ĐỀ TÀI:THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN LY HỢP

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
….. – & — …..

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN LY HỢP
GVHD: TRẦN THANH BÌNH
SVTH:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

VŨ ĐỨC AN
NGUYỄN HOÀNG ANH
NGUYỄN THÀNH CÔNG
NGUYỄN VĂN DỆN
NGUYỄN HOÀNG GIANG
NGUYỄN MINH ĐỨC
NGUYỄN PHẠM CAO NGHĨA
TRỊNH HẠNH
DƯƠNG MINH HOÀI

NGUYỄN ĐÌNH DUY

TP. HỒ CHÍ MINH - NĂM 2012


2

Mục lục
Trang
PHẦN MỞ ĐẦU.............................................................................................................1

Lời cảm ơn............................................................................................................4
Lời mở đầu......................................................................................................................5
CHƯƠNG I: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ LY HỢP...........................................7

1.1. nhiệm vụ....................................................................................................7
1.2.yêu cầu........................................................................................................7
1.3. phân loại..............................................................................................................7
CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ......................................................8
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP......8

3.1xác định moment ma sát cần truyền. ..........................................................9
3.2. đường kính ngoài đĩa ma sát.....................................................................9
3.3. lực ép cần thiết lên các đĩa........................................................................9
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÔNG TRƯỢT CỦA LY HỢP...............................10

4.1. xác định công trượt của ly hợp......................................................................11
4.2 kiểm tra công trượt riêng..........................................................................11
4.3 kiểm tra nhiệt đọ của các chi tiết bị nung nóng trong quá trình ly hợp trượt.....11
CHƯƠNG V:MOAY-Ơ ĐĨA THỤ ĐỘNG..............................................................12

5.1. yêu cầu.....................................................................................................12
5.2. vật liệu chế tạo.........................................................................................12
5.3. thiết kế kết cấu.........................................................................................12
CHƯƠNG VI:TÍNH TOÁN MỐI GHÉP ĐINH TÁN...........................................13
CHƯƠNG VII:BỘ PHẬN GIẢM CHẤN................................................................14

7.1. tổng quát..................................................................................................14
7.2. lực tác dụng lên lò xo giảm chấn.............................................................15
7.3. đường kính dây lò xo...............................................................................15
CHƯƠNG VIII:TRỤC LY HỢP..............................................................................16

8.1. nhiệm vụ , công dụng của trục ly hợp.....................................................16
8.2. yêu cầu đối với trục ly hợp......................................................................16
8.3vật liệu chế tạo và phương pháp nhiệt luyện.............................................16
8.4. tính bền và thiết kế kết cấu trục ly hợp....................................................17
8.5. chọn ổ bi cho trục ly hợp.........................................................................23


3

CHƯƠNG IX:TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG.....................................24

CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP SƯA CHỮA..................................25
Kết luận..............................................................................................................26
PHẦN MỞ ĐẦU
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngày........tháng........năm 2012

Giáo viên

Giáo viên duyệt


4

………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………

………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………


5

LỜI CẢM ƠN

Sau 3 năm theo học ngành công nghệ kĩ thuật ôtô, chúng em, những sinh
viên của khoa cơ khí động lực được sự dìu dắt, chỉ bảo tận tình của quý thầy cô
trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG đã và đang từng bước ngày
càng hoàn thiện mình hơn để trở thành những kỹ thuật viên đem sức lực và trí
não của mình để cống hiến cho xã hội. Và cho đến ngày nay, với đồ án môn học
này cũng đánh dấu một cột mốc mới trên bước đường trưởng thành của chúng
em.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN THANH BÌNH đã
tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập cũng như
trong thời gian thực hiện đề tài này. Chúng em cũng xin cảm ơn quý thầy cô
trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG, đặc biệt là quý thầy cô của
khoa cơ khí động lực đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ chúng em trong thời gian
theo học và thực hiện đề tài.
Xin cảm ơn các bạn sinh viên khoa cơ khí động lực đã đóng góp ý kiến
giúp nhóm sinh viên chúng tôi hoàn thành đề tài này.
Nhóm sinh viên thực hiện

LỜI MỞ ĐẦU

6

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 Hyundai, 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
khoa 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 giáoTRẦN THANH BÌNH, 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.

