ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ THIẾT KẾ LY HỢP (CAD + THUYẾT MINH)

Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
Chương 1
CÔNG DỤNG –PHÂN LOẠI –YÊU CẦU

1.1. Công dụng :
Ly hợp là một trong những cụm nhỏ chủ yếu của ôtô máy kéo . Ly hợp
dùng để nối trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực , để truyền mômen
quay động cơ được êm dòu và cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được
nhanh chóng , dứt khoát , làm nhiệm vụ an toàn khi mômen lớn quá mức qui
đònh …
1.2. Yêu cầu :
Ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau :
1. Truyền được mômen quay lớn nhất của động cơ mà không bò trượt ở
bất cứ điều kiện sử dụng nào .Muốn như vậy thì mômen ma sát của ly
hợp phải lớn hơn mômen cực đại của động cơ một ít , nghóa là hệ số
dự trữ mômen của ly hợp phải lớn hơn 1 .
2. Đóng êm dòu để tăng từ từ mômen quay lên trục của hệ thống truyền
lực , không gây va đập các bánh răng . Ngoài ra khi ly hợp đóng êm
dòu thì ôtô máy kéo khởi hành không giật , làm cho người lái đỡ mệt ,
nhất là khi ôtô chạy ở đường phố hoặc khi máy kéo làm việc ở cánh
đồng nhỏ phải sử dụng ly hợp nhiều .
3. Mở dứt khoát và nhanh chóng , nghóa là cắt hoàn toàn truyền động từ
động cơ đến hệ thống truyền lực thời gian rất ngắn . Nếu mở không
dứt khoát thì khó gài số êm dòu vì mômen quay của động cơ và
mômen quy 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 , cho nên
khi dòch các bánh răng khỏi sự ăn khớp để gài số khác sẽ rất khó khăn
vì trên các bánh răng ta muốn dòch chuyển sẽ có tác dụng của lực do
mômen nói trên sinh ra . Ngoài ra mômen ma sát của ly hợp sẽ làm
quay trục sơ cấp và trục trung gian của hộp số làm khó khăn cho việc
đồng đều tốc độ các bánh răng cần gài . Mở dứt khoát và nhanh chóng

sẽ giảm lực va đập các bánh răng .
4. Mômen quán tính của các chi tiết thụ động phải nhỏ để giảm các lực
va đập lên bánh răng .
5. Làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh tác dụng lên hệ thống truyền
lực những lực quá lớn khi gặp quá tải .
6. Điều khiển dễ dàng , lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ .
SVTH : Phạm Phước Phong -1-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
7. Đảm bảo điều kiện thoát nhiệt tốt .
8. Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt , đảm bảo sự làm việc bình thường .
9. Kết cấu đơn giản , trọng lượng nhỏ , làm việc bền , điều khiển và
chăm sóc dễ dàng .
1.3. Phân loại :
Tuỳ theo cách truyền mômen quay từ trục khuỷu đến trục hệ thống truyền
lực người ta chia ra các loại :
1. Ma sát – Truyền mômen quay bằng các bề mặt ma sát .
2. Thủy lực – truyền mômen quay bằng chất lỏng .
3. Nam châm điện –truyền mômen quay nhờ tác dụng của trường nam châm
đòên
4. Liên hợp - truyền mômen quay bằng cách kết hợp các loại kể trên .
Ở ôtô máy kéo ly hợp ma sát được dùng nhiều nhất .Ly hợp loại thuỷ lực
ngày nay cũng đang được phát triển trong ngành chế tạo ôtô máy kéo vì nó có
ưu điểm căn bản là giảm được tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực .
Tuỳ theo hình dạng của các chi tiết ở ly hợp loại ma sát người ta chia ra :
ly hợp đóa (phẩn thụ động gồm một , hai hay đóa nhiều đóa ) , ly hợp hình côn
( đóa thụ động có dạng hình côn ) và ly hợp hình trống (phần thụ động làm theo
kiểu má phanh và tang trống ).
Loại ly hợp hình côn và tang trống ngày nay không dùng trên ôtô máy kéo
nữa vì mômen quán tính của chi tiết thụ động của chúng lớn gây nên tải trọng
va đập lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp .

Tuỳ theo số đóa thụ động người ta chia ly hợp ma sát ra một , hai hoặc
nhiều đóa .
Ly hợp một đóa hiện nay dùng nhiều trên ôtô máy kéo vì nó đơn giản giá
rẻ , và mômen quán tính của chi tiết thụ động bé .
Ở ôtô tuỳ theo phương pháp phát sinh lực lên đóa ép người ta chia ly hợp
loại lò xo , loại nửa ly tâm ở đấy lực ép sinh ra bởi các lò xo và lực ly tâm của
các trọng khối phụ thuộc và loại ly tâm .
Loại nửa ly tâm dùng ở ôtô du lòch và vận tải trọng cỡ nhỏ vì ở đấy mômen
cực đại của động cơ tương ứng với số vòng quay tương đối cao .
Loại ly tâm thường được dùng để làm dễ dàng điều khiển ôtô . Trong các
ly hợp loại ly tâm thì lực ly tâm dùng để đóng mở ly hợp , còn lực để ép là do lò
xo ,ít khi dùng lực ly tâm để ép đóa ép . Loại ly hợp này không được sử dụng
rộng rãi .
Theo phương pháp điều khiển ly hợp có thể chia ra loại điều khiển bằng
sức người và loại điều khiển tự động .
SVTH : Phạm Phước Phong -2-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
1.4. Chọn phương án thiết kế :
a) Ly hợp ma sát khô :
Ly hợp ma sát khô hiện nay gồm loại một đóa hay nhiều đóa ma sát . Hiện
nay loại ly hợp một đóa ma sát có lò xo hình trụ đïc sử nhiều . Lò xo ép có thể
dùng một lò xo trung tâm (dùng ở xe du lòch hay tải nhẹ ) hoặc dùng nhiều lò xo
đặt xung quanh đóa ép ( dùng trên xe tải ) .
* Ưu điểm : có kết cấu đơn giản , đảm bảo thoát nhiệt tốt , thuận tiện cho
công tác bảo dưỡng và sữa chửa , mômen quán tính của chi tiết thụ động bé .
* Nhược điểm : loại này đóng mở không êm dòu bằng loại nhiều đóa .
Ly hợp ly tâm :
Ly hợp nối ngắt tự động theo chế độ biến thiên tốc độ góc của động cơ .
* Ưu điểm : không có sự trượt khi động cơ quay nhanh , điều khiển dễ dàng
.

* Nhược điểm : kết cấu phức tạp vì có thêm ly hợp phụ và khớp một chiều
để truyền mômen quay ngược lại khi phanh ôtô .
b) Ly hợp điện từ :
Quá trình đóng và ngắt nhờ lực điện từ của nam châm .
* Ưu điểm : kết cấu đơn giản , dễ tự động hoá quá trình điều khiển , mặt
ma sát hao mòn ít .
* Nhược điểm : Bộ phận tự động có mômen quán tính lớn .
c) Ly hợp thuỷ lực :
Có hai loại : ly hợp thuỷ tónh và ly hợp thuỷ động .
* Ưu điểm : giảm tải trọng động lên động cơ và hệ thống truyền lực khi
thay đổi đột ngột chế độ làm việc . Tăng sự bám , không giật khi gài số . Điều
khiển đơn giản , dễ tự động hoá quá trình điều khiển . Ít hao mòn , cho phép
khởi động khi đang gài số .
* Nhược điểm : không đảm bảo mở dứt khoát , độ trượt lớn , kết cấu phức
tạp .
d) Ly hợp loại hổn hợp :
Thường dùng loại ly hợp ma sát kết hợp thuỷ lực .
* Ưu điểm : kết hợp được ưu diểm các loại ly hợp trên .
* Nhược điểm : kết cấu phức tạp , giá thành cao .
e) Kết luận :
Từ bốn loại ly hợp trên ta thấy ly hợp ma sát khô một đóa có cơ cấu dẫn
động kết hợp thuỷ lực là phù hợp nhất với loại xe tải 15 tấn vì kết cấu đơn giản
giá thành thấp dễ bảo dưỡng và sữa chửa . Do đó ta sẽ chọn loại ly hợp một
(hoặc hai ) đóa ma sát khô để thiết kế .
SVTH : Phạm Phước Phong -3-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
1.5. Kết cấu các chi tiết chính và nguyên lý làm việc của ly hợp một
đóa ma sát khô :
a)Cacte ly hợp : làm bằng gang có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận bên trong
của ly hợp , nối liền với hộp số bằng bulông và đai ốc .

