Đồ án kết cấu, tính toán và thiết kế bộ ly hợp ô tô và bản vẽ

Mục lục
Lời nói đầu

Lời nói đầu
Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nớc ta hiện nay với chủ trơng
Công nghiệp hoá - hiện đại hoá đã có nhiều loại ô tô đợc nhập và lắp ráp tại
Việt Nam .
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật nói chung và
ngành công nghiệp chế tạo ô tô nói riêng trong những thập kỷ gần đây ,
ngành công nghiệp chế tạo ô tô đã có những bớc phát triển nhanh chóng vợt bậc
với nhiều loại ô tô hiện đại ra đời với nhiều cụm, nhiều bộ phận, chi tiết của ô tô
đã đợc cải tiến ,thay thế bằng những vật liệu mới nhẹ,bền hơn và dần đợc hoàn
thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con ngời cũng nh của các ngành
kinh tế khác .
Trong điều kiện đờng xá nớc ta còn khó khăn loại xe UAZ-469 vẫn đợc
nhập và sử dụng thông dụng bởi tính việt dã cao và đặc biệt là bảo dỡng sửa chữa
1

1


đơn giản .Có thể nói xe UAZ 469 từ khi ra đời cho đến nay đợc cải tiến rất ít ,
trong đó cụm ly hợp hầu nh không cải tiến .Với mục tiêu nghiên cứu cải tiến
cụm ly hợp theo hớng đơn giản hoá kết cấu và giảm cờng độ lao động cho ngời
lái em đợc giao nhiệm vụ thiết kế ly hợp dựa trên xe tham khảo là xe UAZ
469 .
Với nội dung,yêu cầu của đồ án tốt nghiệp , em đã tập trung nghiên cứu ,
tính toán , thiết kế để có thể thay thế lò xo ép loại lò xo trụ thành loại lò xo đĩa
mà công nghệ của các nhà máy cơ khí nớc ta có thể thực hiện đợc . Khi đó kết
cấu ly hợp trở nên đơn giản hơn vì bỏ đợc 8 lò xo trụ ,3 bộ đòn mở ly hợp đồng
thời đảm bảo lực ép đều . Phần còn lại của đồ án là tính toán thiết kế dẫn động ly

hợp và xây dựng quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình .
Trong quá trình làm đồ án ,mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và đợc sự
hớng dẫn giúp đỡ tận tình của các thầy , cô giáo trong Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí
trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội song do khả năng và trình độ có hạn nên bản
đồ án không tránh khỏi sai sót .
Em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn ,giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn , các thầy cô giáo trong Bộ môn Ô tô , khoa cơ khí trờng Đại học Bách
Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho em hoàn thành bản đồ án này .
Sinh viên
Nguyễn Bảo Duy Linh

2

2


PhÇn I:
tæng quan vÒ ly hîp.

3

3


I.Công dụng phân loại yêu cầu đối với ly hợp.
I.1. Công dụng:
Trong hệ thống truyền lực của ô tô ly hợp là một trong những cụm chính.
Nó có công dụng là:
+. Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách dứt khoát.
+. Nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách êm dịu và phải truyền đợc toàn bộ mô men quay từ động cơ đến hệ thống truyền lực.
+. Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp quá

tải nh khi phanh đột ngột mà không nhả ly hợp (ly hợp lúc này sẽ bị trợt quay)
Nối và tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách êm dịu và dứt
khoát để giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực (phải đảm bảo đợc
khi khởi động tại chỗ,khi tăng tốc,khi sang số lúc ô tô chuyển động phải êm dịu
và các va đập ở các răng ,ở các khớp nối phải nhỏ để tăng tuổi thọ các chi tiết.
I.2. Phân loại
a) Theo phơng pháp truyền mô men chia ra:
+. Ly hợp ma sát : Mô men truyền động nhờ các mặt ma sát .
+. Ly hợp thuỷ lực : mô men truyền nhờ chất lỏng.
+. Ly hợp nam châm điện : Mô men truyền nhờ tác dụng của trờng nam
châm điện .
+. Loại liên hợp : Mô men truyền nhờ các loại trên kết hợp.
Đối với ô tô loại ly hợp ma sát đợc dùng nhiều nhất.
b) Tuỳ theo hình dạng của chi tiết ma sát chia ra:
+. Ly hợp đĩa : phần bị động gồm một , hai hoặc nhiều đĩa.
+. Ly hợp hình nón : Đĩa bị động có dạng hình nón
+. Ly hợp hình trống : Phần bị động làm theo kiểu má phanh và tang trống.
Loại ly hợp hình nón và hình trống ngày nay không dùng trên ôtô nữa vì
mô men quán tính của chi tiết bị động của chúng lớn gây nên tải trọng va đập lên
hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp.
c) Theo phơng pháp phát sinh lực ép trên đĩa chia ra :
+. Loại lò xo( lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm ,lò xo đĩa ): lực ép
sinh ra do các lò xo

