tính toán kiểm nghiệm ly hợp một đĩa ma sát khô xe zil- 131

lời nói đầu
Trong giai đoạn 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, 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 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 cach khai thác, bảo dỡng, sửa chữa, phục hồi chi tiết, hệ thống trên xe.
Đồ án Tính toán kiểm nghiệm ly hợp xe Zil-131 cũng không nằm ngoài mục đích
trang bị cho cán bộ ngành xe có thêm hiểu biết về hệ thống truyền lực nói chung và từng
chi tiết trong hệ thống, 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.
Xuất phát từ những điều kiện nêu trên. Đồ án sẽ đợc thực hiện theo các nội dung
chính sau:
Phần I: Cấu tạo chung và đặc tính kỹ chiến thuật xe zil - 131
Phần II: PHân tích đặc điểm kết cấu của ly hợp zil - 131
1. Công dụng ly hợp
2. Yêu cầu đối với ly hợp
3. Phân tích kết cấu ly hợp
Phần III: tính toán kiểm nghiệm ly hợp zil - 131
1. Xác định các thông số cơ bản của ly hợp

2. Kiểm nghiệm ly hợp theo công trợt riêng và nhiệt độ đốt nóng các chi tiết
của ly hợp
3. Tính toán các chi tiết chủ yếu của ly hợp
4. Dẫn động điều khiển ly hợp.
1
Phần I: Cấu tạo chung và đặc tính kỹ chiến thuật xe zil-131

1.1- Cấu tạo chung.
Xe -131 là ôtô vận tải quân sự có công thức bánh xe 6 x 6, dùng để chuyên chở
hàng hoá, trang thiết bị quân sự, và bộ đội. Ngoài ra có thể dùng làm xe cơ sở cho các
mẫu xe đặc chủng: các xe công trình xa, các xe chuyên dùng khác.
Xe -131 là loại xe 3 cầu, với tất cả các cầu là chủ động, tải trọng 3,5 tấn, do nhà
máy Li-kha-trốp chế tạo thay thế cho các loại xe -157, -157K. Xe -131 so
với xe -157 có chất lợng kéo tốt hơn, động lực và tính năng thông qua cao hơn. Dạng
cải tiến của nó có thể lắp các thiết bị chuyên dùng hoặc thùng kín.
Xe -131 có động cơ bố trí phía trớc ngoài buồng lái, nhng kích thớc bao vẫn t-
ơng đối nhỏ, thuận tiên cho lắp bánh xe dự trữ và các trang thiết bị phụ khác.
Xe -131 có dự trữ hành trình lớn.Việc ứng dụng các thiết bị thuỷ lực, khí nén
trong các thiết bị điều khiển đã giảm nhẹ cờng độ làm việc của ngời lái. Hệ thống treo với
bộ nhíp hoàn thiện, giảm chấn ống thuỷ lực, lốp áp suất thấp(điều chỉnh đợc) đã làm tăng
độ êm dịu chuyển động và khả năng thông qua của xe trên các loại địa hình
1.2- Đặc tính kỹ chiến thuật xe -131
STT Thông số kĩ thuật Trị số Đơn vị (loại)
1 Kích thớc bao
- Chiều dài toàn bộ xe
- Chiều rộng
- Chiều cao đến thùng xe
7040
2500
2975

mm
mm
mm
2 Chiều cao cơ sở 3975 mm
3 Kích thớc thùng xe
- Dài x rộng x cao 3600 x 2322 x 930 mm
4 Tâm bánh xe trớc/sau 1820/1820 mm
5 Khoảng sáng gầm xe trớc/sau 330/350 mm
6 Tải trọng
- Đờng tốt
- Đờng đất
5000
3500
KG
KG
7 Trọng lợng xe không tải
- Cầu trớc
- Cầu sau
6460
2900
3560
KG
KG
KG
8 Trọng lợng toàn bộ
- Cầu trớc
- Cầu sau
10185
3060
7125

