Đồ án tính toán thiết kế ô tô pptx

Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
TRNG I HC S PHM K THUT VINH
KHOA C KH NG LC
N MễN HC TNH TON THIT
K ễ Tễ
Giỏo viờn hng dn : NGUYN èNH IP
Sinh Viờn Thc Hin : ĐậU VĂN THàNH
Lp : đhcn ô tô b - k2
Vinh thỏng 09 nm 2010

==================================================================
ỏn tớnh toỏn ụ tụ 2 SVTH: Đậu Văn Thành
1
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu: 2
Tên đề tài 4
A. Thông số xe tham khảo 5
B. Nội dung tính toán 7
I. Tính toán các thông số cơ bản của ôtô 7
II. Xác định mômen ma sát của ly hợp 7
III. Xác định kích thứơc cơ bản của ly hợp 8
IV. Tính công trượt riêng của ly hợp 11
V. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 17
V.1. Tính toán sức bền đĩa bị động 17
V.2. Tính toán moay ơ đĩa bị động 20
VI. Lò xo ép 24
VII. Lò xo giảm chấn 29
VIII. Tính toán thiết kế dẫn động ly hợp 32
==================================================================

Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
2
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. Hưóng dẫn thiết kế ly hợp của
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẳng
Tác giả: Th.s: Lê Văn Tụy
2. Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong T1,T2:
Tác giả: Hồ Tấn Chuẩn- Nguyễn Đức Phú-Trần Văn Tế- Nguyễn Tất Tiến -
Phạm Văn Thể.
Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp,
3. Động cơ đốt trong:
Tác giả: PGS – TS. Phạm Minh Tuấn.
Nhà xuất bản khoa học kỷ thuật.
4. Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy:
Tác giả: GS-TS. Nguyễn Đắc Lộc – Lưu Văn Nhang.
Nhà xuất bản khoa học kỷ thuật.
5. Sổ tay công nghệ chế tạo máy:
Tác giả:
Nhà xuất bản giáo dục.
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế
thế giới, nền kinh tế việt nam cũng từng bước phát triển trên con đường công
nghiệp hoá hiện đại hoá. Bên cạnh đó kỹ thuật của nước ta cũng từng bước tiến bộ.
Trong đó phải nói đến nghành động lực nói chung và sản xuất ô tô nói riêng, chúng
ta đã liên doanh với khá nhiều hãng ô tô nổi tiếng trên thế giới như Nissan, Honda,
Toyota…cùng sản xuất và lắp ráp ô tô. Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật,
đội ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiên cứu, thiết kế tính toán đó là yêu cầu cấp
thiết. Có như vậy ngành sản xuất ô tô của ta mới có thương hiệu riêng cho mình
trên thị trường quốc tế.

==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
3
Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
Sau khi hc xong mụn hc TNH TON THIT K ễTễ, chỳng em c t
b mụn giao lm nhim v ỏn mụn hc. Trong quỏ trỡnh tớnh toỏn hon thnh
ỏn mụn hc chuyờn ngnh ny, bc u chỳng em ó gp khụng ớt khú khn
b ng nhng cựng vi s n lc ca bn thõn, Tuy nhiờn do l ln u tiờn chỳng
em vn dng lý thuyt ó hc, vo tớnh toỏn v thit k ụtụ c th theo thụng s cho
trc, nờn gp rt nhiu khú khn v khụng trỏnh khi nhng sai sút. Vỡ vy chỳng
em rt mong s quan tõm, s giỳp ch bo ca cỏc thy bn thõn chỳng em
ngy cng c hon thin hn na v kin thc chuyờn mụn v kh nng t
nghiờn cu ca mỡnh.
Qua ỏn mụn hc ny bn thõn em ó cú ý thc hn cho ngh nghip ca
mỡnh, ó dn hỡnh thnh cho mỡnh phng phỏp hc tp v nghiờn cu mi.

Rt mong c s giỳp nhiu hn na ca thy v cỏc thy giỏo trong
khoa.
Em xin chõn thnh cm n!