b)Đóa bò động : là một đóa mỏng , trên đóa có rãnh xẻ hướng tâm chia đóa
thành nhiều phần bằng nhau để giảm độ cứng và tăng độ đàn hồi . Trên đóa coá
gắn các tấm ma sát bằng đinh tán . Đóa thụ đợng nối với moa bằng đinh tán .
Moa được nối với trục bằng then hoa . Ngoài ra trên đóa bò động còn có lò xo
giảm chấn ở tần số cao và các tấm giảm chấn ở tần số thấp .
c)Mâm ép : Chế tạo bằng gang xám , có trọng lượng khá lớn để làm thoát
nhiệt tốt từ các bề mặt ma sát . Đóa ép phải cứng để ép đều lên các vòng ma
sát . Trên đóa ép có chỗ gờ lên hoặc các ống dẫn hướng để đònh hoặc hướng lò
xo ép .
d)Đòn mở : chế tạo bằng thép , có động cứng cao . Đòn mở tựa một đầu
lên ly hợp , đầu còn lại nối tiếp với đóa ép . Trên đòn mở có bắt vít điều chỉnh .
e)Thân ly hợp : chế tạo bằng thép , được bắt cứng vào bánh đà bằng
bulông , trên thân ly hợp có khoan các lổ để đặt lò xo ép .
f)Lò xo ép : lò xo dạng hình trụ , bố trí xung quanh , chòu nén tạo lực nén
lên đóa ép .
1.6. Nguyên lý làm việc :
Ly hợp ma sát hoạt động dựa vào lực ma sát . Mômen được truyền nhờ ma
sát giữa bề mặt bánh đà và đóa ma sát .
Đóa ép được nối với bánh đà nhờ càng phân ly và vỏ ly hợp tạo thành phần
chủ động luôn quay cùng vận tốc với trục khuỷu động cơ .
Bình thường ly hợp ở trạng thái đóng và mômen truyền qua ly hợp tới hệ
thống truyền lực nhờ các lò xo ép chặt phần chủ động và bò động thành một
khối .
Khi sang số hoặc phanh , người lái tác dụng lực vào bàn đạp ,qua hệ thống
điều khiển làm càng phân ly đẩy bạc mở tỳ lên đòn mở và tách đóa ép khỏi đóa
bò động làm ngắt mômen truyền từ động cơ sang hệ thống truyền lực .
SVTH : Phạm Phước Phong -4-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
Chương II
CÔNG TRƯT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH

ĐÓNG LY HP
Khi đóng ly hợp sẽ có hiện tượng trượt các đóa ở thời gian đầu cho đến khi
nào đóa chủ động và đóa thụ động quay như một hệ thống động học liền .Khi các
đóa bò trượt sẽ sinh ra công ma sát làm nung nóng các chi tiết của ly hợp lên quá
nhiệt độ làm việc bình thường , làm hao mòn các tấm ma sát và nguy hiểm nhất
là các lò xo ép có thể bò ram ở nhiệt độ như vậy , mất khả năng ép . Vì thế việc
xác đònh công trượt trong thời gian đóng ly hợp là một điều cần thiết .
Trong quá trình gài số ở ôtô theo sự đổi số từ thấp lên cao hoặc từ cao
xuống thấp mà quá trình gài có thể tiến hành khác nhau . Khi đổi số từ thấp lên
cao (thí dụ từ số I lên số II , hoặc số II lên số III …) tốc độ góc của trục khuỷu
động cơ trong khi đóng ly hợp cao hơn tốc độ góc của trục sơ cấp hộp số , vì vậy
mômen quay của động cơ M
m
không nên lớn để tránh tăng công trượt . Khi đổi
từ số cao xuống số thấp tốc độ góc của trục khuỷu có thể thấp hơn tốc độ góc
của trục sơ cấp và trong trường hợp này khi đóng ly hợp cần phải có mômen M
m
nào đấy của động cơ để làm đồng đều các tốc độ góc nói trên . Nhưng ở trong
hai trường hợp kể trên tuỳ theo kỹ thuật của người lái tốc độ góc của trục khuỷu
và trục sơ cấp của hộp số có thể đồng đều , nghóa là ω
m
= i
h
.ω
a
do đó công trượt
có thể giảm đến tối thiểu .
Khi ôtô khởi động tại chỗ sự đồng đều nói trên không thể thực hiện được vì
ω’
m

> 0 và ω
a
= 0 . Trong trường hợp này công trượt sẽ cực đại .
Nghiên cứu quá trình trượt của ly hợp có thể dựa trên đồ thò tăng tốc của
ôtô được ghi lại từ thí nghiệm trong thực . Quá trình đóng mở ly hợp sẽ ảnh
hưởng đến quá trình trượt ly hợp , vì vậy ta sẽ nghiên cứu trước tiên quá trình
đóng ly hợp . Qúa trình đóng ly hợp có thể có hai trưòng hợp sau :
1.Đóng ly hợp đột ngột :
Lúc đó động cơ đang quay ở số vòng quay cao thì người lái thả đột ngột
bàn đạp ly hợp .Khởi động tại chỗ như vậy sẽ sinh ra giật rất lớn lớn nhất là khi
ly hợp có hệ số dự trữ β cao . Chế độ đóng ly hợp như thế gấn giống với sơ đồ
tính toán trình bày dưới đây mặc dù trong thực tế cần tránh viếc đóng ly hợp đột
ngột .
Biểu thò ω
a
là tốc độ của trục động cơ trước lúc đóng ly hợp và ω
4
là tốc độ
góc sau khi đóng ly hợp ( cuối thời kỳ trượt ) : Hệ số hạ tốc độ góc tương đối
SVTH : Phạm Phước Phong -5-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
của trục động cơ khi đóng ly hợp được biểu thò là
3
4
3
ω
ω
k
=
hệ số này khi đóng ly

hợp đột ngột sẽ có giá trò k
3
= 0,35 – 0,5
2.Đóng ly hợp êm dòu :
Khi đóng ly hợp êm dòu sẽ bảo đảm cho ôtô khởi động tại chỗ được êm
dòu , điều này yêu cầu quan trọng khi sử dụng ôtô . Trong trường hợp nảy người
lái thả bàn đạp ly hợp từ từ kể từ khi các bề mặt ma sát chạm vào nhau , do đó
tăng thời gian trượt và tăng công trượt . Hệ số k
3
trong trường hợp này có giá trò
k
3
= 0,6 – 0,9 .
Tuỳ theo chế độ đóng ly hợp mà thời gian trượt ly hợp t
o
sẽ có giá trò sau
đây ( khi khởi động tại chỗ ); khi đóng ly hợp đột ngột t
o
= 0,6 – 1,1s , khi đóng
êm dòu t
o
= 1,6 – 2,5 s .Nếu tiếp tục tăng tốc thì tốc độ của ôtô sẽ tăng tới giá trò
v
1
tương ứng với tốc độ góc cực đại của trục động cơ ω
2
.
Tốc độ cực đại của trục động cơ được xác đònh bởi bộ phận hạn chế số
vòng quay đặt trong ôtô vận tải hoặc bởi sự suy xét của người lái . Tại thời
điểm ứng với điểm d người lái nhả ly hợp , bàn đạpnhiên liệu ( chân ga ) được

thả ra và tốc độ góc của trục khuỷu động cơ hạ xuống đến giá trò ω
1
.Nhòp độ hạ
tốc độ góc của trục khuỷu động cơ khi thả chân ga và mở ly hợp được đặc trưng
bởi hệ số
1
12
2
t
ωω
k
−
=
, nó biểu thò sự ổn đònh làm việc của ly hợp . Hệ số này
có giá trò 94 – 105 1/s
2
( 900 – 1000 vg/ph/s ) .
Trong thời gian t
2
giữa điểm d và e và thời gian chạy tiếp theo người lái
tiến hành chuyển số . Người lái thả bàn đạp ly hợp ( đóng ly hợp ) và đồng tời
ấn bàn đạp ga để tăng số vòng quay ω
m
và tốc độ góc này sẽ hạ xuống do đóa ly
hợp bò cuốn theo . Tại điểm h tốc độ góc của trục động cơ là ω
4
và sau đó bắt
đầu quá trình tăng tốc độ của ôtô ở số truyền tiếp theo . Thời gian t
o
ứng với

thời gian trượt ly hợp khi chuyển số .
Tốc độ v của ôtô đạt giá trò cực đại ở số truyền đã cho tại điểm d . tốc độ
này sẽ hạ xuống trong giai đoạn t
3
do tốc độ chuyển động làm giảm đến tốc độ
ứng với điểm e , lúc đó ly hợp vò cuốn theo thì tốc độ ôtô bắt đầu tăng . Thời
gian toàn bộ khi chuyển số là t
4
.
SVTH : Phạm Phước Phong -6-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
B
A
ω
M
m
J
a
J
m
M
a
M
l
ω
a
Để xét các thông số cơ bản đặc trưng cho sự làm việc của ly hợp chúng ta
xét mô hình của động cơ – hệ thống truyền lực ôtô trình bày trên hình :
J
m

