Phần mềm thiết kế ô tô part 8 ppsx

- 128 -
Chơng V. Tính toán Hệ thống ly hợp

I. Đặt vấn đề
1.1. Tổng quát
Ly hợp là một trong những cụm chủ yếu trong hệ thống truyền lực của ô tô, nó nằm giữa
động cơ và hộp số chính. Ly hợp dùng để nối trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực, nó
cho phép truyền mômen quay đợc êm dịu và cắt truyền động đến hệ thống truyền lực đợc
nhanh chóng, dứt khoát. Nó còn đóng vai trò nh một hệ thống an toàn cho hệ thống truyền
lực và động cơ. Các công dụng chính của ly hợp là:
- Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp quả tải cũng nh khi
phanh đột ngột .
- Nối và tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách êm dịu và dứt khoát để giảm tải
trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực và đảm bảo truyền đợc toàn bộ mô men quay
từ động cơ đến hệ thống truyền lực.
- Đảm bảo đợc khi khởi động tại chỗ, khi tăng tốc, khi sang số ôtô chuyển động đợc êm
dịu. Các va đập ở các răng, ở các khớp nối phải nhỏ để tăng tuổi thọ cho các chi tiết.
- Khi có hiện tợng cộng hởng (rung động lớn) ly hợp có khả năng dập tắt nhằm nâng cao
chất lợng truyền lực.
Bởi vậy ly hợp có các yêu cầu sau:
- Truyền đợc mômen quay lớn nhất của động cơ mà không bị trợt ở bất cứ điều kiện tải
nào. Muốn vậy mô men ma sát của ly hợp phải lớn hơn mô men cực đại của đông cơ một
chút, tức là hệ số dự chữ của ly hợp phải lớn hơn 1.
- Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay lên trục của hệ thống truyền lực, không gây va đập
các bánh răng, nhất là khi khởi động ô tô không bị giật.
- Mở dứt khoát và nhanh chóng để giảm lực va đập các bánh răng. Nghĩa là cắt hoàn toàn
truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn nhất. Nếu không mở
dứt khoát thì sẽ khó gài số êm dịu vì mômen quay của động cơ và mômen qui dẫn đến trục
khuỷu của tất cả các chi tiết chuyển động của động cơ sẽ truyền một phần đến trục sơ cấp
của hộp số.
- Mô men quán tính của các chi tiết thụ động phải nhỏ để giảm các lực va đập lên bánh răng.

- Làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh tác dụng lên hệ thống truyền lực những lực quá lớn
khi gặp quá tải.
- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình thờng.
- Kết cấu đơn giản, trọng lợng nhỏ, làm việc bền, điều chỉnh và chăm sóc dễ dàng.
1.2. Phân loại hệ thống ly hợp
Hệ thống ly hợp trên mỗi xe có đặc điểm kết cấu riêng của nó, vì thế phơng pháp và cách
thức tính toán chúng cũng có những điểm riêng biệt. Do đó để có thể hệ thống hoá đợc các
hệ thống ly hợp chúng ta phải tiến hành phân loại và tổng hợp chúng.
* Theo phơng pháp truyền mômen:
- 129 -
- Ly hợp ma sát: Mômen truyền động nhờ các mặt ma sát.
- Ly hợp thuỷ lực: Mômen truyền nhờ chất lỏng.
- Ly hợp điện từ: Mômen truyền nhờ tác dụng của từ trờng nam châm điện.
* Tuỳ theo hình dáng của các chi tiết ma sát:
- Ly hợp đĩa (một, hai, hoặc nhiều đĩa).
- Ly hợp hình côn (đĩa thụ động có dạng hình côn).
- Ly hợp hình trống (phần thụ động làm theo kiểu má phanh và tang trống).
Tuỳ theo số đĩa thụ động ngời ta chia ly hợp ma sát ra 1 đĩa, 2 đĩa hay nhiều đĩa. Ngày nay
loại ly hợp hình côn và tang trống không dùng trên ô tô và máy kéo nữa, vì mô men quán
tính chi tiết phần thụ động của chúng lớn gây nên tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực
khi đóng ly hợp.
* Theo phơng pháp sinh lực ép trên đĩa chia ra:
- Loại lò xo (lò xo trụ đặt xung quanh, lò xo côn đặt ở chính giữa).
- Loại nửa ly tâm: Lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ
ép thêm vào. Mô men cực đại của động cơ tơng ứng với số vòng quay tơng đối cao.
- Loại ly tâm: Ly hợp ly tâm thờng sử dụng khi điều khiển tự động, lực ly tâm sử dụng để
đóng và mở ly hợp ,còn áp lực trên đĩa đợc tạo ra bởi lò xo, ít khi lực ly tâm sử dụng để tạo
ra áp lực trên đĩa ép .
* Theo điều kiện làm việc thờng xuyên :

