MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………..….4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN ÔTÔ…...6
1.1.Công dụng, yêu cầu, phân loại …………………………….6
1.1.1.Công dụng .........................................................................6
1.1.2.Phân loại ...........................................................................6
1.1.3.Yêu cầu .............................................................................7
1.2.Ảnh hưởng của ly hợp khi gài số và khi phanh ..............8
1.2.1.Khi gài số ..........................................................................8
1.2.2.Khi phanh .........................................................................8
1.3.Ly hợp ma sát .....................................................................9
1.3.1.Ly hợp ma sát một đĩa.......................................................9
1.3.2.Ly hợp ma sát hai đĩa .......................................................11
1.4.Ly hợp thuỷ lực ....................................................................12
1.5.Ly hợp điện từ .......................................................................13
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .....................15
2.1.Lựa chọn loại ly hợp ............................................................15
2.2.Phương án chọn loại lò xo ép.............................................15
2.2.1.Lò xo trụ...........................................................................15
2.2.2.Lò xo côn xoắn ................................................................16
2.2.3.Lò xo đĩa ..........................................................................17
2.3.Đĩa bị động ly hợp ..............................................................17
2.4.Lựa chọn phương án dẫn động ........................................18
2.4.1.Dẫn động cơ khí ...............................................................19
2.4.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén…............................. .20
2.4.3.Dẫnđộngthủylực............................................................... 22
2.4.4.Dẫn động thủy lực trợ lực chân không ............................ 23
CHƯƠNG 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP......................28
3.1.Tính chọn các thông số và kích thước cơ bản ..................28
3.1.1.Xác định mômen ma sát ly hợp cần truyền ..................... 28
3.1.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản ................... 28
3.2.Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp......................31
3.2.1.Tính công trượt ................................................................31
3.2.2.Kiểm tra công trượt riêng ................................................ 34
3.2.3.Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết ........................................... 35
3.3.Tính bền các chi tiết của ly hợp ..................................... 36
3.3.1.Lò xo ép ..........................................................................36
3.3.2.Đòn mở .......................................................................... 39
3.3.3.Đĩa bị động ................................................................... 41
3.3.4.Tính trục ly hợp ............................................................. 46
3.3.5.Tính lò xo giảm chấn ......................................................53
3.4.Tính hệ thống dẫn động ly hợp ....................................... 56
3.4.1.Xác định lực và hành trình bàn đạp .................................56
3.4.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực ..............................58
CHƯƠNG 4. PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ...... 61
4.1.Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết ............61
4.2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết ................ 62
4.3.Xác đinh phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lông phôi ........62
4.3.1.Xác định phương pháp chế tạo phôi ................................62
4.3.2.Thiết kế bản vẽ lồng phôi ................................................ 62
4.4.Xác định thứ tự các nguyên công ......................................63
4.5.Xác định chế độ cắt cho các nguyên công .......................64
4.5.1.Nguyên công 1 ...............................................................64
4.5.2.Nguyên công 2 ................................................................ 65
4.5.3.Nguyên công 3 ................................................................66
4.5.4.Nguyên công 4 ................................................................. 67
4.5.5.Nguyên công 5 ................................................................68
4.5.6.Nguyên công 6 ................................................................69
CHƯƠNG 5.SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP...70
5.1.Kiểm tra sửa chữa đĩa ma sát .....................................................70
5.2.Kiểm tra sửa chữa cụm đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp ...............71
5.3.Lắp bộ ly hợp và điều chỉnh độ đồng đều của các đòn mở ...... 71
5.4.Kiểm tra khớp trượt và vòng bi nhả ly hợp ...................................72
5.5.Lắp cơ cấu điều khiển và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp .........73
5.6.Những hư hỏng thường gặp và bảo dưỡng sửa chữa ...............74
5.6.1.Ly hợp bị trượt ...............................................................74
5.6.2.Ly hợp ngắt không hoàn toàn……................................... 75
5.6.3.Ly hợp đóng đột ngột ......................................................76
5.6.4.Ly hợp phát ra tiếng kêu................................................... 76
5.6.5.Bàn đạp ly hợp bị rung ...................................................76
5.6.6.Đĩa ép bị mòn nhanh .......................................................77
5.6.7.Bàn đạp ly hợp nặng ........................................................77
5.6.8.Hỏng hệ thống dẫn động thủy lực ................................... 78
KẾT LUẬN ..................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................80
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang ngày càng phát triển và có sự thay đổi từng ngày, cùng với sự phát triển về kinh tế thì khoa học kỹ thuật cũng có bước phát triển vượt bậc và thu được những thành tựu quan trọng. Khoa học kỹ thuật đã được áp dụng phổ biến trong đời sống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế quốc dân.
