tkmh thiết kế ly hợp 2 đĩa ma sát khô cho xe tải 15 tấn khuyến mại thêm 1 bài ly hơp 1 dĩa

Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
Tổng quan về li hợp
Li hợp là một bộ phận trên kết cấu của ôtô đồng thời nó là một bộ phận
trong hệ thống truyền lực của ôtô. Nó có ảnh hởng tới việc ra vào số trên ôtô. Sự
sang số đổi cấp tốc độ ở ôtô đợc thực hiện ngay trong lúc xe đang chạy và động
cơ đang làm việc. Chính vì vậy mà xuất hiện lực va đập khi các bánh răng không
có cùng một tốc độ góc gài vào nhau . Sự cắt nối li hợp có ảnh hởng rất lớn tới
lực nói trên.
I yêu cầu - công dụng và phân loại li hợp.
1/-Yêu cầu và công dụng
a- Yêu cầu:
-Khi nối phải êm dịu không gây ra sự va đập trong hệ thống truyền lực.
-Tách phải dứt khoát để dễ gài số.
-Mô men quán tính của phần bị động phải nhỏ
-Ly hợp phải làm nhiệm vụ của một bộ phận an toàn do đó hệ số dự trữ phải
nằm trong giới hạn cho phép.
-Điều khiển thuận lợi.
-Kết cấu đơn giản.
-Đảm bảo thoát nhiệt tốt.
b- Công dụng của ly hợp :
-Truyền đợc mô men xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trợt trong bất cứ
điều kiện nào. Muốn vậy mô men ma sát sinh ra trong li hợp phải lớn hơn mô
men của động cơ truyền tới nó.
-Ly hợp là một khớp nối để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu động cơ đến các
cụm tiếp theo của hệ thống truyền lực.
-Dùng tách nối giữa động cơ và hệ thống truyền lực khi khởi hành, khi dừng xe,
chuyển số và khi phanh xe.
-Hệ thống truyền lực cơ khí với hộp số có cấp thì việc dùng ly hợp để tách tức
thời động cơ và hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập đầu răng của các bánh
răng hoặc của khớp gài và làm cho quá trình đổi số đợc dễ dàng. Khi nối êm
động cơ với đang làm việc với hệ thống truyền lực làm mô men xoắn ở các bánh

xe chủ động tăng lên từ từ . Do vậy mà xe khởi hành và tăng tốc đợc êm thuận.
Còn khi phanh xe đồng thời tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm cho
động cơ hoạt động liên tục (không chết máy). Do vậy mà không phải khởi động
động cơ nhiều lần.
1
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
2/-Phân loại cụm ly hợp :
-Ly hợp đang đợc sử dụng hiện nay trên các loại ôtô thờng đợc chia làm 4 loại
theo các cách sau:
+Theo cách truyền mô men xoắn .
+Theo cách tạo lực ép .
+Theo trạng thái làm việc .
+Theo phơng pháp dẫn động điều khiển ly hợp .
2-1-Phân loại ly hợp theo cách truyền mô men xoắn.
-Theo cách phân loại này ly hợp đợc chia làm 4 loại :
a/-Ly hợp ma sát :
*Khái niệm: Là loại ly hợp truyền mô men xoắn bằng bề mặt ma sát
*Phân loại ly hợp ma sát :
-Theo hình dạng bề mặt ma sát gồm có :
+Ly hợp ma sát hình đĩa
+Ly hợp ma sát côn
+Ly hợp ma sát loại tang trống.
-Hiện nay ly hợp ma sát hình đĩa đợc sử dụng rộng rãi vì có kết cấu đơn giản,
khối lợng phần bị động của ly hợp tơng đối nhỏ.
-Hai loại ly hợp còn lại ít đợc sử dụng vì phần bị động của ly hợp có trọng lợng
lớn gây ra tải trọng động lớn tác dụng lên các cụm chi tiết của hệ thống truyền
lực.
-Trong loại ly hợp ma sát hình đĩa ngời ta còn chia ra :
+Theo số lợng đĩa ma sát có loại ly hợp một đĩa, hai đĩa hoặc nhiều đĩa. Trên ôtô
thờng chỉ dùng loại ly hợp một đĩa hoặc hai đĩa.

