MỤC LỤC
MỤC LỤC...........1
LỜI NÓI ĐẦU…………………………………3
Phần I:TỔNG QUAN VỀ LY HỢP............................................................ 4
I.Công dụng, phân loại, yêu cầu đối với ly hợp.................................... 5
I.1. Công dụng:...................................................................................... 5
I.2. Phân loại......................................................................................... 5
I.3. Yêu cầu:.......................................................................................... 6
II.Phân tích kết cấu – chọn phương án thiết kế ly hợp ......................... 7
II.1. Phương án chọn lò xo ép :.............................................................. 7
II.2. Đĩa bị động của ly hợp .................................................................. 8
II.3. Giảm chấn...................................................................................... 9
II.4. Vòng ma sát................................................................................. 10
Phần II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP................................... 12
I.Xác định mô men ma sát của ly hợp ................................................. 14
II. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp .......................................... 14
II.1.Mô men ma sát của ly hợp ........................................................... 14
II.2. Chọn số lượng đĩa bị động (số đôi bề mặt ma sát)....................... 16
III. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp ............ 16
III.1.Công trượt được xác định theo công thức sau :............................ 16
III.2.Xác định công trượt riêng ............................................................ 19
IV. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết .................................................. 19
V. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp ..................... 20
V.1.Tính sức bền đĩa bị động .............................................................. 20
V.2.Moay-ơ đĩa bị động....................................................................... 23
V.3.Kiểm nghiệm trục ly hợp :............................................................ 24
V.4.Tính toán lò xo giảm chấn của ly hợp :......................................... 31
V.5.Tính bền lò xo đĩa :....................................................................... 33
Phần III.TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG LY HỢP.......................................... 36
I.Yêu cầu:............................................................................................... 37
II. Phân loại và đặc điểm từng loại dẫn động ..................................... 37
II.1.Phân loại :..................................................................................... 37
II.2.Đặc điểm của từng loại dẫn động ................................................. 37
III. Phân tích chọn phương án thiết kế ly hợp .................................... 38
III.1. Phương án 1: Dẫn động cơ khí :.................................................. 38
III.2. Phương án 2 : Dẫn động cơ khí có cường hoá khí nén :............... 40
III.3.Phương án 3 : Dẫn động thuỷ lực................................................. 43
III.4.Phương án 4 : Dẫn động thuỷ lực có cường hoá chân không........ 45
IV.Thiết kế ,tính toán dẫn động ........................................................... 47
IV.1.Xác định lực và hành trình của bàn đạp khi không có cường hoá : 48
IV.2.Thiết kế tính toán dẫn động thuỷ lực ,cường hoá chân không ..... 51
V.Tính toán thiết kế bộ cường hoá chân không :................................ 55
V.1 Xác định lực mà bộ cường hoá phải thực hiện:............................. 55
V.2 Xác định tiết diện màng sinh lực và hành trình màng sinh lực :.... 56
V.3. Tính lò xo hồi vị màng sinh lực :................................................. 56
V.4 Kiểm tra bền xylanh cường hoá :.................................................. 59
V.5. Tính và kiểm tra cần đẩy màng sinh lực :.................................... 60
Phần IV.TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH.....62
I.Nhiệm vụ và kết cấu............................................................................ 62
I.1.Kết cấu piston................................................................................ 63
I.2. Chức năng và điều kiện làm việc của piston.................................. 63
I.3. Yêu cầu kĩ thuật đối với piston..................................................... 63
II.Phân tích tính công nghệ và chọn chuẩn gia công........................... 63
II.1.Tính công nghệ:............................................................................. 64
II.2.Chọn chuẩn công nghệ.................................................................. 64
II.3.Phương pháp chế tạo phôi............................................................ 64
II.4.Phương pháp gia công chi tiết....................................................... 64
II.5.Đồ gá............................................................................................. 64
III.Các nguyên công gia công chi tiết.................................................... 65
III.1.Nguyên công 1 :Khỏa mặt tiện thô, khoan 2 lỗ tâm..................... 65
III.2. Nguyên công 2 : Tiện tinh, hạ bậc và tiện rãnh lắp phớt............. 67
III.3. Nguyên công 3 : Khoan 4 lỗ f2 ở đầu (A)................................... 69
III.4. Nguyên công 4 : Doa lỗ đặt ty đẩy.............................................. 70
III.5. Nguyên công 5 : Mài tròn mặt ngoài suốt chiều dài của piston .. 71
III.6. Nguyên công 6 :Kiểm tra............................................................ 72
KẾT LUẬN...................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........77
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nước ta hiện nay với chủ trương “ Công nghiệp hoá - hiện đại hoá “ đã có nhiều loại ô tô được 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 bước phát triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại ô tô hiện đại ra đời với nhiều cụm, nhiều bộ phận, chi tiết của ô tô đã được cải tiến ,thay thế bằng những vật liệu mới nhẹ,bền hơn và dần được hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người cũng như của các ngành kinh tế khác .