Ngành công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của một quốc gia đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Ôtô phục vụ cho việc vận chuyển hàng hoá, phục vụ mục đích đi lại của con người. Ngoài ra ôtô còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như : Y tế, cứu hoả, cứu hộ….Do vậy phát triển ngành công nghiệp ôtô là Việt Nam một trong những mục tiêu chiến lược trong sự phát triển của đất nước. Thực tế nhà nước ta cũng đã chú trọng phát triển ngành công nghiệp ôtô với những đề án chiến lược dài hạn đến năm 2015, 2020. Cùng với việc chuyển giao công nghệ giữa Việt Nam và các nước phát triển trên thế giới, chúng ta ngày càng được tiếp cận nhiều hơn với các công nghệ tiên tiến trên thế giới trong đó có công nghệ về ôtô. Công nghệ ôtô mặc dù là một công nghệ xuất hiện đã lâu nhưng trong những năm gần đây đã có nhiều bước phát triển mạnh mẽ, liên tục các công nghệ mới đã được phát minh nhằm hoàn thiện hơn nữa ôtô truyền thống. Ngoài ra người ta còn phát minh ra những công nghệ mới nhằm thay đổi ôtô truyền thống như nghiên cứu ôtô dùng động cơ Hybryd, động cơ dùng nhiên liệu Hydro,nhiên liệu sinh học, ôtô có hệ thống lái tự động…. Tuy nhiên trong điều kiện của nước ta, chúng ta chỉ cần tiếp thu và hoàn thiện những công nghệ về ôtô truyền thống.
Trên ôtô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau. Trong đó ly hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực của ôtô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô. Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng. Do đó em đã được giao đề tài “ Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con trên cơ sở xe UAZ 31512” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô và quy trình thiết kế chế tạo hệ thống ly hợp cho ôtô. Với đề tài được giao, em đã chọn xe UAZ 31512 làm xe cơ sở để tham khảo các thông số ban đầu. Hiện nay loại xe này đang được sản xuất lắp ráp tại nước ta và vẫn được sử dụng phổ biến chủ yếu trong các lĩnh vực quân sự. Trong nội dung đồ án, em đã cố gắng trình bày một cách cụ thể nhất về hệ thống ly hợp trên ôtô, bao gồm từ phần tổng quan về hệ thống ly hợp đến quy trình thiết kế chế tạo một bộ ly hợp hoàn chỉnh có thể hoạt động được cũng như những hư hỏng có thể xảy ra và cách bảo dưỡng, sữa chữa hệ thống ly hợp.
Trong thời gian được cho phép, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể của Thầy giáo: Ths……………… cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô và xe chuyên dụng, em đã hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù bản thân đã có cố gắng và được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo nhưng do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phê bình của các thầy trong bộ môn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn : Ths……………… và các thầy giáo trong bộ môn Ôtô và xe chuyên dụng, Viện Cơ khí động lực, Trường ĐHBK Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20….
Sinh viên thực hiện
…………….
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ
1.1.CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU
1.1.1.Công dụng:
Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp trên ôtô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực. Do đó nó có nhiệm vụ tách và nối hai bộ phận này với nhau trong trường hợp cần thiết như: Khi xe bắt đầu chuyển bánh, khi chuyển số... .
1.1.2.Phân loại:
Có nhiều cách phân loại:
- Theo cách truyền mômen:
+ Ly hợp ma sát: Truyền mô men thông qua các bề mặt ma sát.
Fms = m.Plx
MLH = Fms.Rtb
Ly hợp ma sát có hai loại là ly hợp ma sát khô và ly hợp ma sát ướt:
Ly hợp ma sát khô: Không có dung môi, các đĩa ma sát thường được làm từ Ferado đồng.
- Theo dạng lò xo của đĩa ép:
+ Ly hợp sử dụng lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng côn xuắn.
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa.
- Theo trợ lực dẫn động:
+ Trợ lực cơ khí.
+ Trợ lực thủy lực.
+ Trợ lực khí nén.
+ Trợ lực chân không.
1.1.3.Yêu cầu:
Ly hợp trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu:
- Phải truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bi trượt.
- Phải ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực.
- Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số.
1.2.ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP KHI GÀI SỐ VÀ KHI PHANH
1.2.1.Khi gài số:
Khi gài số các chi tiết có chuyển động tương đối, do vậy sinh ra mômen xung lượng va đập và tải trọng động tác dụng lên các chi tiết khác. Muốn giảm lực xung kích tác dụng lên hệ thống truyền lực cần mở ly hợp rồi mới gài số để giảm mômen quán tính phần bị động và các chi tiết của hộp số có liên quan động học đến phần bị động của ly hợp.