KG
KG
KG
9 Trọng lợng moóc kéo
- Đờng tốt
- Đờng xấu
6500
4000
KG
KG
10 Bán kính quay vòng nhỏ nhất 10,2 m
11 Chiều cao sàn xe 1430 mm
12 Vận tốc lớn nhất 80 km/h
13 Quãng đờng phanh (v = 30 km/h) 12 m
14 Tiêu hao nhiên liệu (v = 40 km/h) 40 l/100km
15
Động cơ đốt trong -131
4 kì, 8 xilanh, chữ
V
16 Ly hợp Ma sát khô, 1 đĩa
2
17 Hộp số Hộp số cơ khí 5
cấp
18 Hộp số phân phối
- Số truyền thấp i
t
- Số truyền cao i
c
2,08
1,0

19 Truyền lực chính i
o
7,339 Loại kép
20 Cơ cấu lái (i) 20 Vít đai ốc-thanh
răng-cung răng
phần II: phân tích đặc điểm kết cấu của ly hợp
2.1 Công dụng của ly hợp.
- Ly hợp dùng để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu động cơ đến các cụm tiếp theo
của hệ thống truyền lực.
- Ly hợp dùng để tách nối động cơ với hệ thống truyền lực khi khởi hành, dừng xe,
chuyển số và cả khi phanh xe. ở hệ thống truyền lực cơ khí với hộp số có cấp việc dùng ly
hợp để tách tức thời động cơ khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập đầu răng của các
bánh răng khi vào số hoặc của các khớp gài và làm cho quá trình đổi số đợc dễ dàng.
- Ly hợp còn là cơ cấu an toàn bảo đảm cho động cơ và hệ thống truyền lực khỏi bị
quá tải dới tác dụng động và mô men quán tính.
2.1 Yêu cầu đối với ly hợp.
- Ly hợp phải thoả mãn các yêu cầu sau:
+ Truyền mô men xoán không bị trợt ở bất cứ điều kiện 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 trong ly hợp khi đóng hoặc mở.
+ Điều khiển nhẹ nhàng dễ dàng, có khả năng tự động hoá dẫn động điều khiển.
+ Dễ chăm sóc bảo dỡng, sửa chữa, tháo lắp.
+ Là cơ cấu an toàn cho động cơ khi hệ thống truyền lực bị quá tải.
2.3 Phân tích kết cấu ly hợp.
3

Hình 2.1: Cấu tạo ly hợp một đĩa

a) 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.
- 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
4
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.
b) 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 nàybảo 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 đợc 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 bằng các đinh tán, các đinh tán này th-
ờng đợc chế tạo bằng kim loại mềm (đồng hoặc nhôm). Sau khi gắn các tấm ma sát lên x-
5
ơng 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 8 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 mà khuếch tán ra môi tr-
ờng dới dạng nhiệt và dao động cộng hởng này sẽ bị triệt tiêu.
c) Cơ cấu mở ly hợp.
Cơ cấu mở ly hợp bao gồm: Đòn mở ly hợp 16 gồm 4 chiếc, bạc mở 12.
- 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, đầu ngoài nối với bản lề của đĩa
ép thông qua ổ lăn kim 22 để giảm ma sát ở khớp mày khi mở ly hợp, đầu trong sẽ tì vào
bạc mở khi tác động mở ly hợp, còn đầu giữa của 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 phải
trong của đòn mở (4 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, vòng phía trớc
khi ly hợp mở sẽ quay cùng với các đầu đòn mở, còn vòng phía sau (bên phải) sẽ không
quay và cố định tơng đối với bạc mở 12.
6
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lí cấu tạo của ly hợp
d) 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 gồm các tay đòn, thanh kéo tác động lên bạc mở làm bạc
mở đi vào (theo hình mũi tên) 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.