: mômen quán tính của bánh đà và của các chi tiết động cơ quy dẫn về
bánh đà .
J
a
: mômen quán tính của ôtô và rơmoóc quy dẫn đến trục ly hợp

2
2
0
)iii(
r
g
GG
J
oph
bxm
a








+
=
=1,3884 (Nms
2
)

Ở đấy : G
o
: trọng lượng toàn bộ ôtô ;
G
o
= (10000+15000).9,81 = 245250 (N)
G
m
: trọng lượng toàn bộ của rơmoóc ; không có rơmoóc :
G
m

= 0
i
h
: tỷ số truyền tương ứng của hộp số . Ở đây ôtô đang ở chế độ
khởi động tỷ số truyền này ứng với tỷ số truyền của hộp số ở tay số 1
i
h
= i
h1
= 9.97 (xe tham khảo TATRA 148S1)
i
p
:tỷ số truyền của hộp số phụ.Xe không có hộp số phụ do đó
i
p
= 1
i
o

: truyền lực chính ;
i
o
: 8.21 (xe tham khảo)
r
bx
: bán kính làm việc của bánh xe .
r
bx
= 0,61 (m)
Mômen cản chuyển động quy dẫn về trục ly hợp :

( )
[ ]
tloph
bx
moa
ηiii
r
KFvψGGM
2
++=
Ở đấy : ψ : hệ số cản tổng cộng của đường ;
ψ = 0.15
K : hệ số cản không khí (khi ôtô chuyển động với tốc độ thấp
KFv
2
= 0 );
η
tl

: hiệu suất của hệ thống truyền lực:
η
tl
= 0.8
SVTH : Phạm Phước Phong -7-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
⇒ M
a
= 342,7 (N.m)
α : góc trượt của ly hợp
Công trượt của ly hợp được xác đònh theo phương trình sau :

∫
=
α
O
αdML
1
Trên cơ sở phân tích ở trên về hai phương pháp đóng ly hợp chúng ta có hai
phương pháp để tính công trượt của ly hợp . Ở đây ta chọn phương pháp tính
toán thứ hai vì nó đơn giản trong tính toán và phù hợp với điều kiện làm việc
của xe tải .
Phương pháp này tính đến quá trình diễn biến thực tế khi đóng ly hợp gồm
hai giai đoạn :
1.Tăng mômen quay của ly hợp M
1
từ 0 đến M
a
khi bắt đầu đóng ly hợp ,
lúc đó ôtô bắt đầu khởi động tại chỗ .

2.Tăng mômen quay của ly hợp M
1
đến giá trò mà sự trượt của ly hợp
không còn nữa .
Công của động cơ ở giai đoạn đầu của thời gian t
1
sẽ tiêu hao cho sự trượt
và nung nóng ly hợp .
Công trượt ở giai đoạn đầu L
1
xác đònh như sau :
11
2
t
ωω
ML
am
a
−
=

Công của động cơ ở giai đoạn thứ hai của thời gian t
2
tiêu tốn cho việc tăng
tốc trục bò động của ly hợp và sẽ thắng các sức cản chuyển động của ôtô .
Công trượt ở giai đoạn thứ hai sẽ xác đònh theo công thức sau :

( ) ( )
2
2

2
3
2
2
1
tωωMωωJL
amaama
−+−=
Công trượt toàn bộ của ly hợp sẽ là :
2
2
1
21
)(
2
1
)
3
2
2
)((
amaama
Jt
t
MLLL
ωωωω
−++−=+=
Trong công thức trên thời gian t
1
và t

2
được tính như sau :
k
M
t
a
=
1
= 0,857 (s)
k
A
t
=
2
= 1,044 (s)
Ở đây : k – hệ số tỷ lệ , đặc trưng cho nhòp độ tăng mômen của đóa ly hợp M
1
khi đóng ly hợp .
Đối với ôtô vận tải k = 150 – 750 Nm/s . Chọn k = 400 Nm/s
SVTH : Phạm Phước Phong -8-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
Giá trò của A xác đònh theo công thức sau :
)(.2
ama
JA
ωω
−=
= 20,885 (Nms)
1/2
ω

m
: tốc độ góc của trục động cơ
ω
m
= nπ/30 = 1500.π/30 = 157,1(s
-1
)
ω
a
: tốc độ góc của trục ly hợp .Khi khởi động ω
a
= 0
Tốc độ góc của trục động cơ khi đóng ly hợp có thể thừa nhận không đổi
và bằng tốc độ góc ứng với mômen cực đại của động cơ .
⇒ L = 77,662(kJ)
Từ các công thức trên ta thấy rằng , công trượt tăng đáng kể khi tăng hiệu
số (ω
m
- ω
a
) . Để giảm công trượt nghóa là giảm hao mòn đôi bề mặt ma sát của
ly hợp thì người lái phải làm thế nào để giảm hiệu số (ω
m
- ω
a
) Giá trò lớn
nhất của hiệu số này xảy ra khi khởi động ôtô tại chỗ vì lúc đó ω
a
=0.
Khi tăng khối lượng của ôtô thì công trượt sẽ tăng lên ( khi các thông số

khác không thay đổi ) Còn khi tăng tỷ số truyền của hệ truyền lực thì công trượt
sẽ giảm bớt bởi vì lúc đó mômen quán tính của ôtô giảm
Cần phải chú ý rằng khi đóng ly hợp đột ngột sẽ sinh ra lực xung kích lớn ở
các bánh răng và các chi tiết của hệ thống truyền lực làm ảnh hưởng đến độ
bền của các cơ cấu ôtô , do đó có thể kết luận sự đóng ly hợp êm dòu trong khi
tăng nhanh mômen ma sát M
1
là trường hợp tốt nhất .
Trong quá trình đóng ly hợp phần lớn công ma sát do sự trượt các đóa thụ
động sẽ biến thành nhiệt làm nóng các chi tiết của ly hợp , làm hao mòn nhanh
các tấm ma sát . Ngoài ra còn có thể dẫn đến hiện tượng ram lò ép làm giảm
lực ép chung lên đóa ép . Để tránh hiện tượng này cần phải để ý đến khả năng
thoát nhiệt khi thiết kế ly hợp .
SVTH : Phạm Phước Phong -9-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
Chương III
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN ,TÍNH TOÁN CÔNG
TRƯT RIÊNG HAO MÒN VÀ NHIỆT ĐỘ CỦA LY HP :
Tính toán ly hợp loại ma sát nhằm mục đích xác đònh số lượng và kích
thước các bề mặt ma sát cần thiết để truyền mômen quay của động cơ , xác
đònh lực ép lên bề mặt ma sát , xác đònh tỷ số truyền của cơ cấu điều khiển ly
hợp , cũng như xác đònh kích thước các chi tiết khác.
Kích thước của ly hợp được xác đònh từ cơ sở có khả năng truyền mômen
quay lớn hơn mômen quay của động cơ một ít . Sở dó phải tính theo mômen
động cơ là để đảm bảo truyền được hết mômen quay của động cơ đến hệ thống
truyền lực trong trường hợp khi đóa ma sát bò dầu nhờn rơi vào , hoặc khi các
mặt ma sát bò hao mòn , hoặc khi các lò xo ép bò mất tính đàn hồi đi một ít .
Mômen ma sát mà ly hợp cần truyền là :
M
l