CHƯƠNG I. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ LY HỢP


7

1.1.Nhiệm Vụ
Ly hợp là một trong những cụm chủ yếu của ôtô và máy kéo, nó đảm nhận các
nhiệm vụ sau:
- Ngắt đường truyền công suất từ động cơ đến hộp số. Nó cho phép động cơ quay ở
trạng thái tự do mà không truyền công suất đến hộp số.
- Trong quá trình ngắt, nó cho phép người lái sang số để phù hợp với điều kiện làm
việc của ôtô.
- Trong quá trình đóng ly hợp xảy ra sự trượt ly hợp, làm cho quá trình đóng được
êm dịu, giảm tải trọng động tác dụng lên hộp số, trục và các hệ thống khác trong hệp
thống truyền lực.
- Khi ly hợp được đóng hoàn toàn, toàn bộ công suất được truyền từ động cơ đến
hộp số, sự trượt không còn xảy ra.
1.2. Yêu Cầu
- Truyên được momen lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ thời điểm
nào. Muốn như vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen cực đại của
động cơ một ít, nghĩa là hệ số dự trữ mômen của ly hợp phải lớn hơn 1.
- Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay trên trục của hệ thống truyền lực, không
gây va đập các bánh răng. Ngoài ra khi ly hợp đóng êm dịu thì ôtô, máy kéo khởi
hành không giật, làm cho người lái đỡ mệt, nhất là khi ôtô chạy trên đường phố hoặc
khi máy kéo làm việc ở cánh đồng nhỏ phải sử dụng ly hợp nhiều.
- Mở dứt khoát và nhanh chóng, nghĩa là cắt hoàn toàn truyền động từ động cơ đến
hệ thống truyền lực trong thời gian rất ngắn. Nếu mở không dứt khoát thì khó gài số
êm dịu 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 dịch chuyển các bánh răng khỏi sự ăn khớp để gài số khác sẽ rất khó
khăn trên bánh răng ta muốn dịch chuyển sẽ có tác dụng của lực do mômen nói trên
sinh ra. Mở dứt khoát và nhanh chóng sẽ giảm lực va đập các bánh răng.
- Mômen quán tính của càc chi tiết thụ động phải nhỏ để giảm các lực va đập lên
bánh răng.
- Làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh tác dụng lên hệ thống truyền lực những lực

quá lớn khi gặp qua tải.
- Điều khiển dể dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình thường.
- Kết cấu đơn, giản trọng lượng nhỏ, làm việc bền, điều chỉnh và chăm sóc dể dàng.
1.3. Phân Loại
Ly hợp được phân loại theo các phương pháp sau:
Theo cách truyền mômen quay từ trục động cơ đến trục của hệ thống truyền lực,
người ta chia ra các loại ly hợp:
+ Ly hợp ma sát: truyền mômen quay bằng các bề mặt ma sát.
+ Ly hợp thuỷ lực: truyền mômen quay dưới tác dụng của dòng chất lỏng.


8

+ Ly hợp loại nam châm điện: truyền mômen quay bằng tác dụng của trường nam
châm điện.
+ Ly hợp loại liên hợp: truyền mômen quay bằng cách kết hợp các loại kể trên.
Ly hợp ma sát là loại thông dụng nhất và thường được sử dụng chủ yếu trên các loại
ôtô.
Ở ly hợp ma sát, tuỳ theo hình dáng của các chi tiết ma sát mà người ta chia ra làm
nhiều loại :
+ Ly hợp đĩa: phần thụ động gồm một hay nhiều đĩa.
+ Ly hợp hình côn: đĩa thụ động có dạng côn.
+ 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 còn dùng trên ôtô và 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 đĩa thụ động mà người ta chia ly hợp ma sát ra một, hai hay nhiều đĩa.
Ly hợp một đĩa hiện nay dùng nhiều trên ôtô và máy kéo vì nó đơn giản, rẻ và
mômen quán tính của chi tiết thụ động bé.

Ở ôtô tuỳ theo phương pháp sinh lực lên đĩa ép người ta chia ly hợp loại lò xo (ở đây
lực ép sinh ra bởi lực ép của lò xo), loại nữa ly tâm, loại ly tâm…
Loại nửa ly tâm dùng ở ôtô du lịch 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 đĩa 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.
CHƯƠNG II. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Ly Hợp Ma Sát Khô
Chọn Ly hợp ma sát khô loại 1 đĩa . sử dụng lò xo hình trụ.
* Ưu điểm: kết cấu đơn giản, đảm bảo thoát nhiệt tốt, thuận tiện cho công tác bảo
quản sữa chữa.
CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP
Tính toán ly hợp loại ma sát nhằm mục đích xác định số lượng và kích thước các bề
mặt ma sát cần thiết để truyền mômen 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 như xác định kích
thước các chi tiết khác.
Kích thước của ly hợp được xác định từ cơ sở có khả năng truyền mômen quay lớn
hơn mômen quay của động cơ một ít. Sở dĩ 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


