dài toµn bé L
ChiỊu réng B
ChiỊu cao toµn bé H
ChiỊu dµi cơ sở Lo
Tải trọng
Trọng lợng xe không tải
Trọng lợng toàn bộ
Công suất lớn nhất Nemax
Số vòng quay nemax
Mômen lớn nhất Memax
TØ sè trun hép sè
ihs
Hép sè ph©n phèi ip
Trun lùc chính io
Kích thớc bánh xe

4025
1785
2015
2380
600+2ngời
1600
2480
90-92
4000
17,5
3,78-2,60-1,551,00-L:4,12
1,00-1,94
4,625
8,40-15

mm
mm
mm
mm
KG
KG
KG
ml
v/ph
KGm

12
13
14

inch

I . Xác định các thông số cơ bản của ly hợp.
1.
Mômen ma sát của ly hợp M.
Mô men ma sát của ly hợp đợc xác định theo công thức:
M .M e max

Trong đó:
+ Memax _ Mô men lớn nhất của động cơ của ly hợp. Memax = 17,5 KG.m
+
_ Hệ số dự trữ mô men của ly hợp.
ô tô du lịch: = 1,2 - 1,75 . Chän  = 1,75.
Suy ra: M = 1,75 . 17,5 = 30,63 [ KG.m]
2. Xác định kích thớc vòng ma sát.
a) Đờng kính ngoài D:
6


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

Đờng kính ngoài đợc xác định theo công thức kinh nghiệm sau:
D 3,16

M e max
A

Memax _ Momen cực đại của động cơ [Nm].

A
_ Hệ số kinh nghiệm. Đối với ô tô du lịch A =4,7
D = 2R= 3,16.

17,5.9,81
19,1
4,7

[cm]

Chọn đờng kính ngoài của vòng ma sát ly hợp D = 250 [mm]
b) Đờng kính trong d:
Đờng kính trong d của vòng sát đợc xác định theo c«ng thøc sau:
d = (0,55  0,70).D = (137,5 175).
Dựa theo bảng 3, tài liệu [I] và kết quả tính toán
Chọn: d = 150 [mm]
Chiều dày tấm ma sát: 50 mm.
3. Xác định số đôi bề mặt ma sát của ly hợp.
Số lợng đôi bề mặt ma sát của ly hợp có thể xác định theo công thức sau đây:
i

16.M

. .q.( D d )( D d ) 2

Trong đó:
_ Hệ số ma sát của các bề mặt tiếp xúc. Hệ số ma sát phơ thc rÊt
nhiỊu u
tè : vËt liƯu lµm tÊm ma sát, tốc độ trợt giữa các đĩa, áp lực
riêng và nhiệt độ. Đối với ly hợp ôtô, hệ số ma sát thờng nằm trong khoảng:

=0,250,4. Chọn: = 0,3
q _ áp lực riêng trên bề mặt ma sát (KG/cm2). Chọn q = 200 [KN/m2]
Từ đó ta tính đợc: i = 1,36
Do số đôi bề mặt ma sát là một số nguyên nên ta chọn i = 2
Nh vậy ly hợp tính toán có một đĩa ma sát bị động
4. Xác định lực ép các đĩa ma sát.
Lực ép các đĩa ma sát đợc xác định theo công thức sau:
P

Trong đó:

M

.i.Rtb

+ Rtb _ Bán kính trung bình của vòng ma s¸t.
Rtb 

2 R3  r 3
3 R2  r2

3
3
= 2 . 1252  75 2 102 [mm].

3 125  75

D 250

125 [mm]

2
2
ma s¸t, R  d 150 75 [mm]
2
2
M
17,5.9,81.1000
P


.i.Rtb
0,3.2.102

R _ Bán kính ngoài của vòng ma sát,
R _ Bán kính trong của vòng
Thay số và tính toán, ta đợc:

R

2805,15 [N]

5. Xác định hành trình đĩa ép.
Hành trình đĩa ép đợc xác định theo công thức sau:
S = i.
_ Khe hở giữa 2 đĩa kề nhau khi ly hợp ở trạng thái mở.
Ly hợp một đĩa: = 0,751,00 mm. Chän:  = 1 [mm].
VËy: S = 2 [mm].
II - Kiểm nghiệm ly hợp theo công trợt riêng và nhiệt độ đốt nóng các chi tiết
của ly hỵp.
7

Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

2.1 Công trợt của ly hợp.
Công trợt sinh ra trên bề mặt ma sát đợc xác định theo công thức sau đây :
n2
L 0 .
180

Jb
1

Jb
1 KG.m
(1 )
Je


Jb _ Mô men quán tính của bánh đà tợng trng đặt trên trục bị
động của ly hợp tơng đơng với động năng của ô tô.
rk2
G
J b . . 2 2 2 2 [KG.m.s2]
g i0 .iP .ic .ih
'

_ Hệ số kể đến ảnh hởng của khối lợng chuyển động quay trong

trờng hợp ly hợp mở. Chọn: = 1,07.
G _ Trọng lợng toàn bộ xe. Chọn: G = 2480 KG (khi xe chất
đầy tải).
g _ Gia tèc träng trêng:
g = 9,81 m/s2.
rk _ B¸n kÝnh tÝnh toán. rk = .r (m)
_ Hệ số biến dạng cđa lèp. Víi lèp ¸p st thÊp
 = 0,9300,935, chän = 0,93.
r _ Bán kính thiết kế (m), đợc xác định theo kích thớc tiêu chuẩn
của lốp. Ta có kÝ hiÖu lèp: 8,40 - 15
d
 25,4  15
 25,4
r   B .

 8,4 .
0,404
2
1000
2



 1000

ih, iP, io vµ ic _ TØ sè trun cđa hép sè, hép sè phân phối, truyền
lực chính và truyền lực cạnh. Chọn: ih = 3,78; iP = 1; ic = 1; io =4,625.
Thay số và tính toán ta đợc:
rk2
G

2480
0,3757 2
J b . . 2 2 2 2 1,07.
.
 0,125 KG.m.s2=
g i0 .i P .ic .ih
9,8 4,625 2.1.1.3,78 2
'

1,226 N.m.s2
Je _ M« men quán tính của các khối lợng chuyển động quay của động
cơ và phần chủ động của ly hợp.
J e (1,2 1,4) J m KG.m.s2.
Chän: Je = 1,2.Jm.
Jm _ M« men của bánh đà và động cơ.
J e 1,2

ph.

Gbd 2
1,2.175,8.0,154 2
.rbd 
0,51
g
9,81

KG.m.s2.

no _ Sè vßng quay cđa trơc khủu khi xe khëi hµnh ë sè 1. no=1000 v/

 _ HƯ sè dự trữ mô men của ly hợp.
Thay số và tính toán, ta đợc:
n2
L 0 .
180

1000 2
1,226

.

Jb
1
180
1,226
1 6164 N.m
1
(1 )
1
. 1

Je

0,51.9,81 1,75
Jb

2.2 Công trợt riêng của ly hợp.
Công trợt riêng đợc xác định theo công thức sau:
L
l

[l ] KG.m/cm2
F .i
i _ Số đôi bề mặt ma sát

F _ Diện tích bề mặt ma sát.
F .( D 2  d 2 ) (cm2)
4

8


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

D _ Đờng kính ngoài của vòng ma sát.
d _ Đờng kính trong của vòng ma sát.
F = 314,16 ( cm2).
[l] _ Công trợt riªng cho phÐp. [l] =1012 kG/cm2.
6164

 l = 9,81.314,16.2
VËy: l < [l].

1,00003

kG/cm2.

2.3 Xác định nhiệt độ các chi tiết bị nung nóng.
Để tính nhiệt độ nung nóng các chi tiết của ly hợp ta giả thiết rằng: Đĩa ma

sát truyền nhiệt kém do đó toàn bộ nhiệt sinh ra tỷong quá trình trợt của ly hợp
đều truyền qua đĩa ép và bánh đà. Đĩa ép và bánh đà đợc nung nóng tức thời,
nghĩa là không kể đến sự truyền nhiệt từ đĩa ép và bánh đà ra môi trờng xung
quanh.
Nhiệt độ tăng lên của chi tiết sau mỗi lần đóng ly hợp đợc xác định theo
T

công thức sau:

.L
427.C.G

Trong ®ã:
+ T _ NhiƯt ®é cđa chi tiÕt tÝnh theo độ K.
+ _ Hệ số xác định công trợt dùng để nung nóng chi tiết cần tính
(đĩa ép hoặc đĩa chu động trung gian).
1
= 0,5.

