tkmh thiết kế ly hợp1 đĩa ma sát khô

bộ môn cơ khí ôtônhiệm vụ thiết kế môn học- kết cấu ,tính toán ôtô Họ và tên sinh viên : Trần huy Bình Lớp : CGHXDGT- K39 Trờng : ĐHGTVT-HN Giáo viên hớng dẫn: Nhiệm vụ : Thiết kế li hợ

bộ môn cơ khí ôtô

nhiệm vụ thiết kế môn học- kết cấu ,tính

toán ôtô

Họ và tên sinh viên : Trần huy Bình

Lớp : CGHXDGT- K39

Trờng : ĐHGTVT-HN

Giáo viên hớng dẫn:

Nhiệm vụ : Thiết kế li hợp đĩa ma sát khô của hệ thống truyền lực với số liệu

ban đầu theo một trong các phơng án sau:

Phơng án 3

Bản vẽ A1-Mặt cắt dọc li hợp

mục lục

1-Lời nói đầu

2-Nội dung

a-Xác định mômen ma sát của li hợp

b-Xác định kích thớc cơ bản của li hợp

c-Xác định công trợt sinh ra trong quá trình đóng li hợp

d-Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết

e-Tính toán hệ thống dẫn động li hợp

f-Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của li hợp

2-Kết luận

3-Tài liệu tham khảo

Lời nói đầu Nội dung thiết kế li hợp giúp chúng ta biết cách tính toán các thông số của li hợp

Xác định mômen ma sát của li hợp

Xác định kích thớc cơ bản của li hợp

Xác định công trợt sinh ra trong quá trình đóng li

hợp

Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết

Tính toán hệ thống dẫn động li hợp

Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của li

hợp

Từ các kết quả tính toán li hợp ta so sánh các thông đó với một số li hợp của các xe thông dụng đang sử dụng

Việc tính toán giúp ta nắm rõ cấu tạo và nguyên lí hoạt động của li hợp Và

từ đó chọn đợc các kích thớc cơ bản của li hợp.

Nội dung

1-Xác định mômen ma sát của li hợp

ML = Mđ

ML: Mômen ma sát của li hợp

Mđ: Mômen xoắn của động cơ

Mđ=Memax=19KGm=190Nm

: Hệ số dữ trữ li hợp Ta chọn =1,3

Vì phải chọn hệ số  > 1 để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ể để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ảm bảo truyền hết mô men của để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ộng cơ trong mọi trờng hợp Tuy nhiên  không để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ợc lớn quá để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ể tránh tăng kích thớc để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ĩa

bị để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ộng và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải

 ML=1,3.190=247(Nm)

2-Xác định kích thớc cơ bản của li hợp

a-Đ ờng kính ngoài của để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ĩa ma sát

Khi thiết kế có thể chọn sơ bộ để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ờng kíng ngoài của để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm sau:

C e M R

D2  * 2 3 16 * max

C: Hệ số kinh nghiệm lấy theo loại ôtô (Đối với ôtô tải nhỏ).

Ta lấy C=4,7

O

 D R 21cm

7 , 4

190

* 16 , 3 2

*

 10 , 5 ( )

2

2

Mặt khác D2 còn bị giới hạn bởi để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ờng kính ngoàicủa bánh để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong à để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ộng cơ khi thiết kế gặp trờng hợp D 2 lớn hơn để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ờng kính bánh để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong à thì phải chọn lại bằng cách giảm D 2 và tăng số để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ôi bề mặt ma sát

( số để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ĩa bị để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ộng )

b-Bán kính trong của để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ĩa ma sát để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ợc chọn theo công thức

R1=(0,53  0,75)R2

Trong đó trị số R1 nhỏ với động cơ có vòng quay trục khuỷu thấp(động cơ

điênzen)

Trong đó trị số R1 lớn với động cơ có vòng quay trục khuỷu cao(động cơ xăng) R1=0,53 R2=0,53.10,5=5,565 (cm)

c-Bán kính ma sát trung bình (bán kính của để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong iểm để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ạt lực ép P).

Rtb= (R1R2)/2=8,0325(cm)=0,080325(m)

d-Chọn số để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ĩa bị để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ộng (Số để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ôi bề mặt ma sát ).