9

hợp khi đĩa ma sát bị dầu nhờn rơi vào, hoặc khi các mặt ma sát bị hao mòn, hoặc
khi các lò xo ép bị mất tính đàn hồi đi một ít.
3.1. Xác Định Mômen Ma Sát Cần Truyền
Ml = β.Memax

Ở đây: M1: mômen ma sát của ly hợp, Nm ;
Memax : mômen quay cực đại của động cơ Nm;
β : hệ số dự trữ của ly hợp
Đối với ôtô tải nhẹ chọn β = 1,6
M1 = 1,6.294 = 470,4 (N.m)
3.2. đường kính ngoài đĩa Ma Sát
Đường kính ngoài của đĩa ma sát bị giới hạn bởi đường kính ngoài của bánh đà động
cơ.
D2 = 2 R2 = 3,16

M e max
294
= 3,16
C
3,6

= 28.5 (cm), chọn lại D2 = 290 (mm)
Ở đây : D2: Đường kính ngoài của vòng ma sát, cm;
Memax: mômen cực đại của động cơ, N.m;
C: Hệ số kinh nghiệm. Đối với ôtô vận tải trong điều kiện sử dụng bình
thường chọn C = 3,6.
Bán kính ngoài đĩa ma sát:
Chọn R2 = = =145 (mm)
Chọn lại = 135 (mm)
Bán kính trong đĩa ma sát
÷

R1 = (0,53 0,75 )R2
Chọn R1 = 0, 6.145 = 87 (mm)
Chọn lại = 95 (mm)

Bán kính trung bình được xác định theo công thức sau:
2 R 23 − R13
Rt .b =
3 R 22 − R12
= = 116 cm
Thường ở ôtô hay dùng các bề mặt ma sát thép với phêrađô 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 = 0,3.
Chọn số bề mặt ma sát là p = 2 ( một đĩa ma sát ).
3.3. Lực Ép Cần Thiết Lên Các Đĩa Để Truyền Mômen Ma Sát M1
M1
470,4.103
P=
=
= 6758,62 N
µ.Rt .b . p 0,3.116.2


10

Áp suất trên vòng ma sát sẽ là:

P
P
6758,62.10 −3
q= =
=
= 233,84 KN / m 2

2
2
2
2
−3
F π ( R2 − R1 ) π (135 − 95 ).10
Áp suất cho phép tác dụng lên bề mặt ma sát đối với đĩa ma sát làm bằng phêrađô là:
[q]=100 - 250 KN/ m2. Vậy áp suất trên vòng ma sát thoả điều kiện cho phép của
vật liệu.
CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN CÔNG TRƯỢT CỦA LY HỢP:
Khi đóng ly hợp sẽ có hiện tượng trượt các đĩa ở thời gian đầu cho đến khi nào đĩa
chủ động và đĩa thụ động quay như một hệ thống động học liền. Khi các đĩa bị 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 bị ram ở nhiệt độ như vậy, mất khả năng ép. Vì thế việc xác định công trượt
trong thời gian đóng ly hợp là một điều cần thiết.
Jm : mômen quán tính của bánh đà và của các chi tiết động cơ quy dẫn về bánh đà.
Ja : mômen quán tính của ôtô và rơmoóc quy dẫn đến trục ly hợp.
 G0 + Gm  rbx2

J a = 
2
g

 ( i h i p io )
= 0,6129 Nms2
Ở đấy : Go : trọng lượng toàn bộ ôtô;
Go = 5475.10 = 54750 N
Gm : trọng lượng toàn bộ của rơmoóc; không có rơmoóc;
Gm = 0

ih: 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;
ih =5,181
ip :tỷ số truyền của hộp số phụ.Xe không có hộp số phụ do đó: ip = 1
io : truyền lực chính;
io =6,666
rbx : bán kính làm việc của bánh xe.
rbx = 361,95 mm;
Mômen cản chuyển động quy dẫn về trục ly hợp:

[

M a = ( Go + Gm )ψ + KFv 2

] i i ri η
bx

h p o tl

==19,34
Ở đấy: ψ : hệ số cản tổng cộng của đường;
ψ = 0,03
K: hệ số cản không khí (khi ôtô chuyển động với tốc độ thấp KFv2 = 0 );


11

ηtl: hiệu suất của hệ thống truyền lực;
ηtl = 0,89
4.1. Xác Định Công Trượt Của Ly Hợp:

Công trượt của ly hợp được xác định theo phương trình sau:
Công trượt ở giai đoạn đầu L1 xác định như sau:
ω − ωa
L1 = M a m
t1
2
= 19,34. = 72,87 (j/)
Công của động cơ ở giai đoạn thứ hai của thời gian t 2 tiêu tốn cho việc tăng tốc trục
bị động của ly hợp và sẽ thắng các sức cản chuyển động của ôtô.
Công trượt ở giai đoạn thứ hai sẽ xác định theo công thức sau:
1
2
2
L2 = J a ( ωm − ωa ) + M a ( ωm − ωa ) t 2
2
3
=.0,6129.+ .19,34.157.0,69 = 8959 (j/)
Công trượt toàn bộ của ly hợp sẽ là:
L = L1 + L2 = 72,87 + 8959 = 9031,87

(j/)
Trong công thức trên thời gian t1 và t2 được tính như sau:
M
t1 = a
k
= =0,048 s

t2 =

A

k

= =0,69 s
Ở đây: k: hệ số tỷ lệ, đặc trưng cho nhịp độ tăng mômen của đĩa ly hợp M 1 khi đóng
ly hợp;
÷

Đối với ôtô vận tải k = 150 750 Nm/s. Chọn k = 400 (Nm/s)
Giá trị của A xác định theo công thức sau:
A = 2.J a (ω m − ω a )
= 13,87 (Nms)1/2
ωm: tốc độ góc của trục động cơ
ωm =0,75. nπ/30 = = 157 (s-1)
ωa: tốc độ góc của trục ly hợp.Khi khởi động ωa = 0
4.2. Kiểm Tra Công Trượt Riêng:
Đối với ôtô công trượt riêng được tính theo công thức:


12

L0 =

L
L
=
2
F . p π ( R2 − R12 ). p

9031,87
π .((135.10 ) − (95.10 −3 ) 2 ).2

−3 2

=

Vậy Lo = 156246,38 < [Lo] = 150000
trượt riêng cho phép.

÷

= 156246,38 J/ m2

250000 J/m2. Thoả mãn yêu cầu về công

4.3. Kiểm Tra Nhiệt Độ Của Các Chi Tiết Bị Nung Nóng Trong Quá Trình Ly
Hợp Bị Trượt:
T=

ν .L
c.g a

Trong đó:
T : nhiệt độ tăng lên của chi tiết, oC;
ν : hệ số xác định phần công trượt để nung nóng chi tiết cần tính;
ν = 0,5 ( đối với ly hợp 1 đĩa ).
C = 500 J/Kg.độ
L : công trượt toàn bộ;
gn :khối lượng của chi tiết bị nung nóng .
gn =
= .= 44,77 kg
với:

-: đường kính trong đĩa ma sát
-: đường kính ngoài đĩa ma sát
-:chiều dày đĩa ma sát ; 10 mm
-: chiều dày bánh đà ; 50 mm
-: đường kính bánh đà ; 380 mm
-: khối lượng riêng của thép ; 7850 kg/
-: khối lượng riêng của gang ; 7500 kg/

⇒

T=

0,5.156246,38
500.44,77

= 3,49 oC

Vậy ly hợp thỏa điều kiện nhiệt độ cho phép là từ 8
Thiết kế đinh tán
I/chọn vật liệu và định dạng đinh tán:
1.1/đinh tán được chọn làm từ vật liệu đồng đỏ

÷

10 oK.


13

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN MOAY-Ơ ĐĨA THỤ ĐỘNG

5.1 yêu cầu:
Moay-ơ truyền moment xoắn từ đĩa thụ động sang trục ly hợp, nó có khả năng di
chuyển dọc trục. cho nên , moay-ơ phải có đọ cứng vững cần thiết,có độ đồng tâm
cao, đủ độ bền cơ học.
5.2 Vật liệu chế tạo :
thép 40
5.3 thiết kế kết cấu :
Kích thước cơ bản :
+ đường kính trong : 35 (mm)
+ đường kính ngoài : 138 (mm)
+ độ dày
: 8 (mm)
+ chiều dài moay-ơ : Lm = 49 (mm)
Moay-ơ ghép với xương đĩa bằng đinh tán, trên moay-ơ có bố trí giảm chấn lò xo
trụ.moay-ơ truyền moent xoắn qua trục ly hợp bằng then hoa.
CHƯƠNG VI :TÍNH TOÁN MỐI GHÉP ĐINH TÁN
Đường kính đinh tán:
D =4 (mm)
Đường kính mũ đinh:
Dmd = (1,6 ÷ 1,75)d = 1,6 . 4 =6,4 (mm)
Lực tác dụng lên mỗi đinh tán của dãy thứ 1 được tính:
F1Mms .ri / Zd . ∑ . ri2
Zd:số dãy dinh Zd =2;
ri là bán kính lắp dãy đinh;
b là chều dày tấm ma sát.
b= R2-R1=0,135-0,095=0,04 (m)
r1=R1+ b/3 =0,095+0,04/3 =0,1083(m)
r2=R2-b/3 =0,135-0,04/3 =0,1217(m)
• Lực tác dụng lên dãy đinh thứ nhất :
F1 = =

