ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP XE THAM KHẢO ZIL 164

Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP
XE THAM KHẢO : ZIL 164
Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP
Sinh Viên Thực Hiện : NGUYỄN ĐOÀN TRUNG
Lớp : ĐHLT CNKT Ô TÔ – K1
Vinh tháng 12 năm 2009
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
1
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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 HÓA – HIỆN ĐẠI HÓA. 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.
Sau khi học xong môn học TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÔTÔ, chúng em được tổ
bộ môn giao làm nhiệm vụ Đồ án môn học. Trong quá trình tính toán để hoàn thành
Đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu chúng em đã gặp không ít khó khăn
bỡ ngỡ nhưng cùng với sự nỗ lực của bản thân, và sự hướng dẫn hết sức tận tình
của thầy giáoNguyễn Đình Điệp, cho nên em cũng đã cố gắng đã hoàn thành xong
Đồ án môn hoc Tính toán thiết kế ôtô. Tuy nhiên do là lần đầu tiên chúng em vận
dụng lý thuyết đã học, vào tính toán và thiết kế ôtô cụ thể theo thông số cho trước,
nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy chúng em rất
mong sự quan tâm, sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân chúng em ngày

càng được hoàn thiện hơn nữa về kiến thức chuyên môn và khả năng tự nghiên cứu
của mình.
Qua Đồ án môn học này bản thân em đã có ý thức hơn cho nghề nghiệp của
mình, đã dần hình thành cho mình phương pháp học tập và nghiên cứu mới. Cảm
ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Đình Điệp đã giúp em sớm hoàn
thành tốt Đồ án môn học này.
Rất mong được sự giúp đỡ nhiều hơn nữa của thầy và các thầy giáo trong
khoa.
Em xin chân thành cảm ơn!

Vinh, ngày 7 tháng 12 năm 2009
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đoàn Trung
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
2
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Điệp
Kết quả đánh giá :







Giáo viên chấm :
Kết quả đánh giá :

SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
3
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Khoa: Cơ khí Động Lực Độc lập- Tự do - Hạnh phúc
TÍNH TOÁN BỘ LY HỢP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đoàn Trung
Lớp : ĐHLT công nghệ ôtô-K1
I. Tên đề tài: Tính toán thiết kế bộ ly hợp ma sát khô
II. Các số liệu ban đầu:
- Loại ly hợp ma sát khô thường đóng kiểu lò xo
- Tự trọng xe: 4000 kg , Trọng lượng toàn tải 8325 kg
- Số chỗ ngồi: 03
- Loại động cơ: Xăng
- Xe tham khảo: ôtô ZIL 164
III. Nội dung tính toán:
Xác định mômen ma sát của ly hợp
Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
Tính công trượt riêng
Tính toán động học và động lực học của hệ thống dẫn động cơ khí
Tính sức bền của một số chi tiết
- Đĩa bị động
- Lò xo ép
- Các chi tiết của bộ phận giảm chấn

IV. Bản vẽ:
- Bản vẽ mặt cắt dọc ly hợp : A
0
- Bản vẽ chế tạo của ống trượt : A
3
Ngày giao đề: Ngày 20 tháng 9 năm 2009
Ngày hoàn thành:
TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
4
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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)
+ phân bố cầu trước
+ phân bố cầu sau
8325kg
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
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
5
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
- Chiều rộng giữa đường tâm 2 bánh sau 1740
NỘI DUNG TÍNH TOÁN
I. Tính toán các thông số cơ bản của ôtô:

I.1. Trọng lượng toàn bộ của ôtô:
G
a
:Trọng Lượng toàn xe . Theo đề G
a
=8325 (KG) ( kể cả người)
G
a
= 8325.9,81= 81668,25 (N)
I.2. Bán kính làm việc của bánh xe chủ động:
Bán kính làm việc của bánh xe được xác định theo công thức sau:
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
6
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
r
bx
=
4,25).
2
(
d
B
+
(mm) (1-2)
Trong đó : B : Chiều rộng lốp
d : Đường kính vành
Theo đề : Kí hiệu của bánh xe 9 - 20
Ở đây : B=9,00 (inh) =228,6 (mm)
d= 20 (inh) =508 (mm)
Thay số vào (1-2) ta được : r

bx
=
4,25).
2
(
d
B
+
=
20
(9 ).25,4 482,6
2
+ =
(mm)
r
bx
= 0,4826 (m)
I.3. Tỷ số truyền của truyền lực chính i
o
:
Xe tham khảo ZIL164 có i
o
=7,63
II .Xác định mô men ma sát của ly hợp:
Ly hợp phải có khả năng truyền hết mômen xoắn lớn nhất của của động cơ .
Để đảm bảo yêu cầu truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ trong mọi
điều kiện thì ta phải có :
M
ms
=M