Vinh, Ngy thỏng nm 2010
Sinh viờn thc hin

u Vn Thnh
NHN XẫT, NH GI N
Giỏo viờn hng dn :

==================================================================
ỏn tớnh toỏn ụ tụ 2 SVTH: Đậu Văn Thành
4
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL



Giáo viên chấm :
Kết quả đánh giá :








A. Thông số xe zil 164
Các thông số cơ bản
- số chỗ ngồi 3
- sức chở (đường nhựa) 4000kg
Trọng lượng thiết kế
+ phân bố cầu trước
+ phân bố cầu sau
4100 kg
1870kg
2770kg
- trọng lượng toàn tải(kể cả người) 8325kg
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh

5
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
+ phân bố cầu trước
+ phân bố cầu sau
2160kg
6165kg
- Tốc độ tối đa 75km/h
lượng tiêu hao nhiên liệu tương ứng với một tốc độ 27(lit)
- công suất cực đại của động cơ 97 mãlực
- số vòng quay tk ứng với công suất cực đại 2600(v/p)
- Mô men xoắn cực đại của động cơ 33(kGm)
số vòng quay tk ứng với mômen xoắn cực đại của đcơ 1100-1400(v/p)
số 1 6,24
số 2 3,32
số 3 1,90
số 4 1
số 5 0,81
số lùi 6,70
tỷ số truỳên của truyền lực chính 7,63
-Kích thước lốp
+chiều cao H (mm)
9 – 20
2180
-Chiều rộng giữa đường tâm 2 bánh trước
1700
-Chiều dài cơ sở (mm) 4000
- Chiều dài toàn bộ (mm) 6700
- Chiều rộng toàn bộ 2470
- Chiều rộng giữa đường tâm 2 bánh sau 1740
==================================================================

Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
6
Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
B.NI DUNG TNH TON
I. Tớnh toỏn cỏc thụng s c bn ca ụtụ:
I.1. Trng lng ton b ca ụtụ:
G
a
:Trng Lng ton xe . Theo G
a
=8325 (KG) ( k c ngi)
G
a
= 8325.9,81= 81668,25 (N)
I.2. Bỏn kớnh lm vic ca bỏnh xe ch ng:
Bỏn kớnh lm vic ca bỏnh xe c xỏc nh theo cụng thc sau:
r
bx
=
4,25).
2
(
d
B
+
(mm) (1-2)
Trong ú : B : Chiu rng lp
d : ng kớnh vnh
Theo : Kớ hiu ca bỏnh xe 9 - 20
õy : B=9,00 (inh) =228,6 (mm)

d= 20 (inh) =508 (mm)
==================================================================
ỏn tớnh toỏn ụ tụ 2 SVTH: Đậu Văn Thành
7
Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
Thay s vo (1-2) ta c : r
bx
=
4,25).
2
(
d
B
+
=
20
(9 ).25,4 482,6
2
+ =
(mm)
r
bx
= 0,4826 (m)
I.3. T s truyn ca truyn lc chớnh i
o
:
Xe tham kho ZIL164 cú i
o
=7,63
II .Xỏc nh mụ men ma sỏt ca ly hp:

Ly hp phi cú kh nng truyn ht mụmen xon ln nht ca ca ng c .
m bo yờu cu truyn ht mụ men xon ln nht ca ng c trong mi
iu kin thỡ ta phi cú :
M
ms
=M
emax
. (1-3)
Trong ú : - M
ms
: mụmen ma sỏt cn thit ca ly hp . [N.m]
- M
emax
:mụmen xon ln nht ca ng c . [N.m].Theo
M
emax
= 33 (kGm)
M
emax
= 33.9,81 = 323,73 (Nm)
- : h s d tr ca ly hp .
H s d tr ly hp phi ln ( > 1) m bo ly hp truyn ht
mụmen xon ng c trong mi iu kin lm vic ca nú (khi cỏc b mt ma sỏt b
du m ri vo ,khi cỏc lũ xo ộp b gim tớnh n hi ,khi cỏc tm ma sỏt b mũn ,
) .Mt khỏc h s cng khụng c ln quỏ vỡ nh th ly hp khụng lm tt
chc nng bo v an ton cho h thng truyn lc khi quỏ ti .
H s c chn theo thc nghim :
Bảng 1-1 : Bảng chọn hệ số dự trữ ly hợp
Loại xe
Trị số

Xe du lịch 1,35
ữ
1,75
Xe tải, khách, máy kéo vận tải (không kéo mooc) 1,60
ữ
2,25
Ô tô tải có mooc (hoặc tính năng thông qua cao) 1,80
ữ
3,00
Máy kéo nông nghiệp kiểu ly hợp th ờng đóng 2,00
ữ
2,50
i vi ụtụ ti =1,60ữ2,25 . Chn = 2,0
Thay s vo ta cú : M
ms
=M
emax
. =323,73.2,0 =647,46 [N.m]
==================================================================
ỏn tớnh toỏn ụ tụ 2 SVTH: Đậu Văn Thành
8
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
III . Xác định các kích thước cơ bản của ly hợp :
III.1. Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động :
a. Bán kính ngoài của tấm ma sát ly hợp được xác định :
Hình 1: sơ đồ tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát
R
2
=
( )