• Lực tác dụng lên dãy đinh thứ hai :
• F2 = =
• Chu vi đường tròn bố trí các dãy đinh tán :
C1=2π.r1=2π.0,1083=0,68 (m)
C2=2π.r2=2π.0,1217=0,765 (m)
• Số đinh tán có thể bố trí tối đa trên chu vi:
N1= = =106 (đinh)
N2= = =119 (đinh)


14

Tuy nhiên ta chọn số đinh cho phù hợp
Ta chọn: n1=n2=12 (đinh)
ứng suất dập tác dụng lên mỗi đinh của dãy được tính theo công thức :

σd =
ld:chiều dài bị dập của đinh tán
ld=(1,5 ÷ 1,7)d +δ(chọn δ=2 mm)
=1,6 .4 +2 =8,4 (mm)

σd1 = = 2,38.106 (N/m2)
σd2=
•

= 2,674 (MN/m2)
ứng suất cắt tác dụng lên mỗi đinh của dãy:

τc=
•

τc1=

đối với dãy đinh thứ nhất:

= = 3,183 (MN/m2)

τc2= = =
•

so sánh kết quả tính toán ta thấy :

σd1< σd2 < [σ ]=10(MN/m2)
τc1 < τc2 < [τ ] =25 (MN/m2)

CHƯƠNG VII: BỘ PHẬN GIẢM CHẤN
7.1. giới thiệu chung
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.


15

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 bị đàn hồi
của giảm chấn bị 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.
Giảm chấn được dùng nhiều là loại chi tiết có đàn hồi bằng lò xo được đặt tiếp tuyến
trong các lỗ khoét của đĩa 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. 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 định theo điều kiện
bám ϕ = 0,8.
Chọn loại giảm chấn lò xo thép hình trụ, số lượng z = 6 cái.
Vật liệu: thép măng gan có
σb

σb

÷

= 1600 1700.

Chọn = 1700
Ta có :
G2: Trọng lượng tác dụng lên các bánh chủ động;
G2 = 0,55.G = 0,55.54750 = 30112.5 (N)
rbx: Bán kính lăn của bánh xe;
rbx = 0,3619 (m)
io: tỷ số truyền của truyền lực chính;
io = 6.666
ih1 : tỷ số truyền của hộp số ở số 1;

ih1 = 5.181
G ϕ .r
30112,5.0,8.0,3619
M max = 2 bx
io ih1
6,666.5.181
=
= 252,43 (N.m)
7.2 Lực tác dụng lên lò xo giảm chấn:
Ta có:
R : Bán kính vòng tròn đặt lò xo giảm chấn;
R = 52 (mm)
n : số lượng lò xo giảm chấn;
n=6
Chọn chỉ số của lò xo là:
C = D/d = 5
Hệ số tính đến sự tập trung ứng suất;
k = 1,3
Ứng suất cắt cho phép của vật liệu


16

[τx ] = 0,5.σb = 0,5 . 1700 = 850 (Mpa)
M
252,43
Plx = max
0,052.6
R.n
=

= 809,07 (N)
7.3Đường kính dây lò xo:
k .Plx .C
1,3.809 ,07.5
d = 1,6
= 1,6
[τ ]
850

= 2.48 (mm)

Chọn d = 3 (mm)
Đường kính trung bình của vòng lò xo:
D = d . C = 5.3 = 15 (mm)
Lực ép nhỏ nhất khi lắp lò xo vào lổ:
Plxmin = (N)
Góc xoay tương ứng của mayơ khi lò xo chịu tải:
α = 5o
Khoảng dịch chuyển cho phép của lò xo lúc làm việc:
x = R. α = 52. 5.π / 180 = 4,53 (mm)
Số vòng làm việc của lò xo:
x.G.d
4,53.8.10 4.3
i=
=
= 1,61
8.C 3 ( Pmax − Pmin ) 8.53 (809 ,07 − 134,845)
(vòng)
Chọn i = 3 vòng
Ta có : G : Mômen quán tính độc cực của tiết diện dây lò xo;

G = 8.104 MPa
Số vòng toàn bộ của lò xo:
io = i + 1,5 = 4,5 (vòng)
Chiều dài của lò xo khi các vòng sít nhau:
lt = (io – 0,5).d = (4,5 -0,5)5=20 (mm)
Chiều dài của lò xo khi chưa chịu tải:
lo = lt + i.(t-d)
Trong đó:
t : bước lò xo khi chưa chịu tải;
t = d+1,2.