Rtb Pz

ML i

Md



















2

2

Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó :

b: bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động

b=R2-R1=10,5 – 5,4565=4,935(cm)=0,04935(m)

 q : áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát

: hệ số ma sát

Ta chọn  q =300 kN/m2 =3.105N/m2

 = 0,3







Rtb Pz

ML i



q b

Rtb

Md





2

2

8 , 1 10

3 3 , 0 04935 , 0 ) 080325 ,

0 ( 14 , 3 2

247

5













 i2  Số đĩa bị động = 1

3-Xác định công trợt sinh ra trong quá trình đóng li hợp

Khi đóng li hợp có thể xảy ra hai trờng hợp:

1- Đóng li hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột ngột thả bàn đạp li hợp Trờng hợp này không tốt nên phải tránh

2- 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 làm tăng công trợt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp Trong sử dụng thờng sử dụng phơng pháp này nên ta tính công sinh ra trong trờng hợp này là:

a- Xác để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ịnh công tr ợt của ly hợp: Khi khởi để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ộng tại chỗ (Sử dụng công thức kinh nghiệm).

] 95

, 0 [

) 100 / ( 6

, 5

max

2 2 0

max





























rb G i Me i

i i

rb n

Me G L

t f

h o

Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó:

G-Trọng lợng toàn bộ của ôtô (Kg) G= 1820 Kg

Memax-Mômen xoắn cực đại của động cơ KGm Memax=19 KGm

n0-Số vòng quay của động cơ khi khởi động ôtô tại chỗ

n0=0,75.Nemax (v/f)

n0=0,75.Nemax (v/f)=0,75.4500=3375(v/f)

rb-Bán kính làm việc của bánh xe (m) rb=0,3644m

t

i -Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực

i t i o i h i f

Với

i0-Tỉ số truyền của truyền lực chính: i0=5,125

h

i -Tỉ số truyền hộp số chính : i h=4,12

i f -tỉ số truyền hộp số phụ(lấy ở số truyền thấp : i f =1

 i t=5,125.4,12=21,115

 -Hệ số cản tổng cộng của đờng  =0,16

16 , 0 3644 , 0 1820 115

, 21 19 95 , 0 115 , 21

3644 , 0 100

3375

19 1820 6 ,

2





















b- Xác để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ịnh công tr ợt riêng:

] [

i F

L

l   (KGm/cm2 ) Trong đó

l0=Công trợt riêng

L=Công trợt của li hợp :L=5043,985(KGm)

i=Số đôi bề mặt ma sát: i=2

F=Diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động

F   (R22  R12)

) ( 94 , 248 ) 565 , 5 5 , 10 ( 14 ,

cm

2 94 , 248

985 , 5043

0 2





4 - kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết:

Công trợt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết nh đĩa ép, đĩa trung gian ở ly hợp

2 đĩa, lò xo

Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết, bằng cách xác định độ tăng nhiệt

độ theo công thức:

Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó:

 T

G c

L m

c

L T

t t











427

.



L : Công trợt sinh ra khi ly hợp bị trợt (Kgm)

C : Tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng, tính theo Kcalo/kg0c hoặc 500J/kg

0c đối với thép và gang,

c= 0,115 kcalo/kg0c

t

m : khối lợng chi tiết bị nung nóng

t

G : Trọng lợng chi tiết bị nung nóng (kg) G=9,5 kg

 : Hệ số xác định phần công trợt dùng nung nóng chi tiết cần tính

Đối với đĩa ép ngoài

n

2

1





Dộ tăng nhiệt độ nằm trong giới hạn:

 T  8  0 12 0c

Đối với đĩa ép trung gian ở ly hợp 1đĩa :

1

1

1 1







n



Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó : n là số lợng đĩa bị động.

5 , 9 115 , 0 427

985 , 5043 1













5 - tính toán hệ thống dẫn động ly hợp

Loại dẫn để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ộng cơ khí thuỷ lực kết hợp

Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ lực và cơ khí kết hợp:

Lực cần thiết của ngời lái tác dụng lên bàn đạp để mở ly hợp

Qbd

i

P Q

t c t



/

 f

g e



a

d1

a

Pbd

Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó:

Qbd ( 60  150 )N ;

Q bd : Lực của ngời lái tác dụng lên bàn đạp

P': tổng lực ép cực đại tác dụng lên đĩa ép khi mở ly hợp

Q bd và P' đều tính theo KG hoặc N

Với P'=P.1,2

Md i

Rtb

Ml P























Với:

: hệ số ma sát =0,3

Ml :mômen ma sát của li hợp.