- Ly hợp thờng đóng: dùng ở hầu hết các ô tô và ở ly hợp một số máy kéo.
- Ly hợp không thờng đóng: thờng dùng ở các máy kéo xích C-100,C-80,KD 35
* Theo phơng pháp điều khiển:
- Loại điều khiển bằng sức ngời.
- Loại điều khiển tự động.













- 130 -
Hình 5.1.1. Ly hợp ma sát 1 đĩa thờng đóng

Hình 5.1.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa thờng đóng















Hình 5.1.3. Một số loại dẫn động ly hợp
1
2
3
8
7
4

6
5
10
9
11
a) trạn
g
thái đón
g
b) trạn
g
thái m
ở
1- Bàn đạp; 2- Đòn mở; 3- Đĩa ép phía sau; 4- Đĩa ép phía trớc; 5- Lò xo;
6- Bánh đà; 7- Bu lông nối giữa vỏ bánh đà và ly hợp; 8- Càng mở; 9- Bạc
trợt; 10-lò xo ép; 11-Vòng bi tì
1-bàn đạp ly hợp; 2-đòn dẫn động; 3-lò
xo kéo; 4-càn
g
mở; 5-khớ
p
; 6-bi tì
1
2
3
5
4
6
a) Dẫn độn
g

cơ kh
í

1
2
8
3
4
7
65
1- Pistông sinh lực; 2- Lõ xo hồi vị;
3- Piston van phân phối; 4- Van khí nén;
5- Lò xo hồi vị; 6- Bình khí nén; 7- Bàn
đạp ly hợp; 8 Vòng bi tê
b) Dẫn độn
g
cơ khí cờn
g
hoá khí nén
- 131 -

Với sự đa dạng của từng loại hệ thống ly hợp nh trên, chúng ta thấy rằng khi sử dụng phải
phân loại khá phức tạp và với mỗi loại lại có các quá trình và công thức tính toán khác nhau,
nh vậy là khá phức tạp và tốn nhiều công sức, thời gian tính toán lâu và nh vậy là hiệu quả
công việc thấp.
Trong phạm vi chơng trình, chúng tôi tiến hành phân loại cơ cấu ly hợp loại 1 đĩa, 2 đĩa,
dẫn động cơ khí và tính toán cho từng loại này
1.3. Nhiệm vụ
Chơng trình tính toán thiết kế và kiểm nghiệm hệ thống ly hợp thực hiện những nhiệm vụ
sau:

a. Với bài toán thiết kế:
- Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống.
- Kiểm tra bền các chi tiết quan trọng của hệ thống.
b. Với bài toán kiểm nghiệm:
- Kiểm tra các điều kiện làm việc của hệ thống (lực và hành trình bàn đạp, công trợt và
công trợt riêng của ly hợp ly hợp)
- Kiểm tra bền các chi tiết quan trọng của hệ thống.
- 132 -
II. Các bớc tính toán:
2.1. Với bài toán thiết kế:
Yêu cầu đặt ra đối với bài toán thiết kế là cho các thông số kỹ thuật của xe, cho điều kiện
làm việc, chúng ta tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản của hệ thống ly hợp, sau đó kiểm
tra các điều kiện làm việc và kiểm tra bền các chi tiết của hệ thống.
Qui trình tính toán gồm các bớc sau:
- Xác định mômen ma sát của ly hợp
- Xác định các kích thớc cơ bản của ly hợp (Kích thớc của đĩa ma sát, số lợng đĩa,v.v )
- Tính công trợt và công trợt riêng
- Xác định các thông số cơ bản của dẫn động ly hợp
- Tính bền một số chi tiết của hệ thống