4

4


+. Loại nửa ly tâm : lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm

của trọng khối phụ ép thêm vào.
+. Loại ly tâm :ly hợp ly tâm thờng sử dụng khi điều khiển tự động. ở ly
hợp này lực ly tâm sử dụng để đóng và mở ly hợp , còn áp lực ở trên đĩa ép đ ợc
tạo ra bởi lò xo . ít khi lực ly tâm sử dụng để tạo ra áp lực trên đĩa ép.
d) Theo kết cấu cơ cấu đĩa ép chia ra :
+. Ly hợp thờng đóng.
+. Ly hợp không thờng đóng.
I.3. Yêu cầu:
+. Truyền đợc mô men quay lớn nhất của động cơ mà không bị trợt ở bất
kỳ điều kiện sử dụng nào.
+. Đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng
của hộp số khi khởi động ô tô và khi sang số lúc ôtô chuyển động .
+. Mở dứt khoát và nhanh, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong
thời gian ngắn . Vì mở không dứt khoát và nhanh sẽ làm cho khó gài số đợc êm
dịu.
+. Mô men quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập
lên bánh răng khi khởi động và sang số .
Ly hợp còn là cơ cấu an toàn để tránh các lực quá lớn tác dụng lên hệ
thống truyền lực khi gặp quá tải .
+. điều khiển dễ dàng , lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
+. Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt.
+. Kết cấuđơn giản dễ điều chỉnh chăm sóc.

5

5


II.Phân tích kết cấu chọn phơng án thiết kế ly
hợp .

Các ly hợp của ô tô là loại ly hợp luôn luôn đóng. ở ô tô thờng dùng loại ly
hợp một hoặc hai đĩa bị động .
+. Loại ly hợp một đĩa bị động :
Ưu điểm: -Kết cấu đơn giản, dẻ tiền.
-Thoát nhiệt tốt.
-Mở dứt khoát.
Nhợc điểm: Đóng không êm dịu.
+. Loại ly hợp nhiều đĩa bị động : Nếu ly hợp phải truyền mô men lớn (lớn
hơn 70ữ80KGm) thì đờng kính của đĩa ly hợp một đĩa quá lớn ,trờng hợp nh vậy
ngời ta dùng ly hợp hai hay nhiều đĩa , sẽ giảm đợc đờng kính đĩa và kích thớc
chung của ly hợp mặc dù kết cấu của ly hợp này phức tạp hơn nhiều .
Ưu điểm: Đóng êm dịu.
Nhợc điểm: Mở không dứt khoát .
ở ly hợp thờng đóng , lực đóng nhờ có các lò xo ép
II.1. Phơng án chọn lò xo ép :
a)Lò xo trụ :
Ưu điểm: Kết cấu nhỏ gọn , khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép lên
đĩa ép qua nhiều lò xo tác dụng cùng một lúc .
Nhợc điểm: Các lò xo thờng không đảm bảo đợc các thông số cơ bám
giống nhau hoàn toàn . Do đó phải chọn thật kỹ , nếu không thì lực ép trên đĩa sẽ
không đều làm tấm ma sát mòn không đều .
b)Lò xo hình côn :
Ưu điểm :
- Lực ép tác dụng lên đĩa ép đều vì có một lò xo đặt trung tâm. Thờng
dùng trên ôtô có mô men quay cần truyền lớn hơn 50KGm.
- Có thể rút ngắn đợc chiều dài của ly hợp vì lò xo ép hình côn có thể ép
cho đến khi lò xo nằm trên một mặt phẳng.
Nhợc điểm:
6