= β.M
đ

Ở đây : M
1
: mômen ma sát của ly hợp , Nm
M
đ
: mômen quay của động cơ , đối với ôtô lấy mômen cực đại
của động cơ ( M
đ
= M
emax
) , Nm .
β : hệ số dự trữ của ly hợp
Chọn hệ số dự trữ β cần phải cẩn thận . Nếu lấy β nhỏ thì không đảm bảo
truyền mômen tốt ; nếu lấy β rất lớn thì ly hợp không thể làm nhiệm vụ bộ
phận an toàn để tránh tải trọng lớn tác dụng lên hệ thống truyền lực khi thay
đổi đột ngột chế độ làm việc . Hệ số β còn làm cho ly hợïp khỏi mất nhiều công
do trượt , nhất là ở ôtô có trọng lượng lớn . Khi các tấm ma sát bò hao mòn đóa
ép sẽ chuyển dòch đến bánh đà , do đó chiều dài làm việc của lò xo ép tăng lên
và lực ép sẽ giảm .
Để cho ly hợp đảm bảo việc truyền mômen lớn nhất của động cơ trong
điều kiện hao mòn cho phép các tấm ma sát trong sử dụng , thì hệ số β cần phải
lấy tương đối lớn ,nhất là ở các kết cấu ly hợp không có điều chỉnh lò xo ép .
Khi β lớn thì công trượt cũng giảm và tăng được thời gian phục vụ của ly hợp ;
nhưng β lớn thì lực ép lên đóa lớn , phải tăng số đóa hoặc lích thước đóa ; do đó
đòi hỏi lực tác dụng lên bàn đạp điều khiển ly hợp phải lớn và làm tăng trọng
lượng kim loại trong kết cấu .
Hiện nay chưa có phương pháp tính toán để xác đònh trò số của β .Trò số β

được xác đònh bằng phương pháp thực nghiệm có tính đến các điều phân tích ở
trên để dùng khi thiết kế như sau :
SVTH : Phạm Phước Phong -10-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
Đối với ôtô vận tải không làm việc với rơmoóc chọn β = 2
M
1
= = 2 .770,085 = 1540,17 (N.m)
Đường kính ngoài của vòng ma sát bò giới hạn bởi đường kính ngoài của
bánh đà động cơ . Đối với ôtô có thể chọn đường kính ngoài của vòng ma sát
theo công thức thực nghiệm sau :

C
M
RD
e max
22
16,32
==
= 46 (cm)
Ở đây : D
2
– Đường kính ngoài của vòng ma sát , cm ;
M
emax
– mômen cực đại của động cơ , N.m ;
M
emax
= 770,085 (N.m)
C – Hệ số kinh nghiệm . Đối với ôtô vận tải trong điều kiện sử dụng

bình thường chọn C = 3,6 .
Do đường kính tính toán được là quá lớn , do đó rất khó chế tạo , khối
lượng sẽ lớn , kích thước ly hợp lớn . Vì vậy thay vì dùng ly hợp một đóa ma sát
thì ta sẽ chọn lại kích thước của đóa ma sát sau đó kiểm tra lại theo các điều
kiện làm việc của ly hợp nhằm giảm kích thước
của ly hợp nhưng vẫn đảm bảo làm việc an toàn .
Bán kính ngoài vòng ma sát :
R
2
= 18 cm (chọn)
Khi thiết kế bán kính trong của vòng ma sát
có thể xác đònh sơ bộ như sau :
R
1
= (0,53 – 0,75 )R
2

Chọn R
1
= 0, 5556R
2
= 10 (cm)
Bán kính trung bình được xác đònh theo công thức sau:

2
1
2
2
3
1

3
2
.
3
2
RR
RR
R
bt
−
−
=
= 14.38(cm)
Hệ số ma sát µ phụ thuộc vào nhiều yếu tố nguyên liệu của bề mặt ma
sát , tình trạng của tấm ma sát , nhiệt độ và áp suất trên bề mặt ma sát.
Để đơn giản tính toán có thể thừa nhận rằng hệ số ma sát chỉ phụ thuộc
bởi nguyên liệu của bề mặt ma sát .
Thường ở ôtô hay dùng các bề mặt ma sát thép với phêrô hoặc phêrô
đồng có hệ số ma sát khô lớn nhất là 0,35 , nhưng tính đến những điều kiện
nhiệt độ , tốc độ trượt tương đối làm giảm hệ số đó đi cho nên khi tính ta lấy µ =
0,25 - 0,35 . Chọn µ = 0,33 .
Chọn số bề mặt ma sát là p = 2 ( một đóa ma sát )
Lực ép cần thiết lên các đóa để truyền mômen ma sát M :
SVTH : Phạm Phước Phong -11-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân

pR
M
P
bt

d

.
.
µ
β
=
= 16227 (N)
p suất trên vòng ma sát sẽ là :

)(
2
1
2
2
RR
P
F
P
q
−
==
π
= 230 (KN/m
2
)
p suất cho phép lên bề mặt ma sát đối với đóa ma sát làm bằng phêrô
là : [q] = 100 – 250 KN/m
2
. Vậy áp suất trên vòng ma sát thoả điều kiện cho

phép của vật liệu .
p suất trên bề mặt ma sát chưa đánh giá được khả năng chống mòn của ly
hợp . Khi các ly hợp có cùng một áp suất lên bề mặt ma sát nhưng đặt trên ôtô
có trọng lượng khác nhau thì sự hao mòn của các ly hợp ấy sẽ khác nhau .Ly
hợp ở ôtô có trọng lượng lớn sẽ hao mòn nhiều vì thời gian trượt lúc đóng ly
hợp bò kéo dài hơn . Bởi thế cần thiết phải kiểm tra công trượt khi khởi động
đoàn xe ôtô .
Đối với ôtô công trượt riêng được tính theo công thức :
p).RR(π
L
p.F
L
L
2
1
2
2
0
−
==
= 551,8 (kJ/m
2
)
Vậy L
o
= 551,5 < [L
o
] = 400 – 600 kJ/m
2
. Thoả mãn yêu cầu về công trượt

riêng cho phép .
Kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết bò nung nóng trong quá trình ly hợp
trượt :
a
g.c
L.ν
T
=

Trong đó :
T : nhiệt độ tăng lên của chi tiết ;
o
K
ν : hệ số xác đònh phần công trượt để nung nóng chi tiết cần tính
ν = 0,5 ( đối với ly hợp 1 đóa ).
L : công trượt toàn bộ
g
a
:khối lượng của chi tiết bò nung nóng , chọn g
a
= 12 (kg)
⇒ T = 6,5 (
o
K)
Vậy ly hợp thỏa điều kiện nhiệt độ cho phép là từ 8 – 10
o
K.
SVTH : Phạm Phước Phong -12-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
Chương IV

PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA LY HP :
Chọn loại ly hợp cho ôtô là tuỳ thuộc vào điều kiện sử dụng
Các loại ly hợp của ôtô là loại thường đóng một hoặc hai đóa thụ động .Ly
hợp một đóa thụ động thường dùng ở tất cả các loại ôtô ; ưu điểm của nó la kết
cấu đơn giản , thoát nhiệt tốt và mở dứt khoát ; khuyết điểm là đóng không êm
dòu bằng ly hợp nhiều đóa .
Ly hợp có bộ giảm chấn đặt ở đóa thụ động và dùng lò xo ép hình trụ đặt ở
xung quanh . Bộ giảm chấn có tác dụng dập tắt các chấn động xoắn sinh ra giữa
động cơ và hệ thống truyền lực . Trước kia bộ phận giảm chấn dùng nhiều trên
ôtô du lòch , ngày nay trên ôtô vận tải cũng dùng tương đối rộng rãi .
Khi cân truyền mômen quay lớn mà kích thước bố trí cần nhỏ thì có thể
dùng ly hợp nhiều đóa thụ động . Ưu điểm của ly hợp nhiều đóa thụ động là
đóng êm dòu , khuyết điểm là mở không dứt khoát và kết cấu phức tạp .
Khi dùng ly hợp hai đóa thụ động thì đóa chủ động trung gian được quay nhờ
chốt gắn ở bánh đà . Ngoài ra khi mở ly hợp , đóa chủ động trung gian được dẩy
ra khỏi đóa thụ động đằng trước nhờ các lò xo và đònh ở vò trí nhất đònh để khỏi
ép vào đóa thụ động đằng sau nhờ các chốt đònh vò . Chốt đònh vò này phải điều
chỉnh được .
Ly hợp với đòn mở nửa ly tâm : Đặc điểm của ly hợp này là trên đòn mở
có trọng khối phụ , khi ly hợp làm việc trọng khối này sẽ sinh ra lực ly tâm, ép
mạnh thêm vào đóa ép , nhờ thế các lò xo ép có thể làm với độ cứng ít hơn .
Ly hợp với lò ép hình côn (lò xo trung tâm ) có ưu điểm là sinh ra lực ép
đều lên bề mặt vòng ma sát và có thể rút ngắn chiều dài của ly hợp , vì lò ép
hình côn có đặc điểm là có thể ép cho đến khi cả lò xo có thể nằm trong mặt
phẳng , còn lò xo hình trụ khi ép còn phải để khoảng cách tối thiểu giữa các
vòng lò xo là 1 mm . Khuyết điểm khi dùng lò xo ép hình côn là khoảng không
gian ở gần trục ly hợp sẽ chật chội , khó bố trí bạc mở ly hợp . Ly hợp này
được dùng trên ôtô với mômen quay cần truyền lớn hơn 500 Nm .
Khi sử dụng lò xo hình côn thì áp suất của lò xo tác dụng lên đóa ép phải
qua các đòn , do đó việc điều chỉnh ly hợp trở nên phức tạp .