3
max
1 2
.3
Rms
e
KpZ
M
−
πµ
β
(1-4)
Trong đó :
µ
:Hệ số ma sát trượt giữa các đôi bề mặt ma sát:
µ
=0,22÷0,3.Xe làm việc
trong điều kiện không nặng nhọc và có tính động lực tốt nên chộn hệ số ma sát theo
giới hạn nhỏ
. Chọn
µ
=0,30
Z
mz
: Số đôi bề mặt ma sát ưu tiên chọn một đĩa bị động nên chọn Z
mz
=2
P : Áp suất pháp tuyến của các bề mặt ma sát .Để đảm bảo tuổi thọ cho các
tấm ma sát giá trị p cho phép là [p] =1,4.10
5

÷2,5.10
5
[N/m
2
].Vì ly hợp làm việc
trong điều kiện nhẹ nên có thể chộn áp suất theo giới hạn trên: p=1,8.10
5
[N/m
2
]
K
R
: Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong và ngoài bề mặt ma sát ,
K
R
=
2
1
R
R
=0,53÷0,75
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
9
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
Chọn K
R
=0,55
Thay vào (1-2) ta có :
R

2
=
( ) ( )
max
3
3
3 5 3
3 .
3.647,46
0,15
2. . . . . 1 2.2.0,3.3,14.1,8.10 . 1 0,53
e
ms R
M
Z p K
β
µ π
= =
− −
(m)
R
2
=150(mm).
Suy ra bán kính trong R
1
của tấm ma sát là :
R
1
=R
2

.0,53=0,15.0,53=0,08 (mm)
R
1
= 80 (m)
Như vậy đường kính ngoài của đĩa ma sát ( đĩa bị động):
D
2
= 2. R
2
= 2.150 = 300 (mm)
b. chọn số lượng đĩa bị động: ( số đôi bề mặt ma sát)
d
2
.
2. . . . .[ ]
tb
M
i
R b q
β
π µ
=

⇒

[ ]
( )
12
2
2 RRqR

M
i
tb
ms
−
=
µπ
Trong đó: b- bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động được tính theo
b = R
2
- R
1
= 150 – 80 = 70 (mm) = 0,070 (m)
[q]- áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát, tính theo KG/cm
2
hoặc
KN/m
2

Tra bảng thông số chọn: [ q] = 200 (KN/m
2
)
R
tb
: bán kính ma sát trung bình
R
tb
=
3 3 3 3
2 1

2 2 2 2
2 1
2 2 0,15 0,08
. 0,11855
3 3 0,15 0,08
R R
R R
− −
= =
− −
[m]
Thay các thông số vào ta có:
2 2 2 5
2,0.323,73
1,745744
2. .(11,855.10 ) .0,3.(15 8).10 .2.10
i
π
− −
= =
−
Từ đó ta chọn i = 2 tương ứng với 1 đĩa bị động
Tra bảng thông số đối với ly hợp ta thấy:
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
10
Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
Đờng kính
ngoài đĩa bị
động

Mômen
xoắn M
emax
Hệ số tr-
ợt

Số lợng
đĩa bị
động
Số lợng
đòn mở
Số lợng
lò xo
ép
Loại
ôtô
250
ữ
325 330 2,0 1 3 12 Xe tải
S liu kớch thc c bn l phự hp
III.2. Din tớch v bỏn kớnh trung bỡnh ca hỡnh vnh khn tm ma sỏt:
Din tớch hỡnh vnh khn tm ma sỏt S[m
2
] c xỏc nh theo cụng thc :
S=.(R
2
2
R
1
2

)=3,14.(0,15
2
-0,08
2
)=0,0505 [m
2
]
Bỏn kớnh trung bỡnh ca hỡnh vnh khn tm ma sỏt :
R
tb
=
3 3 3 3
2 1
2 2 2 2
2 1
2 2 0,15 0,08
. 0,11855
3 3 0,15 0,08
R R
R R

= =

[m]
III.3. Chiu dy tm ma sỏt:
Theo ti liu chiu dy tm ma sỏt i vi xe ti v xe khỏch
ms

cú giỏ tr
trong khong

ms

= 3
ữ
5 (mm), ta chn
ms

= 5 (mm)
III.4. Lc ộp ca c cu ộp :
Sau khi ó xỏc nh c cỏc thụng s kớch thc ca vnh ma sỏt ,ta d
dng tớnh c lc ộp cn thit ca c cu ộp phi to ra m theo ú m bo c
ỏp sut lm vic ó chn v tho món mụmen ma sỏt yờu cu :
F =
mstb
e
ZR
M

.
max
à

(1-5)
F=
2,0.323,73
9102,5
0,3.0,11855.2
=
[N]
IV. Tớnh cụng trt riờng ca ly hp :

==================================================================
ỏn tớnh toỏn ụ tụ 2 SVTH: Đậu Văn Thành
11
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
ω
e
M
e
J
e
M
ms
M
a