1.2.2.Khi phanh ôtô:
Khi phanh ôtô toàn bộ hệ thống truyền lực chịu tải trọng động rất lớn dưới tác dụng của mômen quán tính của động cơ Mjmax.
Mômen Mjmax có thể truyền qua ly hợp khi mômen ma sát của ly hợp lớn hơn Mjmax. Trong trường hợp này mômen quán tính sẽ tác dụng lên hệ thống truyền lực.
1.3.LY HỢP MA SÁT
1.3.1.Ly hợp ma sát một đĩa:
Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí như hình 1.1.
* Nguyên lý hoạt động:
- Khi ly hợp ở trạng thái đóng:
Dưới tác dụng của lò xo ép 5 làm đĩa ép 3 ép đĩa bị động với bánh đà, nhờ vậy tạo được sự ma sát giữa đĩa ép và bánh đà với đĩa bị động và làm cho chúng ép sát vào nhau. Do đó khi động cơ quay thì mô men của động cơ được truyền từ bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp và đến các hệ thống truyền động.
- Khi ngắt ly hợp:
Dưới tác dụng của lực bàn đạp kéo đòn kéo 9 thông qua càng mở 10 đẩy bạc mở 6 làm bi T dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở d và ép vào đầu trên của đòn mở 12, đầu dưới của các đòn mở đi sang phải và tách đĩa ép 3 khỏi đĩa bị động làm cho đĩa bị động tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép ngắt dòng công suất từ động cơ sang hệ thống truyền lực.
1.3.2.Ly hợp ma sát hai đĩa:
Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát hai đĩa cũng tương tự như ly hợp ma sát một đĩa chỉ khác là có hai đĩa bị động nên có hai maoy ở đĩa bị động.
1.5.LY HỢP ĐIỆN TỪ
Truyền mômen thông qua lực điện từ.
* Nguyên lý hoạt động:
- Khi mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 nên không có lực từ trong cuộn dây, nên phần chủ động 1 là bánh đà và phần bị động 5 là lõi thép không hút nhau nên khi động cơ không quay mômen không truyền ra trục ly hợp.
- Khi đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 làm xuất hiện lực điện từ trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà 1 và lõi thép bị động 5. Như vậy khi bánh đà quay làm cho lõi thép quay theo.
CHƯƠNG 2
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1.LỰA CHỌN LOẠI LY HỢP.
Ly hợp trên ôtô thường dùng là loại ly hợp ma sát dạng thường đóng, có một hoặc hai đĩa bị động.
2.2.PHƯƠNG ÁN CHỌN LOẠI LÒ XO ÉP.
2.2.1.Lò xo trụ:
Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 2.1.
Lò xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép.
Để định vị các lò xo và giảm độ biến dạng của chúng dưới tác dụng của lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp.
2.2.3.Lò xo đĩa:
Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 2.1.
Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép em quyết định chọn loại lò xo ép là lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.
2.3.ĐĨA BỊ ĐỘNG CỦA LY HỢP.
Đĩa bị động của ly hợp có cấu tạo gồm hai tấm ma sát được gắn với nhau bằng đinh tán thông qua xương đĩa. Xương đĩa lại được tán với moay ơ đĩa bị động.
Một trong những yêu cầu của ly hợp là phải đóng êm dịu, yêu cầu này liên quan đến cấu tạo của đĩa bị động của ly hợp.
2.4.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG.
Hệ thống dẫn động ly hợp có tác dụng truyền lực bàn đạp của người lái tác động vào bàn đạp đến ly hợp để thực hiện việc đóng ngắt ly hợp.
2.4.1.Dẫn động cơ khí :
Sử dụng các cơ cấu truyền lực bằng cơ khí để truyền lực đóng hoặc ngắt ly hợp.
* Sơ đồ kết cấu:Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí như hình 2.2.
* Nguyên lý làm việc:
- Khi ngắt ly hợp :
Người lái tác dụng lực vào bàn đạp, lực bàn đạp thông qua đòn dẫn động 9 và càng mở 6 làm cho bi T 4 dịch chuyển sang trái tỳ vào đầu đòn mở, đòn mở kéo đĩa ép và đĩa bị động tách khỏi các bề mặt làm việc làm mở ly hợp.
- Khi đóng ly hợp : Người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạp kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu.
2.4.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén :
Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trơ lực khí nén như hình 2.3
* Nguyên lý hoạt động :
- Khi ngắt ly hợp:
Người lái tác dụng một lực lên bàn đạp 11 làm cho xy lanh phân phối 10 cùng pittông của nó chuyển động sang trái làm cho càng mở 3 đẩy bi T 7 dịch chuyển sang trái và ép vào đòn mở 4. Đòn mở kéo đĩa ép cùng đĩa bị động tách ra khỏi bề mặt làm việc và ly hợp được ngắt.