Hình 2.4: Sơ đồ dẫn động điều khiển ly hợp
7
H×nh 2.5: S¬ ®å nguyªn lÝ lµm viÖc cña ly hîp
8
phần Iii: tính toán thiết kế
I - Xác định các thông số cơ bản của ly hợp.
1. Mô men ma sát của ly hợp M

.
Mô men ma sát của ly hợp đợc xác định theo công thức:

max
.
e
MM


=
Trong đó:
+ M
emax
_ Mô men lớn nhất của động cơ của ly hợp. Chọn: M
emax
= 41 KG.m
+ _ Hệ số dự trữ mô men của ly hợp.
Theo [I], đối với ô tô vận tải

= 1,5
ữ
32,2, chọn

= 2,1.
Suy ra: M

= 2,1.41 = 86,1 KG.m
2. Xác định kích thớc vòng ma sát.
a) Đờng kính ngoài D:
Đờng kính ngoài đợc xác định theo công thức kinh nghiệm sau:

A
M
D
e max
16,3=
+ M
emax
_ Tính theo KG.cm.
+ A _ Hệ số kinh nghiệm. Đối với ô tô vận tải A = 3,6.
D = 2R=
4,33
6,3
81,9.41
.16,3
mm
Đờng kính ngoài của vòng ma sát ly hợp D=190ữ360 mm, chọn D = 342 mm
Đối với ôtô tải, độ dày của các tấm ma sát =3,0ữ4,0 mm, chọn = 4 mm
b) Đờng kính trong d:
Đờng kính trong d của vòng sát đợc xác định theo công thức sau:
d = (0,55
ữ

0,70).D
Dựa theo bảng 3, tài liệu [I] và kết quả tính toán, chọn: d = 186 mm
c) Bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động
Tính theo công thức :
78
2
186342
2
=

=

=
dD
b
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:

2
))(.(
.16
dDdDq
M
i
+
=
à

Trong đó:
+ à _ Hệ số ma sát của các bề mặt tiếp xúc. Hệ số ma sát phụ thuộc rất nhiều
yếu tố : vật liệu làm tấm 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: à=0,25ữ0,4. Chọn:
à
= 0,35
+ q _ áp lực riêng trên bề mặt ma sát (KG/cm
2
). Ôtô tải q=0,14ữ0,21 MPa
Chọn q=0,2
Thay số vào biểu thức trên : i 1,766
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
9
4. Xác định lực ép các đĩa ma sát.
Lực ép các đĩa ma sát đợc xác định theo công thức sau:

tb
Ri
M
P

à

=

Trong đó: + R
tb
_ Bán kính trung bình của vòng ma sát.

22
33
3
2
rR
rR
R
tb


=
=
84,135
93171
93171
.
3
2
22
33
=


mm.
R _ Bán kính ngoài của vòng ma sát,
171
2
342
2
===

D
R
mm
R _ Bán kính trong của vòng ma sát,
93
2
186
2
===
d
R
mm
Thay số và tính toán, ta đợc:
84,135.2.35,0
1000.8,9.1,86

==

tb
Ri
M
P
à

8882,73 N
5. Xác định hành trình đĩa ép.
Hành trình đĩa ép đợc xác định theo công thức sau:


S = i.

Trong đó: + _ Khe hở giữa 2 đĩa kề nhau khi ly hợp ở trạng thái mở.
Ly hợp một đĩa:

= 0,75
ữ
1,00 mm. Chọn:

= 0,9mm.
Vậy: S = 2.0,9= 1,8mm.
II - Kiểm nghiệm ly hợp theo công trợt riêng và nhiệt độ đốt nóng các chi tiết của ly
hợp.
2.1 Công trợt của ly hợp.
Công trợt sinh ra trên bề mặt ma sát đợc xác định theo công thức sau đây :
)
1
1(1
.
180
2
0

+
=
e
b
b
J
J
Jn

L
KG.m
Trong đó :
+ J
b
_ 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.
2222
0
2
'


hcP
k
b
iiii
r
g
G
J

=
KG.m.s
2


_ 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 = 10425 KG (khi xe chất đầy tải).
g _ Gia tốc trọng trờng. Chọn: g = 9,81 m/s
2
.
r
k
_ Bán kính tính toán. r
k
= .r (m)
_ Hệ số biến dạng của lốp. Với lốp áp suất thấp
= 0,930ữ0,935, chọn = 0,93.
r _ Bán kính thiết kế (m), đợc xác định theo kích thớc tiêu chuẩn của lốp. Ta có kí
hiệu lốp: 12,00 - 20
5588,0
1000
4,25
.12
2
20
1000
4,25
.
2
=