2.n
+ n _ Số đĩa bị động của ly hợp (n=1).
+ L _ Công trợt sinh ra khi đóng ly hợp [KG.m]
+ C _ Tû nhiƯt cđa chi tiÕt bÞ nung nãng. C= 0,115 kcal / kg0C
+ Gn _ Khèi lỵng cđa chi tiÕt ®ang tÝnh (®Üa Ðp): Gn=4,2 kg.
0,5.6164
VËy:
T = 9,81.427.0,115.4,2 1,52 0C.
§èi với ô tô bánh hơi, mỗi lần khởi hành tại chỗ trong điều kiện sử
dụng ở đờng phố, T không vợt quá [T] = 10 15 0C.
Vậy, nhiệt độ tăng lên khi đóng ly hợp đảm bảo đạt yêu cầu.

III . Tính toán các chi tiết chủ yếu của ly hợp.
3.1. Lò xo ép của ly hợp.
Lò xo ép của ly hợp là hình trụ bố trí xung quanh, lò xo đợc chế tạo bằng thép
cácbon cao (5060) với øng suÊt cho phÐp: [] = 500700 MN/m2.
Chän lß xo ép là lò xo hình trụ bố trí theo chu vi đĩa ép.
* Chọn số lợng lò xo ép n: Theo b¶ng 4 [I], chän n = 9.
* Lùc Ðp của lò xo khi đóng ly hợp :
Lực ép chung của tất cả các lò xo đợc xác định theo công thức:
P

M

.i.Rtb

17,5.9,8.1000

0,3.2.102

2805,15 N.

Khi ngắt ly hợp, các lò xo bị nén thêm một đoạn nữa, lúc này lực ép tổng sẽ
tăng lên khoảng 20% so với lúc ly hợp đang đóng, Vậy lực ép khi ngắt ly hợp đợc xác định theo công thức:
Pmax = 1,2.P = 1,2. 2805,15= 3366,18 N.
Đối với ô tô có tải trọng nhỏ và trung bình thì tải trọng tác dụng lên một 1 lò
xo không vợt quá 6070 KG.
Lực nén tác dụng lên một lò xo khi ly hợp đóng:
P = P/n = 2805,15/9 = 350,64 N.
Lực tác dụng lên một lò xo khi ly hợp ở trạng thái mở hoàn toµn:
P0 = Pmax/n = 3366,18/9 = 420,773 N.
9

Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

Xác định đờng kính dây lò xo
Theo sách [I] : max=50007000 KG/cm2 và tỉ số trung bình của lò xo với đờng kính lò xo: c 

Dlx
6 9
d lx

, chän c = 7

§êng kÝnh dây lò xo đợc xác định theo ứng suất xoắn ([x]).
Theo [VIII], ta cã c«ng thøc  max 

8kP0 D
[ ]
 .(d )3

k: hƯ sè xÐt ®Õn ®é cong cđa dây lò xo, k 1+1,45/c = 1,18
Từ đó suy ra d 2

8c.kP0 .
8.7.1,18.420,773
2
0,388 cm 3,88mm
 .[ x ]

 .6000.9,81

=>
D = 27,16 mm.
* Xác định số vòng làm việc của lò xo:
Độ cứng lò xo: C = 2040 N/mm, chọn C = 30 N/mm
mµ