ω
a
J
a
M
ω
ω
e
ω
e

(
t
)
ω

a
(t)
M
a
ω
e
=
ω
a
ω
a
t
t
1
t
2
β
.M
emax
M
m
s

(
t
)
Hình 2: Mô hình hoá động cơ -truyền lực và đồ thị tốc độ góc
Việc xác định kích thước của bề mặt ma sát theo diều kiện áp suất làm việc
không vượt quá giá trị cho phép như trên chưa đủ để đánh giá khả năng chống mòn
của ly hợp .Khi các ly hợp khác nhau có cùng áp suất làm việc nhưng với ôtô máy

kéo khác nhau có trọng lượng khác nhau thì thì sự hao mòn của ly hợp cũng khác
nhau.
Quá trình đóng êm dịu ly hợp bao giờ cũng kèm theo sự trượt của ly hợp
giữa các đôi bề mặt ma sát. Sự trượt của ly hợp làm cho các đôi bề mặt ma sát mòn
đồng thời sinh nhiệt làm nóng các chi tiết tiếp xúc với bề mặt trượt .Nếu cường độ
trượt quá mạnh sẽ làm mòn nhanh các bề mặt ma sát và nhiệt sinh ra sẽ rất lớn ,có
thể làm cháy cục bộ các tấm ma sát ,làm nung nóng lò xo ép ,từ đó có thể làm giảm
tính đàn hồi của lò xo.
Vì vậy việc xác định công trượt ,công trượt riêng của ly hợp để hạn chế sự
mòn ,khống chế nhiệt độ cực đại nhằm đảm bảo tuổi thọ cho ly hợp là hết sức cần
thiết .
IV.1. Mô men quán tính quy dẫn J
a
[kg.m
2
]:
Mô men quán tính khối lượng quy dẫn J
a
được xác định từ điều kiện cân
bằng động năng khi ôtô đang chuyển động xác định theo công thức sau:
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
12
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
J
a
=
t
oph
bxma

iii
r
g
GG
δ
.

.
1
2








+
[kg.m
2
] (1-6)
Trong đó :
G
a
: Trọng lượng toàn bộ của ôtô .G
a
=8325.9,81=81668,25 [N]
G
m :

Trọng lượng toàn bộ của rơmóc. G
m
=0
g : Gia tốc trọng trường .g=9,81 [m/s
2
]
r
bx
:Bánh kính làm việc của bánh xe chủ động . r
bx
=0,4826 [m]
i
h1
: Tỷ số truyền của hộp số ở tay số 1 . Theo đề i
h1
=6,24
i
p
: Tỷ số truyền của hộp số phụ . i
p
=1
i
o
:Tỷ số truyền của truyền lực chính .i
o
=7,63
t
δ
: Hệ số tính đến khối lượng chuyển động quay trong hệ thống truyền
lực .trong tính toán thiết kế lấy

t
δ
=1,05÷1,06. Chọn
t
δ
=1,05.
Thay số vào (1-6) ta có :
J
a
=
( )
t
oph
bxma
iii
r
g
GG
δ
.

.
2
1
2









+
[kg.m
2
]
J
a
=
( )
2
2
81668,25 0 0,4826
. .1,05 0,898
9,81
7,63.1.6,24
+
 
=
 ÷
 
[kg.m
2
]
IV.2. Mô men cản chuyển động quy dẫn M
a
[N.m]:
Mômen cản chuyển động của xe quy dẫn về trục ly hợp được tính theo công
thức sau:

M
a
=
( )
[ ]
tt
bx
ma
i
r
PGG
η
ψ
ω
.

++
[N.m] (1-7)
Trong đó :
ψ
: Hệ số cản tổng cộng của đường .Tính cho đương có
ψ
=0,02
ω
P
: Lực cản của không khí . Khi khởi hành xe thì
ω
P
=0(vì tốc
độ quá nhỏ).

==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
13
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
i
t
: Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực(i
t
=i
o
.i
h1
.i
p
)
t
η
: Hiệu suất của hệ thống truyền lực .Đối với ôtô tải
t
η
=0,9÷0,93.Chọn
t
η
=0,9
Thay số vào công thức (1-7) ta có:
M
a
=
( )
[ ]

tt
bx
ma
i
r
PGG
η
ψ
ω
.