- Khi đóng ly hợp :
Khi người lái thôi tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạp kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu. Đồng thời kéo xy lanh phân phối 10 sang phải làm kéo càng mở 3 thôi không ép vào bi T nữa. Khi đó bi T thôi không ép vào đầu đòn mở nữa và các lò xo ép lại ép ly hợp đĩa ép và đĩa bị động trở về trạng thái làm việc ban đầu.
2.4.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:
Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không.như hình 2.5.
* Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực:
Khi mở ly hợp: Khi người lái đạp bàn đạp làm đẩy van khí 4 mở ra đồng thời van điều khiển 1 (bằng cao su) đóng van chân không 2 lại. Lúc này khoang B được nối với khoang khí trời C và khoang B không thông với khoang chân không A, tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B, làm van chân không chuyển động sang trái đẩy pittông của xy lanh chính 13 sang trái làm dầu trong xy lanh chính theo ống 1 sang xy lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh công tác sang phải qua càng mở 3 đẩy bi T 4 ép vào đòn mở 5 làm mở ly hợp.
Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó thì van khí 4 dừng lại. Nhưng màng cao su 5 vẫn dịch chuyển một chút và kéo van chân không 2 đi theo nên đẩy van điều khiển 1 ép chặt vào van khí 4 làm đóng van khí. Lúc này cả van khí và van chân không đều được đóng lại và không khí trong khoang B không đổi, sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B là ổn định.
Kết luận:
Với ly hợp xe ôtô con nên không cần lực bàn đạp lớn đồng thời cần phải có kết cấu gọn nhẹ, không gian bố trí hợp lý. Qua việc tham khảo sơ bộ các phương án, ta thấy phương án dẫn động thuỷ lực là phương án có nhiều ưu điểm nổi bật. Do đó em chọn phương án dẫn động là dẫn động thuỷ lực.
Như vậy loại ly hợp mà em chọn thiết kế là ly hợp ma sát khô dạng thường đóng dẫn động thuỷ lực.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP
3.1.TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN
3.1.1.Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền
Ly hợp phải được thiết kế với các kích thước có thể truyền mômen lớn hơn mômen động cơ. Nhờ đó ly hợp có thể truyền hết mômen động cơ đến hệ thống truyền lực mà không bị trượt trong các trường hợp như dầu dính vào tấm ma sát hay tấm ma sát bị mòn hoặc tính chất đàn hồi của lò xo giảm.
Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức:
MLH = bMemax
Đối với ôtô con ta chọn b = 1,5.
Vậy: MLH = 1,5.170 = 255 (Nm).
3.1.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản của ly hợp:
* Tính đường kính đĩa ma sát:
Do Me max < 465 (Nm) nên ta chọn ly hợp 1 đĩa theo kinh nghiệm, và chọn bề dày của tấm ma sát d = 4 (mm).
- Đường kính trong của tấm ma sát: d = (0,53 - 0,75)D =12 - 17 (cm).
Do động cơ quay với vận tốc cao nên trong quá trình sử dụng phần mép tấm ma sát sẽ bị mòn lớn hơn phần trong của tấm ma sát nên ảnh hưởng đến việc truyền mô men của đĩa bị động. Do vậy cần chọn đường kính trong lớn càng gần đường kình ngoài càng tốt. Chọn d = 15 (cm).
* Xác định số đôi bề mặt ma sát:
Thay số vào ta có : i = 1,45.
Từ đây ta xác định được số đĩa bị động của ly hợp: zi = 0,72.
* Xác định áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát:
Mô men ma sát trong ly hợp được xác định theo công thức:
MLH = kz.m.FN.Rtb.i
Thay số vào ta có:
FN = 4554 (N).
q = 145032 (N/m2) » 0,145 (MPa).
Ta thấy q = 0,145 (MPa) < [q] = 0,2 MPa (thoả mãn).
3.2.TÍNH KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA LY HỢP:
3.2.1 Tính công trượt:
Khi khởi động hoặc khi sang số, người lái thường đóng mở ly hợp nên sinh ra sự chênh lệch về tốc độ giữa đĩa bị động và đĩa chủ động. Điều này bao giờ cũng sinh ra trượt. Hiện tượng trượt này sinh ra công ma sát và công này biến thành nhiệt làm nung nóng các chi tiết của ly hợp nên lò xo có thể bị ủ ở nhiệt độ cao và như vậy có thể làm mất khả năng ép của lò xo, dẫn đến gây hao mòn nhanh các chi tiết như đĩa ép, đĩa ma sát.
Thay vào công thức tính Ma ta có: Ma = 13,61 (N.m).
Thay số vào ta có: t2 = 1,58 (s).
Như vậy công trượt của ly hợp trong từng giai đoạn là: L1 = 153 (J). ; L2 = 27243 (J).