2.1.1. Xác định mômen ma sát của ly hợp
M
l
=.M
đ
(kGm) (5.1.1)
Trong đó:
M
l
- Mômen ma sát của ly hợp (kGm)

M
đ
- Mômen xoắn của động cơ (kGm)
Với ô tô M
đ
= M
emax
, M
emax
là mômen xoắn cực đại của động cơ.
- Hệ số dự trữ của ly hợp.
Hệ số phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọi trờng hợp.
Tuy nhiên cũng không đợc chọn lớn quá để tránh tăng kích thớc đĩa bị động và tránh
cho hệ thống truyền lực bị quá tải.
+ Đối với xe du lịch : 1,75 1,3.
+ Đối với xe tải: 3,0 1,6.
2.1.2. Xác định kích thớc cơ bản của ly hợp.
Mô men ma sát của ly hợp M
l
còn đợc tính theo công thức:
M
l
= M
đ
= à.P

*R
tb
*i (kGm) (5.1.2)
Trong đó:

à: Hệ số ma sát của vật liệu, chọn à = 0,3.
P

: Tổng lực ép lên các đĩa ma sát (kG).
i: Số đôi bề mặt ma sát.
R
tb
: Bán kính trung bình của đĩa ma sát (m), đợc xác định theo công thức:
2
RR
R
21
tb
+
=
R
2
: Bán kính ngoài của đĩa ma sát (m)
R
1
: Bán kính trong của đĩa ma sát (m).
- 133 -
Chọn sơ bộ đờng kính ngoài của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm sau:
C
M
16,3R2D
maxe
22
== (cm) (5.1.3)
M

emax
- Mômen cực đại của động cơ (Nm)
D
2
: Đờng kính ngoài của đĩa ma sát (cm). D
2
còn bị giới hạn bởi đờng kính ngoài của
bánh đà động cơ .
C: Hệ số kinh nghiệm. Với ô tô con : C = 3,6; với ô tô tải : C = 4,7.
Bán kính trong của đĩa ma sát đợc chọn theo công thức:
R
1
= (0,53
ữ
0,75) R
2
(cm) (5.1.4)
Trị số R
1
lấy nhỏ đối với loại động cơ có số vòng quay trục khuỷu thấp (loại động cơ diezel).
Còn trị số R
1
lớn ứng với động cơ số vòng quay cao (động cơ xăng).
Với ly hợp một đĩa ma sát khô có số đĩa bị động là 1, số đôi bề mặt ma sát i = 2
Với ly hợp một đĩa ma sát khô có số đĩa bị động là 2, số đôi bề mặt ma sát i = 4 .
Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức:
]q[
i bR2
M.
q

2
tb
d

à

=
(kG/cm
2
) (5.1.5)
Trong đó:
b: Bề rộng tấm ma sát: b = R
2
- R
1
(cm)
[q]: áp suất cho phép trên bề mặt đĩa ma sát.
Với vật liệu làm bề mặt ma sát là phêrađo đồng có áp suất cho phép: [q] = 2,5 kG/cm
2

2.1.3. Tính công trợt và công trợt riêng
a. Công trợt đợc xác định theo công thức kinh nghiệm của viện HAMH:
).r.Gi.M.95,0.(i.i.i
r.)
100
n
.(M.G.6,5
L
btmaxefh0
2

b
2
0
maxe

=
(kGm) (5.1.6)
Trong đó:
G: Trọng lợng toàn bộ của ô tô(KG)
M
emax
: Mô men xoắn cực đại của động cơ (kGm)
n
0
: Số vòng quay của động cơ khi khởi động tại chỗ, thông thờng n
0
= 0,75n
emax
(vg/phút)
i
0
: Tỷ số truyền của truyền lực chính
i
h
: Tỷ số truyền của hộp số, i
h
= i
h1

i

f
: Tỷ số truyền của hộp số phụ (lấy ở số truyền thấp)
i
t
- Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực: i
t
= i
0
.i
h
.i
f

: Hệ số cản tổng cộng của mặt đờng. = f + tg
Với f là hệ số cản lăn, là góc dốc cực đại của đờng.
- 134 -
r
b
- Bán kính làm việc của bánh xe (m)
Nếu lốp đợc dùng trên xe có kích thớc là B-d thì bán kính làm việc của bánh xe đợc tính
theo công thức
4,25.
2
d
Brr
ob