6


- Dùng lò xo hình côn thì khoảng không gian ở gần trục ly hợp sẽ chật
chội , khó bố trí bạc mở ly hợp .
-Dùng lò xo hình côn thì áp suất của lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các
đòn ép do đó việc đIũu chỉnh ly hợp sẽ phức tạp .
c) Lò xo đĩa :
Ưu điểm:
Lò xo ép làm luôn nhiệm vụ đòn mở cho nên kết cấu rất đơn giản và gọn.
Lò xo đĩa có đờng đặc tính phi tuyến rất hợp với điều kiện làm việc của ly hợp vì
cần lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
Qua việc phân tích kết cấu trên cùng với yêu cầu của phơng án thiết kế ta
chọn loại lò xo ép loại đĩa để thay thế cho các lò xo trụ và cụm đòn mở của xe
UAZ-469 tham khảo.
II.2. Đĩa bị động của ly hợp .
Một trong những yêu cầu của ly hợp là đóng phải êm dịu . Để tăng tính êm
dịu cho ly hợp thì ngời ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi . Độ đàn hồi của đĩa bị
động đợc giải quyết bằng cách kết cấu có những hình thù nhất định hoặc dùng
những chi tiết đặc biệt có khả năng làm giảm độ cứng của đĩa . Để giảm độ cứng
trên đĩa bị động có sẻ rãnh hớng tâm , các đờng xẻ rãnh này chia đĩa bị động ra
nhiều phần , các phần này uốn về các phía khác nhau . Số lợng đờng sẻ rãnh từ
4ữ12 tuỳ theo đờng kính đĩa. Các đờng sẻ rãnh này còn làm cho đĩa bị động đỡ
vênh khi bị nung nóng lúc làm việc .
Để tăng độ đàn hồi thì ở chỗ nối tiếp của đờng xẻ rãnh hớng tâm có sẻ
thêm rãnh ngang tạo thành hình chữ T .Đĩa bị động đàn hồi làm tăng độ êm dịu
khi đóng ly hợp nhng lại kéo dài thời gian đóng ly hợp . Nhợc điểm của loại đĩa
có các phần uốn về các phía khác nhau là khó mà nhận đợc độ cứng nh nhau ở
các phần đã uốn.
Để tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp ngời ta còn làm đĩa bị động không

phẳng mà làm cong. Đĩa bị động đợc nối với trục ly hợp nhờ moay-ơ, moay-ơ
nối với đĩa bị động nhờ đinh tán . Đĩa bị động có thể làm với bộ phận giảm chấn
hoặc không có giảm chấn.

7

7


Hình 1 : Xơng đĩa bị động của ly hợp
II.3. Giảm chấn.
Giảm chấn dùng trong ly hợp để tránh cho hệ thống truyền lực của ô tô
khỏi những dao động cộng hởng sinh ra khi có sự trùng hợp một trong số những
tần số dao động riêng của hệ thống truyền lực với tần số dao động của lực gây
nên bởi sự thay đổi mô men quay của động cơ . Chi tiết đàn hồi của giảm chấn
dùng để giảm độ cứng của hệ thống truyền lực do đó giảm đợc tần số dao động
riêng của hệ thống truyền lực và khắc phục khả năng xuất hiện cộng hởng ở tần
số cao .

8

8


Hình 2 : Kết cấu giảm chấn của ly hợp
Do độ cứng tối thiểu của các chi tiết đàn hồi của giảm chấn bị giới hạn bởi
điều kiện kết cấu cuả ly hợp cho nên hệ thống truyền lực của ô tô máy kéo
không thể tránh khỏi cộng hởng ở tần số thấp . Bởi vậy ngoài chi tiết đàn hồi ra
cần phải có chi tiết thu năng lợng của các dao động cộng hởng ở tần số thấp
bằng phơng pháp ma sát gọi là chi tiết ma sát .