ML = Mđ=24,7 (KGm)

Rtb: Bán kính ma sát trung bình (bán kính của điểm đặt lực ép P) Rtb=0,080325(m)

i : Số đôi bề mặt ma sát ) i 2

2 080325 ,

0 3 , 0

7 , 24

N i

Rtb

Md





















 P' =P.1,2=5125.1,2=6150 (N) it/c: Tỉ số truyền chung của hệ thống dẫn động thuỷ lực và cơ khí kết hợp

it/c=40,4 t : Hiệu suất thuận của hệ thống dẫn động thờng: t=(0,90,96) ta lấy

t =0,95





t c t

i

P



/

) ( 5 , 159 95 , 0 4 , 40

6125

N





a- Xác để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ịnh tỉ số truyền chung của hệ thống:

Tỉ số truyền chung đợc xác định theo công thức:

1 2

2 2 /

d f d b

d e c a

i t c















Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó:

2

1, d

d : là đờng kính các xi lanh thuỷ lực (kí hiệu trên sơ đồ ) mm

a, b, c, d,e ,f : lần lợt là kích thớc các đòn dẫn động và đòn mở tính theo (mm)

Theo bảng 14 ta có (Ta lấy theo jic-110 );

4 , 40 15

30 5 , 89

6 , 161 70

80 51

350

2

2

t

i

b- Xác để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ịnh hành trình của bàn để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ạp

Hành trình của bàn đạp đợc xác định theo công thức:

 t

c t

d

d d

c b

a i

l

S        2 

1

2 2 /

=Slv+So

Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó:

Slv: là hành trình làm việc của bàn đạp để khắc phục khe hở giữa các bề mặt ma sát ( l ) ta có Slv  l.i t/cd

So: là hành trình chạy không của bàn đạp để khắc phục khe hở giữa đầu đòn

mở và bạc mở:

dd

i d

d d

c b

a

S    2  

1

2 2

dd

i :là tỉ số truyền của các đòn dẫn động

l

 : là hành trình(khe hở) của đĩa ép cần thiết để mở li hợp do li hợp tính

có 2 đĩa bị động

) ( 5 ,

1 mm

l 





 : là khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở (hay ổ bi tì )  =3 (mm)

Với ôtô con ta chọn:  s t  150 (mm)

Vậy

 t

S        129 , 17 ( ) 

15

30 70

80 70

350 3 4 , 40 5 ,

 S O  68 , 57mm 6-tính sức bền một số chi tiết chủ yếu của li hợp

a-Tính sức bền để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ĩa bị để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ộng (ta có sơ để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ồ ).

Để giảm kích thớc của li hợp, khi li hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô nên chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xơng đĩa

Xơng đĩa thờng chế tạo bằng thép các bon trung bình và cao(thép 50 và 85) Với

thiết kế ta chọn thép 50 Chiều dày xơng đĩa thờng chọn từ (1,5 đến 2,0)mm.Với thiết kế = 2 mm Chiều dày tấm ma sát thờng chọn từ (3 đến 5 ) mm.Với thiết

kế =4 mm.Vật liệu của tấm ma sát là loại phêrarô đồng

Tấm ma sát đợc gắn với với xơng đĩa bị động bằng đinh tán Vật liệu đinh tán bằng đồng hoặc nhôm có đờng kính (4 đến 6) mm.Ta chọn đinh tán bằng đồng

có đờng kính bằng 4 mm

Đinh tán có thể bố trí trên đĩa theo một dãy hay nhiều dãy (thờng 2 dãy ) tơng ứng với các bán kính ở vòng trong là r1 và vòng ngoài là r2 (hình vẽ )

r1,r2 : có các giá trị sau :

r1=0,07m

r2=0,08m

r1 r2

lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán đợc xác định theo công thức :

) 2 1 ( 2

1

1 max2 2

r r

r Me F







) 2 1 ( 2

2

2 max2 2

r r

r Me F













) 2 1 ( 2

1

r r

r Me

) 08 , 0 07 , 0 ( 2

07 , 0 19

2







) 2 1 ( 2

2

2 max2 2

r r

r Me F





) 08 , 0 07 , 0 ( 2

08 , 0 19

2







Đinh tán đợc kiểm tra theo ứng suất cắt và chèn dập Khi tính lực P1 và P2 lấy chế độ tải trọng là Memax vì trong thực tế Memax luôn nhỏ hơn M (M là mômen bám tính theo từ đờng lên )

ứng suất cắt và chèn dập để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ối với để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong inh tán ở vòng trong:

4

2 1

1 T KG cm

d n

F









 ( / )

1

d l n

F

cd







Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó:

:

c

T ứng suất cắt của đinh tán ở vòng trong

cd:ứng suất chèn dập của đinh tán

n1: Số đinh tán bố trí ở vòng trong .n1  8

F1: Lực tác dụng lên dãy đinh tán vòng trong

d: đờng kính đinh tán d=0,4 cm

l : chiều dài bị chèn dập của đinh tán : l=0,4 cm

]

[ cd ,[ c] ứng suất cho phép ng với vật liệu trên

]

[ c =100 KG/cm2

[ cd]=250 KG/cm2

4

4 , 0 14 , 3 8

14 , 75 4

.