+=






+= B
d
r
10
i
h
, i
P
, i
o
và i
c
_ Tỉ số truyền của hộp số, hộp số phân phối, truyền lực chính và truyền
lực cạnh. Chọn: i
P
= 1, i
c
= 1, i
o
=7,339
Ta xét trong trờng hợp ly hợp bị trợt nhiều nhất (lúc khởi hành khi xe đầy tải, xe khởi

hành ở số 1), i
h
= 7,44.
Thay số và tính toán ta đợc:
===
22
2
2222
0
2
'
44,7.1.1.339,7
5588,0
.
8,9
10425
.07,1


hcP
k
b
iiii
r
g
G
J

0,1192 KG.m.s
2

=1,1683 N.m.s
2
+ J
e
_ Mô men quán tính của các khối lợng chuyển động quay của động cơ
và phần chủ động của ly hợp.
me
JJ )4,12,1( ữ=
KG.m.s
2
.
Chọn: J
e
= 1,2.J
m
.
J
m
_ Mô men của bánh đà và động cơ.
51,0
81,9
154,0.8,175.2,1
.r2,1J
2
2
bde
===
g
G
bd

KG.m.s
2
.
+ n
o
_ Số vòng quay của trục khuỷu khi xe khởi hành ở số 1. n
o
=1000 v/ph.
+ _ Hệ số dự trữ mô men của ly hợp.
Thay số và tính toán, ta đợc:
=






+
=
+
=
1,2
1
1.
81,9.51,0
1683,1
1
1683,1
.
180

1000
)
1
1(1
.
180
2
2
0

e
b
b
J
J
Jn
L
5783,17N.m = 5783,17J
2.2 Công trợt riêng của ly hợp.
Công trợt riêng đợc xác định theo công thức sau:
][
.
l
iF
L
l =
KG.m/cm
2
F _ Diện tích bề mặt ma sát.
).(

4
22
dDF =

m
F = 0,0635m
2
.
[l] _ Công trợt riêng cho phép. [l] =150
ữ
250 kJ/m
2
.
D _ Đờng kính ngoài của vòng ma sát.
d _ Đờng kính trong của vòng ma sát.
l =
77,45536
2.0635,0
5783,17

J/m
2
=45,537 kJ/m
2
.
Vậy: l < [l].
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 công thức
sau:



GC
L
T
427
.
=
Trong đó:
+ T _ Nhiệt độ của chi tiết tính theo độ K.
11
+ _ Hệ số xác định công trợt dùng để nung nóng chi tiết cần tính (đĩa ép
hoặc đĩa chu động trung gian).

n.2
1
=

= 0,5.
+ n _ Số đĩa bị động của ly hợp (n=1).
+ L _ Công trợt sinh ra khi đóng ly hợp [KG.m]
+ C _ Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng khi đóng ly hợp. Đối với
gang C=500 J/(kg.độ).
+ G
n
_ Khối lợng của chi tiết đang tính (bị nung nóng) (kg), G

n
=25 KG.
Vậy:

T =
2,1031
25.115,0.427
5783,17.5,0
=

0
C.
Đối 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
ữ
15
0
C.
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 (50
ữ
60) với ứng suất cho phép: [

] = 500
ữ
700 MN/m
2

.
Chọn lò xo ép là lò xo hình trụ bố trí theo chu vi đĩa ép.
* Chọn số lợng lò xo ép n: Theo bảng 4 [I], chọn n = 16.
* Lực ép của lò xo khi đóng ly hợp :
Lực ép chung của tất cả các lò xo đợc xác định theo công thức:

84,135.2.35,0
1000.8,9.1,86

==

tb
Ri
M
P
à

8882,73 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:
P

max
= 1,2.P

= 1,2. 8882,73= 10659,28 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 60
ữ