C

G.d 4
8.D 3 .n0

Víi : n0: lµ số vòng làm việc của lò xo
G: môđun đàn hồi của lò xo, G = 8.104 MN/m2
Từ đó suy ra no= 3,77 vßng; ta chän no = 4
VËy, sè vßng làm việc của lò xo là 4 vòng.
* Xác định chiều dài biến dạng của lò xo:
- Chiều dài biến dạng ban đầu của lò xo 1: 1 = 0.P.
Trong đó:
+ 0 _ Hệ số đàn hồi của lò xo (0 = 0,0150,04 mm/N).
Chän: 0 = 0,033 mm/N
Suy ra: 1 = 0,033. 350,64 = 11,57 mm.
- Độ biến dạng thêm khi mở lò xo ly hợp 2: 2 = i. =2.1 = 2 mm.
_ khe hở giữa các vòng của lò xo khi mở ly hợp ( = 0,5-1,5 mm),
chän ’ = 1,0 mm.
i _ Sè cỈp bỊ mỈt ma sát, i = 2.
- Chiều dài biến dạng hoàn toàn của ly hợp :
= 1 + 2 = 11,57 + 2 = 13,57 mm.
- Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do: theo giáo trình chi tiết máy tập 2 :

Chiều dài lò xo nén khi các vòng sít nhau: l = (n- 0,5)d
Trong đó n là toàn bộ số vòng làm việc no cộng thêm (0,75 1) ở mỗi đầu
mút
Chiều dài lò xo ở trạng thái tự do là:
l0 = l + = (4 +1.2- 0,5).3,88 +13,57 = 34,91 mm
* Kiểm nghiệm lại lò xo:
Khi tính toán lò xo hình trụ, cần phải tính ®Õn sù tËp trung øng st ë phÝa
trong cđa d©y lò xo.

k = 8.

P0 .D.
.k MN/m2.
.d 03

ở đây: D = 27,16 mm.
d0 = 3,88 mm.
k = 4c  1  0,615 1,2 (theo b¶ng trang 74 _ KCTT xe ô tô 1968).
4c 1
c
Thay số và tính toán, ta ®ỵc: k = 597,866 N/mm2
[] = 500  700 N/mm2.
Suy ra: k < [].
Vậy, lò xo đạt yêu cầu.
3.2. Đĩa chủ động của ly hợp (đĩa ép).
10


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

Đối với ly hợp một ®Üa, ®Üa chđ ®éng ®ång thêi cịng lµ ®Üa Ðp. Đĩa chủ động
đợc chọn dựa trên kích thớc vòng ma sát và bánh đà động cơ. Đĩa chủ động của
ly hợp đợc chế tạo từ gang xám C.18-36
Căn cứ vào kết quả tính toán ở trên ta chọn kích thớc của đĩa ép:
D = 250 mm
d = 150 mm
Bề dày của đĩa đợc chọn sơ bộ bằng (4,5 6)% D = 11,25 15 mm
Đĩa ép và vỏ ly hợp liên kết với nhau bằng bốn lò xo lá. Một đầu lò xo đợc
tán cố định với vỏ ly hợp bằng đinh tán, đầu còn lại lắp với đĩa ép 3 qua ống bạc
5 bằng bu lông 6. Do vËy tÝnh bỊn cho ®Üa Ðp ta tÝnh bỊn cho chi tiết bắt ( đinh
tán và bulông) theo c và cd và tính bền lò xo theo k và u
Công thøc tÝnh bÒn theo [II] :
c 

4kM j max

4.0,5.803,6.103

14,711 N
mm 2
135,84.1.4. .8 2

c  [c ] = 15  20

0,5.803,6.10 3

10,27 N
mm 2

rTB .z c .z d ..d . 1 135,84.1.4.8.9

c [c] = 20 

rTB .z c .z d . .d 2

MPa
 cd 

kM j max

30 MPa
k 

kM j max

0,5.803,6.10 3

20,32 N
mm 2
rTB .z c .z lx . lx .(blx  d lx ) 135,84.1.4.2,6.(22  8)

