THIẾT kế và TÍNH TOÁN các CHI TIẾT , cụm CHÍNH và dẫn ĐỘNG của LY hợp

LÒ XO ÉP: Thường trên ly hợp của ôtô, người ta dùng các lọai lò xo trụ, lò xo côn và lò xo đĩa để làm lò xo ép.. Đặc điểm khi lắp lò xo trụ: Ưu điểm: Tính toán thiết kế đơn giản cũng nh

THIẾT KẾ VĂ TÍNH TOÂN CÂC CHI TIẾT , CỤM

CHÍNH VĂ DẪN ĐỘNG CỦA LY HỢP

0.1 LÒ XO ÉP:

Thường trên ly hợp của ôtô, người ta dùng các lọai lò xo trụ, lò xo côn và lò

xo đĩa để làm lò xo ép Mỗi loại lò xo có những ưu và nhượt điểm riêng của nó Đối với xe ta thiết kế là xe khách, ta chọn kiểu lò xo ép là lò xo trụ Vì lò xo côn sẽ làm cho ly hợp dài, cồng kềnh còn lò xo côn thì lực ép không lớn do khó chế tạo 0.1.1 Đặc điểm khi lắp lò xo trụ:

Ưu điểm:

Tính toán thiết kế đơn giản cũng nh Trong thời gian làm việc có trường hợp một lò xo trụ bị gãy thì đòi hỏi phải thay nguyên bộ lò xo cho nên không tiết kiệm được vật liệu

Khi làm việc có trường hợp lò xo bị ram lại cho nên không đảm bảo được lực ép, khi lắp ráp cần phải có lớp cách nhiệt cho nên làm phức tạp thêm kết cấu

ư chế tạo

Dễ bố trí lắp đặt đảm bảo gọn gàng về kết cấu và có rộng chổ để đặt ổ

bi ép của đòn mở ly hợp nằm trên trục ly hợp

Nhược điểm:

Nếu trong trường hợp chế tạo độ cứng của lò xo khác nhau thì lực ép của chúng cũng khác nhau do đó làm cho lực ép các bề mặt masát không đều nhau Tính toán:

Tính độ cứng của lò xo:

Ta tính độ cứng của lò xo sao cho khi đĩa masát mòn trong giới hạn cho phép thì lực ép của đĩa ép vẫn đảm mômen masát sinh ra trong ly hợp lớn hơn mômen cực đại của động cơ Đĩa masát bị mòn trong giới hạn nghĩa là giá trị β thay đổi từ

β=2 đến β min

Hệ số dự trữ tối thiểu β minđược xác định:

β

÷

=

βmin ( 80 % 85 %). (theo [3])

100

2

80 100

80

%).

80 (

min = β = β = =

Lực ép lên đĩa masát khi đĩa masát chưa mòn:

ms tb

max e

ct R Z

M P

µ

β

Lực ép lên đĩa masát khi đĩa masát bị mòn đến giới hạn:

ms tb

max e min min R Z

M P

µ

β

Lực ép của lò xo giảm đi một lượng là ∆ Ptương ứng với các lò xo bị giãn đi một đoạn là ∆ λ

λ

∆

= µ

β

− β

=

−

=

Z R

M ).

( P P

ms tb

max e min

n ).

Z R (

M C

ms tb

min max

e

β

− β

Trong đó:

n: số lượng lò xo ép, n = 6 ÷ 24 (theo [4]) Chọn n=12

Clx: độ cứng của một lò xo, Clx=const, [N/m]

λ

∆ : lượng mòn của đĩa masát, [m]

Lượng mòn của đĩa masát được xác định theo công thức:

∆λ=α.δms[m].

Trong đó:

δms: bề dày đĩa masát, [m].

α: là hệ số mòn cho phép, đối với bề mặt masát tán bằng đinh tán thì α=0,5 (theo [3] trang 151) Suy ra:

∆λ= 0,5.5.10-3 = 2,5.10-3[m]

Vậy, độ cứng của một lò xo là:

3

lx 0 , 06955 10

12 10 5 , 2 ).

2 1633 , 0 27 , 0 (

6 , 1 2 460

Xác định các kích thước của lò xo:

Khi mở ly hợp, lò xo bị nén một đoạn là ∆ l:

∆l= ∆f.Zms + m Trong đó:

∆f: khe hở tối thiểu của đôi bề mặt masát khi mở ly hợp,

1 6 , 0

f = ÷

∆ [mm], chọn ∆f = 1[mm] (theo [III)

m: độ biến dạng đàn hồi của đĩa bị động và đĩa chủ động,

2 , 0

m = [mm] (theo [3])

Vậy: ∆l = 1.2 + 0,2 =2,2[mm]

Lực ép cần thiết lớn nhất tác dụng lên các lò xo khi mở ly hợp hoàn toàn:

Pmax = Pct + Clx ∆l [N]

Thay số, ta có: Pmax=10430,8+12.0,06955.106.2,2.10-3=12266,92[N]

Suy ra lực lớn nhất sinh ra của một lò xo khi mở ly hợp hoàn toàn:

24 , 1022 12

92 ,

12266 n

P

P max max

Ứng suất trên lò xo được xác định theo công thức:

3

o

d

D P 8

π

=

Trong đó:

d: đường kính dây lò xo, [m]

D: đường kính của lò xo, [m]

Po: lực cực đại tác dụng lên lò xo, Po=Plxmax[N]

Khi tính toán ứng suất lò xo trụ của ly hợp cần tính đến sự tập trung ứng suất

ở phía bên trong của sợi dây lò xo :

Trong đó:

k: hệ số tính đến sự tập trung ứng suất Ta chọn tỉ sô ú 5

d

D =

thì k= 1,3 (theo[1] trang 87)

τk: ứng suất của lò xo trụ có tính đến sự tập trung ứng suất Ứng suất cho phép [ τ ] = 600 [ MN / m 2 ] (theo[1] trang 83)

Từ công thức (5.2) và (5.3), ta xác định được đường kính dây lò xo:

[ ] d

D

k P 8

d 2 lx max

τ π

D

k P 8

d lx max

τ π

Vậy, thay số vào ta có:

3

6 5 4 , 93 10 10

600 14 , 3

3 , 1 882 8

d ≥ = − [m]

Chọn d = 5[mm], suy ra D = 5.5 = 25[mm]

Ta có, quan hệ độ cứng với số vòng làm việc của lò xo được xác định theo

công thức:

o 3

4

lx 8 D n

d G

C = [N/m] (theo [1] trang 86)

Trong đó:

G: mô đuyn đàn hồi dịch chuyển, G=8.104[MN/m2]

no: số vòng làm việc của lò xo

Từ đó, ta suy ra được công thức tính số vòng lò xo:

lx 3

4

0 8 D C

d G

10 06955 , 0 025 , 0 8

005 , 0 10 10 8

no = 43 6 4 6 = [vòng]

Chiều dài của lò xo khi ly hợp mở hoàn toàn:

llxm = ( d + δ1) n0 + d + nđ.d [mm]

Trong đó:

d: đường kính dây lò xo, [m]

δ1: khoảng cách giữa 2 vòng lò xo khi ly hợp mở hoàn toàn,

] mm [ 1

1 ≥

δ , chọn δ 1 =1[mm] nđ: số vòng làm mặt đế của lò xo, nđ=2 [vòng]

Vậy, thay số ta có: llxm = (5 + 1).5,75 + 5 + 2.5 = 49,5 [mm]

Biến dạng lớn nhất của lò xo được xác định theo công thức :

] m [ C

P

lx

max lx max = λ

Thay số, ta có: max 6 14 , 7 10 3

10 06955 , 0

24

1022 = −

=

Chiều dài tự do của lò xo được xác định theo công thức :

l0 = llxmax + λmax [mm]

Thay số, ta có: l0 = 49,5 + 14,7 = 64,2 [mm]

Chiều dài làm việc của lò xo khi đĩa masát chưa mòn được xác định theo

công thức:

lx

3 ct o

lv n C

10 P l

l = − − [mm]

10 06955 0 12

10 8 , 10430 2

, 64

llv = − 3 6 = [mm]

Hình 5.1 Lò xo ép

d Đường kính dây lò xo; D: Đường kính lò xo

1 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP: 1.1 SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG VÀ TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG LY HỢP:

H.6.1 Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp thủy lực Tỷ số truyền của dẫn động ly hợp:

1

2 2

d

d g

e d

c b a

Trong đó : Tỷ số truyền của bàn đạp ibđ:

ibđ = ba Tỷ số truyền của dẫn động thuỷ lực :

itg = 2

1

2 2

d

d

= 1 (theo [3] trang 160) Tỷ số truyền của nạng mở:

inm = dc = 2 (theo [3] trang 159) Tỷ số truyền của đòn mở:

iđm = ge = 4 (theo [3] trang 159) Hành trình bàn đạp được xác định theo công thức sau:

] mm [ i) ' i.

i.

i.

i.

i ).

m Z

f ((

Sbđ = ∆ ms + đm tg nm + δ tg nm + δ bđ (6.1) Trong đó:

δ: khe hở cần thiết để ly hợp có thể làm việc được khi các bề mặt masát bị mòn.Vì theo tính toán ở mục 5.1.2, ta có lượng mòn của đĩa masát ∆ λ =2,5[mm] nên ta chọn δ =3[mm]

δ’: khe hở tác dụng của dẫn động cần bàn đạp và piston của xi lanh chính, chọn δ'=2[mm]

Sbđ: hành trình bàn đạp, Sbđ ≤190[mm](theo [3] trang 159), chọn Sbđ =180[mm]