+==
(mm) (5.1.7)
Trong đó:
r
0
: Bán kính thiết kế
: Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp (0,93 - 0,935)
B: Bề rộng của lốp (tính theo inch)
d: Đờng kính vành bánh xe (tính theo đơn vị inch)
b. Xác định công trợt riêng:
Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát, ta phải xác định công trợt riêng theo công thức
sau:
]l[
i*F
L
l
00
=
(kGm/cm
2
) (5.1.8)
Trong đó:
l
0
: Công trợt riêng (kGm/cm
2
)
L: Công trợt của ly hợp (kGm)

i - Số đôi bề mặt ma sát
F: Diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động (cm
2
)
(
)
2
1
2
2
RRF =
(cm
2
)
R
2
, R
1
: Bán kính ngoài và bán kính trong của đĩa bị động (cm)
2.1.4. Tính toán hệ thống dẫn động ly hợp (loại cơ khí của ly hợp thờng đóng)

Hình 5.2.1. Sơ đồ tính toán hệ thống dẫn động ly hợp (loại cơ khí)
l
f e
d c

b
Q
bd
a
S
t
- 135 -
2.1.4.1. Tính tỉ số truyền
Tỉ số truyền của ly hợp đợc chọn sao cho lực cần thiết của ngời lái tác dụng lên bàn đạp
để mở ly hợp nằm trong giới hạn cho phép
]Q[
.i
P
Q
bd
kc
'
bd


=

(kG) (5.1.9)
Trong đó:

Q
bd
: Lực của ngời lái tác dụng lên bàn đạp (KG)
[Q
bd
]: Lực bàn đạp để mở ly hợp cho phép [Q
bd
] = 15 - 20 kG
P

'
: Tổng lực ép cực đại của các lò xo ép lên đĩa ép khi mở ly hợp
Lấy P

'
= 1,2* P

( với P

là tổng lực ép của các lò xo ép lên đĩa ép khi cha mở ly hợp)
iR
M
P
tb
maxe
à

=

(kG) (5.1.10)

i
c
: Tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động (từ bàn đạp đến đĩa ép). Với sơ đồ dẫn động
nh hình vẽ, ta có:
f
e
.
d
c
.
b
a
i
c
=
(5.1.11)
a, b, c, d, e, f: Các kích thớc tơng ứng với các đòn dẫn động và đòn mở

k
: Hiệu suất của cơ cấu dẫn động, chọn theo thực nghiệm.
k
= 0,8 - 0,85
2.1.4.2. Tính hành trình bàn đạp:
Hành trình toàn bộ của bàn đạp đợc xác định theo công thức:
[]
tolct
SSS
d
c
.

b
a
.i.lS +=+=
(mm) (5.1.12)
Trong đó:
l: Tổng khe hở giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp (mm)
: Khe hở đầu đòn mở và bạc mở, thờng chọn = 3 - 5 mm
[S
t
]: Hành trình bàn đạp cho phép. Xe con: [S
t
] = 150mm, xe tải [S
t
] = 180mm
2.1.5. Tính bền một số chi tiết điển hình
2.1.5.1. Tính sức bền đĩa bị động:
r2
r1
F2
d
l
F1

- 136 -
Để giảm kích thớc của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô chọn vật có
hệ số ma sát cao. Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xơng đĩa. Xơng đĩa chế tạo bằng
thép. Tấm ma sát chế tạo bằng vật liệu phêrađô. Tấm ma sát đợc gắn với xơng đĩa bị động
bằng đinh tán. Đinh tán bố trí trên đĩa theo hai dãy hoặc nhiều dãy.
Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán đợc xác định theo các công thức:
()

2
2
2
1
1maxe
1
rr2
r.M
F
+
=
(kG) (5.1.13)
()
2
2
2
1
2maxe
2
rr2
r.M
F
+
=
(kG) (5.1.14)
Trong đó:
r
1
: Bán kính vòng trong dãy đinh tán (cm) (chọn)
r

2
: Bán kính vòng ngoài dãy đinh tán (cm) (chọn)
Đinh tán đợc kiểm tra theo ứng suất cắt và chèn dập.
ứng suất cắt và chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong:
[]
c
2
1
1
c
dn
F4
1


=
(kG/cm
2
) (5.1.15)
[]
cd
1
1
cd
ldn
F
1
=
(kG/cm
2

) (5.1.16)
ứng suất cắt và chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài:
[]
c
2
2
2
2c
dn
F4