++
=
( )
0,4826
81668,25 0 .0,02 0 . 18,395
7,63.1.6,24.0,9
 
+ + =
 
[N.m]
IV.3. Tính thời gian trượt ly hợp trong các giai đoạn (t
1
và t
2
):
Thời gian đóng ly hợp được chia làm hai giai đoạn :
Thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn đầu được xác định theo công thức:
t
1

=
k
M
a
[s] (1-8)
Thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn hai ,được xác định theo công thức :
t
2
=
k
A
(1-9)
Trong đó :
-k :Hệ số tỷ lệ kể đến nhịp độ tăng mômenkhi đóng ly hợp và được
xác định theo công thức kinh nghiệm : Đối với xe ôtô tải k=15÷75[kGm/s]
K= 150 ÷ 750 (Nm/s)
Chọn k=200 [Nm/s]
A : Là biểu thức rút gọn được tính theo công thức :
( )
ama
JA
ωω
−= 2
(1-10)
Với : ω
m
=1400[v/p] tốc độ góc ứng với mômen cực đại của động cơ
ω
m
=1400.3,14/30=146,60 [rad/s]

ω
a
=0 tốc độ góc của trục ly hợp tính toán cho lúc khởi hanh xe.
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
14
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
Thay số vào công thức (1-10) ta có:
( )
ama
JA
ωω
−= 2
=
( )
2.0,898. 146,60 0 16,22− =
Thay số vào công thức (1-8) và (1-9) ta có:
t
1
=
k
M
a
=
18,395
0,0919
200
=
[s]
t

2
=
k
A
=
16,22
1,146
200
=
[s]
kiểm tra thời gian trượt tổng cộng: t
0
= t
1
+ t
2

∈
( 1,1
÷
2,5 [s] )
t
0
= 0,0919 + 1,146 = 1,2379 [s]
so sánh với điều kiện cho phép ta thấy phù hợp
IV.4. Tính công trượt tổng cộng :
Công trượt tổng cộng của ly hợp được xác định theo công thức sau:
( ) ( )
2
2

1
.
2
1
3
2
2

aeaaea
Jt
t
ML
ωωωω
−+






+−=
[J] (1-9)
Trong đó t
1
,t
2
thời gian trượt của ly hợp trong hai giai đoạn dã được
tính ở trên.
Thay số vào (1-9) ta có:
( ) ( )

2
0,0919 2 1
18,395. 146,60 0 . .1,146 0,898. 146,60 0 11833,90
2 3 2
L
 
= − + + − =
 ÷
 
[J]
IV.5. Tính công trượt riêng cho ly hợp:
Để đánh giá tuổi thọ của ly hợp theo điều kiện trượt ,người ta dùng chỉ tiêu
công trượt riêng ;được xác định bằng công trượt trên một đơn vị diện tích làm việc
của các bề mặt ma sát được xác định theo công thức sau:
( )
2
1
2
2
RRz
L
L
ms
r
−
=
π
(1-10)
Trong đó :
L :Công trượt tổng cộng của ly hợp được xác đinh ở trên .

==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
15
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
z
ms
:Số đôi bề mặt ma sát .Ly hợp một đĩa bị động nên z
ms
=2
R
2
,R
1
: Bán kính tương ứng vòng ngoài ,vòng trong của hình vành
khăn bề mặt ma sát .
Thay số vào công thức (1-10) ta có:
( )
2 2
11833,90
116982,91
2. . 0,15 0,08
r
L
π
= =
−
[J/m
2
]
=116,982 [KJ/m

2
]
Công trựơt cho phép đối với xe con là :L
r
≤800 [KJ/m
2
].
So sánh giữa kết quả tính đựơc với giới hạn cho phép của công trượt riêng ta
nhận thấy chênh lệch không đáng kể do vậy mà ly hợp thiết kế đạt yêu cầu về tuổi
thọ.
IV.6. Nhiệt sinh ra do trượt ly hợp :
Ngoài việc tính toán kiểm tra công trượt riêng ,ly hợp còn cần phải tính toán
kiểm tra nhiệt độ nung nong các chi tiết của ly hợp trong quá trình trượt ly hợp để
đảm bảo sự làm việc bình thường của ly hợp ,không ảnh hưỡng nhiều đến hệ số ma
sát , không gây nên sự cố cháy tấm ma sát hoặc ảnh hưỡng đến sự đàn hồi của lo xo
ép ,….
Với ly hợp một đĩa nhiệt sinh ra làm nung nóng đĩa ép được xác định theo
công thức:
γ
.L =m.C.ΔT (1-11)
Trong đó :
L : Công trượt toàn bộ của ly hợp , đã được xác định từ (1-9)
γ
: Hệ số xác định phần nhiệt để nung nóng đĩa ép ,với ly hợp môt
đĩa bị động thì v=0,50
C : Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng ,với vật liệu làm bằng
thép hoặc gang có thể lấy c=481,5 [J/kg
0
K]
==================================================================

Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
16
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
m : Khối lượng chi tiết bị nung nóng [kg]
ΔT: Độ tăng nhiệt độ của chi tiết bị nung nóng [
0
K]
Độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết tính toán đố với mỗi lần khởi hành của
ôtô (ứng với hệ số cản của đường ψ=0,02) không được vượt quá 10
0
K.
Nghĩa là: ΔT
0
10 K≤
Hay
.
10
.
L
C m
γ
≤
⇒

.
10.
L
m
C
γ

≥
(1-12)
mặt khác ta có:
).(
2
1
2
2 tn
RRVm
−==
πδρρ
(1-13)
trong đó :
δ
- chiều dày đĩa ép
ρ
- khối lượng riêng của đĩa ép, với đĩa ép chế tạo bằng vật liệu
gang
ρ
= 7800 [KG/m
3
]
R
1t
, R
2n
- bán kính trong và ngoài của đĩa ép (m), được xác định
dựa vào bán kính đĩa bị động:
1 1t
R R

δ
= − ∆
2 2n
R R
δ
= − ∆
Ở đây
δ
∆
: là khoẳng tăng kích thước của đĩa ép, để đảm bảo tận dụng hoàn
toàn diện tích làm việc của đĩa ma sát, ta chọn
δ
∆
= 0,002(m)
Do đó:
1 1t
R R
δ
= − ∆
= 0,08-0,002 = 0,078 (m)
2 2n
R R
δ
= − ∆
= 0,15+0,002 = 0,152 (m)
Kết hợp các công thức (1-12) và (1-13) ta đựơc:
( )
2 2
2 1
.

. . .
10.
n t
L
R R
C
γ
ρ δ π
− ≥

⇒

2 2
2 1
.
10. . . ( )
n t
L
C R R
γ
δ
ρ π
≥
−
(1-14)
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
17
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
Thay số vào biểu thức trên ta có:

2 2
0,5.11833,90
0,0294
10.481,5.7800. (0,152 0,078 )
δ
π
≥ =
−
(m)
chọn
δ
= 29 (mm)
Từ đó ta có khối lượng đĩa ép:
).(
2
1
2
2 tn
RRVm
−==
πδρρ
= 7800.0,029.3,14.(0,152
2
- 0,078
2

) = 12 (kg)
V. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp :
V.1. Tính toán sức bền của đĩa bị động .
Hình 3: kết cấu đĩa bị động

-Các vòng ma sát được gắn lên xương đĩa bằng mối ghép đinh tán (1),
xương đĩa được gắn với moay ơ (5) của đĩa bị động thông qua mối ghép đinh tán và
bộ phận giảm xoắn (2)
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
18
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
-Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát
khô,chọn vật liệu có hệ số ma sát cao. đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương
đĩa . Xương đĩa được chế tạo bằng thép các bon trung bình và cao (thép 50 và 85).
Chiều dày đĩa thường chọn từ (3 đến 5 mm). Vật liệu của tấm ma sát là loại
phêrado. phêrado đồng hoặc Atbet đồng .
-Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán .Vật liệu của
đinh tán bằng đồng hoặc nhôm .
-Đường kính đinh tán được lấy trong khoảng (4÷6)mm.Đối với xe tải có thể
chọn đường kính đinh tán là 6mm.
-Chiều dày xương đĩa bị động được lấy trong khoảng (1,5÷2,0)mm.Chọn
2,0mm.
-Đinh tán được bố trí theo hai dãy tương ứng với các bán kính trong là r
1
và
bán kính ngoài là r
2
.Số lượng đinh tán có thể chọn n=20 đinh tán .
1
F
1
F
2
Hình 4: sơ đồ tính bền đinh tán

2 1
1 1
( )
4
R R
r R
−
= +
=
(150 80)
80
4
−
+
= 97,5 (mm)
2 1
2 2
( )
4
R R
r R
−
= −
=
(150 80)
150
4
−
−
= 132,5 (mm)

Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức :
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
19
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
( )
2
2
2
1
1max
1
2
.
rr
rM
F
e
+
=
[N]
( )
2
2
2
1
2max
2
2
.

rr
rM
F
e
+
=
[N] (1-13)
Lần lượt thay số vào (1-13) ta có :
( )
1
2 2
323,73.0,0975
583,16
2 0,0975 0,1325
F = =
+
[N]
( )
2
2 2
323,73.0,1325
792,50
2 0,0975 0,1325
F
= =
+
[N]
 Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất dập .
- Ứng suất cắt của đinh tán ở vòng trong là:
4

.
.
2
1
1
d
n
F
c
π
τ
=
[N/m
2
] (1-14)
Thay số vào ta có :
2
538,16
1370413,187
.0,005
20.
4
c
τ
π
= =
[N/m
2
]=13,96[kg/cm
2