Trong điều kiện đường xá nước ta còn khó khăn loại xe UAZ-469 vẫn được nhập và sử dụng thông dụng bởi tính việt dã cao và đặc biệt là bảo dưỡng sửa chữa đơn giản. Có thể nói xe UAZ -469 từ khi ra đời cho đến nay được cải tiến rất ít , trong đó cụm ly hợp hầu như không cải tiến .Với mục tiêu nghiên cứu cải tiến cụm ly hợp theo hướng đơn giản hoá kết cấu và giảm cường độ lao động cho người lái em được 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 nước ta có thể thực hiện được . Khi đó kết cấu ly hợp trở nên đơn giản hơn vì bỏ được 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 được sự hướng dẫn giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí trường 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 hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn, các thầy cô giáo trong Bộ môn Ô tô, khoa cơ khí trường đã tạo điều kiện cho em hoàn thành bản đồ án này.
…..Ngày….tháng…năm20…
Sinh viên thực hiện
………………
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ LY HỢP
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 được 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 như khi phanh đột ngột mà không nhả ly hợp (Ly hợp lúc này sẽ bị trượt 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 được 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 phương 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 trường nam châm điện .
+. Loại liên hợp: Mô men truyền nhờ các loại trên kết hợp.
Đối với ô tô loại ly hợp ma sát được 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 phương 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
+. 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 thường 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 được 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 thường đóng.
+. Ly hợp không thường đóng.
I.3. Yêu cầu.
+. Truyền được mô men quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt 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 được 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.
II. PHÂN TÍCH KẾT CẤU, CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP
Các ly hợp của ô tô là loại ly hợp luôn luôn đóng. ở ô tô thường 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.
·Nhược điểm: Đóng không êm dịu.
+. Loại ly hợp nhiều đĩa bị động : Nếu ly hợp phải truyền mô men lớn (Lớn hơn 70¸80KGm) thì đường kính của đĩa ly hợp một đĩa quá lớn ,trường hợp như vậy người ta dùng ly hợp hai hay nhiều đĩa , sẽ giảm được đường kính đĩa và kích thước chung của ly hợp mặc dù kết cấu của ly hợp này phức tạp hơn nhiều .
·Ưu điểm: Đóng êm dịu.
·Nhược điểm: Mở không dứt khoát .
Ở ly hợp thường đóng , lực đóng nhờ có các lò xo ép
II.1. Phương 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 .
·Nhược điểm: Các lò xo thường không đảm bảo được 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. Thường dùng trên ôtô có mô men quay cần truyền lớn hơn 50 (KGm).
- Có thể rút ngắn được chiều dài của ly hợp vì lò xo ép hình côn có thể ép cho đến khi lò xo nằm trên một mặt phẳng.
·Nhược điểm:
- 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 đường 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 phương 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 người ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi . Độ đàn hồi của đĩa bị động được 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 hướng tâm , các đường xẻ rãnh này chia đĩa bị động ra nhiều phần , các phần này uốn về các phía khác nhau . Số lượng đường sẻ rãnh từ 4¸12 tuỳ theo đường kính đĩa. Các đường 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 đường xẻ rãnh hướng 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 nhưng lại kéo dài thời gian đóng ly hợp . Nhược điểm của loại đĩa có các phần uốn về các phía khác nhau là khó mà nhận được độ cứng như nhau ở các phần đã uốn.
Để tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp người ta còn làm đĩa bị động không phẳng mà làm cong. Đĩa bị động được 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.
Hình 1 : Xương 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 hưởng 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 được tần số dao động riêng của hệ thống truyền lực và khắc phục khả năng xuất hiện cộng hưởng ở tần
số cao .
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 hưởng ở tần số thấp . Bởi vậy ngoài chi tiết đàn hồi ra cần phải có chi tiết thu năng lượng của các dao động cộng hưởng ở tần số thấp bằng phương pháp ma sát gọi là chi tiết ma sát .
Hình trên trình bày sơ đồ của giảm chấn được sử dụng phổ biến nhất . Chi tiết đàn hồi là lò xo 3 được 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 người 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 lượng và chiều dày tấm 5 người ta chọn như 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 lượng của các dao động cộng hưởng ở tần số thấp .
Để tăng hiệu quả của giảm chấn có khi giảm chấn được 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 người ta chọn bằng mô men được xác định bởi trọng lượng bám của ô tô G2 với hệ số bám j =0,8 nghĩa là :
Mmax=
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 thường có hiện tượng trượt ly hợp . Do có trượt nên sinh công ma sát và sinh nhiệt làm cho vòng ma sát dễ bị cháy và mòn nếu như vòng ma sát không có chất lượng 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 hưởng khi có sự thay đổi về nhiệt độ , tốc độ trượt và áp suất.