=
( kG/cm
2
) (5.1.17)
[]
cd
2
2
2cd
ldn
F
=
(kG/cm
2
) (5.1.18)
Trong đó:

c1

,
c2
: ứng suất cắt của đinh tán ở vòng trong và vòng ngoài (kG/cm
2
)

cd1
,
cd2
: ứng suất chèn dập của đinh tán ở vòng trong và vòng ngoài (kG/cm
2
)
n
1
, n
2
: Số lợng đinh tán bố trí ở vòng trong và vòng ngoài (chọn)
F
1
, F
2
: Lực tác dụng lên dãy đinh tán vòng trong và vòng ngoài
d: Đờng kính đinh tán (cm).
l: Chiều dài bị chèn dập của đinh tán(cm).
ứng suất cho phép ứng với vật liệu nêu ở trên: [
c
] = 100 kG/cm
2
; [
cd

] = 250 kG/cm
2

2.1.5.2. Trục ly hợp:
Trục ly hợp vừa là trục sơ cấp hộp số, đầu cuối trục có cặp bánh răng luôn ăn khớp thờng là
bánh răng nghiêng. Đầu trớc của trục lắp ổ bi , đầu sau lắp ổ bi trên thành vỏ hộp số.
- 137 -
Chọn sơ bộ đờng kính trục theo công thức chi tiết máy:
[]
3
maxe
*2,0
M
d

=
(cm) (5.1.19)
Trong đó: M
emax
- Mômen quay cực đại của động cơ, tính theo Nmm
[]: ứng suất xoắn cho phép (MPa), [] = 15
ữ
50 MPa
Sơ đồ lực tác dụng lên trục:

Hình 5.2.2. Sơ đồ lực tác dụng lên trục ly hợp

Tính các lực tác dụng lên bánh răng đầu ra trục ly hợp :
Lực vòng P
v
tác dụng trên mặt phẳng ngang:
m.Z
)cos(M
2
m.Z
M
2P
maxe
s
t
v

==
(kG) (5.1.20)
Lực hớng kính P
r
:


=
cos

tg
PP
vr
(kG) (5.1.21)
Lực chiều trục P
a

= tgPP
va
(kG) (5.1.22)
Trong đó các thông số bánh răng đầu ra trục ly hợp gồm có:
: Góc lăn răng (độ)
: Góc nghiêng răng(độ)
m: Mô đun răng (mm)
Z: Số răng
r
c
: Bán kính vòng lăn bánh răng
Từ đó ta có thể tính lực tác dụng tại các gối tựa A,B của trục ly hợp :
P
v
P
r
P
a
a
M
y
A
y

A
x
B
x
B
y
bc
- 138 -
Ax=(P
r
.c-P
a
.r
c
)/(a+b)
Ay=P
v
.c/(a+b)
Bx=(P
r
.(a+b+c) - P
a
.r
c
)/(a+b)
By=P
v
.(a+b+c)/(a+b)
Khi đó ta có thể vẽ đợc biểu đồ mô men M
uX

,M
uY
,M
Z
. Trên biểu đồ ta sẽ tìm ra điểm mà tại
đó ứng suất tổng hợp là lớn nhất (điểm nguy hiểm). Thông thờng có 2 điểm nguy hiểm là vị
trí B và vị trí lắp bánh răng
Mômen uốn tổng hợp đợc tính theo công thức:
2
z
2
uy
2
uxth
MMMM ++=
(kGm) (5.1.23)
ứng suất uốn tổng hợp tại tiết diện nguy hiểm:
3
th
th
d1,0
M
=
(kG/cm
2
) (5.1.24)
d: đờng kính trục (tính theo cm)
Với vật liệu chế tạo trục là thép hợp kim 40X, ứng suất cho phép:[
th
] = 500 kG/cm

2
2.1.5.3. Lò xo ép ly hợp:
Lò xo ép dùng trong ly hợp thờng đóng là loại lò xo trụ . Căn cứ vào đờng kính ngoài của
đĩa bị động ta chọn số lợng lò xo ép là z.