emax
.β (1-3)
Trong đó : - M
ms
: mômen ma sát cần thiết của ly hợp . [N.m]
- M
emax
:mômen xoắn lớn nhất của động cơ . [N.m].Theo đề
M
emax
= 33 (kGm)
M
emax
= 33.9,81 = 323,73 (Nm)
- β : hệ số dự trữ của ly hợp .
Hệ số dự trữ ly hợp β phải đủ lớn ( β > 1) để đảm bảo ly hợp truyền hết
mômen xoắn động cơ trong mọi điều kiện làm việc của nó (khi các bề mặt ma sát bị
dầu mỡ rơi vào ,khi các lò xo ép bị giảm tính đàn hồi ,khi các tấm ma sát bị mòn ,
…) .Mặt khác hệ số β cũng không được lớn quá vì như thế ly hợp không làm tốt
chức năng bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải .
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
7
Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
H s c chn theo thc nghim :
Bảng B1-1 : 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]
III . Xỏc nh cỏc kớch thc c bn ca ly hp :
III.1. Bỏn kớnh hỡnh vnh khn ca b mt ma sỏt a b ng :
a. Bỏn kớnh ngoi ca tm ma sỏt ly hp c xỏc nh :
Hỡnh 1: s tớnh toỏn bỏn kớnh trung bỡnh ca a ma sỏt
R
2
=
( )
3
max
1 2
.3
Rms

e
KpZ
M

à

(1-4)
Trong ú :
SVTH: Nguyn on Trung GVHD: Nguyn ỡnh ip
8
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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
.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)
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
9
Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
[q]- ỏp lc riờng cho phộp trờn b mt ma sỏt, tớnh theo KG/cm
2
hoc
KN/m
2

Tra bng thụng s chn: [ q] = 200 (KN/m
2
)
R
tb
: bỏn kớnh ma sỏt trung bỡnh
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 cỏc thụng s vo ta cú:
2 2 2 5
2,0.323,73
1,745744
2. .(11,855.10 ) .0,3.(15 8).10 .2.10
i


= =

T ú ta chn i = 2 tng ng vi 1 a b ng
Tra bng thụng s i vi ly hp ta thy:
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)
SVTH: Nguyn on Trung GVHD: Nguyn ỡnh ip
10
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
III.4. Lực ép của cơ cấu ép :
Sau khi đã xác định được các thông số kích thước của vành ma sát ,ta dễ
dàng tính được lực ép cần thiết của cơ cấu ép phải tạo ra mà theo đó đảm bảo được
áp suất làm việc đã chọn và thoả mãn mômen ma sát yêu cầu :
F =
mstb
e
ZR
M

.
max
µ
β
(1-5)
F=
2,0.323,73
9102,5
0,3.0,11855.2
=
[N]
IV. Tính công trượt riêng của ly hợp :
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.
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
11
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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:
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 :
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
12

Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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).
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)
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
13
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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.
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:
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
14
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
( ) ( )
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 .
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 :
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp

15
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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]
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
]
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
16
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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)
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 .
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
17
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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)
-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.
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
18
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
-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 :
( )
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]
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
19
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
( )
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:
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
]
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
20
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
= 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 :
 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:
( )
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 =34 [mm] ta tra bảng (7-26) sách thiết kế chi tiết máy ta có các thông
số khác của then hoa như sau:
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
21
D
d

d
t
b
h
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
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]
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:
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
22
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL
[ ]
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
 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 = 80 [mm] ,số lượng đinh tán
chọn n=12 (đinh).
Lực tác dụng lên đinh tán được xác định theo công thức sau:
max
2.
2.323,73
8093,25
0,080
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
8093,25
13417507,04
. 3,14.0,008
. 12.
4 4
c
F
d
n

τ
π
= = =
[N/m
2
]
=136,77 [KG/cm
2
]
-Ứng suất dập của đinh tán ở vòng ngoài là:
8093,25
56203125
. . 12.0,0015.0,008
d
F
n l d
σ
= = =
[N/m
2
]
=572,9 [KG/cm
2
]
Trong đó:
F : Lực tác dụng lên đinh tán .F=8093,25 [N]
n : Số đinh tán .n=12 [đinh ]
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
23
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL

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
.
=

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
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
24
Trường: ĐHSPKT Vinh  Khoa: CKĐL

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
Thay các thông số đã lựa chọn và tính toán vào công thứ trên ta có
3
796 0,8.2,0
(1 ) 63680 / 636,8 / 64,49 /
2,5.10 2,0
lx
C N m N cm KG cm
−
= − = = =
VI.4. Lực lớn nhất tác dụng lên 1 lò xo F

lxmax
(N)
Lực lớn nhất tác dụng lên một lò xo tính bằng công thức

mlxlxlx
CFF
λ
.
max
+=
Trong đó: C
lx
- Độ cứng của lò xo
λ
m
- Độ biến dạng thêm của lò xo khi mở ly hợp bằng độ dịch
chuyển của đĩa ép khi mở ly hợp

dhmsmm
Z
δδλ
+= .
SVTH: Nguyễn Đoàn Trung GVHD: Nguyễn Đình Điệp
25