+Theo vật liệu làm bề mặt ma sát có thể chia ra nh sau :
-Atbet đồng với gang.
-Ferado đồng với gang.
-Hợp kim gốm với gang.
-Thép với gang.
-Thép với thép.
+Theo đặc điểm môi trờng ma sát gồm có :
-Ma sát khô.
-Ma sát ớt (bề mặt ma sát đợc ngâm trong dầu).
-Loại ly hợp ma sát có u điểm là kết cấu đơn giản , dễ chế tạo . Tuy nhiên nó
cũng có nhợc điểm cơ bản là bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tợng trợt tơng đối
giữa chúng với nhau trong quá trình đóng mở ly hợp và thực hiện chức năng cơ
2
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
cấu an toàn . Các chi tiết trong ly hợp bị nung nóng do nhiệt tạo ra bởi một phần
công ma sát. Tuy vậy ly hợp ma sát hiện nay vẫn đợc sử dụng rộng rãi vì nó vẫn
đảm bảo đợc những điều kiện làm việc.
-Hiện nay trên ôtô sử dụng rộng rãi nhất là loại ly hợp đĩa ma sát khô (một hoặc
hai đĩa).
b- Ly hợp thuỷ lực :
*Khái niệm :
-Là loại ly hợp truyền mô men xoắn bằng năng lợng của dòng chất lỏng (thờng
là dầu).
-Ly hợp thuỷ lực hiện vẫn đợc nghiên cứu và hoàn thiện .
-Ưu điểm của loại ly hợp này là làm việc bền lâu, giảm đợc tải trọng động tác
dụng lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hoá quá trình điều khiển xe .
-Nhợc điểm cơ bản là chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ do
hiện tợng trợt .
-Ly hợp thuỷ lực ít đợc sử dụng trên các ôtô. Hiện nay mới đợc sử dụng trên một
số loại xe ôtô du lịch cỡ nhỏ . Tuy nhiên trong tơng lai nó sẽ đợc sử dụng rộng

rãi đặc bệt trên các loại xe vận tải hạng nặng.
c- Ly hợp điện từ :
-Là loại ly hợp truyền mô men xoắn nhờ tác dụng từ trờng của nam châm điện.
Loại ly hợp này ít đợc sử dụng trên xe.
d- Ly hợp loại liên hợp :
-Là loại ly hợp truyền mô men xoắn bằng cách kết hợp các loại trên. Th-
ờng là ly hợp thuỷ lực và nó ít đợc dùng trên các loại xe.
2-2-Phân loại ly hợp theo ph ơng pháp tạo lực ép.
-Theo cách tạo lực ép lên đĩa ly hợp đợc chia làm 4 loại :
a-Ly hợp lò xo nén :
-Là loại ly hợp dùng lò xo tạo lực ép lên đĩa ép.
-Ly hợp lò xo nén có thể là loại lò xo bố trí xung quanh (các lò xo bố trí đều trên
đờng tròn thành một hoặc hai vòng) hoặc lò xo bố trí trung tâm (một hoặc hai lò
xo) .
-Theo đặc điểm kết cấu của lò xo nén có thể có loại lò xo xoắn trục, lò xo kiểu
đĩa hoặc lò xo đĩa côn.
-Loại ly hợp lò xo nén bố trí xung quanh đợc sử dụng phổ biến hiên nay trên các
loại ôtô vì nó có u điểm là nhỏ, gọn, tạo đợc lực ép lớn, độ tin cậy cao.
b- Ly hợp điện từ :
- Lực ép đợc tạo ra là lực điện từ.
3
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
c- Ly hợp bán ly tâm :
-Là loại ly hợp mà lực nén sinh ra do lực ly tâm của khối lợng quay.
-Loại này có kết cấu pơhức tạp nên chỉ sử dụng trên một số ôtô du lịch nh
ZIL110, POBEDA
d- Ly hợp ly tâm:
-Là loại ly hợp mà lực nén sinh ra do lực ly tâm của khối quay lọai này ít đ ợc sử
dụng.
2-3-Phân loại ly hợp theo trạng thái làm việc:

+Theo trạng thái làm việc ly hợp đợc phân làm hai loại :
-Ly hợp luôn đóng : loại này đợc sử dụng ở hầu hết các ôtô hiện nay .
-Ly hợp luôn mở : đợc sử dụng trên một số loại máy bánh hơi nh : C-10, C-80.
2-4- Phân loại ly hợp theo ph ơng pháp dẫn động điều khiển:
+Theo phơng pháp này ly hợp đợc chia làm 2 loại :
-Ly hợp điều khiển tự động .
-Ly hợp điều khiển cỡng bức : loại này để điều khiển ngời ta phải tác dụng một
lực cần thiết lên hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp. Loại này đợc sử dụng hầu
hết trên các ôtô hiện nay dùng ly hợp ở trạng thái luôn đóng. Theo đặc điểm kết
cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động điều khiển có các loại đẫn
đôngj :
+Dẫn động điều khiển bằng cơ khí .
+Dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực (dầu).
+Dẫn động điều khiển bằng trợ lực .Tức là ngoài tác dụng của ngời lái còn
có tác động của trợ lực để ngời lái điều khiển ly hợp đợc dễ dàng. Theo đặc điểm
cấu tạo của trợ lực nó có thể là trợ lực cơ khí (lò xo), trợ lực khí nén hoặc trợ lực
thuỷ lực.
4
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
Thiết kế môn học
I)Xác định mô men ma sát .
Tính toán loại ly hợp ma sát này nhằm mục đích xác định số lợng và kích
thớc bề mặt ma sát cần thiết để truyền mô quay của động cơ, xác định lực ép lên
bề mặt ma sát, xác định tỷ số truyền của cơ cấu điều khiển ly hợp, cũng nh xác
định kích thớc của các chi tiết khác.
Kích thớc của ly hợp đợc xác định từ cơ sở có thể truyền mômen quay lớn
hơn mômen quay của động cơ một ít. Sở dĩ phải tính ly hợp theo mômen quay
lớn hơn mômen quay của động cơ là để đảm bảo truyền hết mômen quay của
động cơ đến hệ thống truyền lực trong trờng hợp khi đĩa ma sát bị nhớt rơi vào,
hoặc khi các bề mặt ma sát bị hao mòn hoặc khi các lò xo ép mất tính đàn hồi đi

một ít.
Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền qua bộ ly hợp:
M
m
= * M
e max
Trong đó : M
m
: mô men ma sát của ly hợp
M
e max
: mô men xoắn của động cơ
: hệ số dự trữ ly hợp
=1,3ữ1,75(đối với ô tô du lịch)
M
e max
=14.6 (kG.m) = 146 (N.m)
chọn : = 1.7
Vì phảI chọn hệ số > 1 để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong mọi
trờng hợp . Tuy nhiên không đợc lớn quá để tránh tăng kích thớc đĩa bị động
và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải .
M
m
= 1.7* 146 = 248.2 (N.m).
II) Xác định kích thớc cơ bản của đĩa bị động
1) Thiết kế sơ bộ:
Rtb: Bán kính trung bình ( bán kính của điểm đặt lực ép tổng hợp )
Đợc xác định theo công thức:
2
21

RR
tb
R
+
=
R2: Bán kính ngoài của đĩa ma sát.
R1: Bán kính trong của đĩa ma sát.
- Khi thiết kế có thể chọn sơ bộ đờng kíng ngoài của đĩa ma sát theo công thức
kinh nghiệm sau:
C
e
M
RD
max
*16.3
2
*2
2
==
C: Hệ số kinh nghiệm - C = 4.7 (Đối với ôtô con ).
5
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
61.17
7.4
146
*16.3
2
*2
2
=== RD