Ly hợp có lò xo ép loại đóa : ly hợp này dùng ntrên ôtô vận tải .Đặc điểm
của loại ly hợp này là lò xo ép làm luôn nhiệm vụ đòn mở , kết cấu đơn giản.
Đường đặc tính của lò xo ép loại đóa là phi tuyến .
SVTH : Phạm Phước Phong -13-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
Để giảm tải trọng động lên động cơ và hệ thống truyền lực ở một số ôtô đã
sử dụng ly hợp thuỷ lực với hộp số có cấp . Sau ly hợp thuỷ lực bố trí ly hợp ma
sát để ly hợp mở được dứt khoát , dễ gài số .
Khi dùng ly hợp thuỷ lực thì trọng lượng toàn bộ của ly hợp sẽ nặng hơn so với
ly hợp ma sát thường dùng trên ôtô , nhưng trọng lượng chung của ôtô không
tăng lên vì ly hợp thuỷ lực làm luôn nhiệm vụ bánh đà động cơ .
Hiện nay ly hợp thuỷ lực chưa được sử dụng rộng rãi vì còn một số nhược
điểm cần khắc phục .
Ở ôtô thường dùng động cơ cao tốc , số vòng quay của trục khuỷu lớn , vì
thế không dùng ly hợp không thường đóng để khỏi sinh ra va đập khi gài số .Sở
dó ly hợp không thương đóng sinh ra va đập khi gài số là vì mômen quán tính
phần thụ động của ly hợp này khá lớn . Ly hợp loại hình côn và loại trống (phần
thụ động dạmg côn và dạng loại má phanh ) hiện nay không dùng nữa là vì
mômen quán tính phần thụ động của chúng khá lớn .
SVTH : Phạm Phước Phong -14-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
Chương V
KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CHỦ YẾU
CỦA LY HP :
1.Đóa thụ động :
Ở ôtô và máy kéo thường dùng loại ly hợp một hai đóa thụ động với tấm
ma sát có hệ số ma sát cao là nhằm mục đích giảm kích thước và giảm kim loại
của ly hợp . Còn ở ly hợp nhiều đóa có thể làm đóa thụ động có tấm ma sát hoặc
không có tấm ma sát . Ly hợp với đóa thép không có tấm ma sát thường làm
việc trong dầu để tăng khả năng thoát nhiệt

(ly hợp này đặt trong hộp số hoặc ở truyền
động trục thu công suất ).
Ly hợp một đóa của ôtô hiện nay chỉ
dùng đóa thụ động loại đàn hồi .Độ
đàn hồi của đóa thụ động đảm bảo bằng
cách cho nó những hình thù nhất đònh hoặc
dùng thêm những chi tiết đặc biệt có khả
năng làm giảm độ cứng của đóa .Để giảm độ
cứng , trên đóa thụ động có xẻ các đường hướng tâm .
Các đường xẻ này chia đóa thụ động ra nhiều phần .Các phần này uốn về
các phía khác nhau .Số lượng đường xẻ từ 4 đến 12 tuỳ theo đường kính của
đóa .Các đường xẻ này làm cho đóa thụ động đỡ vênh khi bò nóng lên lúc làm
việc .
Để giảm chiều rộng (tăng độ đàn hồi ) chỗ nối tiếp của phần ngoài với
phần trung tâm của đóa thì đường xẻ có thể làm theo hình chữ T . Các đóa đàn
hồi tăng thêm độ êm dòu khi đòng ly hợp , nhưng cũng đồng thời kéo dài thời
gian đóng ly hợp . Khuyết điểm của đóa thụ động có các phần được uốn về các
phía khác nhau là khó mà có được độ cứng như nhau ở tất cả các phần .
Khi đặt lò xo tấm gợn sóng giữa đóa thụ động và tấm ma sát thì độ cứng
trên bề mặt của đóa thụ động tương đối đều hơn .
Nếu thay đổi độ cứng của lò xo tấm có thể ảnh hưởng đến độ cứng chung
của đóa thụ động .
Để tăng độ tiếp xúc đồng đều và tăng bề mặt tiếp xúc của tấm ma sát
trong quá trình đóng ly hợp thì số lò xo tấm không được nhỏ hơn 6 . Khi đặt lò
xo tấm giữa đóa thụ động và tấm ma sát mà muốn mở ly hợp dứt khoát thì hành
trình dòch chuyển của đóa ép phải tăng lên một ít . Điều này có thể thực hiện
SVTH : Phạm Phước Phong -15-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
được nếu vẫn giữ nguyên hành trình của bàn đạp bằng cách giảm tỷ số truyền
của hệ thống dẫn động ly hợp và như vậy phải tăng lực tác dụng lên bàn đạp .

Cũng vì thế mà ở các ly hợp truyền mômen quay lớn không dùng các đóa thụ
động đàn hồi có lò xo tấm .
Để tăng độ êm dòu khi đóng ly hợp thì đóa thụ động không làm phẳng mà
làm hình côn (góc ở đỉnh khoảng 176
o
) Khi đóng ly hợp thì đóa hình côn sẽ tiếp
xúc với bề mặt ma sát của đóa ép và bánh đà không tức thời , mà tiến hành từ từ
theo quá trình ép đóa , do đó làm tăng độ êm dòu khi đóng ly hợp vì mômen
quay được truyền từ từ .
Đóa thụ động được nối với trục ly hợp nhờ moa , moa nối với đóa thụ
động bằng đinh tán rất ít khi dùng bulông . Chế tạo đóa thụ động liền một khối
thì không tiện về phương diện công nghệ chế tạo , để hợp lý hơn cần chế tạo
chúng riêng rẽ .
Đóa thụ động có thể làm với bộ phận giảm chấn hoặc không có giảm chấn .
Khi đặt bộ phận giảm chấn thì kết cấu của đóa sẽ thay đổi , trọng lượng và
mômen quán tính sẽ tăng lên . Đóa thụ động cần có tính chất đàn hồi lớn để
tăng êm dòu khi đóng ly hợp cho nên chúng được chế tạo bằng lá thép có thành
phần cacbon tiếp nối với phần thụ động của ly hợp bằng các rãnh then hoa thì
các rãnh then hoa được tính theo dập trên cơ sở làm thế nào cho đóa thụ động
không sinh ra trên bề mặt trống những vết hằn , do đó ứng suất dập cho phép
trung bình và cao ( thép loại 45 đến 85 ) được tôi trong dầu và ép để tránh
vênh . Lò xo tấm được chế tạo từ lá thép mỏng có thành phần cacbon cao .
Nếu đóa thụ động trực sẽ lấy là [σ
d
] = 3- 4 MN/m
2

Các đinh tán nối đóa thụ động với moa chế tạo bằng thép với đường kính
6- 10 mm . Đinh tán tính toán theo cắt dập . Ứng suất cắt cho phép [τ ]= 30
MN/m

