Đồ án Thiết kế ly hợp xe du lịch 4 chỗ Bách khoa ( kèm bản vẽ)

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của Khoa học kỹ thuật nói chung,
ngành công nghiệp chế tạo ôtô nói riêng trong vài thập kỷ gần đây đã có
những bớc phát triển nhanh chóng vợt bậc với nhiều loại ôtô hiện đại ra đời,
nhờ thành tựu các lĩnh vực điện tử, tin học, cơ khí, vật liệu mới 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 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 ôtô đợc nhập và lắp ráp
tại Việt Nam. Dòng xe con du lịch ngày càng đợc sử dụng rộng rãi bởi chúng
có nhiều tính năng u việt: điều khiển dễ dàng, an toàn, độ bền tốt và có kích
thớc nhỏ gọn nên đi lại dễ dàng trong các đờng hẹp đặc biệt trong các đờng
giao thông đô thị ở thành phố lớn nớc ta hiện nay. Với mục tiêu nghiên cứu
thiết kế hệ thống ly hợp theo hớng giảm nhẹ lao động ngời lái, giảm hành
trình bàn đạp, sang kết cấu phải đơn giản em đợc giao nhiệm vụ thiết kế ly
hợp xe ôtô con 4 chỗ.
Với nội dung, yêu cầu của đề tài đợc giao, em đã tập trung nghiên cứu
tính toán kiểm nghiệm xe cơ sở, tính toán thiết kế bộ trợ lực chân không. Phần
còn lại của đồ án là tính toán thiết kế hệ dẫn động và xây dựng quy trình công
nghệ gia công chi tiết điển hình. Ly hợp này sẽ có kết cấu đơn giản, lực điều
khiển ngời lái sẽ nhẹ hơn và đảm bảo hành trình bàn đạp hợp lý. Các bộ phận
thiết kế có thể sản xuất đợc trong nớc.
Qua quá trình làm đồ án em đã tập sự làm công việc của ngời kỹ s, cũng
nh tác phong làm việc và học hỏi thêm nhiều kiến thức. Điều đó rất bổ ích cho
sự nghiệp của một kỹ s cơ khí ôtô tơng lại.
Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và đợc
sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn ôtô, Khoa Cơ khí trờng Đại học Bách
Khoa Hà Nội song do khả năng và thời gian có hạn nên bản đồ án không tránh

khỏi thiếu sót. Em rất mong sự hớng dẫn, phê bình của các thầy, các đồng
nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo
hớng dẫn TS. Nguyễn Trọng Hoan và các thầy trong Bộ môn ôtô, Khoa Cơ khí

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

1

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho em hoàn thành bản đồ
án này.
Sinh viên
Phạm Trung Hiếu

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

2

Lớp: Ôtô - K45


§å ¸n tèt nghiÖp

ThiÕt kÕ ly hîp xe «t« con 4 chç

Ch¬ng I
Tæng quan vÒ ly hîp

Sinh viªn: Ph¹m Trung hiÕu

3

Líp: ¤t« - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

Ly hợp là một phần từ không thể thiếu trong hệ thống truyền lực
(HTTL) của ô tô. Nếu không có nó thì các bánh răng hộp số , HTTL sẽ phải
chịu lớn lực xung kích, mô men xung lợng của lực xung kích, mô men lực
quán tính trong những thời điểm khác nhau khi vận hành ô tô. Ví dụ: Khi sang
số, khi phanh.

Đ

L H

CĐ

CĐ

C

Đ

CL H

Đ C LH

Đ C
H

Đ

L

CĐ

Đ

H C

L H
C

P

C

Sơ đồ bố trí HTTL thông thờng trên ô tô
Đ. Động cơ

L. Ly hợp
H. Hộp số chính
P. Hộp phân phối C. Cầu chủ động CĐ. Trục các đăng
I. Công dụng.

Nối động cơ với HTTL một cách êm dịu và phải truyền hết mô men
quay từ động cơ đến HTTL.
- Tách động cơ ra khỏi HTTL một cách dứt khoát.
- Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của HTTL. Ví dụ khi phanh mà
không nhả ly hợp và hỗ trợ cho việc sang số dễ dàng.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

4

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

II. Phân loại.

Phân loại ly hợp có thể dựa trên các tiêu chí sau đây.
1. Theo cách truyền mô men.
a. Ly hợp ma sát:
Truyền mômen từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số thông qua bề mặt ma sát.
- Sơ đồ cấu tạo.
1