Hình trên trình bày sơ đồ của giảm chấn đợc sử dụng phổ biến nhất . Chi
tiết đàn hồi là lò xo 3 đợc đặt vào các lỗ xung quanh đĩa. Muốn có các lỗ đặt lò
xo thì trên đĩa chủ động 1 và 2 và mặt bích của moay-ơ bị động 5 ngời ta đục lỗ .
Đĩa 1 và đĩa 2 nối với nhau bằng đinh tán 6 . Các tấm 4 chế tạo bằng thép hoặc
vật liệu ma sát , số lợng và chiều dày tấm 5 ngời ta chọn nh thế nào để đảm bảo
có mô men ma sát cần thiết giữa các chi tiết chủ động và bị động của giảm chấn
để thu năng lợng của các dao động cộng hởng ở tần số thấp .
Để tăng hiệu quả của giảm chấn có khi giảm chấn đợc thiết kế với độ cứng
thay đổi , ban đầu cứng ít hơn sau đó tăng dần lên . Mô men giới hạn cực đại
Mmax xoắn giảm chấn đến chỗ tỳ và đến giới hạn độ cứng tối thiểu của nó thì ngời ta chọn bằng mô men đợc xác định bởi trọng lợng bám của ô tô G2 với hệ số
bám =0,8 nghĩa là :
G2. .rbx
Mmax= i0 .i1
ở đây :
rbx: Bán kính lăn của bánh xe .
i0 : Tỷ số truyền của truyền lực chính .
i1 : Tỷ số truyền của hộp số ở số truyền 1.
II.4. Vòng ma sát.
Trong quá trình ôtô làm việc khi khởi động sang số hoặc khi phanh thờng
có hiện tợng trợt ly hợp . Do có trợt nên sinh công ma sát và sinh nhiệt làm cho
vòng ma sát dễ bị cháy và mòn nếu nh vòng ma sát không có chất lợng tốt . Vì
vậy vòng ma sát phải có những đặc tính sau :
+. Đảm bảo có hệ số ma sát cần thiết và hệ số ma sát này ít bị ảnh hởng khi
có sự thay đổi về nhiệt độ , tốc độ trợt và áp suất.
+. Có khả năng chống mòn ở nhiệt độ cao .
9

9

+. Trở lại khả năng ma sát ban đầu đợc nhanh chóng sau khi bị nung nóng
hay bị làm lạnh .
+. Làm việc tốt ở nhiệt độ cao ít bị sùi các chất dính , không bị khét ,
không bị sùi bề mặt .
+. Có tính chất cơ học cao.
Nguyên liệu hiện nay thờng dùng là phê ra đô, phê ra đô đồng rai bét hoặc
át bét đồng và trong một số trờng hợp dùng kim loại sứ . Chiều dày tấm ma sát
độ 3ữ4 mm.

10

10


PhÇn II.
TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm ly hîp.

11

11


Số liệu Xe tham khảo :
Xe tham khảo :UAZ-469
- Công suất Nemax =67 (mã lực)
- Mô men cực đại : Memax=17(KGm)
- Tốc độ cực đại : nM = 2800 (v/p)
- Trọng lợng toàn xe : G=2400 (KG)
- Trọng lợng phân bổ lên cầu trớc : 1000 (KG)
- Trọng lợng phân bổ lên cầu sau : 1400 (KG)

- Chiều dài xe : L = 4025(mm)
- Chiều rộng xe : B = 1805 (mm)
- Tổng chiều cao : h = 2050 (mm)
- Chiều dài cơ sở : Lo =2380 (mm)
- Chiều rộng cơ sở : Bo= 1453 (mm)
- Lốp xe :8,4 - 15
- Tỷ số truyền các tay số (ihi) :
i0 = 5,125
ih1 = 4,124
ih2 = 2,641
ih3 = 1,58
ih4 = 1
if = 1,94

12

12


I.Xác định mô men ma sát của ly hợp .
Mô men ma sát của ly hợp đợc tính theo công thức :
Ml =.Mđ
Trong đó :
Ml: Mô men ma sát của ly hợp .
Mđ: Mô men xoắn của động cơ .Đối với ôtô Mđ=Memax
Memax: Mô men xoắn cực đại của động cơ. Memax=17KGm.
:Hệ số dự trữ của ly hợp .
Hệ số phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong
mọi trờng hợp . Tuy nhiên cũng không đợc chọn lớn quáđể tránh tăng kích thớc đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải. Hệ số đợc chọn theo
thực nghiệm , với xe du lịch =1,3ữ1,75 ,chọn =1,6.