Đờng kính ngoài đĩa bị động (mm) Đến 200 200 - 280 280 - 380
Số lợng lò xo ép 3 - 6 6 - 12 12 - 18

Khi mở ly hợp lò xo biến dạng thêm một lợng l tơng ứng với lực ép

= P*2,1'P

Lực tác dụng trên một lò xo :
z
P
P
lx

=
(kG) (5.1.25)
Lực tác dụng trên một lò xo khi mở ly hợp:
z
'P
P
'
lx

=
(kG) (5.1.26)
Độ cứng của lò xo ép xác định theo công thức:

l
P*2,0
C
lx

=
(kG/cm) (5.1.27)
Đờng kính dây lò xo đợc tính theo công thức:
c.
][
P3
d
D
][
P3
d
x
lx
x
lx

=

=
(cm) (5.1.28)
Trong đó:
c = D/d = 5 - 8 (chọn trớc)
- 139 -
[
x

]: ứng suất xoắn cho phép. [
x
] = 5000 - 7000 kG/cm
2
Đờng kính trung bình của vòng lò xo : D = c. d (cm) (5.1.28)
Số vòng làm việc của lò xo đợc xác định theo công thức :
3
4
0
CD8
Gd
n =
(5.1.29)
Trong đó: G: Mô đun đàn hồi dịch chuyển = 8.10
5
(KG/cm
2
)
Chiều dài toàn bộ lò xo ở trạng thái tự do đợc tính theo công thức:
L = (n
0
+ 2)d +
1
(n
0
+1) + l (cm) (5.1.30)

1
: Khe hở cực tiểu giữa vòng lò xo khi mở ly hợp.
1

= (0,5 - 1)mm
Tính lò xo theo ứng suất cắt:
][
d
DkP8
3
lx


=
(kG/cm
2
) (5.1.31)
k: hệ số tập trung ứng suất.
c
615,0
4c4
1c4
k
+


= (5.1.32)
[]: ứng suất cho phép của vật liệu. [] = 6500 kG/cm
2


2.2. Với bài toán kiểm nghiệm:
Yêu cầu đặt ra đối với bài toán thiết kế là cho các thông số kỹ thuật của xe, thông số kỹ
thuật của hệ thống ly hợp và điều kiện làm việc, chúng ta tính toán hệ số dự trữ ly hợp, kiểm

tra các điều kiện làm việc và kiểm tra bền các chi tiết của hệ thống.
Qui trình tính toán gồm các bớc sau:
- Xác định tổng lực ép lên đĩa ma sát
- Xác định mômen ma sát của ly hợp
- Xác định hệ số dự trữ của ly hợp
- Tính công trợt và kiểm tra công trợt riêng
- Kiểm tra hành trình bàn đạp và lực bàn đạp
- Tính bền một số chi tiết của hệ thống

2.2.1. Xác định lực ép lên đĩa ma sát
Lực tác dụng trên một lò xo ép:
2,0
l
.
Dn8
Gd
P
3
0
4
lx

=
(kG) (5.2.1)
Trong đó:
G: Mô đun đàn hồi dịch chuyển. G = 8.10
5
(KG/cm
2
)

d: đờng kính dây lò xo (cm)
D: đờng kính trung bình lò xo (cm)
- 140 -
n
0
: số vòng làm việc của lò xo
l: độ biến dạng của lò xo (cm)
Lực ép tổng cộng lên đĩa ma sát:
P

= P
lx
. z (kG) (5.2.2)
z: số lợng lò xo ép
2.2.2. Xác định mômen ma sát của ly hợp
Mô men ma sát của ly hợp M
l
còn đợc tính theo công thức:
M
l
= à.P

*R
tb
*i (kGm) (5.2.3)
Trong đó:
à: Hệ số ma sát của vật liệu, chọn à = 0,3.
P

: Tổng lực ép lên các đĩa ma sát (kG).

i: Số đôi bề mặt ma sát.
R
tb
: Bán kính trung bình của đĩa ma sát (m), đợc xác định theo công thức:
2
RR
R
21
tb
+
=
R
2
: Bán kính ngoài của đĩa ma sát (m)
R
1
: Bán kính trong của đĩa ma sát (m).
2.2.3. Xác định hệ số dự trữ của ly hợp
Hệ số dự trữ của ly hợp đợc tính theo công thức
= M
l
/M
đ
(kGm) (5.2.4)
Trong đó:
M
l
- Mômen ma sát của ly hợp (kGm)
M
đ