+. Có khả năng chống mòn ở nhiệt độ cao .
+. Trở lại khả năng ma sát ban đầu được 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 thường dùng là phê ra đô, phê ra đô đồng rai bét hoặc át bét đồng và trong một số trường hợp dùng kim loại sứ . Chiều dày tấm ma sát độ 3¸4 mm.
PHẦN II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP
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 lượng toàn xe : G=2400 (KG)
- Trọng lượng phân bổ lên cầu trước : 1000 (KG)
- Trọng lượng 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
I. XÁC ĐỊNH MÔ MEN MA SÁT CỦA LY HỢP
Mô men ma sát của ly hợp được tính theo công thức :
Ml =b.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=17 (KGm).
b :Hệ số dự trữ của ly hợp .
Hệ số b phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong mọi trường hợp . Tuy nhiên b cũng không được chọn lớn quáđể tránh tăng kích thước đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải. Hệ số b được chọn theo thực nghiệm , với xe du lịch b =1,3¸1,75 ,chọn b=1,6.
Vậy Ml = 1,6 .17 =27,2 (KGm).
II. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP
II.1.Mô men ma sát của ly hợp được tính theo công thức
Ml=b .Mđ=m .På .Rtb.i
Trong đó :
Ml: Mô men ma sát của ly hợp .
Mđ: Mô men xoắn của động cơ.
b : Hệ số dự trữ của ly hợp .
m : Hệ số ma sát .
På : Tổng lực ép lên các đĩa ma sát .
Rtb :Bán kính ma sát trung bình .
Hình 3 : Kích thước vành đĩa ma sát
Khi thiết kế có thể chọn sơ bộ đường kính ngoài của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm :
D2=2.R2=3,16.
Trong đó :
Memax: Mô men cực đại của động cơ (Nm)
D2 : Đường kính ngoài của đĩa ma sát (cm)
C : Hệ số kinh nghiệm , đối với ô tô du lịch C=4,7
Ta có : D2 =3,16 .
=18,82(cm)
Đường kính trong của đĩa ma sát được chọn theo công thức :
D1=(0,53¸0,75)D2
=(0,53¸0,75) .18,82=9,98¸14,12(cm) .
Ta chọn D1 và D2 theo xe tham khảo :
D1=150mm Þ R1=
=75 (mm)
D2=250mm Þ R2=
=125 (mm)
Rtb được tính theo công thức :
Rtb=
.
=.
=102 (mm)=0,102 (m)
II.2. Chọn số lượng đĩa bị động (Số đôi bề mặt ma sát)
Số đôi bề mặt ma sát được chọn sơ bộ theo công thức :
i=
=
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] =200 (KN/m2) .
m : Hệ số ma sát . Chọn m=0,3 .
Từ đó ta tính được :
i=
=1,36
Khi tính i ta phải làm tròn theo giá trị nguyên chẵn gần nhất .
Chọn: i=2
Vậy số lượng đĩa bị động là : n= i/2 =2/2=1
III. XÁC ĐỊNH CÔNG TRƯỢT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐÓNG LY HỢP
Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp :
+. 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 . Trường hợp này không tốt nên phải tránh .
+. Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người 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 trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp . Trong sử dụng thường sử dụng phương pháp này nên ta tính công trượt sinh ra trong trường hợp này.
III.1.Công trượt được xác định theo công thức sau
L=Ma(wm-wa).(t1/2 +2t2/3 ) +1/2Ja(wm-wa)2
Trong đó :
Ma : Là mô men cản chuyển động qui dẫn về trục của ly hợp được tính theo công thức sau :
Ma=[ (G + Gm)y +kFv2 ].rb/i0ihifhtl
Ở đây:
G : Là trọng lượng toàn bộ của ôtô: G=2400 (Kg).
Gm: Là trọng lượng toàn bộ của rơ móoc: Gm=0
i0,i1,if lần lượt 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
y : Hệ số cản tổng cộng của đường
y =f ± tga
f : Hệ số cản lăn của đường: f=0,03
a : Góc dốc của đường (Giả thiết a=0 )
Vậy y=f=0,03
k : Hệ số cản của không khí
rb : Bán kính làm việc của bánh xe: rb=l.r0
l : Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp, chọn: l=0,935
r0 : Bán kính thiết kế của bánh xe ,r0 được tính theo công thức:
r0=(B +d/2).25,4
B : Chiều rộng lốp
d : Đường kính vành xe
Vậy rb=l .( B +d/2).25,4=0,935.(8,4+15/2).25,4 =377,6 (mm)=0,3776 (m)
htl : Hiệu suất của hệ thống truyền lực
htl=hlh.hh.hf.hcđ.h0
Trong đó :
hlh: Hiệu suất ly hợp ,hlh=1
hh : Hiệu suất hộp số chính ở số 1 ,hh=0,98
hf : Hiệu suất hộp số phụ , hf =0,98
hcđ: Hiệu suất các đăng ,hcđ=0,99
h0 : Hiệu suất truyền lực chính ,h0=0,97
Vậy :
htl=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)
wm : Tốc độ góc của động cơ lấy tương ứng với mô men cực đại của động cơ (rad/s)
wm=Õ.nM/30 với nM là số vòng quay cực đại của động cơ .