Vậy Ml = 1,6 .17 =27,2KGm.

II. Xác định kích thớc cơ bản của ly hợp .
II.1.Mô men ma sát của ly hợp đợc tính theo công thức :
Ml= .Mđ=à .P .Rtb.i
Trong đó :
Ml:Mô men ma sát của ly hợp .
Mđ: Mô men xoắn của động cơ.
a) : Hệ số dự trữ của ly hợp .
a) : Hệ số ma sát .
P : Tổng lực ép lên các đĩa ma sát .
Rtb :Bán kính ma sát trung bình .
13

13


R1
R2

Hình 3 : Kích thớc vành đĩa ma sát
Khi thiết kế có thể chọn sơ bộ đờng kính ngoài của đĩa ma sát theo công
thức kinh nghiệm :

M
D2=2.R2=3,16.

e max

C

Trong đó :
Memax: Mô men cực đại của động cơ (Nm)
D2 : Đờng kính ngoài của đĩa ma sát (cm)
C : Hệ số kinh nghiệm , đối với ô tô du lịch C=4,7
17.9,81
4,7

Ta có : D2 =3,16 .
=18,82(cm)
Đờng kính trong của đĩa ma sát đợc chọn theo công thức :
D1=(0,53ữ0,75)D2
=(0,53ữ0,75) .18,82=9,98ữ14,12(cm) .
Ta chọn D1 và D2 theo xe tham khảo :
14

14


D1=150mm R1=

D1
2

=75 mm

D
D2=250mm R2=
Rtb đợc tính theo công thức :
2

3

Rtb= .

3

3

2
2

1
2

2

1

R R
R R

2
3

= .

2

2

=125 mm
3

3

2

2

125 75
125 75

=102 mm=0,102 m

II.2. Chọn số lợng đĩa bị động (số đôi bề mặt ma sát)
Số đôi bề mặt ma sát đợc chọn sơ bộ theo công thức :

M
à. R P

.M d

l

i=

tb

=

2

2 .b.à[q ] Rtb

Trong đó :
b: Bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động .
b=R2-R1=125-75=50 mm=0,05 m
[q] : áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát .
Chọn [q] =200KN/m2 .
à : Hệ số ma sát . Chọn à=0,3 .
Từ đó ta tính đợc :
27,2.9,81
2.3,14.0,102.0,05.0,3.200.10 3

i=
=1,36
Khi tính i ta phải làm tròn theo giá trị nguyên chẵn gần nhất .
Chọn i=2
Vậy số lợng đĩa bị động là : n= i/2 =2/2=1

III. Xác định công trợt sinh ra trong quá trình
đóng ly hợp .
Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trờng hợp :
15

15

+. Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi
đột ngột thả bàn đạp ly hợp . Trờng hợp này không tốt nên phải tránh .
+. Đóng ly hợp một cách êm dịu :Ngời lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe
khởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trợt
sinh ra trong quá trình đóng ly hợp . Trong sử dụng thờng sử dụng phơng pháp
này nên ta tính công trợt sinh ra trong trờng hợp này .
III.1.Công trợt đợc xác định theo công thức sau :
L=Ma(m-a).(t1/2 +2t2/3 ) +1/2Ja(m-a)2
Trong đó :
Ma :là mô men cản chuyển động qui dẫn về trục của ly hợp đợc tính theo
công thức sau :
Ma=[ (G + Gm) +kFv2 ].rb/i0ihiftl
ở đây:
G : là trọng lợng toàn bộ của ôtô ,G=2400 Kg
Gm:là trọng lợng toàn bộ của rơ móoc ,Gm=0
i0,i1,if lần lợt là tỷ số truyền của truyền lực chính, của hộp số và hộp số phụ
.
i0=5,125
ih=5,124 ( là tỷ số truyền của hộp số ở vị trí số 1 )
if=1,94
:Hệ số cản tổng cộng của đờng
=f tg
f :hệ số cản lăn của đờng ,f=0,03
: góc dốc của đờng ( giả thiết =0 )
Vậy =f=0,03
k : hệ số cản của không khí
rb : bán kính làm việc của bánh xe ,rb=.r0
:Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp ,chọn =0,935
r0 : bán kính thiết kế của bánh xe ,r0 đợc tính theo công thức :
r0=( B +d/2).25,4