2

3
4
5
10
6

12

11

9

8

7

1. Bánh đà
7.
Thanh kéo
2. Đĩa ma sát
8.
Càng mở
3. Đĩa ép
9.
Lò xo hồi vị
4. Đòn mở
10.

Trục ly hợp
5. BiT
11.
Lò xo ép
6. Bàn đạp
12.
Vỏ trong ly hợp
- Nguyên lý làm việc.
+ Đóng ly hợp: Khi ngời lái không đạp chân vào bàn đạp ly hợp, không
còn lực tác dụng lên đầu đòn mở. Lò xo ép sẽ ép đĩa ép (3) vào đĩa bị động ép
chặt đĩ bị động vào bánh đà thông qua bề mặt ma sát mômen đợc truyền từ
bánh đà sang trục của ly hợp theo hai đờng. Đờng thứ nhất từ bánh đà qua bề
mặt ma sát phía bên trái của đĩa bị động Đờng thứ hai mômen từ bánh đà
truyền qua vỏ trong ly hợp qua đòn mở đến đĩa ép thông qua bề mặt ma sát
phía bên trái của đĩa bị động mômen đợc truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động.
Đĩa bị động đợc nối với trục ly hợp nhờ khớp nối then hoa nên mômen đờng
truyền từ đĩa bị động sang trục ly hợp.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

5

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

+ Khi mở ly hợp: Ngời lái đạp chân vào bàn đạp qua hệ thống dẫn động

lực ngời lái tác động vào đòn mở ly hợp làm đĩa ép chuyển động sang bên
phải ép lò xo (11) tách khỏi bề mặt của đĩa ma sát nên đĩa ma sát tách khỏi bề
mặt của bánh đà, do đó mômen đông cơ không truyền đợc sang trục ly hợp.
* Ưu nhợc điểm.
+ Ưu điểm.
- Giá thành hạ
- Xung lự tác dụng từ mặt đờng lên giảm.
+ Nhợc điểm.
- Khả năng giảm quá tải không cao.
- Độ êm dịu khi khởi động, đi số, về số phụ thuộc rất nhiều vào trình độ
ngời lái.
- Khi phanh xe ở tốc độ cao gây quá tải cho HTTL (có thể làm chết
máy, gãy trục cơ) ảnh hởng đến việc điều khiển vận hành xe.
b. Ly hợp thuỷ lực.
Truyền mômen thông qua chất lỏng
- Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần.
+ Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.
+ Phần bị động là bánh tua bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.
Trong không gian của bánh bơm và bánh tua bin là dầu thuỷ lực
Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thuỷ lực.

3
1
4

2

5
6
7

8
10
9
11

12

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

6

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

1. Bánh tua bin
7. Đờng dầu vào
2. Nắp
8. Bình tản nghiệt
3. Bánh bơm
9. Van an toàn
4. Cánh cong
10. Bơm dầu
5. Tấm ngăn ngoài
11. Thùng dầu
6. Tấm ngăn trong
12.Van xả

* Nguyên lý làm việc.
+ Khi động cơ quay bánh bơm (3) quay theo, dẫn đến chất lỏng trợt
theo rãnh của bánh bơm (theo hớng từ trong ra ngoài). Khi tới khe hở giữa
bánh bơm và bánh tua bin chất lỏng đập vào cánh tua bin làm cánh tua bin
quay nên trục sơ cấp của hộp số quay. Khi tới đầu vào của cánh tua bin chất
lỏng lại quay trở lại bánh bơm tạo ra chu kỳ kín. Khi tốc độ động cơ lớn nên
vận tốc chất lỏng lớn, do vậy động năng truyền cho bánh tua bin lớn.
+ Trạng thái ngắt: Khi số vòng quay động cơ nhỏ không đủ cho bánh
tua bin quay nên mômen không truyền từ động cơ ra trục ly hợp đợc.
+ Trạng thái đóng. Số vòng quay động cơ tăng làm cánh tua bin quay
mômen đợc truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Khi chủ động ngắt nhanh ly
hợp xả van (12) dầu thoát ra ngoài bình chứa, ly hợp ngắt momen không
truyền từ động cơ sang trục ly hợp.
* Ưu nhợc điểm:
+ Ưu điểm:
- Đóng ly hợp êm dịu không giật.
- Bảo vệ đợc HTTL.
- Khi xuống dốc giảm ga bánh tua bin thành bánh chủ động bánh bơm
thành bánh bị động, động cơ tạo thành máy nén hí đóng vai trò nh phanh làm
bánh xe xuống dốc từ từ.
+ Nhợc điểm:
- Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao.
- Giá thành đắt.
c. Ly hợp điện từ:
Truyền mô men thông qua lực điện từ.
Sơ đồ cầu tạo.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

7

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

2

1

3

6
4
5

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Bánh đà
Khung từ
Cuộn dây
Lõi sắt bị động
Trục ly hợp