- Mômen xoắn của động cơ (kGm)
Với ô tô M
đ
= M
emax
là mômen xoắn cực đại của động cơ.
Hệ số phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọi trờng hợp.
Tuy nhiên cũng không đợc chọn lớn quá để tránh tăng kích thớc đĩa bị động và tránh
cho hệ thống truyền lực bị quá tải.
+ Đối với xe du lịch : 1,75 1,3.
+ Đối với xe tải: 3,0 1,6.
2.2.4. Kiểm tra công trợt và kiểm tra công trợt riêng
(Tơng tự nh ở phần thiết kế)
2.2.5. Kiểm tra hành trình bàn đạp và lực bàn đạp
2.2.5.1. Tính lực bàn đạp:
Lực bàn đạp ly hợp đợc tính theo công thức:
]Q[
.i
P
Q
bd
kc
'
bd


=

(kG) (5.2.5)
- 141 -

Trong đó:
Q
bd
: Lực của ngời lái tác dụng lên bàn đạp (KG)
[Q
bd
]: Lực bàn đạp để mở ly hợp cho phép [Q
bd
] = 6 - 8 kG
P

'
: Tổng lực ép cực đại của các lò xo ép lên đĩa ép khi mở ly hợp
Lấy P

'
= 1,2* P

( với P

là tổng lực ép của các lò xo ép lên đĩa ép khi cha mở ly hợp)
i
c
: Tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động (từ bàn đạp đến đĩa ép):
f
e
.
d
c
.

b
a
i
c
=
(5.2.6)
a, b, c, d, e, f: Các kích thớc tơng ứng với các đòn dẫn động và đòn mở

k
: Hiệu suất của cơ cấu dẫn động, chọn theo thực nghiệm.
k
= 0,8 - 0,85
2.2.5.2. Tính hành trình bàn đạp:
Hành trình toàn bộ của bàn đạp đợc xác định theo công thức:
[]
tolct
SSS
d
c
.
b
a
.i.lS +=+=
(mm) (5.2.7)
Trong đó:
l: Tổng khe hở giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp (mm)
: Khe hở đầu đòn mở và bạc mở, thờng chọn = 3 - 5 mm
[S
t
]: Hành trình bàn đạp cho phép. Xe con: [S

t
] = 150mm, xe tải [S
t
] = 180mm
2.2.6. Tính bền một số chi tiết của hệ thống
2.2.6.1. Tính bền đĩa bị động: (tơng tự nh phần thiết kế)
2.2.6.2. Tính bền trục: (tơng tự nh phần thiết kế)
2.2.6.3. Tính bền lò xo ép:
Tính lò xo theo ứng suất cắt:
][
d
DkP8
3
lx


=
(kG/cm
2
) (5.2.8)
k: hệ số tập trung ứng suất.
c
615,0
4c4
1c4
k
+


= (5.2.9)

[]: ứng suất cho phép của vật liệu. [] = 6500 kG/cm
2

- 142 -
III. Sơ đồ thuật toán
3.1. Sơ đồ thuật toán tính toán thiết kế ly hợp

Hình 5.3.1. Sơ đồ lôgíc thuật toán tính toán thiết kế hệ thống ly hợp

Với trình tự các bớc tính toán thiết kế hệ thống ly hợp nh ở phần II, chúng tôi đa ra sơ đồ
thuật toán của bài toán thiết kế hệ thống ly hợp trên hình 5.3.1.
Trong sơ đồ trên có các khối chơng trình thực hiện các chức năng sau:
Bắt đầu
Nhậ
p
dữ liệu
Kết thúc
Xác định mômen ma
sát của ly hợp
Kiểm tra
bền các chi tiết
Đún

g
Sai
Xem kết
q
uả
Xác định kích thớc
cơ bản của ly hợp
Kiểm tra
công trợt,
công trợt riêng
Sai
Đúng
Tính các thông số cơ
bản của dẫn động
Kiểm tra
lực và hành
trình bàn đạp
Sai
Đúng
- 143 -
3.1.1. Khối nhập dữ liệu:
Khối này thực hiện chức năng lựa chọn phần nhập dữ liệu của xe và các dữ liệu tham khảo
của ly hợp, bao gồm:
Các thông số kỹ thuật ôtô
- Loại xe (con hay tải)
- Trọng lợng toàn bộ của ô tô
- Mômen cực đại của động cơ
- Số vòng quay cực đại của động cơ
- Tỷ số truyền của truyền lực chính.
- Tỷ số truyền của hộp số chính