Như vậy công trượt tổng cộng là: L = L1 + L2 = 153 + 27243 = 27396 (J).
3.2.2.Kiểm tra công trượt riêng:
Thay số vào ta có: l0 = 43,6 (J/cm2).. Thỏa mãn l0 < [l0] = 50 ¸ 70 (J/cm2).
3.3.TÍNH BỀN CÁC CHI TIẾT CỦA LY HỢP
3.3.1.Lò xo ép:
Ta chọn lò xo ép là loại lò xo trụ, đặt xung quanh đĩa ép với 1 dãy. Vật liệu lò xo là thép 65T. Số lượng lò xo ép phụ thuộc vào đường kính ngoài đĩa bị động. Ta chọn theo tham khảo là 9 chiếc.
Khi ngắt ly hợp, các lò xo bị ép thêm một đoạn nữa, khi này lực ép tổng thể sẽ tăng lên khoảng 20%. Lực ép lúc này là: Fz = 1,2. FS = 1,2.4554 = 5465 (N).. Chọn số lò xo là z = 9.
Đường kính dây lò xo:
Thay vào công thức trên ta có : d = 3,9 mm. Chọn d = 4 mm.
Đường kính trung bình của vòng lò xo: D = C.d = 5.4 = 20 mm.
Tính bền lò xo khi mở ly hợp theo ứng suất cắt:
Thay số vào ta có: t = 6,3.105 (N/m2).
Vậy t < [t] = 5.108 - 8.108 (N/m2).
Vậy lò xo đủ bền.
3.3.2.Đòn mở:
Vật liệu chế tạo đòn mở có thể là gang hoặc thép, ở đây ta chọn vật liệu chế tạo là thép.
- Lực tác dụng lên đầu dưới:
Thay số vào ta có: Fz = 5465 (N).
Lực tác dụng lên mỗi đòn mở:
Thay số vào ta có: Pđ = 729 (N).
Kiểm tra ứng suất uốn :
- a : là bề rộng của đòn mở, chọn a = 20 mm.
- D và d : là đường kính trong và đường kính ngoài tại tiết diện B, chọn D = 20 mm, d = 12 mm.
Thay số vào ta có: Wu = 853,3 (mm3).
Thay vào ta có: su = 51,3 (N/mm2) = 51,3 MPa.
Với ứng suất uốn cho phép của thép [su] £ 140 - 160 MPa.
Vậy đòn mở đủ bền.
3.3.3.Đĩa bị động:
Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa được ghép với nhau bằng đinh tán, xương đĩa lại được ghép với moay ơ đĩa bị động bằng đinh tán. Đĩa bị động được kiểm bền cho hai chi tiết là đinh tán và moay ơ.
a) Đinh tán:
+) Với đinh tán dùng để tán các tấm ma sát với xương đĩa, thường được chế tạo từ đồng hoặc nhôm với đường kính 4 ¸ 6 mm. Đinh tán được bố trí theo vòng tròn nhiều dãy (thường là hai dãy).
Đinh tán được kiểm bền theo ứng suất chèn dập và ứng suất cắt.
Ta có các số liệu tham khảo: r2 = 110 mm = 0,11 m ; r1 = 90 mm = 0,09 m.
Thay số vào ta có:
F2 = 463 (N).
sc = 1,18 MPa < [sc].
scd = 2315000 (N/m2) = 2,315 MPa < [scd].
Như vậy ta thấy :sc < [sc] , scd < [scd].
Vậy đinh tán nối các tấm ma sát với xương đĩa đủ bền.
b) Moay ơ:
Moay ơ thường được thiết kế với độ dài đủ lớn để đĩa bị động đỡ bị đảo, với ly hợp làm việc trong điều kiện bình thường chiều dài của moay ơ thường được chọn bằng đường kính then hoa trên trục ly hợp L = D.
Tra bảng tiêu chuẩn then hoa có dtb ³ 0,027 m.
Ta có: D x d x z = 40 x 32 x 10.
b = 5 mm = 0,005 m.
Vậy ta có L = D = 40 mm = 0,04 m.
d = 32 mm.
z2 = 10.
Thay số vào ta có: sc= 4722222 (N/m2) = 4,72.106 (N/m2) ; scd = 5902778 (N/m2) = 5,9.106 (N/m2).
Chọn vật liệu chế tạo moay ơ là thép 40X có các ứng suất giới hạn là: [sc] = 1,2.107 (N/m2). ; [scd] = 2.107 (N/m2).
Như vậy ta thấy : sc < [sc]. ; scd < [scd].
Vậy then hoa đủ bền.
3.3.5.Tính lò xo giảm chấn:
Lò xo giảm chấn được đặt ở đĩa bị động để tránh sự cộng hưởng ở tần số cao của dao động xoắn do sự thay đổi mômen của động cơ và của hệ thống truyền lực đảm bảo truyền mômen một cách êm dịu từ đĩa bị động đến moayơ trục ly hợp.