wm=3,14.2800/30 =293,07 (rad/s)
wa : Tốc độ góc của trục ly hợp ,khi bắt đầu khởi hành xe đứng yên tại chỗ nên wa= 0
Ja : Mô men quán tính của ôtô qui dẫn đến trục ly hợp được xác định theo công thức :
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 được xác định theo công thức:
t1=Ma/k
t2 : Thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn hai được xác định theo công thức:
t2= 
Trong đó :
k : Là hệ số tỷ lệ kể đến nhịp độ tăng mô men Ml khi ly hợp đóng , được xác định bằng thực nghiệm.
Đối với xe du lịch k=5¸ 10 (KGm/s) , chọn k=10 (KGm/s)
A : Là biểu thức rút gọn được tính theo công thức :
A=
A=
=3,486
Ta có :
t1=Ma/ k= 719/10 =0,0719 (s)
t2==
= 1,1 (s)
Thay số vào biểu thức tính công trượt 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 trượt riêng .
Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát ta phải xác định công trượt riêng theo công thức sau :
l0 =L/F.i £ [l0] (KGm/cm2)
Trong đó :
L0 : Công trượt riêng
L : Công trượt của ly hợp
F : Diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động (cm2)
F=Õ.(R22- R12)
R1,R2 lần lượt 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) =1,67 (KGm/ cm2)
Trị số công trượt riêng cho phép [l0] đối với xe du lịch tra bảng ta có :
l0 =10¸12 (KGm/ cm2)
Vậy l0 thoả mãn .
IV. KIỂM TRA THEO NHIỆT ĐỘ CÁC CHI TIẾT
Công trượt sinh ra làm nung nóng các chi tiết như 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 :
DT=g.L /(c,mt) = g.L/(427.c.Gt ) £ [DT]
Trong đó :
L : Công trượt
c : Tỷ nhiệt của chi tiết bị nung nóng. Đối với thép và gang c=0,015 (Kcal/KgoC)
Mt :Khối lượng chi tiết bị nung nóng .
Gt : Trọng lượng chi tiết bị nung nóng, trọng lượng đĩa ép xe tham khảo Gt=4,2 (Kg).
g : Hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính , đối với đĩa ép ngoài g =1/2n với n là số lượng đĩa bị động n=1.
Thay số ta có :
DT =
= 2,55oC
Đối với ô tô [DT] =80¸100
Vậy DT 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 thước 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 xương đĩa , tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán . Vật liệu làm đinh tán bằng đồng hoặc nhôm . Chiều dày xương đĩa thường chọn từ (1,5¸ 2) mm . Chiều dày tấm ma sát thường chọn từ (3¸ 5) mm . Vật liệu của tấm ma sát thường 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 tương 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 được xác định theo công thức :
F1=Memax.r1/2(r12+ r22 )
F2= Memax.r2/2(r12+ r22)
Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và chèn dập. Khi tính lực F1 vàF2 lấy chế độ tải trọng là Memax vì trong thực tế Memax luôn nhỏ hơn My (My là mô men tính theo bám từ đường lên).
Ứng suất cắt và chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong được tính theo công thức :
tc1= 
£ [tc] (KG/cm2)
scd1= 
£ [scd] (KG/cm2)
Trong đó :
tc1 : ứng suất cắt của đinh tán ở vòng trong .
scd1 : 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 : Đường kính đinh tán
Với vòng ngoài đinh tán cũng được kiểm tra tương tự :
tc2= 
£ [tc] (KG/cm2 )
scd2= 
£ [scd] (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)
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)
tc1 =37,6/6.(3,14.0,42/4) = 48,89 (KG /cm2)
scd1 =37,6/(6.0,2.0,4) =78,33 (KG /cm2)
tc2 =47,54/12.(3,14.0,42/4) = 31,54 (KG /cm2)
scd2 =47,54/(12.0,2.0,4) = 49,52 (KG /cm2)
Ứng suất cho phép :
[tc] =100 (KG /cm2)
[scd] = 250 (KG /cm2)
Vậy đĩa bị động đủ bền.
V.2. Moay-ơ đĩa bị động.
Chiều dài của moay-ơ được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị động , moay-ơ được ghép với xương 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 được xác định theo công thức :
tc = 
£ [tc] (KG/cm2)
scd = 
£ [scd] (KG/cm2)
Trong đó :
Memax : Mô men cực đại của động cơ .