70 KG.
Lực nén tác dụng lên một lò xo khi ly hợp đóng:
P = P

/n = 8882,73/16 = 555,2 N.
Lực tác dụng lên một lò xo khi ly hợp ở trạng thái mở hoàn toàn:
P
0
= P

max
/n = 10659,28/16 = 666,205 N.
Xác định đờng kính dây lò xo
Theo sách [I] :
max
=5000ữ7000 KG/cm
2
và tỉ số trung bình của lò xo với đờng kính
lò xo:
96 ữ==
d
D
c
, chọn c = 7
Đờng kính dây lò xo đợc xác định theo ứng suất xoắn ([
x
]).
Theo [VIII], ta có công thức
][
).

8
3
0
max



=
d
DkP
k: hệ số xét đến độ cong của dây lò xo, k 1+1,45/c = 1,18
Từ đó suy ra
mm
kPc
d
x
2,5cm 0,515581
81,9.6000.
205,666.18,1.7.8
].[
8
2
2
0
==

12
=> D = 36,09 mm.
* Xác định số vòng làm việc của lò xo:
Độ cứng lò xo: đối với ôtô tải C = 20ữ40 N/mm, chọn C = 30 N/mm

mà
0
3
4
8
.
nD
dG
C =

Với : n
0
: là số vòng làm việc của lò xo
G: môđun đàn hồi của lò xo, G = 8.10
4
MN/m
2
Từ đó suy ra n
o
= 5,010501 vòng; ta chọn n
o
= 5
Vậy, số vòng làm việc của lò xo là 5 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
ữ
0,04 mm/N).
Chọn:

0
= 0,033 mm/N
Suy ra:

1
= 0,033. 555,2 = 18,48718 mm.
- Độ biến dạng thêm khi mở lò xo ly hợp

2
:

2
= i.


=2.0,5 = 1 mm.

+

_ khe hở giữa các vòng của lò xo khi mở ly hợp,


= 0,5 mm.
+ i _ Số cặp bề mặt ma sát, i = 2.
- Chiều dài biến dạng hoàn toàn của ly hợp :

=

1
+

2
= 11,305 + 1 = 19,48718 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 n
o
cộng thêm (0,75ữ 1) ở mỗi đầu mút
Chiều dài lò xo ở trạng thái tự do là: l
0
= l +

= (5 +1,75).5,2 +19,49 = 54,49
_ Khe hở giữa các vòng lò xo lúc ly hợp mở (lò xo biến dạng lớn nhất),

=
0,5

ữ
1,5 mm. Chọn

= 1,0 mm.
* Kiểm nghiệm lại lò xo:
Khi tính toán lò xo hình trụ, cần phải tính đến sự tập trung ứng suất ở phía trong của
dây lò xo.

k
=
k
d
DP
.
.

.8
3
0
0

MN/m
2
.
ở đây: D = 36,1 mm.
d
0
= 5,2 mm.
k =
2,1

615,0
14
14
=+


cc
c
(theo bảng trang 74 _ KCTT xe ô tô 1968).
Thay số và tính toán, ta đợc:

k
= 522,668 N/mm
2
[

] = 500
ữ
800 N/mm
2
.
Suy ra:

k
< [

].
Vậy, lò xo đạt yêu cầu.
3.2. Đĩa chủ động của ly hợp (đĩa ép).
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 C.18-36
Căn cứ vào kết quả tính toán ở trên ta chọn kích thớc của đĩa ép: D = 342 mm;
d=186 mm
13
Bề dày của đĩa đợc chon sơ bộ chọn bằng (4,5 ữ 6)% D = 15,39 ữ 20,52 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 vậy tính bền cho đĩa ép ta tính bền cho chi tiết bắt ( đinh tán và bulông) theo
c
và

cd
và tính bền lò xo theo
k
và
u
Công thức tính bền theo [II] :
2
2
3
2
max
711,14
8 4.1.84,135
10.6,803.5,0.4