λ max

λ max

/i

: biến dạng lớn nhất của lò xo;

λ max

=

(mm)

t = 3+1,2.10,11/3 = 5,044 mm
Vậy lo =20 + 3.(5,044-3)= 26,132 (mm)


17

CHƯƠNG VIII : TRỤC LY HỢP
8.1.nhiệm vụ, công dụng của trục ly hợp.
Trên oto, trục ly hợp có nhiệm vụ truyền momemt xoắn và chuyển động quay
từ trục khuỷu động cơ sang hộp số chính. Do yêu cầu của hộp số và ly hợp bố
trí liền nhau, để cần sang số nằm trong buồng lái, cho nên trục ly hợp còn có
bánh răng chủ động luôn ăn khớp với bánh răng của hộp số. Thông thường,
bánh răng này được chế tạo liền trục, do đó vật liệu chế tạo trục là các loại thép
chế tạo bánh răng. Ngoài ra gối đỡ của trục thứ cấp hộp số nằm trên trục ly
hợp.Vì thế, trên trục ly hợp ngoài tải là moment xoắn còn có các phản lực của
gối đỡ trục thứ cấp, các lực tác dụng lên bánh răng luôn ăn khớp. Độ bền của
trục thường được tính toán theo ứng suất tổng hợp.
8.2 yêu cầu đối với trục ly hợp
Trục phải đủ độ bền cơ học, độ bền mỏi trong điều kiện tốc độ cao, tải thay đổi,
va đập mạnh, phải đủ độ cứng vững cần thiết để đảm bảo độ đồng tâm cho cụm
đĩa bị động, sự ăn khớp đồng đều của các bánh răng.
8.3vật liệu chế tạo và phương pháp nhiệt luyện.
Thép hợp kim 40X tôi trong dầu.
8.4 tính bền và thiết kế kết cấu trục ly hợp.
Chọn sơ bộ kích thước trục:
Mz – moment xoắn , Mz = Me Max = 294 N.m
[τ] – ứng suất cho phép , chọn [τ] = 80 MPa = 80000 Pa
Đường kính:
d ≥ = = 0,02638 (m)
=> d = 0,02634 (m) = 26,34 (mm)
Chọn d = 28 (mm)
Chiều dài:
+ l1= Bo/2 + k1 + lbđ + lm/2 = + 8 + 50 + = 93 (mm)
+ l2 = l1 + lm/2 + F + lbm +Slh + k1 + Bo/2 = 73 + + 1 + 75 + 20 +
8 + = 232 (mm)

+ l3 = l2 + Bo/2 + k2 + lr/2= 212 ++ 5 + = 259.5 (mm)
Trong đó:
- Bo: chiều dài ổ bi, chọn Bo = 21 (mm)
- K1: khoảng cách từ mặt cạnh ổ bi đến thành trong vỏ, chọn k1 = 8 (mm)
- lbđ: chiều dày bánh đà 50 (mm).
- lm : chiều dài moayơ 49 (mm).
- F : khoảng di chuyển của đĩa ép khi mở ly hợp.
- F= Δf.p = 2
- Δf: khoảng hở giữa các bề mặt ma sát khi ly hợp mở hoàn toàn 1 (mm)
- P: số đôi bề mặt ma sát (p = 2).
- lbm :chiều dài tổng cộng bạc mở + ổ bi tỳ 75 (mm).
- Slh: chiều dày vỏ ly hợp 20 (mm)


18
-

Lr : chiều rộng bánh răng 24 (mm).
K2 : khoảng cách giữa vỏ và vành răng 5 (m)

Thế giá trị trên vào các công thức ta có được:
L1 = 93 (mm)
L2 =232 (mm)
L3 =259,5 (mm)
Tải trọng tác dụng lên trục:
+ moment xoắn của động cơ: Me, khi tính toán lấy
Me = Memax = 294 N.m
+lực tác dụng lên bánh răng chủ động luôn ăn khớp: Fr, Ft, Fa.
+phán lực của đầu trục thứ cấp: X,Y.