Mặt cắt

* Nguyên lý làm việc.
+ Mở ly hợp: Khi không cấp điện cho cuộn dây (3) không có lực từ trờng trong cuộn dây nên phần chủ động (1) và phần bị động (4) không hút
nhau nên khi động cơ quay mômen không truyền ra trục ly hợp (5).
+ Đóng ly hợp: khi cấp điện cho cuộn dây (3) xuất hiện lực điện từ
trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà (1) và lõi sắt bị động (4).
Nh vậy khi bánh đà (1) quay làm (4) quay theo. Do đó mômen đợc truyền từ
động cơ sang trục ly hợp. Tuy vậy lực hút giữa (1) và (4) không đủ lớn nên ở
khi hở giữa (1) và (4) ngời ta đa vào những mạt sắt khi có đờng sức từ đi qua
chúng sắp xếp thành đờng theo hớng của đờng sức tạo thành dây sắt cứng nối
(1) và (4) với nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa (1) sang (4)
đợc tăng lên.
* Ưu nhợc điểm.
+ Ưu điểm.
- Khả năng chống quá tải tốt.
- Bố trí, dẫn động mềm dẻo dễ dàng.
+ Nhợc điểm.
- Truyền mô men không tốt do lục từ tạo ra yếu.
- Chế tạo phức tạo.
- Bảo dỡng sửa chữa khó khăn.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

8

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

- Giá thành đắt.
d. Ly hợp liên hợp:
Là loại ly hợp kết hợp hai trong số các loại trên nh thuỷ cơ, cơ điện
Trong ôtô hiện nay ly hợp ma sát đợc dùng rất phổ biến vì giá thành rẻ,
chế tạo đơn giản hiệu suất truyền cao. Nhng ly hợp thuỷ lực ngày càng đợc sử
dụng trên các xe hiện đại có sử dụng hộp số tự động vì giảm đợc tải trọng
động trên HTTL.
2. Theo hình dạng của các chi tiết ma sát.
- Ly hợp dạng đĩa (một đĩa, hai đĩa)
- Ly hợp hình nón.
- Ly hợp hình trống.
Hai loại ly hợp hình trống và ly hợp hình nón ít đợc sử dụng vì mômen
quán tính phần bị động quá lớn nên khi ngắt ly hợp nó vẫn quay gây ra va đập
giữa các bánh răng và các khâu khớp của HTTL.
3. Theo phơng pháp phát inh lực ép
- Loại lò xo: Lò xo đặt xung quanh, lò xo đặt trung tâm (côn), lò xo
đĩa.
- Loại lực ép nửa ly tâm; Lực ép sinh ra ngoài lực của lò xo côn còn có
lực phụ thêm là lò do lực ly tâm của trọng khối phụ sinh ra.
- Loại ly tâm: Ly hợp ly tâm thờng đợc sử dụng khi điều khiển tự động,
ở ly hợp này lực ly tâm dùng để đóng và mở ly hợp còn áp lực trên đĩa đợc tạo
bởi lực lò xo ít khi lực ly tâm đợc dùng để tạo lực ép trên đĩa.
4. Theo kết cấu ép chia ra.
- Ly hợp thờng đóng đợc sử dụng phổ biến trên ô tô.
- Ly hợp thóng mở đợc sử dụng trên máy kéo.
III. Yêu cầu.

- Truyền đợc mômen quay lớn nhất của động cơ mà khong bị trợt ở bất
kỳ điều kiện sử dụng nào.
- Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay lên trục của HTTL để tránh
lực va đập lên HTTL và cũng để cho gia tốc ô tô ổn định,
- Mở dứt khoát và nhanh giúp việc gài số hoàn hảo hơn vì lúc đó
mômen động cơ truyền tới trục thứ cấp tạm dừng. Hơn nữa không xuất hiện tải
trọng động.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

9

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

- Mômen 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 đáp ứng nhu cầu là cơ cấu an toàn để tránh các lực quá lớn
tác dụng lên HTTL khi gặp quá lớn tác dụng lên HTTL khi gặp quá tải.
- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình thờng.
- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, tuổi thọ cao, điều chỉnh và chăm sóc dễ
dàng (và phải đáp ứng yêu cầu của chi tiết cơ khí nói chung).
IV. phân tích kết cấu - chọn phơng án thiết kế ly hợp ô tô.