Thay vào công thức trên ta có: Mmax = 185 (Nm).
Mômen truyền qua giảm chấn:
Mg = Mlx + Mms = P1.R1.Z1 + P2.R2.Z2
Theo thực nghiệm thường lấy:
Mms = 0,2.Mmax = 0,2.185 = 37 (Nm).
Suy ra: Mlx = Mmax – Mms = 185 - 37 = 148 (Nm).
Chiều dài làm liệc của lò xo được tính theo công thức: l1 = (n0 +1).d = 5.3 = 15 (mm).
Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do: l2 = l1 + n0 = 15 + 4.3 = 27 (mm).
Lò xo được kiểm tra theo ứng suất xoắn :
Thay các thông số vào công thức tính t ta có: t = 11,3.108 (N/m2).
Vật liệu làm lò xo giảm chấn là thép 65T có: t = 14.108 (N/m2).
Vậy lò xo đủ bền.
3.4.TÍNH HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP
Hệ thống dẫn động ly hợp được chọn là hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực.
3.4.1.Xác định lực và hành trình bàn đạp:
Chọn các thông số theo tham khảo ta có:
c1 = 350 mm ; c2 = 60 mm.
b2 = 180 mm ; b1 = 60 mm.
a2 = 100 mm ; a1 = 25 mm.
Thay số vào ta có: Qbđ = 112 (N).
Với ôtô con Qbd max < 150 N.
Vậy ta thấy thỏa mãn Qbd < Qbd max.
Hành trình bàn đạp được xác định theo công thức: Sbd = S0 + Slv
Thay vào ta có: Slv = 1,5.54,44 = 82 mm.
Vậy hành trình của bàn đạp là: S = Slv + S0 = 82 + 41 = 123 mm.
Với hành trình bàn đạp cho phép Sbd max £ 140 ¸ 160 mm.
Vậy hành trình bàn đạp nằm trong giới hạn cho phép.
3.4.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực:
a).Tính toán thiết kế xy lanh công tác:
Hành trình làm việc của pittông xy lanh công tác : S2 = 14 (mm).
Đường kính trong của xy lanh thường được chọn trong khoảng 19 ¸ 32 mm.
Chọn đường kính trong xy lanh công tác d2 = 25 mm.
Thay số vào ta có: std = 6,2.106 (N/m2).
Vật liệu chế tạo xy lanh là gang CY 24 - 42 có [s] = 2,4.107 (N/m2).
Ta thấy std < [s], vậy xy lanh công tác đủ bền.
b).Tính toán thiết kế xy lanh chính:
Hành trình làm việc của pittông xy lanh chính: S1 = 14.12 = 14 mm.
Chọn chiều dầy thành xy lanh là t = 4 mm.
Đường kính trong: d1 = d2 = 25 mm.
Đường kính ngoài: D1 = D2 = 33 mm.
- Kiểm tra bền xy lanh chính:
Tương tự như với xy lanh công tác, ta thấy các kích thước của xy lanh chính giống với xy lanh công tác. Chọn vật liệu chế tạo là gang CY 24 - 42 giống với xy lanh công tác nên xy lanh chính đủ bền.
CHƯƠNG 4
PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
4.1.PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
Chi tiết gia công là pittông của xy lanh công tác trong hệ thống dẫn động ly hợp.
4.2.PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT
Từ bản vẽ chi tiết ta nhận thấy:
- Chi tiết có đủ độ cứng vững để gia công mà không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao.
- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh.
4.4.XÁC ĐỊNH THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG.
Chọn phương pháp gia công một vị trí, gia công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.
Thứ tự các nguyên công:
- Nguyên công 1: Gia công mặt trụ f18 và 25. Do không có yêu cầu về độ bóng cũng như độ chính xác nên ta chọn phương pháp gia công là tiện thô.
- Nguyên công 2: Khỏa mặt đầu, tiện lỗ 10 và tiện rãnh 13.
- Nguyên công 5: Khoan lỗ bù dầu. Do không có yêu cầu gì về độ chính xác nên ta chi cần khoan.
- Nguyên công 6: Kiểm tra chi tiết.
4.5.XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG.
4.5.1.Nguyên công 1: Tiện mặt trụ 18 và 25.
Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được định vị và kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
Ta chọn chế độ cắt như sau:
Chọn máy: Máy tiện T15K6.
Chọn dao: Dao tiện P18.
Chiều sâu cắt: t = 1 mm.
Tốc độ cắt: v = 125 m/ph.
Lượng chạy dao: s = 0,8 mm/vòng.