B : chiều rộng lốp
d : đờng kính vành xe
16

Vậy rb= .( B +d/2).25,4=0,935.(8,4+15/2).25,4 =377,6 mm=0,3776m
16


tl :hiệu suất của hệ thống truyền lực
tl=lh.h.f.cđ.0
Trong đó :
lh: hiệu suất ly hợp ,lh=1
h :hiệu suất hộp số chính ở số 1 ,h=0,98
f : hiệu suất hộp số phụ , f =0,98
cđ: hiệu suất các đăng ,cđ=0,99
0 : hiệu suất truyền lực chính ,0=0,97
Vậy :
tl=1.0,98.0,98.0,99.0,97=0,922
v : vận tốc xe ( xe đứng yên nên v= 0)
F : diện tích cản chính diện của xe
Ta có :
Ma= [ (2400+ 0).0,03 + 0 ].0,3776/(5,125.4,124.1,94.0,922)
= 0,917 KGm
m : tốc độ góc của động cơ lấy tơng ứng với mô men cực đại của
động cơ (rad/s)
m=.nM/30 với nM là số vòng quay cực đại của động cơ .
m=3,14.2800/30 =293,07 (rad/s)
a : tốc độ góc của trục ly hợp ,khi bắt đầu khởi hành xe đứng yên
tại chỗ nên a= 0
Ja : mô men quán tính của ôtô qui dẫn đến trục ly hợp đợc xác định

theo công thức :
rb2
G + Gm
(io .i f .i h ) 2
g

Ja =
.
Thay số ta có :
Ja =(2400 +0).0,37762/ 9,81.(5,125.4,124.1,94)2 =0,0207 KGms2
t1 :thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn đầu đợc xác định theo công
thức:
t1=Ma/k
t2 : thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn hai đợc xác định theo công
thức:
17

17


A
k

t2=
Trong đó :
k : là hệ số tỷ lệ kể đến nhịp độ tăng mô men M l khi ly hợp đóng ,
đợc xác định bằng thực nghiệm.
Đối với xe du lịch k=5ữ 10 KGm/s , chọn k=10KGm/s
A : là biểu thức rút gọn đợc tính theo công thức :
2.J a .( m a )

A=
2.0,0207.( 293,07 0)

A=
=3,486
Ta có :
t1=Ma/ k= 719/10 =0,0719 (s)
A

3,486

k

10

t2=
=
= 1,1 (s)
Thay số vào biểu thức tính công trợt ta có :
L = 0,719(297,03-0).( 0,0719/ 2 + 2.1,1/3) + 0,0207(293,07 0 )2
= 1051,063 KGm
III.2.Xác định công trợt riêng .
Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát ta phải xác định công trợt riêng
theo công thức sau :
l0 =L/F.i [l0] (KGm/cm2)
Trong đó :
L0 : Công trợt riêng
L : Công trợt của ly hợp
F : Diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động (cm2)

F=.(R22- R12)
R1,R2 lần lợt là bán kính trong , bán kính ngoài của đĩa bị động .
F= (1252 752) = 31400 mm2=314 cm2
i : Số đôi bề mắt ma sát
Thay số ta có :
l0= 1051,063/(314.2) =1,67KGm/ cm2
18

18


Trị số công trợt riêng cho phép [l0] đối với xe du lịch tra bảng ta có :
l0 =10ữ12 KGm/ cm2
Vậy l0 thoả mãn .

IV. kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết .
Công trợt sinh ra làm nung nóng các chi tiết nh đĩa ép ,lò xo,do đó phải
kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết bằng cách xác định độ tăng nhiệt độ theo công
thức :
T=.L /(c,mt) = .L/(427.c.Gt ) [T]
Trong đó :
L : công trợt
c : tỷ nhiệt của chi tiết bị nung nóng . Đối với thép và gang c=0,015
Kcal/KgoC
Mt :khối lợng chi tiết bị nung nóng .
Gt : trọng lợng chi tiết bị nung nóng, trọng lợng đĩa ép xe tham khảo
Gt=4,2Kg .
: hệ số xác định phần công trợt dùng nung nóng chi tiết cần
tính , đối với đĩa ép ngoài =1/2n với n là số lợng đĩa bị động
n=1.