k  [k ] = 400  500
MPa
u 

E lx  2.10 5.2,6.1,8

35,23 N
mm 2

l2
1632

u  850  900 MPa

k - hÖ sè tÝnh ®Õn vÞ trÝ cđa ®Üa chđ ®éng, k = 0,5.
Mjmax mômen động cực đại, Mjmax = 82 KG.m = 803,6.103 N.mm
rTB bán kính trung bình vết tiếp xúc, rTB = 135,84 mm
zc – sè ®Üa chđ ®éng, zc = 1
zd- số đinh tán(bulông), zd = 4
d - đờng kính đinh tán(bulông), d = 8 mm
l- chiếu dài làm việc của đinh tán(bulông), l = 9 mm
lx- độ dầy lß xo, lx = 2,6 mm
blx- bỊ réng lß xo, blx = 2,2 mm
- hành trình đĩa ép, = 2 mm
llx- chiều dài lò xo, llx = 164 mm
Từ đó ta suy ra đinh tán, bulông và lò xo đủ bền
Đối với ly hợp một đĩa, đĩa chủ động đồng thời cũng là đĩa ép. Đĩa chủ động
đợc chọn dựa trên kích thớc vòng ma sát và bánh đà động cơ. Đĩa chủ động của
ly hợp đợc chế tạo từ gang xám C4.18-36
Căn cứ vào kết quả tính toán ở trên ta chọn kích thớc của đĩa ép:
D = 250 mm; d = 150 mm.
3.3. Đĩa ma sát bị động.
Đĩa bị động cần có độ đàn hồi lớn để tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp, có hệ
số ma sát cao và ổn định. Đĩa đợc cấu tạo từ các vòng ma sát, xơng đĩa và bộ
giảm chấn xoắn... nhằm đảm bảo cho đĩa đàn hồi dọc trục hay đàn hồi theo chiều
xoắn.
Vòng ma sát đợc làm từ Atbét, Ferađô, kim loại gốm...,có độ dày từ 34 mm,
chọn 3mm. Xơng của đĩa ma sát bị động của ly hợp ô tô đợc chế tạo từ thép có
hàm lợng cácbon cao, sau đó nhiệt luyện bằng phơng pháp tôi.

Xác ®Þnh øng st chÌn dËp then hoa.
11


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

Theo tài liệu [VIII]:
ứng suất chèn dập then hoa đợc tính theo công thức :d = 2.Mx/(dtb.l.h.z)
Mx _ Mô men xoắn trên trục. Mx = Memax = 17500 KG.mm
l _ ChiỊu dµi lµm viƯc mèi ghép
z _ Số răng;
dtb _ Đờng kính trung bình của mối ghép
h _ Chiều cao làm việc của răng.
Tra bảng 9.3[VII], (Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khÝ), chän:
m = 3, z = 10; h = 2,4 mm; dtb = 35 mm; l = 46 mm.
thay sè và tính toán, ta đợc: d 8,886 N/mm2
Vậy, mối ghép then hoa giữa đĩa bị động ma sát và trục bị động của ly hợp đảm
bảo bền.
Tính bền cho đinh tán
Đinh tán dùng để tán các tấm ma sát với xơng đĩa, đợc chế tạo từ nhôm với
d=5mm.
Đinh tán dợc kiểm bền theo ứng suất chèn dập và ứng suất cắt. Đinh
tán đợc bố trí theo 2 dÃy, ta cã:
M e max .r1
17,5.9,81.1000.75

302,956 N
2

2
2(r1  r2 )
2.(75 2  125 2 )
M
.r
17,5.9,81.1000.125
F2  e2max 22 
504,929 N
2( r1  r2 )
2.(75 2  125 2 )
4.F1
4.302,956
 c1 

1,929 N
2
mm 2
n1d
8. .5 2
4.F2
4.504,929


2,143 N
2
mm 2
n2d
12. .5 2
F1 

 c2

;

c  [] = 40 MPa
 cd 1 
 cd 2 

4.F1 4.302,956

3,030 N
mm 2
n1ld
8.10.5

;

4.F2 4.504,929

3,366 N
mm 2
n 2 ld
12.10.5

cd  [cd] = 25 MPa
Víi : r1, r2 - B¸n kÝnh vòng đinh tán trong và vòng đinh tán ngoài
F1, F2 - lực tác dụng lên vòng đinh tán có bán kính tơng ứng r1, r2
d - đờng kính đinh tán
n1, n2 là số lợng đinh tán tơng ứng r1 , r2
Từ đó ta suy ra đinh tán đủ bền