(cm)
R
2
= 8.8 (cm) = 0.088 (m) (Kích thớc đĩa bị động)
-Mặt khác D2 còn bị giới hạn bởi đờng kính ngoàicủa bánh đà động cơ. khi thiết
kế gặp trờng hợp D
2
lớn hơn đờng kính bánh đà thì phải chọn lại bằng cách giảm
D
2
và tăng số đôi bề mặt ma sát ( số đĩa bị động )
-Bán kính trong của đĩa đợc chọn theo công thức:
R1 = 0.6 *R2 =0.6 * 8.8 = 5.28 ( cm ) = 0.052(m)
Rtb = 7.04( cm ) =0.07 (m)
Chọn số lợng đĩa: Chọn sơ bộ i = 2
b: Bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động đợc tính theo công thức:
b = R2 - R1 =3.522 ( cm ) =0.035 (m)
R2, R1: Là bán kính ngoài và trong của đĩa ma sát.
-Chọn bề mặt ma sát là Thép với phê-ra-đô và chọn: [ q ] = 200000 (N/m
2
)
[ q ] : áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát
-Tính lực nén tổng cộng: P
iR
M
P
tb
e

.

max
à

=
= 5871 (N)
à = 0.3 (Hệ số ma sát).
*Tính toán phần then hoa của đĩa bị động :
Đợc chọn theo trục sơ cấp của hộp số có các tham số sau đây:
-Số lợng may-ơ: n = 1
-Số răng then hoa của may-ơ: Z = 10
-Đờng kính ngoài của may-ơ: D = 0.1 (m)
-Đơng kính trong của may-ơ: d = 0.04 (m)
-Mô đun của răng: m = d/z = 0.005 (m)
-Chiều cao của răng then hoa: h = m = 0.05 (m)
(Vì chọn răng dạng thân khai )
-Chiều dài của răng then hoa: l = 0.02 (m)
6
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
2).Kiểm tra và hiệu chỉnh: (Then hoa đĩa bị động)
a). Kiểm tra theo áp suất cho phép:
)
2
/(188394
2).
2
052.0
2
088.0(14.3
5871
)

2
1
2
2
(
mN
iRR
P
q
=

=

=

Vậy q < [q] = 200000 (N/m
2
)
b). Kiểm tra theo công trợt riêng:
*Xác định công trợt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp
Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trờng hợp:
- Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột
ngột thả bàn đạp ly hợp. Việc khởi động động cơ nh vậy sẽ dẫn đến sự dật lớn,
đặc biệt là với nhng li hợp có hệ số dự trữ lớn. Trờng hợp này không tốt nên
phải tránh.
- Đóng ly hợp một cách êm dịu: ngời lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi
động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ làm tăng công trợt
sinh ra trong quá trình đóng ly hợp . Trong sử dụng thờng sử dụng phơng pháp
này nên ta tính công trợt sinh ra trong trờng hợp này .
*Tính toán công trợt khi đóng mở ly hợp có thể chia làm 2 giai đoạn:

-Giai đoạn 1: Khi ôtô bắt đầu khởi động mô men ly hợp sẽ tăng từ 0 đến M
a
.
Công của động cơ ở giai đoạn này với thời giạn t
1
sẽ tiêu tốn cho sự trợt và nung
nóng ly hợp.
1
2
1
t
am
a
ML


=
-Giai đoạn 2: Tăng mô men của ly hợp đến giá trị không có sự trợt của ly hợp.
Công của động cơ ở giai đoạn này với thời gian t
2
dùng để tăng tốc độ của trục bị
động của ly hợp và để nối chúng với hệ cản chuyển động của ôtô.
2
)t
a

m
(
a
M

3
2
2
)
a

m
(
a
J
2
1
2
L +=

*Công trợt toàn bộ ly hợp là: L = L
1
+L
2
2
2
1
)(
2
1
3
2
2
).(
amaama

Jt
t
ML

+






+=
(1)
M
a
: Mô men cản chuyển động qui dẫn về trục ly hợp.
0
2

) (
iii
r
VFkGM
fh
bx
a
+=

(2)
G: Trọng lợng toàn bộ ôtô - G = 13860(N)