Từ công thức (6.1) và những dữ liệu chọn trên ta tính được tỷ số truyền bàn đạp

ibđ = ( f.Z m).i Si. i. i. i. '

nm tg nm

tg đm ms

bđ

δ + δ

+ +

∆

ibđ = (1.2+0,2).4180.1.2+3.1.2+2 = 7,03 Suy ra tỉ số truyền dẫn động của ly hợp là:

idđ = 7,03.2.4.1 = 56,25 Lực bàn đạp được xác định theo công thức sau:

dđ dd

max

bđ i

P P

η

Trong đó:

Plx: tổng các lực do lò xo ép tác dụng lên đĩa ép ở cuối thời kỳ mở ly hợp Pmax=10583,8[N]

ηdđ: hiệu suất của dẫn động ηdđ=0,85[N] (theo [3] trang 160). Vậy lực của bàn đạp:

Pbđ = 56,25.0,8510583,8 =221,36[N]

Do Pbđ =221,36 [N]>[Pbđ]=120÷150[N] cho nên ta phải dùng trợ lực Chọn

cơ cấu trợ lực bằng khí nén, lực bàn đạp P’bđ = 120 [N]

Hinh 6.2 Sơ đồ tính toán dẫn động thủy lực có trợ lực khí nén

Hành trình bàn đạp khi có trợ lực được xác định theo công thức sau:

] mm [ i) ' i

".

i.

i.

i.

i.

i ).

m Z

f ((

Sbđ = ∆ ms + đm tg nm + δ tg nm + δ tg + δ bđ (6.2) Trong đó:

δ”: khoảng cần thiết của cụm van điều khiển, δ"=1,5÷2[mm] Chọn δ"=2[mm]

Từ công thức (6.2) và những dữ liệu chọn trên ta tính được tỷ số truyền bàn đạp

ibđ = ( f.Z m).i i. i.S i. i. ".i '

tg nm

tg nm

tg đm ms

bđ

δ + δ + δ

+ +

∆

ibđ = (1.2+0,2).4.1.1802+3.1.2+2.1+2 = 6,52 Suy ra tỉ số truyền dẫn động của ly hợp là:

idđ = 6,52.2.4.1 = 52,17 Lực do cơ cấu trợ lực sinh ra phải thỏa mãn công thức sau:

max tl

nm tl dđ dđ

bđ i P ' i P '

Trong đó:

Ptl: lực do cơ cấu trợ lực, [N]

ηtl: hiệu suất của cơ cấu trợ lực, η tl =0,8 (theo [3])

Ta suy ra công thức tính lực trợ lực từ công thức (6.3):

tl đm nm

dđ dđ bđ max

tl i i .

i.

' P P

P

η

η

−

Thay số, ta có:

14 , 855 8

, 0 4 2

85 , 0 17 , 52 120 24 , 10794

Ptl = − = [N]

Ta có quan hệ lực trợ lực tính theo áp suất khí nén và diện tích đỉnh piston trợ lực theo công thức:

⋅

π

4

D

Ptl 2 [N] (6.3) Trong đó:

ω

P : áp suất khí nén trong bình chứa, Pω =0,5÷0,8[MN/m2] (theo [1] - tập III - trang 131) Chọn Pω =0,5[MN/m2] Từ công thức (6.3), ta tính được đường kính của xi lanh trợ lực:

D = 3,144.P.tlP = 34,14.855.5.,10145 =0,04667

Vậy ta chọn đường kính của xilanh trợ lực D = 0,05[m]

1.2 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC:

Theo bản vẽ kết cấu, ta xác định được các kích thước như sau:

d1 = d2 = 21mm

a = 312mm

b = 50mm

c = 200mm

d = 100mm

e = 100mm

f = 25mm

Ta có công thức:

bđ

bđ d

2 1

i

P p 4

d =

π

[N]

Trong đó:

d1: đường kính xi lanh chính, [m]

pd: áp suất của dòng dầu dẫn động, [pd]=(5÷8)[[MN/m2] (theo [1] - tập III - trang 123)

Pbđ: Lực bàn đạp, Pbđ ≤Pbđ max =120[N] Từ công thức trên ta suy ra:

3 2

2 1 bđ

max bđ

021 0 14 , 3 52 , 6

120

4 d

i

P 4

π

Ta thấy pd < [pd], như vậy đường kính xi lanh chọn là hợp lý

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo - Tập I, Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội, năm 1987

2 Lý thuyết ôtô máy kéo, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, năm 2000

3 Проектирование трансмиссий автомобилей: Справоч-П79 ник/Под общ Ред А И Гришкевича - М.: Машинострое-ние, 1984, - 272 c., ил

4 Конструирование и расчет автомоъиля, Г.А Гасnарянu, Москва машиностроение, 1984