4.5.3.Nguyên công 3: Khỏa mặt đầu, khoan lỗ tâm.
Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được định vị và kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
Ta chọn chế độ cắt:
Chọn máy: Máy tiện T616.
Chế độ cắt bước 1: Khỏa mặt đầu.
Chọn dao: Dao tiện P18.
Chiều sâu cắt: t = 1 mm.
Tốc độ cắt: v = 140 m/ph.
Lượng chạy dao: s = 1 mm/vòng.
Chế độ cắt bước 2: Khoan lỗ tâm.
Chọn dao: Mũi khoan P6M5.
Chiều sâu cắt: t = 0,75 mm.
Tốc độ cắt: v = 52 m/ph.
Lượng chạy dao: s = 0,1 mm/vòng.
4.5.5.Nguyên công 5: Tiện lỗ bù dầu.
Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do gồm mặt đáy 3 bậc tự do và chốt trụ ngắn định vị hai bậc tự do.
Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động.
Thông số kiểm tra: Độ không song song giữa mặt ngoài và tâm không lớn hơn 0,05 mm trên cả chiều dài.
CHƯƠNG 5
SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP
5.1.KIỂM TRA SỬA CHỮA ĐĨA MA SÁT.
Đĩa ma sát là bộ phận quan trọng nhất của bộ ly hợp ma sát, hư hỏng chính của đĩa ma sát có thể là nứt, vỡ, cong vênh, lỏng đinh tán bắt chặt các tấm ma sát trên đĩa hoặc đinh tán bắt giữ đĩa ma sát trên moay ơ, gãy hoặc liệt lò xo giảm chấn, mòn xước mặt ma sát và mòn rãnh khớp then hoa của moay ơ. Đĩa ma sát có một trong nhưng hư hỏng này sẽ không đảm bảo cho ly hợp hoạt động bình thường, có thể gây hiện tượng trượt trong quá trình truyền lực, rung giật hoặc không nhả hết khi thao tác ngắt nối ly hợp.
5.2.KIỂM TRA SỬA CHỮA CỤM ĐĨA ÉP, LÒ XO ÉP VÀ VỎ LY HỢP.
Đĩa ép có thể có các hư hỏng như nứt, vỡ, cong vênh, xước hoặc mòn thành gờ trên bề mặt ma sát hoặc mòn hỏng giá lắp đòn mở. Đĩa ép bị nứt, vỡ, cong vênh lớn phải thay mới. Đĩa ép có hiện tượng xước hoặc mòn thành gờ nhẹ được sửa chữa bằng cách mài phẳng lại hoặc đánh bóng bằng vải nhám.
5.3.LẮP BỘ LY HỢP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ĐỒNG ĐỀU CỦA CÁC ĐÒN MỞ.
Sau khi kiểm tra, sửa chữa đia ma sát và các chi tiết của cụm đĩa ép, tiến hành lắp cụm vỏ ly hợp, đĩa ép, lò xo và đòn mở. Cần chú ý đảm bảo các bề mặt ma sát của đĩa ma sát, của đĩa ép và của bánh đà sạch, không dính dầu mỡ trước khi lắp bộ ly hợp lên bánh đà (dùng xăng để rửa sạch nếu bẩn). Kiểm tra vòng bi gối trục sơ cấp hốp số ở đuôi trục khuỷu, nếu không bị rơ, lỏng thì bôi mỡ và chuẩn bị lắp bộ ly hợp.
5.5.LẮP CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐIỀU CHỈNH HÀNH TRÌNH TỰ DO CỦA BÀN ĐẠP LY HỢP.
Cần kiểm tra thanh nối đảm bảo không bị biến dạng so với trạng thái nguyên thuỷ, tra mỡ vào các khớp nối rồi lắp hoàn chỉnh cơ cấu dẫn động để các thanh nối chuyển động trơn tru, nhẹ nhàng, không bị chạm hoặc kẹt bởi các chi tiết xung quanh.
Hành trình tự do của bàn đạp được kiểm tra bằng cách đặt thước chống lên sàn xe, đánh dấu trên thước ở vị trí bàn đạp ở trạng thái tự do, dùng tay ấn bàn đạp ly hợp xuống cho tới khi cảm thấy nặng tay thì dừng lại, đánh dấu tiếp trên thước. Khoảng cách giữa hai dấu chính là hành trình tự do của bàn đạp. Trị số yêu cầu tuỳ thuộc vào từng loại xe, thông thường khoảng 25 mm.
5.6.NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA.
5.6.1.Ly hợp bị trượt:
* Biểu hiện:
- Khi tăng ga vận tốc của xe không tăng theo tương ứng.
- Có mùi khét.
* Nguyên nhân:
- Khe hở giữa đầu đòn mở và bi T không có hay không có hành trình tự do của bàn đạp.