3.4. Bộ giảm chấn xoắn.
Theo bảng 6 [I], ta chọn số lợng lò xo của bộ giảm chấn xoắn là 8, đờng
kính mặt bích của moay ơ là 135 mm. Bán kính vòng tròn bố trí các lò xo giảm
chấn đợc chọn dựa trên đờng kính ngoài của mặt bích moay ơ là 60 mm.
Để tạo nên lực ép ban đầu, chiều dài lỗ bố trí lò xo phải nhỏ hơn chiều dài
của lò xo ở trạng thái tự do. Chọn chiều dài của lỗ là 25 mm.
Lực ép ban đầu của các lò xo giảm chấn phải tạo nên mô men có trị số bằng
(0,150,20). Memax = (2,6253,5) KG.m.
Lò xo của bộ giảm chấn xoắn có tỉ số giữa đờng kính trung bình với đờng
kính dây lò xo nhỏ để đảm bảo vừa có độ cứng lớn, song kích thớc lại nhỏ gọn, tỷ
số đó nằm trong khoảng 4,55,5. Trong kết cấu ly hợp, đờng kính dây lò xo thờng
dao động trong khoảng 34 mm; đờng kính ngoài của lò xo: 1419 mm; sè vßng
12


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

làm việc của lò xo: 45. Ta chọn: Đờng kính dây lò xo: 3 mm; đờng kính ngoài
của lò xo: 14 mm; số vòng làm việc của lò xo: 4 vòng.
3.5. Trục bị động của ly hợp.
Trục bị động của ly hợp đồng thời cũng là trục sơ cấp của hộp số, vì vậy ở
cuối trục bị động của ly hợp có bố trí bánh răng của hộp số. Trong trờng hợp này,
trục vừa chịu xoắn vừa chịu uốn, do đó độ bền của trục đợc tính toán theo ứng suất
tổng hợp.
Trục bị động của ly hợp thờng đợc chế tạo bằng thép: 40X, 18XT, 30
XT....
Theo tài liệu chi tiết máy, độ bền của trục đợc tính theo công thức :
td = 2 3 2  []

Trong ®ã :
 = Mmax/(0,1.d3)
 = Tmax/(0,2.d3)
[] = 0,8 ch
Với Mmax, Tmax _ Mô men xoắn lớn nhất và mô men uốn lớn nhất tại thiết
diện nguy hiểm lúc quá tải; ch _ Giới hạn chảy của vật liệu trục (ch = 450 Mpa).
3.6. Đòn mở ly hợp.
Đòn mở ly hợp đợc tính bền theo ứng suất uốn, ứng suất uốn đợc xác định dới
tác dụng của lực đặt tại đầu trong đòn mở ly hợp. Khe hở giữa đòn mở và bạc mở
34 mm.
Muốn cắt mở đợc bộ ly hợp cần phải tác dụng lên các đòn mở một lực lớn hơn
lực nén tổng cộng của các lò xo trong trờng hợp đĩa ép dịch chuyển một đoạn la S.
1,2.P
nd .i

Lực tác dụng lên mỗi đòn mở đợc tính : Q

N.

Trong đó :
P _ lục nén tổng cộng, P = 2805,15 N
n _ Số đòn më, chän nd = 4.
i _ TØ sè truyÒn, chän i =5.
Thay số và tính toán, ta đợc: Q = 168,309 N.
IV. Dẫn động điều khiển ly hợp.
Dẫn động điều khiển ly hợp xe UAZ- 31215 là dẫn động điều khiển bằng
thuỷ lực.
* Ưu điểm:
- Kết cấu gọn, chỉ cần khoảng không gian nhỏ hẹp để bố trí các cụm và đờng
ống của hệ thống.