4
mm
N

dzzr
kM
dcTB
j
c
===



c
[
c
] = 15 ữ 20 MPa
2
3
1
max
27,10
9.8.4.1.84,135
10.6,803.5,0

mm
N
dzzr
kM
dcTB
j
cd
===

c
[
c
] = 20 ữ 30 MPa

2
3
max
32,20
)822.(6,2.4.1.84,135
10.6,803.5,0
).(
mm
N
dbzzr
kM
lxlxlxlxcTB
j
k
=

=

=


;
k

[
k
] = 400 ữ 500 MPa
2
2
5
2
23,35
163
8,1.6,2.10.2
mm
N
l
E
lx
u
==

=



u
850 ữ 900 MPa
k - hệ số tính đến vị trí của đĩa chủ động, k = 0,5.
M
jmax
mômen động cực đại, M
jmax
= 82 KG.m = 803,6.10

3
N.mm
r
TB
bán kính trung bình vết tiếp xúc, r
TB
= 135,84 mm
z
c
số đĩa chủ động, z
c
= 1
z
d
- số đinh tán(bulông), z
d
= 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 lo xo,
lx
= 2,6 mm
b
lx

- bề rộng l oxo, b
lx
= 2,2 mm
- hành trình đĩa ép, = 1,8 mm
l
lx
- chiều dài lò xo, l
lx
= 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 = 342 mm; d = 175 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 3ữ4 mm, chọn 3mm.
Xơng của đĩa ma sát bị động của ly hợp ô tô đợc chế tạo từ thép có hàm lợng các bon
cao, sau đó nhiệt luyện bằng phơng pháp tôi.
Xác định ứng suất chèn dập then hoa.
Theo tài liệu [VIII]:
ứng suất chèn dập then hoa đợc tính theo công thức :

d
= 2.M
x
/(d

tb
.l.h.z)
Trong đó :
- M
x
_ Mô men xoắn trên trục. M
x
= M
emax
= 41000 KG.mm
- l _ Chiều dài làm việc mối ghép
- z _ Số răng;
- d
tb
_ Đờng kính trung bình của mối ghép
14
- h _ Chiều cao làm việc của răng.
Tra bảng 9.3[VII], (Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí), chọn:
m = 3, z = 10; h = 2,4 mm; d
tb
= 35 mm; l = 46 mm.
thay số và tính toán, ta đợc:

d


20,818 N/mm
2
= 212,2 KG/cm
2

Mà: [

d
] = 300
ữ
400 KG/cm
2
(theo [I])
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 có:

N
rr
rM
F
e
28,536
)15075.(2
75.1000.81,9.41
)(2
.
222
2
2
1
1max
1

=
+
=
+
=

N
rr
rM
F
e
56,1072
)15075.(2
150.1000.81,9.41
)(2
.
222
2
2
1
2max
2
=
+
=
+
=
2
22
1

1
1
414,3
5 8
28,536.4
.4
mm
N
dn
F
c
===


;
2
22
2
2
2
552,4
5 12
56,1072.4
.4
mm
N
dn
F
c
===

c
[] = 40 MPa
2
1
1
1
363,5
5.10.8
28,536.4
.4
mm
N
ldn
F
cd
===

;
2
2
2
2
1504,7
5.10.12
56,1072.4
.4
mm

N
ldn
F
cd
===


cd
[
cd
] = 25 MPa
Với : r
1
, r
2
- Bán kính vòng đinh tán trong và vòng đinh tán ngoài
F
1
, F
2
- lực tác dụng lên vòng đinh tán có bán kính tơng ứng r
1
, r
2
d - đờng kính đinh tán
n
1
, n
2
là số lợng đinh tán tơng ứng r