19

+Lực vòng: Ft =

= = 7736,8 N

+lực hướng tâm: Fr = Ft. = 7736,8. = 2996,7 N
+lực dọc trục: Fa = Ft.tgβ = 7736,8.tg20 = 2815,9 N.
Trong đó:
D: là đường kính vòng chia. D=76 (mm).
α là góc ăn khớp, α = 20o
β - góc nghiêng rắng , β = 180
Chọn sơ bộ banh răng chủ động:
Chọn mô đun răng m = 4
Chọn số răng z = 20. Vậy đường kính vòng chia là: D =
= 4.20.cos18 = 76 (mm)
Chọn sơ bộ khoảng cach trục A:
A= 200 (mm)
Thế các giá trị vào ta được :
Ft = 7736,8 (N) ; Fr = 2996,7(N) ; Fa = 2815,9 (N)

m.z.cosβ

Từ kết quả tính toán giá trị các lực tác dụng lên trục trong 2 mặt phẳng YZ và
XZ, ta vẽ biểu đồ moment uốn cho 2 mặt phẳng này.
Từ sơ đồ cân bằng lực ( xem hình) , ta tính được phản lực tại A và B như
sau :

20
YA =

Ft ⋅ (l3 − l2 )
l2

YB= Ft – YA
XA =

( l3 − l 2 ).Fr
l2

XB = Fr + XA

=
=

917,1
6819,7

(N)
(N)

=
=

355,2
3351,9

(N)

(N)

xét trong mặt phẳng OYZ:
232 mm

XB

27,5mm

Xa

Fr
355,2 N

2996,7 N
82406 N.m
Mx

Xet trong mặt phẳng oxz.
232 mm
Ya

Yb

M
Ft

917,1 N

21

Qx
212765 N.m
My
M N.m
7437 N.m
Mz

Giá trị moment tương đương tại mặt cắt bất kì trên trục:
Mtđ =
N.m

=

Đường kính trục :
d ≥ = = 34 mm
vật liệu chế tạo trục là thép 40X có σb = 1000 MPa ;
[σ] = 70MPa = 70000 Pa
 D = 35 mm thì thỏa điều kiện bền.
Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi :
Hệ số an toàn :
S =

S σ .S τ

2
S2
σ + Sτ

Sσ =
Sτ =

Giới hạn mỏi :

σ −1
kσd .σ a + ψ σ .σ m

τ −1
k τd .τ a + ψ τ .ψ m

σ-1 = 0,35σb + 80 = 430MPa
τ-1 = 0,58σ-1 = 249,4 MPa

= 240948


22

Biên độ ứng suất :
σa =

σ max − σ min
2

τa =

Mz
2.W0

ứng suất trung bình :
σm =

σ max + σ min
2

τm = τa
Trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng :
σm = 0 ; σa = σMax =
Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch
động
Trong đó :
M – moment uốn , (MPa)
M = M 2X + M 2Y

W – moment chống uốn (mm3)
W = π.d3/32
W0 – moment chống xoắn (mm3)
W0 = π.d3/16
kσd =
kτd =
εσ , ετ hệ số kích thước
kx hệ số tập trung ứng suất
ky hệ số tăng bền bề mặt
ψσ ,ψτ - hệ số kể đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ
bền mỏi
ψσ = 0,2; ψτ = 0,1
Trục được tiện tinh,đạt độ nhám Ra 2,5 ÷ 0,63 → kx = 2
Giá trị
Kiểu

Tiết
ky
kσ
kτ
εσ
εt
kσ/εσ kτ/ετ
Lắp
Diện
A
B
C
D
Giátrị

H6
1,2
H7/k6
1,2
H7/g6
2
------2
W
W0

------1,72
1,72
σa

--------1,58

1,58
τa

--------0,77
0,77

--------0,81
0,81
σm

2,44
2,82
2,23
2,23
τm

1,86
2,09
1,95
1,95
Sσ

kσd
2,2
2,52
1,22
1,22
Sτ

kτd

1,72
1,91
1,08
1,08
S


23

mm3
mm3
MPa
MPa
MPa
Tiết
diện
A
1,54.10-6
3,07.10-6
0
30,94 0
-6
-6
B
4,21.10
8,41.10
56,47 11,30 0
-6
-6
C

2,65.10
5,30.10
18,58 17,92 0
-6
-6
D
2,65.10
5,30.10
26,09 17,92 0
Hệ số an toàn cho phép [S] = 1,5 ÷ 3
Như vậy : trục đủ độ bền mỏi.
8.5chọn ổ bi cho trục ly hợp:
ở gối A chọn ổ bi đở ; gối B chọn ổ bi đở chặn.
lực hướng tam : RA = 827,64 (N) ; RB =6596,35 (N)
tải tác dụng lên ổ bi :
m

+ CA = QA.kt.kñ.