Z1 : Số lượng moay-ơ riêng biệt ,với ly hợp một đĩa bị động:
Z1 =1.
Z2 : Số then hoa của một moay-ơ: Z2 =10
d : Đường kính trong của then hoa: d =27 (mm)
D : Đường kính ngoài của then hoa: D =35 (mm)
b : Bề rộng của một then hoa: b = 5 (m)
L : Chiều dài moay-ơ: L =32 (mm)
Hình 6 : Sơ đồ moay-ơ đĩa bị động.
Thay số ta có :
tc = 
=68,54 (KG/cm2)
scd = 
= 85,67 (KG/cm2)
Vật liệu chế tạo moay-ơ thường là thép 40, 40X , ứng suất cho phép :
[tc] =100 (KG/cm2)
[scd] = 200 (KG/cm2)
Vậy then hoa của moay-ơ đủ bền .
Ä.Đinh tán nối moay-ơ với xương đĩa bị động thường làm bằng thép có đường kính d =( 6¸ 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).
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 được tính theo công thức sau :
tc=
= 
= 136,44 (KG/cm2)
scd =
= 
= 142,8 (KG/cm2)
Đinh tán bằng thép các bon trung bình có các trị số ứng suất cho phép :
[tc] =300 (KG/cm2)
[scd] =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 trước 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 :
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 được 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 được đỡ bởi hai ổ bi trụ lắp trên vỏ hộp số.
Trục III : Là trục thứ cấp của hộp số, một đầu được tỳ lên ổ bi kim ở trong trục sơ cấp, đầu còn lại là đầu a và được 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)
Đường kính vòng lăn bánh răng trục sơ cấp : d1 = 50 (mm)
Đường kính vòng lăn bánh răng trục trung gian : d2 = 115 (mm)
d3 = 40 (mm)
Đường kính vòng lăn bánh răng trục thứ cấp : d4 = 130 (mm)
Từ các kích thước bộ truyền bánh răng ta xác định được 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 được phản lực trên các bánh răng là :
+ Trục số I :
Với bánh răng trên trục số I là bánh răng nghiêng có :
- Đường kính vòng lăn : d1 = 50 (mm)
- Góc nghiêng của răng : b = 250
- Góc ăn khớp : a = 200
Khi đó ta có :
- Lực vòng :
Pv1 = P = 2MI/d =2.1700/5=680 (KG)
- Lực hướng tâm :
Pr1 = Ptga /cosb =680.tg200/cos250 =273 (KG)
- Lực dọc trục :
Pa1 = P.tgb =680.tg250 =317 (KG)
+ Với trục số III :
Bánh răng trên trục III là một bánh răng răng thẳng có :
- Đường kính vòng lăn : d4= 130 (mm)
- Góc ăn khớp : a = 200
Khi đó ta có :
- Lực vòng :
Pv4 =2.M3/d4 =2.12707,5/130 =1955 (KG)
- Lực hướng tâm :
Pr4 = P4.tga = 1955 .tg200 =711 (KG)
V.3.2.Xác định phản lực tại các gối đỡ :
+.Trục III :
Ta lấy :
SMDy = 0 Þ Rcy.180 = Pr4.40 Þ Rcy = 711.40/180=158 (KG)
SMDx = 0 Þ Rcx.180 = Pv4.40 Þ Rcx = 1955.40/180 = 434 (KG)
+ Trục I :
Ta lấy :
SMBy = 0 Þ RAy.130 = Pr1.50 + RCy.30 - Pa1.50/2
Þ RAy = (273.50 + 158.30 -317.50/2 )/130 =80 (KG)
SY = 0 Þ RBy = Pr1 + RCy - RAy = 273+158 - 80 = 351 (KG)
SMBx = 0 Þ RAx.130 = Pv1.30 + RCx.30
Þ RAx = (680.30+343.30)/130 = 257 (KG)
SX = 0 Þ RBx = P1 + RCx - RAx = 680+343 - 257 = 857 (KG)
V.3.3 Kiểm tra bền trục :
Để có thể kiểm tra bền cho trục ta đi vẽ biểu đồ mômen uốn, xoắn tác dụng lên trục và kiểm tra bền cho trục tại các tiết diện nguy hiểm của trục.
Với lực tác dụng lên bánh răng và các phản lực tác dụng lên các gối đỡ đã được xác định ở trên ta vẽ được biểu đồ mômen tác dụng lên trục như sau :
Dựa trên biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn tác dụng lên trục ta thấy tiết diện nguy hiểm (chịu lực lớn nhất) là tiết diện tại ổ bi nằm trên thân hộp số(Điểm B).
Do đó ta kiểm tra bền cho trục tại tiết diện nguy hiểm theo ứng suất tổng hợp như sau :
sth = 
£ [sth]
Trong đó :
sth : Là ứng suất tổng hợp tác dụng lên trục tại tiết diện đang xét.