2
, ứng suất dập cho phép [σ
d
] = 80 MN/m
2
.
2.Vòng ma sát :
Vòng ma sát giữ vai trò quan trọng khi ly hợp làm việc và cần phải có các
đặc tính sau :
-Đảm bảo hệ số ma sát cần thiết và hệ số ma sát ít bò ảnh hưởng khi có sự
thay đổi nhiệt độ , tốc độ độ trượt và áp suất trên bề mặt .
-Có khả năng chống mòn lớn ở nhiệt độ cao (đến 573 – 623
o
K )
-Trở lai khả năng ma sát như ban đầu được nhanh chóng sau khi bò nung
nóng hoặc bò làm lạnh .
SVTH : Phạm Phước Phong -16-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
-Làm việc tốt , ở nhiệt độ cao ít bò sùi các chất dính , không có mùi khét ,
không bò xốp .
-Có tính chất cơ học cao (độ bền , độ đàn hồi và độ dẻo ).
Nguyên liệu hiện nay thường dùng để làm vòng ma sát là phêrô ,
phêrô đồng và trong một số trường hợp là kim loại sứ . Phêra đô hiện nay
được dùng rộng rãi nhất, chiều dày tấm ma sát độ 3 – 4 mm .Nó chế tạo bằng
phêrô nghiền nhỏ có thấm chất dính , sau đó đem đi ép . Các vòng ma sát
bằng phêrô có độ bền cơ học cao , không bò xốp và có thể làm việc ở nhiệt
độ cao . Vòng ma sát bằng phêrô đồng hoặc phêrô có hạt kim loại màu và
chất dính hiện nay không được sử dụng nữa .Mặc dù có thêm kim loại màu , hệ
số ma sát của các vòng ma sát này thực tế vẫn không khác hệ số ma sát của
vòng ma sát bằng phêrô bình thường .

Thời gian sau này , còn dùng phêrô cao su để làm tấm ma sát , nó gồm
có phêrô và chất dính bằng cao su .
Vòng ma sát bằng phêrô có độ dẫn nhiệt thấp , hệ số ma sát của chúng
phụ thuộc vào nhiệt độ .
Thời gian gần đây trên ôtô bắt đầu sử dụng vòng ma sát bằng kim loại sứ .
Các đóa thụ động có bề mặt ma sát bằng kim loại sứ được chế tạo bằng cách
đem ép bột kim loại dưới áp suất cao thành các vòng ma sát
Tiếp đó đặt các vòng ma sát đã ép xong lên đóa thép rồi đưa vào lò điện .
Ở đây xảy ra quá trình nung chảy vòng ma sát có cơ sở bột đồng và gắn liền
vòng này với thép . Vòng ma sát chế tạo bằng kim loại sứ so với vòng ma sát
bằng phêrô sẽ có độ chống mòn tốt , hệ số ma sát cao hơn , hkông nhạy cảm
với sự tăng nhiệt độ , áp suất cho phép lên bề mặt ma sát cao hơn và độ dẫn
nhiệt tốt hơn. Chiều dày của tấm ma sát bằng kim loại sứ 1,2 – 4 mm .Đặc điểm
của kim loại sứ là bở , do đó cần thiết phải gắn chúng với đóa ép bằng cách
nung chảy .
Trong điều kiện sử dụng bình thường thì vòng ma sát chế tạo bằng phêrô
bảo đảm khả năng làm việc tốt và chế tạo rẻ . Vòng ma sát bằng lim loại sứ chỉ
nên dùng trong trường hợp cần thiết vì nó chế tạo bằng kim loại màu nên đắt
tiền .
Các tấm ma sát bằng phêrô được gắn với đóa thép bằng cách dán hoặc
bằng đinh tán . Phương pháp dán ít được dùng vì chất dính kết đặc biệt dùng để
dính tấm ma sát vào đóa sẽ dính rất chặt và khi tấm ma sát bò mòn thì không thể
tách ra khỏi đóa để thay bằng tấm ma sát khác được . trong trường hợp này
thường phải thay toàn bộ đóa thụ động . Phương pháp gắn bằng đinh tán được
dùng nhiều . Đinh tán làm bằng đồng đỏ , thau mềm hoặc bằng nhôm với đường
SVTH : Phạm Phước Phong -17-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
kính từ 4 – 6 mm theo dạng hình ống , dạng đinh tròn có khoét rỗng ở một đầu
rồi khi gắn bò ép toè đầu ra , hoặc dạng đinh tròn có đầu nửa chỏm cầu .
Tuỳ theo đường kính và chiều rộng đóa ma sát mà các đinh tán có thể xếp

theo hai hoặc 3 hàng , theo lối bàn cờ .Khi gắn các tấm ma sát thì đầu các đinh
tán phải thụt xuống khỏi bề mặt tấm ma sát độ 1 - 2 mm để tránh sự cọ sát các
đinh vào đóa ép hoặc bánh đà khi tấm ma sát bò hao mòn . Sở dó đinh tán làm
bằng các kim loại mêm nói trên là để khi tấm ma sát mòn quá mức thì đinh
không làm hỏng mặt đóa và bánh đà .
Các tấm ma sát nên gắn trên đóa nào mà sự thu nhiệt của nó khó khăn
hơn , cũng vì thế mà các tấm ma sát thường gắn trên bề mặt đóa thụ động , vì
đóa thụ động theo yêu cầu của kết cấu phải làm mỏng với trọng khối bé để
giảm mômen quán tính , cho nên thu nhiệt kém .Còn đóa ép và bánh đà có
trọng khối lớn đễ thu nhiệt , nếu gắn tấm ma sát vào chúng thì sẽ làm cho khả
năng thoát nhiệt của ly hợp kém đi.
3.Moa đóa thụ động :
Moa đóa thụ động của ly hợp ôtô được đặt trên trục then hoa của ly hợp
theo lắp ghép trượt .
Để có thể mài nhẵn dễ dàng các mặt bên của then với bán kính trong của
trục then hoa người ta làm rãnh hoặc lượn chuyển tiếp đều đặn với bán kính r .
Hình dáng của then ảnh hưởng đến độ vững bền của trục ly hợp . Nếu chuyển
tiếp đột ngột thì ở chân then sẽ có ứng suất cục bộ rất lớn .Các then có thể làm
dạng thân khai hoặc vuông góc . Dạng then thân khai đảm bảo độ bền và độ
chính xác trùng tâm tốt hơn loại vuông góc.Ta chọn răng then hoa dạng thân
khai vì có nhiều ưu điểm :
• Sức bền mỏi cao do chân ren dày hơn và không có góc lượn đột ngột
nên ứng suất tập trung ở chân then nhỏ (tần số tập trung ứng suất
giảm) so với răng hình chữ nhật .
• Các phần tử mối ghép được chế tạo bằng các phương pháp hoàn
thiện hơn do đó độ chính xác cao hơn .
• Đảm bảo độ đồng tâm cao .
Các then của moa tính theo dập và cắt . Khi có nhiều đóa thụ động và
mỗi đóa nằm trên mỗi moa riêng biệt thì coi như mômen quay truyền đến mỗi
đóa đều bằng nhau . Moa đóa thụ động chế tạo bằng thép 40 hoặc 40X

Lực tác dụng lên bán kính trung bình của các then đối với một moa là :
SVTH : Phạm Phước Phong -18-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân

)(
4
1
dDZ
M
Q
d
+
=
Trong đó :
Q : lực tác dụng lên then , (N)
M
đ
: Momen cực đại của động cơ .
M
đ
= M
emax
= 770,085 (N.m)
Z
1
: số lượng moa .
Z
1
= 1
D : Đường kính ngoài của các then ở trục ly hợp .