Các ly hợp của ô tô là loại thờng đóng. ở ô tô thờng dùng loại ly hợp

một, hai loại hay nhiều đĩa bị động.
- Ly hợp một đĩa có u điểm là:
+ Kết cấu đơn giản, rẻ tiền.
+ Thoát nhiết tốt.
+ Mở dứt khoát.
Nhng có nhợc điểm là đóng không êm dịu.
- Ly hợp nhiều đĩa bị động.
Nếu ly hợp phải truyền mômen lớn (lớn hơn 70 ữ 80 KGm) 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 của đĩa và kích thớc chung của ly hợp.
Tuy nhiên ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn nhiều so với ly hợp một đĩa.
Ưu điểm của ly hợp là đóng êm dịu.
Nhợc điểm là mở không dứt khoát.
ở ly hợp thờng đóng, lực đóng nhờ các lò xo ép.
+ Đối với ly hợp xe thiết kế do có mômen quay của động cơ không lớn
(mômen = 17KGm) nên ta chọn 1 đĩa. Trong kết cấu ly hợp chi tiết mòn,
nhiều nhất là vành ma sát của đĩa bị động hay bị hỏng nhất. Vì vậy nhiệm vụ
quan trọng là tăng tuổi thọ cho vành ma sát.
1. Phơng án chọn lò xo ép.
1.1. Lò xo trụ.
Thờng đặt xung quanh theo vành đĩa ép.
- Ưu điểm:
Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép lên đĩa ép
quá nhiều lò xo tác dụng cùng 1 lúc và chia đều.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

10

Lớp: Ôtô - K45

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

- Nhợc điểm.
Các lò xo thờng không đảm bảo đợc các thông số cơ bản 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. Các lò xo trụ khi ép phải để khoảng cách
tối thiểu giữa các vòng so sánh xo là 1mm do vậy khong gian theo chiều trục
là rất lớn.
1.2. Lò xo hình côn.
- Ưu điểm:
+ Lực tác dụng lên đĩa đều vì có 1 lò xo đặt trung tâm. Thờng dùng trên
ô tô có mômen quay cần truyền lớn trên 50KG.
+ Có thể rút gọn 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.
+ Dùng lò xo hình côn ở ly hợp 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 lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các
đòn ép do đó việc điều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp.
1.3. Ly hợp dùng lò xo màng.
ở loại ly hợp này, một lò xo màng hình nón cụt (H) đợc thay thế cho
các lò xo xoắn để ấn mâm ép (D) và đĩa ma sát bám vào mặt bánh đà. Kết cấu
của lò xo (H) là một chóp cụt dập bằng thép lò xo tấm, dày 0,9mm. Các phần
tử đàn hồi bố trí hớng tâm là các cần đẩy ra, thay thế các cần bẩy.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

11

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

A. Vòng bi đuôi trục khuỷu
B. Tấm ma sát
C. Sờn thép và moayơ
D. Mâm ép
E. F. lò xo và vít trả về
G,J. Vòng hớng dẫn trong và
ngoài

H . Lò xo màng (đĩa mặt trời)
K,L Buloong giữ
M. Vỏ bộ ly hợp
N. Gắp điều khiển.
P. Vòng bitê
Q,R,S. Chốt hình cầu và lò
xo tựa.

* Nguyên lý hoạt động của lò xo màng:
Khi ấn lên bàn đạp ly hợp, vòng bi buýttê (6) ấn lên lỗ tâm của đĩa lò xo
màng (3) làm cho vòng ngoài của nó bật lên mâm ép (2) nhả đĩa ma sát (4).
Khi buông bàn đạp, vòng bi buýt tê trở lui lại vị trí cũ, lò xo màng bung trở lại

hình dạng ban đầu nên nó đè mạnh mâm ép và đĩa ma sát vào mặt bánh đà.
Với loại lò xo màng, khi biến đổi sức ép lên nó, lúc đầu lực tăng lên cho
đến một trị số xác định thì lực bắt đầu giảm. Độ mòn của các tấm ma sát
không ảnh hởng đến sức ép do lò xo màng tạo nên, do dó tránh đợc tình trạng
bộ ly hợp quay trợt. Việc áp dụng lò xo màng còn đạt thêm đợc một số u điểm
sau:
- Giảm đợc kích thớc, khối lợng và đơn giản hoá rất nhiều trong kết cấu
của bộ ly hợp.
- Do không có các chi tiết lắp ở vòng ngoài bộ ly hợp nên việc cân bằng
tơng đối dễ hơn.
- Loại trừ đợc cách lực ly tâm làm giảm sức ép đĩa ma sát ở vận tốc cao
(vì không có các chi tiết vòng ngoài).
- -Lực tác động lên đĩa ma sát thờng xuyên đều đặn ở mọi chế độ làm
việc.
Vậy qua việc phân tích kết cấu, nguyên lý hoạt động trên cùng với yêu
cầu cụ thể của phơng án thiết kế ta chọn bộ ly hợp dùng lò xo màng.
2. Đĩa bị động của ly hợp.
2.1. Xơng đĩa.
Một trong những yêu cầu của ly hợp là đóng phải êm dịu. Để giải quyết
vấn đề này ngời ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi. Ngời ta xẻ các rãnh hớng
tâm chia đĩa ra nhiều phần. Các phần này đợc uốn về các phía khác nhau. Nhờ
cách xẻ rãnh đĩa bị động đỡ vênh khi bị nung nóng lúc làm việc.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