Mu : Là mômen uốn tác dụng lên trục, ta có :
Mu = M2ux +M2uy
Mux : Là mômen uốn trong mặt phẳng xoz, theo biểu đồ ta có :
Mux = 3341 (KG.cm)
Muy : Là mômen uốn trong mặt phẳng yoz, theo biểu đồ ta có:
Muy = 1040 (KG.cm)
Þ Mu = 33412 +10402 = 3499 (KG.cm)
Mx : Là mômen xoắn tác dụng lên trục, theo biểu đồ ta có :
Mx = 1700 (KG.cm)
d : Là đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm đang xét, ta có :
d = 40 (mm) = 4 (cm)
[sth] : Là ứng suất tổng hợp cho phép. Với vật liệu chế tạo trục là thép 40X thì ta có : [sth] = 700 (KG/cm2)
Thay số vào biểu thức ta có :
sth = 
=546,7 (KG/cm2 )
Vậy trục ly hợp đủ bền .
V.4. Tính toán lò xo giảm chấn của ly hợp
Kết cấu của giảm chấn gồm lò xo và các tấm ma sát. 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 moay ơ và trục ly hợp. Tấm ma sát được làm từ thép non dễ biến dạng có tác dụng dập tắt dao động riêng ở tần số thấp.
Mômen cực đại có khả năng ép lò xo giảm chấn được xác định theo công thức :
Trong đó :
io: Là tỷ số truyền của truyền của truyền lực chính, ta có: io = 5,125
ih1: Là tỷ số truyền của hộp số ở tay số 1,ta có : ih1 = 4,124
j: Là hệ số bám của đường tốt , lấy: j = 0,8
rb: Là bán kính làm việc của bánh xe: rb = rbx = 37,76 (cm)
Gb: Là trọng lượng bám của ô tô,
Gb = 1400 (KG)
Thay số vào ta có :
Mômen mà giảm chấn có thể truyền được bằng tổng mômen quay của các lực lò xo giảm chấn và mômen ma sát.
Tức là :
M max = M1 + M2 = P1.R1.Z1 + P2.R2.Z2
Trong đó :
M1 : Là mômen quay của lực lò xo giảm chấn dùng để dập tắt cộng hưởng ở tần số cao.
M2 : Là mômen ma sát dùng để dập tắt cộng hưởng ở tần số thấp
P1 : Là lực ép của một lò xo giảm chấn
R1 : Là bán kính đặt lò xo giảm chấn , ta có: R1 = 50 (mm)
Z1 : Là số lượng lò xo giảm chấn đặt trên moay ơ , ta có : Z1 = 8
P2 : Là lực tác dụng đặt lên vòng ma sát
R2 : Là bán kính trung bình đặt các vòng ma sát
Z2 : Là số lượng vòng ma sát (Số đôi cặp ma sát), ta có: ở đây ta lấy hệ số ma sát giữa các vòng ma sát và với đĩa bị động là : m = 0,25.
Trong tính toán ta thường chọn :
M2 = 25 %.Mmax = 0,25.1031,4 = 257,85 (KG.cm)
Vậy suy ra M1 = Mmax – M2 = 75%. Mmax = 773,55 (KG.cm)
Þ P1 = 
= 19,34 (KG)
· Tính toán và kiểm tra bền lò xo giảm chấn :
Gọi l là biến dạng toàn lò xo giảm chấn khi làm việc ,chọn l =3 .
Ta có :
Trong đó :
G : Là môđuyn đàn hồi dịch chuyển ; ta có : G = 8.105 (KG/cm2)
d : Là đường kính dây lò xo giảm chấn, lấy: d = 4 (mm)
D: Là đường kính trung bình của vòng lò xo, ta có D = 24 (mm)
n0: Là số vòng làm việc của lò xo giảm chấn, ta có : n0 = 14 (Vòng)
Thay số vào ta có :
Khi đó số vòng toàn bộ của lò xo là :
n= no + 2 = 14 + 2 = 16 (Vòng)
và bước của lò xo là :
t = d + l/n + d
Với:
d : là khe hở cực tiểu của lò xo giảm chấn khi làm việc, ta có: d = 1 (mm)
® t = 4 + 3/5 + 1 = 5,6 (mm)
- Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do là :
l = n.d + (t-d)n0 = 16.4 + (5,6 – 4).14 = 86,4 (mm)
- Độ cứng tối thiểu của lò xo giảm chấn(là mômen xoắn tác dụng lên đĩa bị động để xoay đĩa đi 1o(So với moay ơ), độ cứng được xác định theo công thức:
S = 17,4.R12.C.Z1 (KG.cm)
Trong đó :
S : L : là bán kính đặt các lò xo giảm chấn, ta có : R1 = 50 (cm)
C : Là độ cứng của một lò xo , ta lấy C = 60 (KG/cm)
Z1 : Là số lượng lò xo giảm chấn bố trí trên moay ơ, ta có : Z1 = 8
Þ S = 17,4.52.60.8 = 208800 (KG.cm)
- Lò xo giảm chấn được kiểm tra bền theo ứng suất xoắn :
t = 8.P1.D.K/ P.d3 £ [t]
Trong đó :
D : Là đường kính trung bình của vòng lò xo, ta có : D = 24 (mm)
d : Là đường kính dây lò xo , d = 4 (mm)
K: Là hệ số tập trung ứng suất
K = 
với c : là hệ số đường kính D/d , ta có: c = D/d = 6
®K = 1,2525
[t] : Là ứng suất cắt cho phép, với vật liệu làm lò xo giảm chấn là thép 60G có :
[t] = 6500 ¸ 8000 (KG/cm2)
Thay số vào ta có :
t =8.19,34.2,4.1,2525/3,14.0,43 = 2314,33 (KG/cm2)
Vậy lò xo giảm chấn đảm bảo điều kiện về bền.