- Do lò xo ép bị yếu.
- Bề mặt tiếp xúc giữa bánh đà và đĩa bị động hoặc đĩa ép với đĩa bị động mòn không đều.
* Phương pháp xác định trạng thái trượt của ly hợp:
- Gài số cao, đóng ly hợp: Chọn một đoạn đường bằng, cho xe đứng yên tại chỗ, nổ máy, gài số tiến ở tay số cao nhất (số 4 hoặc 5) , đạp và giữ phanh chân,
cho động cơ hoạt động ở chế độ tải lớn bằng chân ga, từ từ nhả bàn đạp ly hợp. Nếu động cơ bị chết máy chứng tỏ bộ ly hợp làm việc tốt, nếu động cơ không chết máy chứng tỏ bộ ly hợp đã bị trượt.
- Giữ trên dốc: Chọn đoạn đường bằng phẳng và tốt, có độ dốc khoảng 8 - 100 . Cho xe đứng bằng phanh trên mặt dốc, đầu xe theo chiều xuống dốc, tắt động cơ, tay số để ở tay số thấp nhất, từ từ nhả bàn đạp phanh, bánh xe không bị lăn xuống dốc chứng tỏ ly hợp hoạt động tốt, còn nếu bánh xe bị lăn chứng tỏ ly hợp bị trượt.
5.6.3.Ly hợp đóng đột ngột:
* Biểu hiện:
Mặc dù nhả bàn đạp chậm và êm nhẹ nhưng ôtô vẫn chuyển động bị giật chứng tỏ ly hợp đã bị đóng đột ngột.
* Nguyên nhân:
- Đĩa bị động mất tính đàn hồi, lò xo giảm chấn bị liệt.
- Do lái xe thả nhanh bàn đạp.
- Do then hoa của moay ơ đĩa bị động bị mòn.
5.6.7.Bàn đạp ly hợp nặng:
* Nguyên nhân:
- Các thanh nối và đòn dẫn động bị cong vênh hoặc khô dầu.
- Bàn đạp bị kẹt hoặc cong vênh.
- Hỏng lò xo hồi vị.
* Khắc phục:
- Kiểm tra điều chỉnh các thanh nối và đòn dẫn động, tra dầu mỡ cho các khớp nối.
- Kiểm tra điều chỉnh bàn đạp.
- Kiểm tra điều chỉnh lò xo hồi vị.
KẾT LUẬN
Sau thời gian được giao thiết kế đồ án tôt nghiệp, em đã cố gắng thực hiện và đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao là “Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con trên cơ sở xe UAZ 31512”.
Ngay từ lúc nhận được đề tài tốt nghiệp, em đã tiến hành khảo sát thực tế, tìm tòi các tài liệu tham khảo từ đó làm cơ sở để vận dụng những kiến thức đã học được trong nhà trường cũng như tham khảo các ý kiến chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn để hoàn thành đồ án.
Quá trình tính toán lựa chọn các thông số và các kích thước của ly hợp được em tiến hành một cách chính xác và đảm bảo độ tin cậy cao. Quá trình kiểm nghiệm ly hợp cũng được em tiến hành cẩn thận và đã cho những kết quả nằm trong giới hạn an toàn cho phép. Từ đó em có thể kết luận hệ thống ly hợp em đã thiết kế hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu cơ bản đối với một cụm ly hợp. Như vậy đồ án của em đã giải quyết được các yêu cầu đề ra, cả về mặt lý thuyết cũng như khả năng ứng dụng thực tế.
Mặc dù bản thân em đã cố gắng rất nhiều và nhận được sự hướng dẫn tận tình từ phía giáo viên hướng dẫn nhưng do có một số hạn chế về thời gian cũng như kiến thức nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến góp ý của các thầy giáo trong bộ môn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo : Ths.................... cũng như các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp và trong suốt quá trình học tập tại nhà trường.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Giáo trình thiết kế và tính toán ôtô máy kéo - Chủ biên Nguyễn Hữu Cẩn, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1978.
[2]. Hướng dẫn đồ án môn học “ Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô - máy kéo” - Lê Thị Vàng, NXB Đại học tại chức, ĐHBK Hà Nội, 1992.
[3]. Tập bài giảng “ Thiết kế tính toán ôtô” - PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, Hà Nội, 2005.
[4]. Cấu tạo hệ thống ôtô con - Nguyễn Khắc Trai, NXB KHKT, 2000.
[5]. Cấu tạo gầm xe con - Nguyễn Khắc Trai, NXB KHKT, 2000.
[6]. Sức bền vật liệu. Tập 1,2 - Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng, NXB Giáo Dục, 2003.
[7]. Sổ tay công nghệ chế tạo máy. Tập 1,2,3 - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, NXB KHKT. 2005.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"