12

Lớp: Ôtô - K45

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

A. Sờn thép gợn sóng. B,C Đinh tán,
1. Mặt phía bánh đà ; 2. Mặt phía mâm ép.
Xơng đĩa thờng đợc chế tạo bằng thép cacbon 45,65P và 70 sau khi
thực hiện nhiều nguyên công chế tạo cần tôi, thờng trong dầu, ram trong
khuôn, để đạt độ cứng 35 ữ 65HRC. Quá trình chế tạo phôi đợc kết thúc bằng
phôi phát hoá và kiểm tra các thông số cơ bản. Ví dụ độ không phẳng không
vợt quá 0,4 ữ 0,5mm dới tải trọng 20 ữ 50N

1. Lò xo giảm xoắn; 2. Moyơ rãnh then; 3. Đinh tán. 4. Mặt bố ma sát.
2.2. Vòng ma sát.
Trong quá trình ô tô làm việc khi khởi động, sang số hoặc khi phanh có
hiện tợng trợt ly hợp do đó sinh ra nhiệt làm cho vòng ma sát bị mòn và có khi
bị cháy nếu vòng ma sát kém chất lợng. Vì vậy vòng ma sát có những đặc tính
sau:
- Đảm bảo có hệ số ma sát cần thiết và ổn định khi có sự thay đổi về
nhiệt độ, tốc độ trợt và áp suất.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

13

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

- 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.
- Có tính chất cơ học cao.
Trên bề mặt ma sát ngời ta thờng xẻ các rãnh có chiều sâu không lớn
hơn 25% và có chiều rộng từ 3 ữ 5 mm.
Chiều dày của tấm ma sát nằm trong khoảng 3 ữ 5mm.
Các này có tác dụng làm thoát khỏi bề mặt ma sát các sản phẩm mài
mòn và thông gió bề mặt ma sát.
Vật liệu thờng dùng là phêrađô, phêrađôraibet hoặc raibet đồng.
Đinh tán: Đây là chi tiết liên kết giữa tấm ma sát với xơng đĩa bị động.
Đờng kính đợc chọn theo chiều dày tấm ma sát theo hãng Pherodo (Pháp)
thì giữa chiều dày tấm ma sát H và đờng kính D của đinh tián cơ quan hệ sau
đây: Khi H = 3mm D = 2,5 ữ 3mm khi H = 4mm D = 3 ữ 3,75; Khi H
= 5mm D = 4 ữ 4,5mm.
2.3. Moayơ:
Moayơ của đĩa bị động đợc lắp với trục ly hợp nhờ then hoa có dạng
thân khai chữ nhật. Tất cả đợc tiêu chuẩn hoá.
Moayơ thờng đợc chế tạo từ thép 35,40 sau khi thấm nitơ cacbon, tôi
đến độ cứng 70HRC.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

14

Lớp: Ôtô - K45

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

1

2
3

1,2. Xơng đĩa bị động
3. Đinh tán
4. Vòng ma sát giảm chấn
5. Moay ơ đĩa bị động
6. Lò xo giảm chấn

4
5

6

2.4. Giảm chấn.
Khi mômen động cơ thay đổi thì rất có thể có sự dao động này trùng với
tần số dao động riêng của chi tiết nào đó trong hệ thống truyền lực, dẫn đến
những dao động cộng hởng cho hệ thống này, kéo theo có thể phá huỷ chi tiết
hoặc động học của chúng. Do vậy phải làm lò xo giảm chấn (hình vẽ trên) để
giảm độ cứng của hệ thống truyền lực, do đó giảm tần số riêng của hệ thống
truyền lực và khắc phục cộng hởng ở tần số cao. Còn tránh đợc cộng hởng ở
tần số thấp ngời ta làm chi tiết ma sát để thu năng lợng của các dao động ở
tần số này.
3. Đĩa ép.