: Hệ số cản tổng cộng của đờng- =0.16
V: Vận tốc xe khi đóng ly hợp - V = 0 (km/h) (Do ôtô bắt đầu chuyển động)
r
bx
: Bán kính làm việc của bánh xe r
bx
= 0.35 (m)
i
h
: Tỷ số truyền của hộp số- Do khi ôtô băt đầu chuyển động để giảm công trợt
ngời lái xe thờng khởi động ở tỷ số truyền thấp. Do đó chọn i
h
= i
1
= 3.416
i
f
: Tỷ số truyền của hộp số phụ- i
f
=1 (Do không có hộp số phụ )
7
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
i
0
: Tỷ số truyền của truyền lực chính- i
0
= 4.388
*Thay vào công thức (2) ta tìm đợc: M
a
= 51.78 (Nm)

m
: Tốc độ góc của trục khuỷu khi đóng ly hợp có thẻ tính bằng tốc độ ứng với
khi mô men xoắn là lớn nhất.
m
= 3500*2*3.14/60 = 366 (rad/s)

a
: Tốc độ góc của trục ly hợp.
a
= 0 (Do ôtô khởi động tại chỗ )
J
a
: Mô men quán tính của ôtô qui dẫn về trục ly hợp
2
0
2
) ( iii
r
g
G
J
fh
bx
a
=
= 0.77 (N.s
2
)
t

1
: Khoảng thời gian đóng ly hợp. Trong thời gian này mô men ly hợp tăng từ 0
đền M
a
.
K
M
t
a
=
1
(3)
K: Hệ số tỷ lệ kể đến mức độ tăng của mômen M
LH
khi đóng li hợp.
K =100 (Nm/s)
*Thay vào (3) ta đợc: t
1
= 0.5 (s)
t
2
: Khoảng thời gian tăng mômen li hợp đến giá trị không có sự trợt của li hợp
K
J
t
ama
)(.2
2

=
= 2.37 (s)
(Đối với xe con K = 100(Nm/s)
*Thay vào công thức (1) ta tìm đợc công trợt của toàn bộ li hợp là:
L = 26555 (N.m) =26555 (J)
*Tính Công trợt riêng:
iRR
L
l
).(
2
1
2
2
0

=

= 852027 (J/m
2
)
-Công trợt riêng cho phép đối với xe du lịch là: [l
0
] =1100000 (J/m
2
)
Vậy l
0
< [l
0

]
c). Kiểm tra ứng suất dập trên răng của then hoa:





.
max
lhrZn
M
tb
e
d
=
= 20.68*10
6
(N/m
2
)
Vậy
d
< [
d
] = 35*10
6
(N/m
2
)
= 0.75 (Hệ số tính đến sự phân bổ tải trọng không đều)

III). Tính toán đĩa ép:
Mỗi lần đóng ly hợp để cho xe chuyển động, công trợt sinh ra và biến thành
nhiệt năng và nung nóng các chi tiết tiếp xúc với đĩa bị động. Để đảm bảo điều
kiện làm việc cho các chi tiết nêu trên chúng ta phải khống chế độ gia tăng nhiệt
độ T sau mỗi lần khởi hành, hoặc sau mỗi lần cắt nối bộ li hợp.
-khối lợng đĩa ép đợc tính nh sau:
].[
.
TC
L
m



: Hệ số xác định phần công trợt biến thành nhiệt năng nung nóng chi tiết.
8
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
B
=
*2
1

= 0.5 B = 1 (Số lợng đĩa bị động)
L: Công trợt.
C: Nhiệt dung riêng của thép C = 490 (J/kg.dộ)
[T]: Độ gia tăng nhiệt độ cho phép sau mỗi lần đóng nối bộ ly hợp để khởi
hành [T] = 13 (độ)
*Thay vào ta đợc: m 2.08 (kg)
IV). Tính toán lò xo:
Để tạo ra lực nén P dùng nhiều lò xo hình trụ bố trí trên một vòng tròn có