]
-Ứng suất dập của đinh tán ở vòng trong là:
dln
F
d

1
1
=
σ
[N/m
2
] (1-15)
Trong đó : l là chiều dài khoảng chèn dập của đinh tán .Chọn l=1,5[mm]
Thay số vào (1-15) ta có:
583,16
3887733,333
20.0,0015.0,005
d
σ
= =
[N/m
2
]
= 39,63 [kg/cm
2
]
Ứng suất cho phép với vật liệu nêu trên là: [
c
τ

] =100 [kg/cm
2
]
[
d
σ
] =250 [kg/cm
2
].
 Kiểm tra đinh tán ở vòng ngoài:
-Ứng suất cắt của đinh tán ở vòng ngoài là:
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
20
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
2
2 2
2
792,50
1681737,232
. .0,005
. 24
4 4
c
F
d
n
τ
π π
= = =

[N/m
2
]
=17,14 [kg/cm
2
]
-Ứng suất dập của đinh tán ở vòng ngoài là:
2
2
792,50
4402777,778
. . 24.0,0015.0,005
d
F
n l d
σ
= = =
[N/m
2
]
= 44,88 [kg/cm
2
]
Ứng suất cho phép với vật liệu nêu trên là: [
c
τ
] =100 [kg/cm
2
]
[

d
σ
] =250 [kg/cm
2
].
V.2. Tính toán Moay-ơ đĩa bị động :
a.Chiều dài moay-ơ
Được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị động,moay-ơ được lắp
với xương đĩa bị động bằng đinh tán và ghép với trục bằng then hoa .
Tính toán moay-ơ ta tính toán theo ứng suất cắt và dập trên then hoa.
Do trục ly hợp cũng là trục sơ cấp của hộp số ,nên đường kính ngoài trục ly
hợp D được tính theo trục sơ cấp hộp số được tính sơ bộ bằng công thức sau:
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
21
D
d
d
t
b
h
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
( )
3
1
max

ed
MkD
=

(1-16)
Trong đó : k
d
là hệ số kinh nghiệm .k
d
= .chọn k
d
=5,0
M
emax

=323,73 [N.m]: mômen cực đại của động cơ.
Ta có :
( )
1
3
5,0. 323,73 34,33D = =
[mm] .Chọn D=35 [mm].
Với D =35 [mm] ta tra bảng (7-26) sách thiết kế chi tiết máy ta có các thông
số khác của then hoa như sau:
Sử dụng then hoa có răng hình chữ nhật chịu tải trọng trung bình.
-Đường kính trong : d= 28[mm]
-Chiều rộng của răng : b=6 [mm]
-Số răng là :Z=10
Chiều dài moay-ơ được xác định bằng công thức sau :L=1,4D=1,4.35=49[mm].
Khi làm việc then hoa của moay-ơ chịu ứng suất chèn dập và cắt và được
kiểm nghiệm theo công thức sau:
-Ứng suất cắt:
( )
[ ]

c
e
c
dDbLZZ
M
ττ
≤
+
=

.4
21
max
(1-17)
-Ứng suất chèn dập :
( )
[ ]
cd
e
cd
dDLZZ
M
σσ
≤
−
=
22
21
max

.8
(1-18)
Trong đó :
M
emax
:Mô men cực đại của động cơ .M
emax
=323,73[N.m].
Z
1
:Số lượng moay-ơ riêng biệt ,với ly hợp một đĩa bị động thì Z
1
=1
Z
2
:Số then hoa của moay-ơ. Z
2
=10
L : Chiều dài moay-ơ .L=49[mm]=0,049[m]
D : Đường kính ngoài của then hoa . D=35[mm]=0,035[m].
d : Đường kính trong của then hoa . d=28[mm] = 0,028[m].
b : Chiều rộng then hoa . b =6 [mm]=0,006[m]
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
22
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
Lần lượt thay số vào công thức (1-17) và (1-18) ta có:
4.323,73
6991253,644
1.10.0,049.0,006.(0,035 0,028)

c
τ
= =
+
[N/m
2
]
=71,26 [kg/cm
2
]
( )
2 2
8.323,73
11985006,25
1.10.0,049. 0,035 0,028
cd
σ
= =
−
[N/m
2
]
=122,17 [kg/cm
2
]
Vật liệu chế tạo moay-ơ thường là thép 40 ,40X .Ứng suất cho phép là:
[ ]
100=
c
τ

kg/cm
2
[ ]
200=
cd
τ
kg/cm
2
.
So sánh kết quả tính được với ứng suất cho phép ta thấy moay-ơ làm việc
đảm bảo bền
b.Tính toán đinh tán nối moay-ơ với xương đĩa bị động:
Đinh tán nối moay-ơ với xương đĩa bị động được làm bằng thép có đường kính
d=(6÷10)mm .Đồi với xe tải chọn d=8 (mm).
Đường kính mũ đinh tán được tính theo công thức sau:
D
dm
=(1,6÷1,75).d ,chọn D
dm
=1,6.d=1,6.8=12,8[mm]
Đinh tán được bố trí một dãy với bán kính là r = 70 [mm] ,số lượng đinh tán
chọn n=10 (đinh).
Lực tác dụng lên đinh tán được xác định theo công thức sau:
max
2.
2.323,73
4624,7
0,14
e
M