D = 55 (mm)
d : đường kính trong của các then tren đóa thụ động
d = 40 (mm)
⇒ Q = 32425 (N) .
Ứùng suất dập của then sẽ là :
)(
8
22
21
dDlZZ
M
d
d
−
=
σ
= 8,65 (MN/m
2
) < [ σ
d
] = 20 (MN/m
2
)
Trong đó :
Z
2
: số lượng then của moa
Z
2
= 10

l : chiều dài làm việc của then
l = 50 (mm)
Ứng suất cắt của then là :
)(
4
21
dDlbZZ
M
d
+
=
τ
= 7,5 (MN/m
2
) < [τ ] = 10 (MN/m
2
)
Trong đó :
b : chiều rộng của chân then .
b = 8,5 (mm)
Vậy then thoả ứng suất cho phép .
4.Giảm chấn :
Giảm chấn được dùng trong ly hợp để tránh cho hệ thống truyền lực của
ôtô khỏi những dao động xoắn cộng hưởng sinh ra khi có sự trùng một trong
những tần số của dao động sở hữu của hệ thống truyền lực với tần số của lực
gây nên bởi sự thay đổi mômen xoắn của động cơ . Chi tiết đàn hồi của giảm
chấn dùng để giảm độ cứng của hệ thống truyền lực , do đó giảm dược tần số
dao động bản thân của hệ thống truyền lực và triệt tiêu được khả năng xuất
hiện cộng hưởng ở tần số cao . Do độ cứng tối thiểu của chi tiết bò đàn hồi của
SVTH : Phạm Phước Phong -19-

Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
giảm chấn bò giới hạn bởi điều kiện kết cấu của ly hợp cho nên hệ thống truyền
lực của ôtô không thể tránh khỏi cộng hưởng ở tần số thấp .Bởi thế ngoài chi
tiết đàn hồi ra cần phải có chi tiết thu năng lượng của các dao động cộng hưởng
ở tần số thấp bằng phương pháp ma sát gọi là chi tiết ma sát .
Các giảm chấn của ly hợp hiện nay được kết cấu theo một nguyên tắc
chung , nghóa là đóa thụ động được nối với moa nhờ chi tiết đàn hồi . Sự khác
nhau và kết cấu của giảm chấn phụ thuộc bởi loại ci tiết đàn hồi là lò xo hay
cao su . Ở giảm chấn mà chi tiết đàn hồi là cao su hay vải thấm cao su thì
không cần đặt chi tiết ma sát nữa , bởi vì cao su có tính chất ma sát bên trong
chất cao su .
Mặc dầu giảm chấn có chi tiết đàn hồi bằng cao su có kết cấu đơn giản
nhưng nó không được sử dụng rộng rãi bởi vì để tăng hiệu quả giảm chấn tì kích
thước của chi tiết đàn hồi bằng cao su phải lớn , do đó càng làm tăng mômen
quán tính của đóa thụ động .Hơn nữa khi ly hợp làm việc nhiệt độ sẽ tăng lên
làm ảnh hưởng đến độ bền và tính chất lý học của cao su .
Giảm chấn được dùng nhiều là loại chi tiết có đàn hồi bằng lò xo được đặt
tiếp tuyến trong các lỗ khoét của đóa thụ động và có chi tiết ma sát bằng thép
hoặc bằng nguyên liệu ma sát khác . Số lượng lò xo hình trụ thường từ 6 – 12
chiếc . Chiều dày và số lượng vòng ma sát được chọn thế nào để mômen ma sát
giữa phần chủ động và thụ động của giảm chấn đảm bảo thu hút được năng
lượng dao động khi cộng hưởng .
Để tăng hiệu quả giảm chấn , có khi giảm chấn được thiết kế với độ cứng
thay đổi , ban đầu độ cứng ít hơn và sau đó tăng dần . Mômen cực đại M
max
giới
hạn độ cứng tối thiểu của lò xo (khi các vòng lò xo sát vào nhau ) thường lấy
bằng mômen xác đònh then điều kiện bám ϕ = 0,8

1

2
max
.
ho
bx
ii
rG
M
ϕ
=
= 877 (N.m)
Ở đây : G
2
– Trọng lượng tác dụng lên các bánh chủ động , (N).
G
2
= 15000 . 9,81 = 147150 (N)
r
bx
– Bán kính lăn của bánh xe , (m).
r
bx
= 0,61 (m)
i
o
– tỷ số truyền của truyền lực chính .
i
o
= 8,21
i

h1
– tỷ số truyền của hộp số ở số 1
i
h1
= 9,97
Lực tác dụng lên lò xo giảm chấn :
SVTH : Phạm Phước Phong -20-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
n.R
M
P
max
lx
=
= 1566 (N)
Trong đó :
R : Bán kính vòng tròn đặt lò xo giảm chấn .
R = 70 (mm )
n : số lượng lò xo giảm chấn .
n = 8
Chọn chỉ số của lò xo là :
C = D/d = 4
Hệ số tính đến sự tập trung ứng suất .
k = 1,4
Ứng suất cắt cho phép của vật liệu
[τ
x
] = 0,5.σ
b
= 0,5 . 1600 = 800 (MPa)

Đường kính dây lò xo :
[ ]
τ
C.P.k
,d
lx
61
=
= 5,3 (mm)
Đường kính trung bình của vòng lò xo :
D = d . C = 5,3 . 4 = 21,2 (mm)
Lực ép nhỏ nhất khi lắp lò xo vào lổ :
P
lxmin
= 300 (N)
Góc xoay tương ứng của ma khi lò xo chòu tải :
α = 5
o
Khoản dòch chuyển cho phép của lò xo lúc làm việc :
X = R. α = 7. 5.π / 180 = 6,1 (mm)
Số vòng làm việc của lò xo :
)PP(C.
d.G.x
i
minmax
−
=
3
8
= 4 (vòng)

Với G : Mômen quán tính độc cực của tiết diện dây lò xo .
G = 8.10
4
(MPa)
Số vòng toàn bộ của lò xo :
i
o
= i + 1,5 = 5,5 (vòng)
Chiều dài của lò xo khi các vòng sít nhau :
l
t
= (i
o
– 0,5).d = 26,5 (mm)
Chiều dài của lò xo khi chưa chòu tải :
l
o
= 35 (mm)
SVTH : Phạm Phước Phong -21-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
5.Trục :
Do ở ôtô ly hợp và hộp số được bố trí liền nhau để đảm bảo cần gạt số nằm
vào vò trí buồng lái vì thế trên trục ly hợp còn có bánh răng chủ động luôn luôn
ăn khớp của hộp số và thường chúng được nối với nhau qua khơp1 nối hoặc
truyền động khớp cacđăng cho nên ở trục ly hợp không có bánh răng chủ động
của hộp số .
Trục ly hợp phải đảm bảo đồng tâm với trục khuỷu động cơ . Trong đa số
trường hợp độ đồng tâm được thực hiện nhờ hai ổ bi , một đặt ở lỗ khoét của
bánh đà hoặc trục khuỷu động cơ , còn một được đặt ở vỏ hộp số . Để đảm bảo
độ đồng tâm của hai ổ bi khi lắp ghép ta nên làm chất đònh vò vỏ động cơ và vỏ

ly hợp .
Ở ôtô trên trục ly hợp có bánh răng chủ động của hộp số bánh răng này có
thể là bánh răng thẳng hoặc bánh răng nghiêng . Gối đỡ của trục ly hợp được
đặt vào bánh đà . Gối đỡ này không nhận lực chiều trục . Để trục ly hợp không
chuyển dòch theo chiều trục do thành phần lực chiều trục ở bánh răng gây nên ,
cần đặt chi tiết đònh vò nằm ở trên vỏ hộp số .
Gối đỡ của trục ly hợp thường được đặt trên ổ bi hướng kính một dãy .
Trong đa số trường hợp ở ôtô bôi trơn ở bi đằng trước của trục ly hợp bằng
cách cho dầu mỡ khi tháo ly hợp , mỡ này dùng trong suốt thời gian phục vụ cho
đến khi tháo ly hợp lần khác . Trong trường hợp này ổ bi nên có vòng bảo vệ
hay vòng chắn dầu để giữ mở bôi trơn ở bi trước của ly hợp được thực hiện nhờ
vú mở bắt trên trục ly hợp qua rãnh ở tâm trục hoặc bằng dây nỉ đặt ở đường
tâm trục khuỷu .
Trục ly hợp của ôtô thường được nối với moa các đóa thụ động nhờ then
hoa . Trong một vài trường hợp để đơn giản việc sửa chữa trục , các then được
khứa trên một vành riêng , vành này nối với trục bằng đinh tán .
Nếu trên trục có bánh răng thì của bánh răng sẽ sinh ra các mômen uốn , xoắn
phụ thêm . Trong trường hợp này cần phân tích tác dụng cho cụ thể để vẽ biểu
đồ mômen xoắn và mômen uốn tác dụng lên trục .Ứng suất tổng hợp do
mômen xoắn và mômen uốn tác dụng tại tiết diện nguy hiểm là :

3
22
1,0 d
MM
ux
tb
+
=
σ

= MN/m
2

Ở đây : M
x
: mômen xoắn tác dụng tại tiết diện nguy hiểm , MN/m
M
u
: Mômen uốn tác dụng tại tiết diện nguy hiểm , MN/m
d : đường kính tại tiết diện nguy hiểm , m .
SVTH : Phạm Phước Phong -22-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
Trục ly hợp của ôtô chế tạo bằng các loại thép 40X , 45, nghóa là bằng các
loại thép chế tạo bánh răng , vì đa số trục của ly hợp chế tạo liền với bánh răng
chủ động luôn ăn khớp .
Ứng suất xoắn cho phép là [τ ] = 80 – 120 MN/m
2