- Tỷ số truyền của hộp số phụ.
- Kích thớc lốp
- Hệ số cản tổng cộng của mặt đờng.
Các thông số tham khảo thiết kế:
- Loại ly hợp (1 đĩa, 2 đĩa)
- Hệ số dự trữ của ly hợp
- Hệ số ma sát của vật liệu
- Hệ số tỉ lệ R
1
/R
2

- Các kích thớc đòn dẫn động và đòn mở
- Hiệu suất của cơ cấu dẫn động
- Khe hở giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp
- Khe hở đầu đòn mở và bạc mở thờng chọn
Các thông số tham khảo kiểm bền:
- Bán kính vòng trong dãy đinh tán
- Bán kính vòng ngoài dãy đinh tán
- Số đinh tán bố trí ở vòng trong.
- Số đinh tán bố trí ở vòng ngoài.
- Đờng kính đinh tán
- Chiều dài bị chèn dập của đinh tán( mm).
- Khe hở cực tiểu giữa vòng lò xo khi mở ly hợp
- Độ biến dạng lò xo khi mở ly hợp
- Tỉ lệ Giữa đờng kính trung bình vòng lò xo/ đờng kính dây lò xo
- Các khoảng cách trên trục ly hợp
- Góc lăn răng
- Góc nghiêng răng
- 144 -

- môđun răng
- Số răng.
- Bán kính bánh răng.
3.1.2. Khối xác định mô men ma sát của ly hợp: Khối này thực hiện việc tính toán mômen ma
sát của ly hợp
3.1.3. Khối xác định các kích thớc cơ bản của ly hợp: Khối này thực hiện việc tính toán các
kích thớc cơ bản của ly hợp nh: lực ép tổng cộng, bán kính trong, ngoài, bề rộng đĩa ma
sát.
3.1.4. Khối kiểm tra công trợt, công trợt riêng: Thực hiện quá trình tính toán và kiểm tra
công trợt và công trợt riêng của ly hợp
3.1.5. Khối tính các thông số cơ bản của dẫn động: Thực hiện quá trình tính toán các thông số
cơ bản của dẫn động ly hợp nh tỉ số truyền của dẫn động
3.1.6. Khối kiểm tra lực và hành trình bàn đạp: Thực hiện quá trình tính toán kiểm tra các
yêu cầu về điều kiện làm việc cho phép của ngời lái
3.1.7. Khối kiểm bền một số chi tiết: Thực hiện quá trình tính toán kiểm tra điều kiện bền của
một số chi tiết quan trọng trong hệ thống nh đĩa ép, trục ly hợp, lò xo ép.
3.1.8. Khối xem kết quả
Sau khi đã tính toán và kiểm tra điều kiện làm việc, khối này sẽ thể hiện các kết quả tính
toán các thông số của ly hợp, kết quả bền, v.v

3.1.9. Kết luận
Sau khi đã hoàn thành tính toán thiết kế, chúng ta đa ra bảng tổng hợp các kết quả tính
toán, trên cơ sở đó lựa chọn các phơng án khả thi để tiến hành bớc chế tạo thực tế.
- 145 -
3.2. Sơ đồ thuật toán tính toán kiểm nghiệm ly hợp

Hình 5.3.2. Sơ đồ lôgíc thuật toán tính toán kiểm nghiệm hệ thống ly hợp

Với trình tự các bớc tính toán kiểm nghiệm hệ thống ly hợp nh ở phần II, chúng tôi đa ra
sơ đồ thuật toán của bài toán thiết kế hệ thống ly hợp trên hình 5.3.2.
Trong sơ đồ trên có các khối chơng trình thực hiện các chức năng sau:
3.2.1. Khối nhập dữ liệu:
Khối này thực hiện chức năng lựa chọn phần nhập dữ liệu của xe và các dữ liệu hệ thống ly
hợp, bao gồm:
Kiểm tra
công trợt,
công trợt riêng
Bắt đầu
Nhậ
p
dữ liệu
Kết thúc
Xác định tổng lực ép
lên đĩa ép
Kiểm tra
bền các chi tiết
Xem kết
q
uả
Xác định mômen ma
sát của ly hợp
Kiểm tra lực
và hành trình bàn đạp
ngời lái

Xác định hệ số dự trữ
của ly hợp