Phần làm việc đĩa ép phải phẳng, có hệ số ma sát và chống mài mòn tốt.
Đĩa ép có trọng lợng tơng đối lớn để thoát nhiệt tốt chiều dày đĩa khoảng
17mm.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

15

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

4. Lò xo ép.
Lò xo ép dạng màng vừa đảm nhận chức năng đòn mở và chức năng lò
xo ép. Vành trong có thể tựa vào ổ bi mở, vành ngoài nối với đĩa ép, điểm giữa
của lò xo tựa cố định trên vỏ ly hợp. Nh vậy lò xo vừa là đòn mở vừa là lò xo
ép.
5. Đòn mở.
Đòn mở dùng để mở ly hợp. Đầu trong của đòn mở có thể tựa vào ổ bi
mở, đầu ngoài nối với ty đẩy của xylanh công tác, điểm tựa giữa đặt trên vỏ ly
hợp tạo nên cơ cấu đòn bẩy yêu cầu của đòn mở là có độ cứng tốt, nhất là
trong mặt phẳng tác dụng lực.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

16

Lớp: Ôtô - K45


§å ¸n tèt nghiÖp

ThiÕt kÕ ly hîp xe «t« con 4 chç

Chu¬ng II
TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm ly hîp

Sinh viªn: Ph¹m Trung hiÕu

17

Líp: ¤t« - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

I. Xác định mômen ma sát của ly hợp

Mômen ma sát của ly hợp đợc tính theo công thức sau:
Ml = .Memax.
Trong đó:
Ml: Mômen ma sát của ly hợp
Memax: Mômen xoắn cực đại của động cơ.
: Hệ số dự trữ ly hợp.
Hệ số phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ

trong mọi trờng hợp. Tuy nhiên không đợc quá lớn để tránh tăng kích thớc
đĩa bị động hoặc tăng số lợng đĩa ma sát (dẫn đến tăng kích thớc, khối lợng ly
hợp) và tránh đòi hỏi lực tác dụng lên đĩa ma sát lớn và để tránh cho hệ thống
truyền lực bị quá tải khi chế độ làm việc bất thờng.
Dựa theo tiêu trí trên và dựa theo kinh nghiệm ta chọn.
Với ôtô du lịch: = 1,3 ữ 1,75: chọn = 1,4
Mômen lớn nhất của động cơ : Memax = 17,4 KGm = 17,4.9,81 =
Memax = 170 (Nm)
Vậy mômen ly hợp Ml = 170 x 1,4 = 238 (Nm)
II. Xác định khích thớc cơ bản của ly hợp.

1. Xác định đờng kính trong và ngoài đĩa ma sát.
Khi thiết kế ngời ta chọn sơ bộ đờng kính ngoài theo kinh nghiệm nh
sau:
D2 = 2R2 = 3,16 M e max
C
ở đây:
D2: Đờng kính ngoài đĩa ma sát
C: Hệ số kinh nghiệm , C = 4
Memax = 170 (Nm)
Thay số vào: D2 = 2 R2 = 3,16

170 = 20(cm)
4

Đờng kính trong D1 chọn theo: D1 = (0,53 ữ 0,75) D2

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

18

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

Xe thiết kế chạy bằng xăng, số vòng quay động cơ tơng đối cao nên lấy
D1 ở trị số lớn:
D1 = 0,7D2 = 0,7.20 = 14 (cm)
Vậy ta chọn kích thớc đờng kính trong và ngoài đĩa ma sát
D1 = 14 (cm) = 14 (mm)

R1= 70(mm)

D2 = 22 (cm0 = 220 (mm)

R2 = 110 (mm)

Mômen ma sat của ly hợp đợc xác định theo công thức
Ml = à.P.i.Rtb
Trong đó P = 2.Rtb.q.b
Ml = à.2.Rtb.q.b.i.Rtb
2

Ml = à.2.q.b.i. R tb
q=

Ml

2.à.q.b.i.R 2tb

ở đây: à hệ số ma sát, chọn à = 0,3
b Bề rộng đĩa ma sát ; b = R2 R1 = 110 70 = 40 (mm)
b = 0,04 (m)
q và [q] : áp lực và áp lực riêng trên bề mặt ma sát chọn
[q] = 200(KN/m2)
3
3
2 R2 R1
Rtb = . 2
3 R 2 R 21

Hoặc tính theo : R tb =

R 2 + R 1 110 + 70
=
= 90(mm) = 0,09(mm)
2
2

2. Kiểm nghiệm áp suất trên bề mặt ma sát.
q=

Me
2
2 [q] = 200(KN/m ]
2.à.b.i.R tb

Thay các giá trị ở trên vào.