- Khi bị nén dầu không bị giảm thể tích và các đờng ống không có biến dạng
nên dẫn động thuỷ lực có độ cứng cao.
- Dẫn động thuỷ lực cho phép đóng ly hợp êm hơn so với dẫn động cơ khí.
* Nhợc điểm:
- Độ tin cậy không cao
- Giá thành chế tạo cao

13


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

Hình 2.4: Sơ đồ dẫn ®éng ®iỊu khiĨn ly hỵp
ë hƯ thèng dÉn ®éng ®iỊu khiển ly hợp bằng thuỷ lực, việc đóng hoàn
toàn đợc đảm bảo bằng hai khe hở: Khe hở giữa piston với cần đẩy piston
xy lanh chính và khe hở giữa các đòn mở với bạc mở ly hợp.
- Khe hở giữa cần đẩy với piston xy lanh chinh yêu cầu bằng:
0,5- 1,5 mm
- Khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở yêu cầu bằng: 3 mm
Trong quá trình sử dụng bất kỳ khi nào tháo để sửa chữa các đờng ống
dầu hoặc bổ sung dầu sau khi đà cạn quá mức cho phép thi cần phải xả khí
trong hệ thống. Trớc tiên điền đầy dầu ly hợp vào bình chứa trên bơm cái
đến mức quy định. Tiếp theo nối một ống mềm vào đầu vít xả khí trên xy
lanh con, đầu kia của ống mềm đợc nhúng chìm vào một bình chứa dầu.
Một ngời ngồi trên xe đạp bàn đạp ly hợp vài lần đến khi thấy nặng thì giữ
bàn đạp ở vị trí đó với một lực nhất định. Một ngời ở dới nới vít xả khí cho
dầu thoát ra theo đờng ống mềm xuống bình chứa dầu bên dới, khi đó có
thể quan sát đợc bọt khí theo dầu thoát ra ở bình. Quan sát thấy lúc nào

không còn bọt khí nữa thì dừng lại, ngời trên xe đạp bàn đạp hết hành trình
tới sàn xe thì giữ nguyên đó để ngời ở dới vặn vít xả khí lại.

Kết luận

Đồ án môn học kết cấu tính toán ô tô quân sự là một đồ án vận dụng lí
thuyết của các môn học: cấu tạo xe quân sự, lí thuyết ô tô, kết cấu xe quân sự, và
14


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

vận dụng tổng hợp các kiến thức đà đợc học về sức bền vật liệu, chi tiết máy,
nguyên lí máy để giải quyết. để giải quyết.
Đồ án này giúp ích rất nhiều cho tôi trong qua trình hệ thống lại kiến
thức của mình và áp dụng vào giải quyết các vấn đề mà nhiệm vụ đồ án đặt ra. Đồ
án này giúp tôi có thêm những kiến thức chuyên nghành và những kiến thức tổng
hợp khác tạo điều kiện cho quá trình học tập tiếp theo cũng chuẩn bị cho đồ án tốt
nghiệp sau này.
Với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo trong bộ môn xe quân sự và
các thành viên trong lớp tôi đà hoàn thành đợc nhiệm vụ. Nhng trong quá trình tính
toán, kết quả của đồ án có thể cha hoàn thiện, kính mong đợc sự chỉ bảo của các
thầy, để giúp tôi hoàn thiện hơn làm nền tảng cho đồ án tốt nghiệp sau này. Tôi
xin chân thành cảm ơn.

Hà nội: ngày để giải quyết... tháng để giải quyết... năm để giải quyết...

Tài liệu tham khảo

I. Hớng dẫn đồ án môn học lí thuyết tính toán và kết kấu ô tô quân sự - Bộ
môn xe quân sự, khoa trang bị cơ điện - trờng đại học quân sự - 1976.
II. Tập bài giảng thiết kế tính toán «t« - pGS.TS Ngun Träng Hoan
III. CÊu t¹o « t« quân sự - Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập _ HVKTQS-_ 1995.
IV. Kết cấu và tính toán ô tô - Nhà xuất bản GTVT _ 1984.
V. Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo - Nguyễn Hữu Cần, Phan Đình Kiên Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp - 1985
VI. Lí thuyết ô tô quân sự - HVKTQS - 2002.

15


Đồ án môn học: Kết cấu tính toán ôtô QS

Học viên: Trần Quốc Chấn _ K38

VII. Thiết kế hệ thống dẫn động -Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Nhà xuất bản giáo
dục.
VIII. Chi tiết máy - Đỗ Quyết Thắng - Bộ môn Cơ kỹ thuật - HVKTQS 1994

16