1
, r
2
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 26 mm.
Lực ép ban đầu của các lò xo giảm chấn phải tạo nên mô men có trị số bằng
(0,15ữ0,20). M
emax
= (6,3ữ8,4) 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 4,5ữ5,5. Trong kết cấu ly hợp, đờng kính dây lò xo thờng dao động trong khoảng
3ữ4 mm; đờng kính ngoài của lò xo: 14ữ19 mm; số vòng làm việc của lò xo: 4ữ5. Ta
chọn: Đờng kính dây lò xo: 3 mm; đờng kính ngoài của lò xo: 15 mm; số vòng làm việc
của lò xo: 5 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
15
Theo tài liệu chi tiết máy, độ bền của trục đợc tính theo công thức :

td
=

22
3

+


[

]
Trong đó :

= M
max
/(0,1.d
3
)

= T
max
/(0,2.d
3
)
[

] = 0,8

ch
Với M
max
, T

max
_ 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 3ữ4 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.
Lực tác dụng lên mỗi đòn mở đợc tính :
in
P
Q
d
.
.2,1

=
N.
Trong đó :
P

_ lục nén tổng cộng, P

= 8882,73 N
n _ Số đòn mở, chọn n
d

= 4.
i _ Tỉ số truyền, chọn i =5.
Thay số và tính toán, ta đợc: Q = 532,964 N.
IV_ Dẫn động điều khiển ly hợp.
Chọn dẫn động của ly hợp là dẫn động điều khiển trực tiếp bằng cơ khí.
Tính toán dẫn động trực tiếp bằng cơ khí là nhằm xác định tỉ số truyền của các đòn dẫn
động và tổng hành trình của bàn đạp để đảm bảo điều khiển ly hợp thận tiện, nhẹ nhàng,
đồng thời còn phải bảo đảm yêu cầu mở hoàn toàn của ly hợp.
Hình 4.1: Dẫn động điều khiển ly hợp
a)Xác định tỉ số truyền của đẫn động điều khiển.
Tỉ số truyền của dẫn động điều khiển đợc xác định theo công thức sau :
i
dđ
=
f
e
d
c
b
a
Q
P
bd

.
max
=


Trong đó:

P

max

:Tổng lực ép của lò xo tác dụng lên đĩa ép khi mở ly hợp(P

max
= 1086,5KG).
_ Hiệu suất dẫn động,

= 0,85.
16
Q
bd
_ Lực tác dụng lên bàn đạp, Q
bd


20 KG.
Chọn Q
bd
= 19 KG.
Suy ra: i
dđ
=
85,0.19
28,1085
=
f
e

d
c
b
a
= 56,1.
Từ đó ta có thể viết:
80
400
1
==
b
a
i
;
65
200
1
=i
;
25
90
1
=i
;
b)Xác định hành trình của bàn đạp ly hợp.
Tổng hành trình của bàn đạp ly hợp bao gồm: Hành trình tự do để khắc phục khe hở
và hành trình làm việc.
- Hành trình tự do để khắc phục khe hở đợc xác định theo công thức sau:
S
td

=

.i
1
.i
2




.i
dđ
/i.
_ Khe hở giữa đòn mở và bạc mở ly hợp ở trạng thái đóng.

= 3
ữ
5 mm, chọn:

= 3 mm; i = 5.
Suy ra: S
td
= 3.56,1/5 = 33,66 mm.
- Hành trình làm việc của bàn đạp:
S
lv
=

S.i
1

.i
2
.i
3
.
Trong đó: S _ Hành trình của đĩa ép, chọn:

S = 1,8.
Suy ra:
S
lv
= 1,8.56,1 = 100,98 mm
- Tổng hành trình bàn đạp của ly hợp:
S

= S
td
+ S
lv
= 40,32 + 100,98 = 134,64 mm.
17
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 vận dụng tổng
hợp các kiến thức đã đợc học về sức bền vật liệu, chi tiết máy, nguyên lí máy 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 nhng 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 nghiẹp sau nay.

Đồng thời từ đo giúp tôi thêm vững chắc vào ngành phat triển ôtô nớc nhà
Với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Nguyễn Sĩ Đỉnh và các thầy giáo khác trong
bộ môn xe quân sự tôi đã 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 giáo 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 tháng năm
18
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 ôtô - pGS.TS Nguyễn Trọng Hoan
III. Cấu tạo ô tô 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.
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



19