L

m

MPa
30,94
11,30
17,92
17,92

---3,02

18,97
13,51

4,43
10,98
11,79
11,79

(2.63)

L

+ CA = QB. kt.kñ.
(2.64)
QA = RA ; QB = (XVRB + YFa)
V hệ số kể đến vòng nào quay, vòng trong quay thì V =1
X hệ số tải trọng hướng tâm
Y hệ số tải trọng dọc trục
Fa lực dọc trục, Fa = 2659,78 (N)
kt hệ số nhiệt độ, kt = 1 ( t < =1050C)
kđ hệ số tải trọng động kđ = 1,4
L tuổi thọ ( triệu vòng)
m hệ số mủ đường cong mỏi, m = 3 đối với ổ bi
L=

L h .60n
10 6

(2.65)
Lh = Ltc.KHE

(2.66)
Ltc tổng số giờ làm việc, Ltc = 3000 (giờ)
KHE hệ số tải trọng , KHE = 0,18
n – số vòng quay, n = 2300 (v/ph)
→
Lh = 540 ; L = 74,52 ( triệu vòng)
(2.63) → CA = 4876 (N) = 4,9 (kN) , tra bảng chọn ổ 1000904 có
C = 5,14kN
ổ B chon kiểu 46307 có C = 33,4 (kN) ; Co = 25,2( kN) , góc chịu lực α
= 260
ta có :
= 0,11 → e = 0,68
i số dãy con lăn , i =1

4,43
2,91
10,01
8,88


24

= 0,4032 < e → X =1 , Y =0
(2.64) → CB = 38861,75 (N) = 38,86 (kN) > C
Tăng đường kính trục lên 40 mm , chọn kiểu 46308 có C = 39,2kN
Vậy CB < C
CHƯƠNG IX :HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG :
∆f

∆f

g

b

d1

d2

δ

e

a

Ta chọn hệ thống dẫn dộng thủy lực
Chọn:
a = 250 mm
b = 90 mm
c = 160 mm
d = 60 mm
e = 90 mm
g = 25 mm
d1 = 30 mm
d2 = 45 mm
Tỉ số đường kính xi lanh:
= = 1,5
Tỉ số truyền tổng cộng:
ic = . . = i t
= . . 1,52 60

Hành trình của bàn đạp
Sbđ = p.f.it + . .
= (2 4 mm), chọn = 3 mm
f = 0.75 1 mm, chọn f = 0,85 mm
= > Sbđ = 2.0,85.60 + 3 . . 1,52 152 mm
Lực tác dụng lên bàn đạp li hợp
Pbđ = 1,2 .
η : hiệu suất dẫn động η = 0,7 0,8, chọn η = 0,8
P : tổng các lực do lò xo ép tác dụng đĩa ép ở cuối kì mở li hợp

Pbñ


25

P = 6749,3 N
= > Pbđ = 1,2 . 168,7 N
Đối với ôtô tải, lực tác dụng lên bàn đạp li hợp không được quá 200 N
Công mở li hợp:
A = . Sbđ
= . 152
28206,64 J
CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP SỮA CHỮA
Ly hợp bị trượt :
-Hành trình tự do của bàn đạp không đủ lớn: điều chỉnh dẫn động.
-Tấm ma sát bị mòn, chai : thay tấm ma sát
-Lò xo ép không đủ lực : thay lò xo ép
Ly hợp nhả không hoàn toàn:
-Hành trình tự do cảu bàn đạp lớn : điều chỉnh dẫn động ly hợp
-Khoảng cách khe hở giữa bàn đạp và sàn xe khi mở ly hợp điều chỉnh dẫn động

Đóng mở ly hợp không êm:
-Lò xo ép không đều : thay lò xo ép
-Khoảng cách từ đĩa ép tới bánh đà không bằng nhau : điều chỉnh lại khoảng
cách
-Đĩa bị động bị vênh :thay đĩa bị động
-Đầu các đòn mở không phẳng : điều chỉnh ,rà phẳng lại đầu các đòn mở
Đóng mở ly hợp có tiếng khua:
-Tiếng khua chấm dứt ngay sau khi đóng ly hợp: lò xo giảm chấn bị rơ, phải
điều chỉnh lại cho hết đọ rơ này.
-Tiếng khua duy trì trong quá trình đóng và mở ly hợp : viên bi của ổ bi tì bị
mòn, phải thay ổ bi tì.

KẾT LUẬN
-Trong nội dung của đồ án , em đã tính toán được các thông số cơ bản của ly
hợp, tính bền một số chi tiết kết cấu của ly hợp theo yêu cầu đề ra. Tuy nhiên do
hạn chế về thời gian và trình độ tính toán, em không thể tính toán thiết kế toàn
bộ các chi tiết trong ly hợp. một số kết cấu của các chi tiết, em tham khảo theo
ly hợp của xe tương đương. Như vậy, đồ án chỉ minh họa lý thuyết cơ bản về