bán kính bằng R
tb
.
Tải trọng tác dụng lên mỗi lò xo để tạo ra lực nén P là:
N
e min
= P/n
1
= 587 (N)
P: Lực nén tổng cộng P = 5871 (N)
n
1
: Số lò xo ép - Chọn: n
1
= 10
Khi cắt bộ li hợp, đĩa ép dịch ra một đoạn S và nén tiếp các lò xo, do đó
tải trọng lớn nhất tác dụng lên mỗi lò xo là:
1
max
2.1
n
P
N
e
=
. N
e max
= 704 (N)
*Chọn khoảng dịch chuyển của đĩa ép là: x = 1.5 (mm)
+).Chọn vật liệu làm lò xo là dây thép lò xo cấp 1, giả sử đờng kính dây lò xo

trong khoảng từ 4ữ6 (mm). Tra bảng ta đợc
bk
= 1600 (N/mm
2
)
-ứng suất tiếp giới hạn: [
x
] = 0.3
bk
= 480 (N/mm
2
)
+).Chọn c = D/d = 5, và tra bảng tìm đợc hệ số xét đến độ cong của dây lò xo:
k = 1.29
+). Đờng kính của dây lò xo là:
[ ]
x
e
t
cNk
d

6.1
max

(mm)
d 4.9 (mm)
Lấy d = 5 (mm)
Đơng kính của lò xo: D = c.d = 5*5 =25 (mm)
+).Tính số vòng làm việc của lò xo: i

).(.8

minmax
3
ee
NNc
dGx
i

=
x: Chuyển vị làm việc của lò xo x = 2 (mm)
G: Mô đun đàn hồi trợt G =8.10
4
(N/mm
2
)
d: Đờng kính dây lò xo d = 5 (mm)
c: Tỷ số giữa đờng kính của lò xo và đờng
kính của dây lò xo c = 5
Tìm đợc : i = 6.5 (vòng)
+).Số vòng thực của lò xo: i
0
= i +1.5 = 8 (vòng)
(Kể thêm vòng ở mỗi đầu mút)
9
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
+).Chuyển vị lớn nhất của lò xo (kể từ khi cha chịu tải đến lúc đạt N
e max
)
4

3
max
.
8
dG
iDN
e
=

= 12 (mm)
+).Bớc của vòng lò xo khi cha chịu tải: t = d + /i +
: Khe hở giữa các vòng lò xo khi chịu lực lớn nhất N
e max
= 0.1*d = 0.5 (mm)
t = 6.64 (mm)
+) Chiều dài lò xo lúc cha chịu tải:
H
0
= (i
0
0.5).d + i(t d) = 50.2 (mm)
*Kiểm tra sự mất ổn định của lò xo:
04.2
0
=
D
H
< 3 . Do đó lò xo không cần đặt
trong ống để khỏi bị oằn (mất ổn định).
V). Tính đòn mở:

Muốn cắt mở đợc bộ li hợp cần phải tác dụng lên các đòn mở một lực lớn
hơn lực nén tổng cộng của các lò xo trong trờng đĩa ép dịch chuyển một đoạn x.
*Chọn số đòn mở là: n
đ
= 3
*Mỗi đòn mở chịu một lực là:
1007
33.2*3
5871*2.1
.
*2.1
===
in
P
Q
d
(N)
-Tỷ số
f
e
i =
phải thoả mãn điều khiển và khả năng chống uấn.
-Chọn: e = 70 (mm); f = 30 (mm) i = 2.33
Q = 1007 (N)
10
Ne
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
(Biểu đồ mô men)
*Từ biểu đồ mô men ta thấy mặt căt nguy hiểm tại mặt cắt A-A.
-Ta có mômen chống uấn tại mặt cắt A-A là:

3206
6
12*40
6
25*40
22
==
u
W
(mm
3
)
-ứng suất uấn lớn nhất tại mặt cắt A-A là:
22
3206
70490
===
u
u
u
W
M

(N/mm
2
)
= 220 (kG/cm
2
)
<

[ ]
u
600 =
kG/cm
2
.
VI). Tính toán cơ cấu điều khiển:
-Chọn cơ cấu điểu khiển đóng mở li hợp là cơ cấu điều khiển bằng thuỷ lực.
*Tỷ số truyền từ bàn đạp đến đĩa ép là:
2
1
2