V.5.Tính bền lò xo đĩa
Lực ép mà lò xo cần sinh ra để ép đĩa ép khi đóng ly hợp được xác định theo công thức :
På =
Þ På =
= 444,4 (KG)
Ta sử dụng lò xo đĩa để tạo lực ép ban đầu lên đĩa ép . Khi đó lò xo đĩa vừa đóng vai trò là lò xo ép vừa đóng vai trò là đòn mở .
Dựa trên cơ sở xe tham khảo và các yêu cầu trong việc chọn lựa, thiết kế lò xo đĩa ta chọn được lò xo đĩa với các kích thước cơ bản sau :
De : là đường kính ngoài của lò xo đĩa, ta có : De = 240 (mm) = 2,40 (cm)
Di : là đường kính trong của lò xo đĩa, ta có: Di =75 (mm)
d : chiều dày lò xo đĩa:, d = 2,5 (mm)
Số thanh phân bổ trên đĩa : Z = 12
Hình 7 : Kích thước cơ bản của lò xo đĩa.
Lực tác dụng lên đầu trên của lò xo đĩa khi ngắt ly hợp được xác định theo công thức :
Pn =På.
Với độ côn của lò xo đĩa là a =6040’ , dịch chuyển của đĩa ép tại điểm đặt lực ép På là l1 =1,5 (mm) ta xác định được đường kính Dc= 195 (mm).
Ta có :
Pn = 444,4. 
=232,7 (KG)
Với lò xo đĩa , công thức để tính lực ép là :
På =
Trong đó :
K1 = Da /De = 0,769
K2 =Dc/De = 0,78
Da =192 (mm)
h= 2.d =2.2,5 =5 (mm)
Với các thông số đã chọn ta tính được :
På =
= 444,4 (KG)
Vậy lò xo đĩa với các thông số trên đảm bảo tạo ra lực ép cần thiết tác dụng lên đĩa ép khi đóng ly hợp .
Lò xo đĩa được kiểm tra bền tại điểm nguy hiểm là điểm B (Như hình vẽ ) theo ứng suất uốn :
s = 
£ [s]
Trong đó :
E = 2.106 (KG/cm2 )
D =
=
= 220 (mm)
a =2.h/(De - Da ) = 2.5 ./(240 -192) =0,17
da : Là độ biến dạng của lò xo đĩa , da =(4¸6 )%d .
chọn da = 4%d = 4% .2,5 =0,1 (mm)
mp : Là hệ số Poat-xông , mp =0,26
Ứng suất cho phép [s] =1400 (MN/m2) = 14000 (KG/cm2)
Thay số ta có :
s = 
= 284819 (KG/mm2) = 2848,19 (KG/cm2).
Vậy lò xo đĩa đã chọn đủ bền .
PHẦN III
TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG LY HỢP
I. YÊU CẦU
Hệ dẫn động phải điều khiển dễ dàng, gọn nhẹ.Bảo dưỡng điều chỉnh thuận lợi ,đơn giản .
Đánh giá hệ thống dẫn động bởi các chỉ tiêu sau :
a) Lực bàn đạp :
Pbđ £ 15 (KG) với xe du lịch .
Pbđ £ 20 (KG ) với xe tải.
b) Hành trình bàn đạp :
Sbđ£ 150 (mm) với xe du lịch
Sbđ£ 200 (mm) với xe tải
c) Công mở ly hợp :
Am£ 2,3 (KGm) với xe du lịch
Am£ 3 (KGm) với xe tải
Để giảm lực bàn đạp và công mở ly hợp thì các chi tiết chịu lực phải có độ cứng thích hợp và lực ma sát ở các khâu khớp phải nhỏ .
II. PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM TỪNG LOẠI DẪN ĐỘNG
II.1.Phân loại
¨Dẫn động cơ khí.