238
= 194,5(KN/m2]
2.3,14.0,3.0,04.2.0,092
Trong đó ta chọn số đôi bề mặt ma sát i = 2
q=

q = 194,5 (KN/m2) = [q] = 200 (KN/m2)

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

19

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

Vậy ta thấy tấm ma sát đảm bảo độ bền.
III. Xác định công trợt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp

Khi khởi động : Đĩa chủ động ly hợp đang quay theo trục khuỷu còn đĩa
bị động cha quay (có sự chênh lệnh về tốc độ). Trớc khi đĩa bị động cùng quay
với đĩa chủ động thành một khối liền thì bao giờ cũng có trợt. Khi sang số
hoặc khi phanh ngời lái thờng mở ly hợp rồi đóng lại thì sự chênh lệch tốc độ
giữa đĩa bị động và chủ động bao giờ cũng sinh ra trợt trớc khi chúng quay
thành hệ thống liền. Tóm lại cứ một nguyên nhân nào mà sinh ra độ chênh
lệch tốc độ của 2 đĩa kể trên đều sinh ra trợt.
Hiện tợng trợt sinh ra công ma sát, công ma sát biến thành nhiệt làm

nung nóng các chi tiết của ly hợp lên quá nhiệt độ làm việc bình thờng và nhất
là lò xo có thể bị ủ ở nhiệt độ cao nh vậy có thể làm mất khả năng ép, gây hao
mòn nhanh các chi tiết (đĩa ma sát, đĩa ép...).
Công trợt riêng phụ thuộc vào kết cấu, vật liệu, tải trọng và cả cách điều
khiển của ngời lái vào bề mặt ma sát ly hợp. Với kết cấu, tải trọng, vật liệu đã
có, ta xét công trợt phụ thuộc vào cách điều khiển.
- Trờng hợp đóng ly hợp đột ngột : Tức là động cơ làm việc ở số vòng
quay cao rồi đột ngột thả bàn đạp ly hợp. Trờng hợp này thời gian đóng ly hợp
nhỏ song xảy ra tải trọng động rất lớn. Vậy ta không dùng trờng hợp này.
Trờng hợp đóng ly hợp êm dịu : Để xác định đợc công trợt lớn nhất thì
xét trờng hợp đóng ly hợp êm dịu lúc khởi động
Quá trình này chia làm 2 giai đoạn.
+Tăng mômen ly hợp từ 0 đến Ma (mômen cần chuyển động quy dẫn
về trục ly hợp), khi đó ôtô bắt đầu chuyển động tại chỗ (đặc trng bằng công trợt L1).
+ Tăng mômen ly hợp tới một giá trị thích hợp mà ly hợp không thể trợt đợc nữa (đặc trng bằng công trợt L2)
L1 =

Ma.( m a ) .t1
2

L2 = Ja.( m a ) + 2 Ma ( m a ) .t 2
2
3
Phần giải nghĩa các thông số và tính toán thông số:
Ma: Mômen cản chuyển động q dẫn về trục ly hợp và đợc tính theo
công thức.
2

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

20

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

rbx
Ma = (G + KFV2). i .i .
h1 0 tl
Trong đó:
G : Tải trọng toàn bộ của ôtô : G = M.g = 1370.9,81 = 13439,7 (N)
: Hệ số cản tổng cộng của đờng
= f + tg
f hệ số cản lăn của đờng, f = 0,03
- góc dốc, giả thiết = 0
Vậy = f = 0,03
KFV2: Phần cản của không khí, khi khởi động tại chỗ V = 0
KFV2 = 0
rbx: Bán kính làm việc của bánh xe
rbx = .r0 (r0 bán kính thiết kế; - hệ số kể đến sự biến động của lốp,
chọn = 0,935)
d

r0 = B + ữ.25,4 (mm)
2

B: Chiều rộng của lớp: B = 175mm = 6,889inc

d: đờng kính vành bánh xe; d = 14 inc
d

rbx = B + ữ.25,4 = 0,935
2


14

6,889 + ữ.25,4 = 328mm
2


rbx = 0,328 (m)
tl : Hiệu suất của hệ thống truyền lực.
tl = th .h . 0
th : Hiệu suất ly hợp, lh = 1
h: Hiệu suất hộp chính ở số 1, h = 0,92
0: Hiệu suất truyền lực chính, 0 = 92.
Vậy tl = 1.0,92.0,92 = 0,846
i0, ih1: Lần lợt là tỷ số truyền của truyền lực chính và hộp số ở tay số 1.
i0 = 4,22
ih1 = 3,81

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

21

Lớp: Ôtô - K45

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

i0 = 4,22.3,81 = 16,078
Suy ra:
Ma = (13439,7 x 0,03 +0 ) .

0,328
= 9,72 (Nm)
16,078.0,846

m: Tốc độ góc của động cơ tại mômen lớn nhất.
m =

.n M
với nM là số vòng quay tại Memax.
30
m =

3,14.3500
= 366,33 (rad/s)
30

a: là tốc độ goc trục ly hợp, a = 0 (vì khởi động tại chỗ)
rbx2
0,3282
= 1370.
Ja = M.