2 2

1

d n

F



4 , 0 4 , 0 8

14 , 75

1

d l n

F

cd













ứng suất cắt và chèn dập để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ối với để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong inh tán ở vòng ngoài:

Tơng tự nh trên ta có:

Với n2 số đinh tán vòng ngoài n2  12

 56 , 9  ( / )

4

4 , 0 14 , 3 12

87 , 85 4

.

2 2

2

d n

F



4 , 0 4 , 0 12

87 , 85

2

d l n

F

cd













b-Tính moay yơ để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ĩa bị để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ộng (ta có sơ để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ồ ).

- Chiều dài của moay yơ đợc chọn tơng đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị

động Moay yơ đợc ghép với xơng đĩa bị động bằng đinh tán và lắp với trục ly hợp bằng then hoa

- Chiều dài moay ơ thờng cho bằng đờng kính ngoài của then hoa trục ly hợp Khi điều kiện làm việc nặng nhọc thì chọn L=1.4D (D là đờng kính ngoài của then hoa trục ly hợp)

- ở những ly hợp có 2 đĩa bị động trở lên thì chiều dài mỗi moay ơ riêng biệt phải giảm nhiều

- Khi làm việc then hoa của moay ơ chịu ứng suất chèn dập và cắt đợc xác

định theo công thức:

 c

d D b L Z Z

Me















) ( 2

1

max 4

 cd

cd

d D L Z Z

Me















) (

2 1

max 8

2 2

Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó:

Memax: Mômen cực đại của động cơ , Memax=1700 (KGcm)

Z1 : Số lợng moay ơ riêng biệt

Với ly hợp có một đĩa bị động Z1=1

Z2: Số then hoa của một moay ơ , Z2 =13

L : Chiều dài moay ơ , L=3,5 cm

D: Đờng kính ngoài của then hoa D = 5 cm

d: Đờng kính trong của then hoa d = 4 cm

b: Bề rộng của một then hoa b = 0,7 cm

Vật liệu chế tạo moay ơ thờng là thép 40X, ứng suất cho phép là

L

dD

 b

 T c  100KG/cm2, cd  200KG/cm2

 c

d D b L Z Z

Me

























) 4 5 ( 7 , 0 5 , 3 13 2

1900 4

) ( 2

1

max 4

 cd

d D L Z Z

Me























) 4 5 ( 5 , 3 13 2

1900 8 )

( 2 1

max

8

Đinh tán nối moay ơ với xơng đĩa bị động thờng làm bằng thép có đờng kính d=8 mm Phơng pháp kiểm tra đinh tán cũng tơng tự nh ở phần tính đĩa bị động tức là kiểm tra theo ứng suất cắt và chèn dập

Trị số ứng suất cho phép là:  T c  300KG/cm2, cd 250KG/cm2

Ta có các công thức sau

  2

4

n

F

T c   c

.

2

cm KG d

l n

F

cd

Trong để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong ó:

n :số đinh tán n=8

F : lực tác dụng lên vòng đĩa xơng.F=42,03(KG/cm2 )

d : đòng kinh đinh tán d=0,8 cm

l : chiều dài của đinh tán l=0,4 cm

2 2

4

8 , 0 14 , 3 8

03 , 42 4

n

F









/ 41 , 16 8 , 0 4 , 0 8 03 , 42

2

cm KG d

l n

F

cd









Lòxo ép dùng trong ly hợp thờng đóng là loại lò xo trục, lò xo côn và lò xo

đĩa Riêng lò xo trụ là sử dụng phổ biến và đợc đặt xung quanh đĩa ép( có thể một dãy hoạc hai dãy)

Ta khảo sát lò xo trục.

Lò xo trục thờng dùng trên các loại xe có mômen xoắn của động cơ là

Memax=(40 đến 45) KGm Số lợng lò xo ép đợc chọn theo đờng kính ngoài của dẫn bị động Số lò xo tối thiểu là 3

Lực cực đại tác dụng trên mỗi lò xo Plx cho phép trong giới hạn:

Đối với xe tải trung bình Plx ( 60  70 )KG

Đối với xe tải cỡ lớn Plx 100 KG

khi đóng li hợp

l

khi mở li hợp