Thay số ta có :

T =

1
.1051,063
2
427.0,115.4,2

= 2,55oC

Đối với ô tô [T] =80ữ100
Vậy T thoả mãn .

V. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly
hợp .
V.1.Tính sức bền đĩa bị động .
Để giảm kích thớc của ly hợp ,khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát
khô chọn vật liệu có hệ số ma sát cao . Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xơng
đĩa , tấm ma sát đợc gắn với xơng đĩa bị động bằng đinh tán . Vật liệu làm đinh
19

19


tán bằng đồng hoặc nhôm . Chiều dày xơng đĩa thờng chọn từ (1,5ữ 2) mm .
Chiều dày tấm ma sát thờng chọn từ (3ữ 5) mm . Vật liệu của tấm ma sát thờng
là loại phê-ra-đo hoặc at bet đồng .

Hình 4 : Sơ đồ đĩa bị động

Đinh tán bố trí trên đĩa theo hai dãy tơng ứng với các bán kính ở vòng
trong là r1 và vòng ngoài là r2 .

Hình 5 : Sơ đồ phân bố lực trên đinh tán
Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán đợc xác định theo công thức :
20

20


F1=Memax.r1/2(r12+ r22 )
F2= Memax.r2/2(r12+ r22)
Đinh tán đợc kiểm tra theo ứng suất cắt và chèn dập . Khi tính lực F 1 vàF2
lấy chế độ tải trọng là M emax vì trong thực tế M emax luôn nhỏ hơn M ( M là mô
men tính theo bám từ đờng lên) .
ứng suất cắt và chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong đợc tính theo công
thức :

c1=

F1
d2
n1 .
4

[c] (KG/cm2 )

F1
n1 .l.d

cd1=
Trong đó :

[cd] (KG/cm2 )

c1 : ứng suất cắt của đinh tán ở vòng trong .
cd1 : ứng suất chèn dập của đinh tán .
n1 : số đinh tán bố trí ở vòng trong
F1 : lực tác dụng lên dãy đinh tán vòng trong
d : đờng kính đinh tán
Với vòng ngoài đinh tán cũng đợc kiểm tra tơng tự :

c2=

F2
d2
n2 .
4

[c] (KG/cm2 )

F2
n 21 .l.d

21

cd2=
[cd] (KG/cm2 )
Trong đó :
F2 : lực tác dụng lên dãy đinh tán vòng ngoài

n2 : số đinh tán bố trí ở vòng ngoài
l : chiều dài bị chèn dập của đinh tán
Xe tham khảo là UAZ 469 nên ta chọn :
d = 4 mm =0,4 cm
r1 = 87 mm
21


r2 = 110 mm
n1 =6
n2 =12
l =2 mm= 0,2 cm
Thay số ta có :
F1 =17.103.87/ 2.(872+1102) =37,6 KG
F2 =17.103.110/ 2.(872+1102) =47,54 KG
c1 =37,6/6.(3,14.0,42/4) = 48,89 KG/ cm2
cd1 =37,6/(6.0,2.0,4) =78,33 KG /cm2
c2 =47,54/12.(3,14.0,42/4) = 31,54 KG/ cm2
cd2 =47,54/(12.0,2.0,4) = 49,52 KG /cm2
ứng suất cho phép :
[c] =100 KG/cm2
[cd] = 250 KG/cm2
Vậy đĩa bị động đủ bền .

V.2.Moay-ơ đĩa bị động.
Chiều dài của moay-ơ đợc chọn tơng đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị
động , moay-ơ đợc ghép với xơng đĩa bị động bằng đinh tán và lắp với trục ly
hợp bằng then hoa .
Khi làm việc then hoa của moay-ơ chịu ứng suất chèn dập và cắt đợc xác
định theo công thức :

c =

cd =

4.M e max
Z 1 .Z 2 .L.b.( D + d )

[c] (KG/cm2)

8.M e max
Z 1 .Z 2 .L.( D 2 d 2 )

[cd] (KG/cm2)

Trong đó :
Memax : mô men cực đại của động cơ .
Z1
: số lợng moay-ơ riêng biệt ,với ly hợp một đĩa bị động Z1 =1.
Z2
: số then hoa của một moay-ơ , Z2 =10
22