Các then của ly hợp được tính theo chèn dập và cắt theo các công thức
tương tự như tính moa đóa thụ động . Ứng suất chèn dập cho phép không quá
25 MN/m
2
, ứng suất cắt cho phép không qúa MN/m
2
.
6.Đóa ép và đóa ép trung gian (chủ động ) :
Đóa ép ngoài và đóa ép trung gian phải quay cùng với bánh đà , khi mở
hoặc đóng ly hợp phải có khả năng chuyển dòch theo chiều trục , bởi thế chúng
được nối với bánh đà bằng chốt 1 , gắn ở thân ly hợp bằng chốt 2, được vặn vào
bánh đà bằng chốt 3 được ép chặt vào bánh đà hoặc bằng gờ lồi của đóa được tỳ

vào chỗ lõm 4 của thân ly hợp hoặc bằng những phương pháp khác .
Khi động cơ làm việc các đóa này quay cùng bánh đà cho nên khi tính
mômen quán tính của các trọng khối quay của động cơ cần phải thêm mômen
quán tính của các đóa này .
Đóa ép ngoài và đóa ép trung gian chủ động phải có trọng lượng khá lớn để
làm thoát nhiệt tốt từ các bề mặt ma sát , bằng cách hút nhiệt vào bản thân
chúng rồi truyền ra không khí .
Các đóa ép phải cứng để đảm bảo ép đều lên các vòng ma sát . Muốn thoát
nhiệt tốt đôi khi trên đóa làm các gân như cánh quạt để gây gió .
Ở các ly hợp 2 đóa thụ động , để không khí lạnh tuần hoàn tốt thì đóa ép
trung gian chủ động có các rãnh thông gió hướng tâm .
Đóa ép ngoài và đóa ép trung gian khi làm
việc chung với các vòng ma sát phải chống mòn
tốt , không được xước các bề mặt làm việc , dễ
chế tạo , thoát nhiệt tốt và có độ bền cơ học cao
ở số vòng quay lớn . Bởi vì các đóa ép có hình
dáng tương đối phức tạp (có phần lồi để nối với
vỏ ly hợp , có chỗ gờ lên để đònh vò hoặc hướng
lò xo ép , có các chỗ lồi ra để nối với đòn mở hay có các rãnh thông gió ) cho
nên thường được đút bằng gang xám có cấu tượng peclit .
Các đóa ép có kích thước lớn sẽ bò tác dụng của lực kích động rất lớn . Các
chỗ lồi ra của các đóa để truyền mômen quay của động cơ sẽ bò tác dụng của
SVTH : Phạm Phước Phong -23-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân
lực kích động rất lớn ( do có khe hở giữa chỗ lồi của đóa và thân ly hợp độ 0,2
mm ) cho nên trong một vài trường hợp đã gây nên rạn nứt ở đáy chỗ lồi .
Để tăng độ bền , độ cứng vững và tuổi thọ các đóa ép của ly hợp này người
ta chế tạo chúng bằng gang hợp kim . Ngoài ra để cường hoá các chỗ đúc cục
bộ người ta có đặt cốt bằng dây đồng đường kính 5-7 mm được uốn cong theo
hình cung vào khuôn để đúc . Nhờ các biện pháp trên mà độ bền của các đóa ép

này so với những đãi khác được đúc bằng gang thường tăng gấp 1,5 lần .
7. Lò xo ép :
Ly hợp ôtô sử dụng lò xo hình trụ , côn và lò xo đóa . L ò xo trụ được sử
dụng rộng rãi và có thể đặt ở xung quanh hay ở trung tâm . p lực của đóa ép
được truyền trực tiếp hay qua các đòn . Số lượng và đường kính lò xo được chọn
như thế nào để đảm bảo lực ép cần thiết lên các đóa và để bố trí hợp lý trên dóa
ép , nên thường đặt từ 9 – 12 cái lò xo . Lò xo ở tình trạng ép được tựa một đầu
lên đóa ép còn đầu kia trên thân ly hợp . Kiểu bố trí như thế đảm bảo gọn gàng
về kết cấu và có rộng chỗ để đặt ổ bi ép của bạc mở ly hợp nằm trên trục ly
hợp .
Bố trí lò xo xung quanh có khuyết điểm là nếu như trong trường hộp độ
cứng của lò xo khác nhau thì lực ép của chúng sẽ khác nhau do đó làm cho lực
ép các bề mặt ma sát không đồng đều . Muốn tránh khuyết điểm này cần phải
tăng yêu cầu khi chọn các lò xo và phân loại thành bộ . Muốn cho ly hợp làm
việc tốt cần phải làm bộ phận để hướng lò xo khi lắp ghép , ví dụ làm gờ nổi
lên ở thân ly hợp hoặc đóa ép . Các gờ này tránh cho lò xo khỏi bật ra dưới tác
dụng của lực ly tâm lớn . Bố trí lò xo ở trung tâm dùng còn ít .Dùng lò xo
trung tâm có ưu điểm là đảm bảo các mặt ma sát ép đều hơn . Ly hợp với lò xo
trung tâm hình côn có ưu điểm so với hình trụ là kích thước chiều dài bé hơn và
kết cấu gọn gàng hơn . Khi sử dụng các lò xo ép trung tâm hình trụ hoặc hình
côn thì bố trí ổ bi ép của cơ cấu điều khiển sẽ phức tạp , bởi vì các lò xo phải
đặt trên trục ly hợp .
Để tránh nung nóng các lò xo hình trụ bố trí xung quanh đóa ép thì dưới mặt
tưạ của lò xo vào đóa ép có đặt tấm đệm cách nhiệt . Chiều dày của tấm đệm
này khoảng 3 mm .
Các lò xo ở ly hợp thường đóng được đặt ở trạng thái ép ban đầu .Lực ép
chung của các lò xo khi tất cả các lò xo đều tác dụng lên đóa ép phải bằng lực P
cần thiết để truyền mômen quay .
SVTH : Phạm Phước Phong -24-
Đồ án môn học thiết kế ôtô GVHD : Trần Hữu Nhân

pR
M
P
bt
d

.
.
µ
β
=
= 16227 (N)
Khi mở ly hợp các lò xo ép bò biến dạng thêm , do đó lực ép lên đóa sẽ lớn
hơn nữa . Ta coi rằng biến dạng thêm của lò xo khi mở ly hợp sẽ làm tăng lực
ép lên 20% . Do đó lực tính toán của lò xo được thừa nhận không phải là P mà
là P’ :
pRμ
M
,P,'P
tb
1
2121
==
= 19472 (N)
Khi mở ly hợp khe hở giữa các vòng lò xo lân cận không được nhỏ hơn 1
mm . Mặc dù các lò xo của ly hợp làm việc trong điều kiện rất gần điều kiện
tónh , nhưng kim loại chế tạo nó đòi hỏi có tính chất cao , nghóa là phải có tính
chất đàn hồi ổn đònh và có độ vững bền cao .Lò xo của ly hợp thường được chế
tạo bằng thép cacbon 85 , thép mangan 65 . Ứng suất cho phép [τ]=500 – 700
MN/m

2
.
Lò xo được tính toán theo các phương pháp sau :
Tính lực tác dụng lên một lò xo P
o
:

n
P
P
o
'
=
= 1623 (N)
Ở đây : P’ : lực tác dụng lên tất cả các lò xo khi đã
mở ly hợp .
n : số lượng lò xo chọn theo đặc điểm về kết
cấu .Chọn n = 12
Chọn chỉ số của lò xo :
C = D/ d = 5
Hệ số tính đến sự tập trung ứng suất .
k = 1,3
Ứng suất cắt cho phép của vật liệu
[τ
x
] = 0,5.σ
b
= 0,5 . 1600 = 800 (MPa)
Đường kính dây lò xo :
[ ]

τ
C.P.k
,d
lx
61
=
= 5.8(mm)
Chọn đường kính dây lò xo là d = 6 (mm)
Đường kính trung bình của vòng lò xo :
D = d . C = 6 . 5 = 30 (mm)
Lực ép nhỏ nhất khi lắp lò xo vào lổ :
SVTH : Phạm Phước Phong -25-
D
d