=
d
d
f
e
d
c
b
a

i
tk
-Khi chọn phơng án để tính toán thiết kế tỷ số truyền của cơ cấu phải thoả mãn
các yêu cầu sau đây:
+Phù hợp với cấu tạo.
+Hạn chế đến mức thấp nhất số lợng của các khâu cơ khí để nâng cao hiệu suất.
+Hành trình của bàn đạp và lực tác dụng lên bàn đạp phải nằm trong phạp vi cho
phép.
+Tải trọng tác dụng lên từng chi tiết phải nhỏ.
*Trên cơ sở đó ta chọn kích thớc của các khâu nh sau:
a = 600 (mm) b = 100 (mm)
c = 150 (mm) d = 100 (mm)
d
1
= 20 (mm) d
2
= 30 (mm)
-Thay vào ta tìm đợc tỷ số truyền lực là: i
tl
= 45.9
11
dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực
Xy lanh công tác
Xy lanh chính
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
*Kiểm chứng và điều chỉnh:
+).Hành trình bàn đạp của bộ ly hợp:
SixS
tlbd
+= .

x: Hành trình dịch chuyển của đĩa ép x = 2 (mm)
S: Hành trình tự do của bàn đạp.
2
1
2









=
d
d
d
c
b
a
S
:Khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở = 3 (mm)
S = 59 (mm)
S
bd
= 150 (mm) (Thoả mãn )
+).Lực tác dụng lên bàn đạp bộ li hợp:

.

2.1
i
P
P
bd
=
= 180 (N)
: Hiệu suất truyền lực = 0.85
+)Công mở bộ li hợp:
x
PP
A .
2
2.0+
=
= 12 (J) x: Hành trình dịch chuyển của đĩa ép
x = 0.002 (m)
P = 5871 (N)
Vậy A < 30 (J). Do đó không phải nghiên cứu thiết kế bộ trợ lực
VII). Thiết kế cơ cấu giảm chấn trong bộ li hợp:
Để có thể giảm và dập tắt các dao động xoắn của trục khuỷu truyền cho hệ
thống truyền lực, ngời ta lắp đặt cơ cấu giảm chấn cho bộ li hợp.
Mô men xoắn cực đại truyền đến trục li hợp theo điều kiện bán là:
10
max
.

h
bx
ii

rG
M


=
G

: Trọng lợng bám của xe ôtô. G

= 7300 (N)
: Hệ số bám của mặt đờng = 0.8
r
bx
: Bán kính trung bình của bánh xe r
bx
= 0.35 (m)
i
0
: Tỷ số truyền lực chính i
0
= 4.38
i
h1
: Tỷ số truyền số 1 của hộp số i
h1
= 3.41
M
max
= 136 (Nm)
-Lực nén lớn nhất ở mỗi lò xo là:

11
max
max
.Rn
M
N =
(N)
12
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
n
1
: Số lợng lò xo giảm chấn n
1
= 6
R
1
:Bán kính vị trí của lò xo giảm chấn R
1
= 0.05 (m)
N
max
= 454 (N)
*Thiết kế lò xo giảm chấn với các số liệu sau:
-Lực nén lớn nhất: N
max
= 454 (N)
-Lực nén nhỏ nhất: N
mim
= 0 (N)

-Chuyển vị làm việc của lò xo: x = 5 (mm)
+).Chọn vật liệu làm lò xo là
dây thép lò xo cấp 1, giả sử
đờng kính dây lò xo
trong khoảng từ 4ữ6 (mm).
Tra bảng ta đợc

bk
= 1600 (N/mm
2
)
-ứng suất tiếp giới hạn:
[
x
] = 0.3
bk
= 480 (N/mm
2
)
+).Chọn c = D/d = 5,
và tra bảng tìm đợc hệ số
xét đến độ cong của dây lò xo:
k = 1.29
+). Đờng kính của dây lò xo là:
[ ]
x
e
t
cNk
d