22


d
D
b
L

: đờng kính trong của then hoa ,d =27 mm
: đờng kính ngoài của then hoa ,D =35 mm
: bề rộng của một then hoa , b = 5 m
: chiều dài moay-ơ , L =32 mm

Hình 6 : Sơ đồ
moay-ơ đĩa bị động

Thay số ta có :

c =

4.17.10 2
1.10.3,2.0,5.( 3,5 + 2,7)

=68,54 (KG/cm2)

8.17.10 2
1.10.3,2.( 3,5 2 2,7 2 )

cd =
= 85,67 (KG/cm2)
Vật liệu chế tạo moay-ơ thờng là thép 40, 40X , ứng suất cho phép :
[c] =100 KG/cm2
[cd] = 200 KG/cm2
Vậy then hoa của moay-ơ đủ bền .
.Đinh tán nối moay-ơ với xơng đĩa bị động thờng làm bằng thép có đờng
kính d =( 6ữ 10)mm .Với xe tham khảo UAZ- 469 chọn :
d = 8 mm.

Chiều dài bị chèn dập l = 6 mm
Bán kính làm việc R1 =62 mm
23
23


Số đinh tán n = 4
Lực tác dụng lên đinh tán:
F = Memax / R1 =17.103/6,2 =274,19 KG
Khi làm việc đinh tán chịu ứng suất cắt và chèn dập đợc tính theo công
thức sau :
F
n. .

c=

2

d
4

F
n.l.d

=

274,19
0,8 2
4.3,14.
4

= 136,44 (KG/cm2)

274,19
4.0,6.0,8

cd =
=
= 142,8 (KG/cm2)
Đinh tán bằng thép các bon trung bình có các trị số ứng suất cho phép :
[c] =300 KG/cm2
[cd] =800 KG/cm2
Vậy đinh tán đủ bền .
V.3.Kiểm nghiệm trục ly hợp :
Đối với ô tô ,trục ly hợp cũng chính là trục sơ cấp hộp số. Đầu cuối của
trục có bánh răng nghiêng liền trục luôn ăn khớp với bánh răng trung gian của
trục trung gian hộp số.
Đầu trớc của trục có lắp ổ bi trong khoang của bánh đà và đầu sau có lắp ổ bi
trên thành vỏ hộp số.
V.3.1 Sơ đồ lực tác dụng lên trục :
A
C
D
I
II
III
B
RAX
RAY
RBX

RBY
Pa1
Pr1
Pv1
24

24


MX

Trong đó :
Trục I : là trục ly hợp đồng thời là trục sơ cấp của hộp số. ở cuối của trục
có lắp bánh răng nghiêng và đợc khhoét rộng lỗ ở tâm để lắp ổ bi kim đỡ một
đầu trục số III.
Trục II : là trục trung gian của hộp số, hai đầu trục đợc đỡ bởi hai ổ bi trụ
lắp trên vỏ hộp số.
Trục III : là trục thứ cấp của hộp số, một đầu đợc tỳ lên ổ bi kim ở trong
trục sơ cấp, đầu còn lại là đầu a và đợc tỳ lên ổ bi lắp trên thân hộp số.
Để kiểm nghiệm trục ta cần kiểm tra trục ở chế độ mômen lớn nhất khi đó
công suất của động cơ truyền qua ly hợp là cực đại và hộp số để ở tay số 1 với :
mômen lớn nhất của động cơ : Memax = MI = 1700 (KG.cm)
đờng kính vòng lăn bánh răng trục sơ cấp
: d1 = 50 mm
đờng kính vòng lăn bánh răng trục trung gian : d2 = 115 mm
d3 = 40 mm
đờng kính vòng lăn bánh răng trục thứ cấp
: d4 = 130 mm
Từ các kích thớc bộ truyền bánh răng ta xác định đợc mômen truyền đến
các trục của hộp số là :

Trục sơ cấp : MI = Memax = 1700 KG.cm
Trục trung gian : MII = MI.i12 = 1700.115/5 =3910 KG.cm
Trục thứ cấp : MIII = MII.i34 = 3910.130/40 = 12707,5 KG.cm
Khi đó ta xác định đợc phản lực trên các bánh răng là :
+ Trục số I :
A
B
Pa1
Pv1
Pr1

25

25