F
D
= = =
[N]
Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất dập :
-Ứng suất cắt của đinh tán :
2 2
4624,7
9205243,4
. 3,14.0,008
. 10.
4 4
c
F
d
n
τ
π
= = =
[N/m
2
]
=93,8 [KG/cm
2
]
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
23
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
-Ứng suất dập của đinh tán ở vòng ngoài là:

4624,7
38539166,67
. . 10.0,0015.0,008
d
F
n l d
σ
= = =
[N/m
2
]
=392,85 [KG/cm
2
]
Trong đó:
F : Lực tác dụng lên đinh tán .F=4624,7[N]
n : Số đinh tán .n=12 [đinh ]
d : Đường kính đinh tán . d=8[mm]
l : Chiều dài chèn dập của đinh tán .chọn l=1,5[mm]
Trị số ứng suất cho phép :
[
c
τ
] = 300 KG/cm
2

[ ]
d
τ
= 800 KG/cm

2
Ta thấy :
[ ]
cc
ττ
<
và
[ ]
dd
ττ
<
nên đinh tán đảm bảo bền.
VI. Lò xo ép
VI.1.Thông số cơ bản và nghiệm bền của cơ cấu ép:
Ly hợp sát khô thường dùng các lò xo xoắn hình trụ, lò xo xoắn côn hoặc lò
xo dạng đĩa Đối với loại này ta chọn lò xo dây xoắn dạng hình trụ bố trí xung
quanh làm kết cấu ly hợp đơn giản hơn, tin cậy và giể điều khiển.
lò xo xoắn hình trụ thường chế tạo bằng théo Silic 60C, 60 C
2
A hoặc làm bằng
thép Mangan 65 hay thép Cacbon 85 có ứng suất cho phép [τ] = 650 – 850 MN/m
2
theo phân tích ở trên ta chọn loại lò xo xoắn hình trụ, loại lò xo này thường được
dùng trên các loại xe có mô men xoắn lớn. số lượng lò xo thường được chọn theo
đường kính ngoài của đĩa bị động. theo thông số tính toán và dựa vào bảng tham
khảo ta chọn được số lượng lò xo ép là Z= 12
VI.2. Lưc ép cần thiết của một lò xo. F
lx
( N ) khi làm việc.

lx
lx
Z
Fk
F
.
=

==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
24
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
Trong đó: F - Lực ép cần thiết của ly hợp

max
2
.
647,46
9102,5
. . . . 0,30.11,855.10 .2
e ms
tb ms tb ms
M M
F N
R Z R Z
β
µ µ
−
= = = =
k – Hệ số tính đến sự giãn, sự nới lõng của lò xo

k = 1.05 – 1.08 Ta chọn k = 1,05
Z
lx
– Số lò xo sử dụng để tạo ra lực ép
đối với xe tải z ta chọn z = 12
Thay các thông số đã lựa chọn và tính toán vào công thứ trên ta có

1,05.9102,5
796 81,14
12
lx
F N KG
= = =
Ta có F
lx
= 81,14 KG phù hợp với điều kiện về giớ hạn lực ép lò xo
VI.3. Độ cứng của một lò xo C
lx
( N/m)
Độ cứng của lò xo C
lx
được xác định theo điều kiện tối thiểu của hệ số dự trử
ly hợp β
min
khi tấm ma sát bị mòn đến giới hạn bị thay thế

)1(
min
β
β

−=
m
lx
lx
L
F
C
Trong đó: β - Hệ số dự rử ly hợp β = 2,0
β
min
– Hệ số dự trữ khi tấm ma sát mòn đến giới hạn phải thay thế
β
min
= ( 0,8 - 0,85 ) β Ta chọn β
min
= 0,8. β
L
m
-Lượng mòn tổng cộng cho phép của tấm ma sát ( m)
L
m
= 0,25 . δ
ms
. Z
ms
Với: - δ
ms
chiều giày của một tấm ma sát
Xe tải δ
ms

= ( 3,5 – 6) mm chọn δ
ms
=5 mm
⇒ L
m
= 0,25 . 5 . 2 = 2,5 mm = 2,5.10
-3
m
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
25