= 0,75(KGm2)
2
16,078
( i0 .ih1 )
t1,t2 thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn đầu và giai đoạn sau.
t1 =

Ma
A
; t2 =
K
K

Trong đó:
K là hệ số tỷ lệ đến nhịp độ tăng mômen M 1 khi đóng ly hợp đối với xe
cơ sở chọn K = 140 (Nm/s)
A : là biểu thức rút gọn đợc tính theo công thức sau :
A = 2.J a ( m a )
Vậy t1

9,72
= 0,06 (S)
140
t2 =

2.0,57 ( 336,33 0 )
40

Tóm lại :
Ma = 9,72 (Nm)

= 1,72 (S)

Ja = 0,57 (KGm2)

m = 366,33 (rad/s)

t1 = 0,06 (s)

a = 0

t2 = 1,72 (s)

Thay số vào ta đợc:

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

22

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

L1 =

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

Ma ( m a ) .t1 9,72 ( 366,33 0 ) .0,06
= 106,82 (J)

=
2
2

L2 = 0,57 ( 366,33 0 ) + 2 .9,72 ( 366,33 0 ) .1,72
2
3
L2 = 42329,3 (J)
Vậy công trợt tổng cộng:
L = L1 + L2 = 106,82 + 42329,3 = 42436,12 (J)
2

IV. Kiểm tra công trợt riêng.

Để đánh giá độ hao mòn của đĩa thì phải kiểm tra công trợt riêng công
trợt riêng là: l0 =

L
(J/m2)
F.i

l0 : Công trợt riêng
F: Diện tích một bề mặt ma sát đĩa bị động (m2)
F = ( ( R 2 R1 )
2

2

R1,R2 là bán kính trong và ngoài mặt đĩa bị động
Vậy F = 3,14 (0,112 0,072)

l0 =

42436,12
= 1,06.106(J)
3,14(0,112 0,07 2 ).2

Công trợt cho phép: [l0] = 1,2.106(J)
So sánh:l0 < [l0]
Vậy l0 thoả mãn
V. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết.

Công trợt sinh ra làm nung nóng các chi tiết nh đĩa ép bánh đà Và có
thể làm mất khả năng làm việc bình thờng của chúng, cho nên phải kiểm tra
nhiệt độ các chi tiết. Tấm ma sát dẫn nhiệt kém, bánh đà có khối lợng và kính
thớc lớn, do đó ta chi kiểm tra đĩa ép.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

23

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

Xác định độ tăng nhiệt theo công thức.
T =

L
C.m t

Trong đó: L: Công trợt tổng cộng ly hợp.
C: Tỷ nhiệt chi tiết bị nung nóng, đối với gang C = 500 J/kg0C.
mt: Khối lợng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép), mt = 5.
: Hệ số xác định phần công trợt dùng nung nóng, đĩa ép bị nung nóng.
ở đây ta tính cho đĩa ép ngoài =

n=1 =

1
với n là số lợng đĩa bị động
2n

1
2

1
.42436,12
Vậy T = = 2
8,50 C
500.5
VI. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu.

1. Tính sức bền đinh tán đĩa bị động.
Để giảm kích thớc của ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô chọn
vật liệu có hệ số ma sát cao, đĩa động gồm các tấm ma sát và xơng đĩa. Tấm
ma sát đợc gắn với xơng đĩa bị động bằng đinh tán. Xơng đĩa thờng chế tạo
bằng thép cácbon trung bình và cao (thép 50 và 85), chiều dày xơng đĩa chọn

từ (1,5 ữ 2,0) mm
Chiều dày tấm ma sát thờng chọn từ (3 ữ 5) mm, vật liệu của tấm ma
sát thờng là Pharêđô đồng.
Tấm ma sát đợc gắn với xơng đĩa bị động bằng đinh tán bằng đồng có
đờng kính (4ữ6)mm.

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

24

Lớp: Ôtô - K45


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

r

Đinh tán đợc bố trí trên 1 dãy ở giữa vành ma sát, tơng ứng với bán kính
r.
Lực tác dụng lên dãy đinh tán đợc xác định theo công thức.
Me max
2r
Đinh tán đợc kiểm tra theo ứng suất cắt và chèn dập
F=

F
F
[cd ]

c = d 2 [c]; cd =
n
n.l.d
4
d: Đờng kính đinh tán
n: Số lợng đinh tán
F: Lực tác động lên mỗi đinh tán
C, cd : ứng suất cắt và chèn dập.
Chọn :
R = 90mm = 0,09m
n = 16 đinh
d = 4mm = 0,004m
L = 5m = 0,005m
Thay số:
F=

170
= 944(N)
2.0,09

C =

944
= 2,95.106 ((N/m2)
16.0,005.0,04

Vật liệu làm đinh tán là đồng có ứng suất cho phép
[C] = 1,2.107(N/m2); [cd] = 2,5.107(N/m2)

Sinh viên: Phạm Trung hiếu

25

Lớp: Ôtô - K45