6.1
max

(mm)
d 3.9 (mm)
Lấy d = 4 (mm)
Đơng kính của lò xo: D = c.d = 5*4 =20 (mm)
+).Tính số vòng làm việc của lò xo: i
).(.8

minmax
3
ee
NNc
dGx
i

=
x: Chuyển vị làm việc của lò xo x = 5 (mm)
G: Mô đun đàn hồi trợt G =8.10
4
(N/mm
2
)
d: Đờng kính dây lò xo d = 4 (mm)
c: Tỷ số giữa đờng kính của lò xo và đờng
kính của dây lò xo c = 5
Tìm đợc : i = 3.5 (vòng)
+).Số vòng thực của lò xo: i

0
= i +1.5 = 5 (vòng)
(Kể thêm vòng ở mỗi đầu mút)
+).Chuyển vị lớn nhất của lò xo (kể từ khi cha chịu tải đến lúc đạt N
e max
)
4
3
max
.
8
dG
iDN
e
=

= 4 (mm)
+).Bớc của vòng lò xo khi cha chịu tải: t = d + /i +
13
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
: Khe hở giữa các vòng lò xo khi chịu lực lớn nhất N
e max
= 0.1*d = 0.4 (mm)
t = 5.27 (mm)
+) Chiều dài lò xo lúc cha chịu tải:
H
0
= (i
0
0.5).d + i(t d) = 22 (mm)

*Kiểm tra sự mất ổn định của lò xo:
12.1
0
=
D
H
< 3 . Do đó lò xo không cần đặt
trong ống để khỏi bị oằn (mất ổn định).
VIII) Tính toán một số chi tiết chủ yếu của ly hợp
a). Tính toán đinh tán:
Để giảm kích thớc 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 xơng
đĩa thờng chế tạo bằng thép các bon trung bình và cao ( thép 50 và 85 ) chiều
dày xơng đĩa thuờng chọn ( 1,5 ữ 2 mm)
Chiều dày tấm ma sát thòng chọn từ 3 ữ 5 mm . Vật liệu của tấm ma sát thờng là
loại phê ra đô ( phê ra đo đồng hoặc át pét đồng )
Tấm ma sát đợc gắn với xơng đĩa bị động bằng đinh tán. Vật liệu đinh tán
bằng đồng hoặc nhôm có đờng kính d = ( 4-5 ) mm.
Giả sử đinh tán đợc bố trí trên đĩa theo một vòng tròn có bán kính là
r = 0.05 (m)
-Chọn số lợng đinh tán là: n = 12
-Vật liệu chế tạo đinh tán là nhôm có: []
c
= 25 (N/mm
2
)
[]
d
= 75(N/mm
2

)
*Lực tác dụng lớn nhất lên mỗi đinh tán là:
rn
M
P
x
.
=
= 413 (N)
M
x
: Mô men xoắn lớn nhất trên trục li hợp M
x
= 248 (Nm)
-Gọi số bề mặt chịu cắt là i: i = 2
-Đơng kính đinh tán theo điều kiện cắn thân đinh là:
c
i
P
d
].[.
.4


= 3.25 (mm) (1)
-Đờng kính đinh tán theo điều kiện dập đinh là:
d
s
P
d

].[


= 3.67 (mm) (2)
s: Chiều dầy của xơng đĩa s = 1.5 (mm)
-Từ điều kiện (1) và (2) chọn đờng kính đinh tán: d = 4 (mm)
Tài liệu tham khảo
14
Kết cấu tính toán ôtô Phạm Tuấn Anh
1- Thiết kế và tính toán ôtô Tác giả Nguyễn Hữu Cẩn Hà Nội 1986.
2- Kết cấu tính toán ôtô Tác giả Trịnh Chí Thiện
Tô Đức Long
Nguyễn Văn Bang Hà Nội 1984.
3- Thiết kế chi tiết máy - Tác giả Nguyễn Trọng Hiệp Hà Nội 1998.
4- Lý thuyết ôtô Tác giả Nguyễn Ngọc Lẫm Hà Nội 1984.
5- Sức bền vật liệu Tác giả Nguyễn Xuân Lựu Hà Nội 1998.
6- Sổ tay công nghệ .
15