¨Dẫn động cơ khí - trợ lực lò xo .
¨Dẫn động thuỷ lực
¨Dẫn động cơ khí - cường hoá khí nén.
II.2. Đặc điểm của từng loại dẫn động
a) Loại dẫn động cơ khí :
¨Thông qua hệ các đòn dẫn động để đảm bảo hành trình bàn đạp ly hợp trong giới hạn cho phép ,cần phải chọn tỷ số tryền của dẫn động ly hợp .
¨Trong quá trình tính toán, chọn tỷ số truyền của dẫn động ly hợp cần phải tính đến việc khắc phục khe hở d giữa ổ bi tê và đòn mở ly hợp .
¨Hiệu suất truyền lực thấp .
b) Loại dẫn động cơ khí có trợ lực lò xo :
¨Loại dẫn động này áp dụng khi lực bàn đạp vượt quá giá trị cho phép
¨Trợ lực kiểu lò xo là năng lượng nén của lò xo được tích luỹ trong hành trình tự do của bàn đạp ly hợp, khi mở ly hợp thì năng lượng này được giải phóng theo chiều hỗ trợ lực bàn đạp của người lái .
¨Tuy vậy lực bàn đạp vẫn lớn khi bắt đầu đạp bàn đạp .
c) Dẫn động cơ khí cường hoá khí nén :
¨Loại này áp dụng cho những xe có sẵn nguồn khí nén .
¨Tỷ số truyền lớn .
¨Lực bàn đạp ban đầu vẫn lớn .
d) Dẫn động thuỷ lực :
¨Truyền lực nhờ chất lỏng.
¨ Lực bàn đạp ban đầu nhỏ.
¨ Tỷ số truyền nhỏ.
III. PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP
Mục đích của việc thiết kế dẫn động ly hợp là làm sao giảm lực bàn đạp của người lái đồng thời đảm bảo tính kinh tế và hiệu quả cao trong qúa trình sử dụng.
Ta giới thiệu bốn kiểu dẫn động ly hợp :
¨Dẫn động cơ khí.
¨Dẫn động cơ khí - cường hoá khí nén .
¨Dẫn động thuỷ lực.
¨Dẫn động thuỷ lực - trợ lực chân không.
III.1. Phương án 1: Dẫn động cơ khí
a. Sơ đồ dẫn động :
1: Bàn đạp ly hợp
2: Lò xo hồi vị.
3: Thanh kéo
4: Nạng mở
5: Bi mở
6: Lò xo đĩa
7: Đĩa ép
8: Đĩa ma sát
b. Nguyên lí làm việc :
+ Khi mở ly hợp :
Khi người lái tác dụng lực vào bàn đạp ly hợp (1) làm bàn đạp dịch chuyển sang trái, thông qua gối đỡ sẽ làm thanh kéo số (3) dịch chuyển sang phải. Do thanh kéo số 3 được bắt chặt vào đầu dưới của nạng mở (4) sẽ làm đầu dưới nạng mở dịch chuyển sang phải còn đầu trên sẽ dịch chuyển sang trái đẩy bi mở (5) dịch chuyển sang trái và tì lên đầu nhỏ của lò xo đĩa (6) và làm đầu nhỏ của lò xo đĩa dịch chuyển sang trái. Khi đó đầu to của lò xo đĩa (6) sẽ dịch chuyển sang phải và kéo theo đĩa ép (7) dịch chuyển sang phải(do lò xo đĩa được bắt vào đĩa ép ). Khi đĩa ép (7) dịch chuyển sang phải sẽ tách khỏi đĩa ma sát (8), lúc này ly hợp được mở cắt mô men xoắn từ động cơ đến trục sơ cấp hộp số.
+ Khi đóng ly hợp :
Người lái nhả từ từ bàn đạp đồng thời cùng với lò xo hồi vị (2) kéo bàn đạp dịch chuyển sang phải và thanh kéo (3) dịch chuyển sang trái cùng với lò xo gắn ở đâù dưới nạng mở (4) sẽ làm đầu dưới nạng mở dịch chuyển sang trái còn đầu trên nạng mở thì dịch chuyển sang phải. Đồng thời vòng bi mở (5) có lò xo hồi vị lên kéo bi mở dịch chuyển sang phải. Lúc này không còn lực tác dụng lên đầu nhỏ của lò xo đĩa (6) nên lò xo đĩa trở về trạng thái lắp ghép và đẩy đĩa ép dịch chuyển sang trái ép đĩa ma sát vào tiếp xúc với bánh đà, khi đó mô men xoắn lại được truyền từ động cơ đến trục sơ cấp hộp số qua đĩa ma sát kết thúc quá trình đóng ly hợp .
c. Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động cơ khí :
+ Ưu điểm :
- Kết cấu đơn giản.
- Dễ sử dụng, điều chỉnh và sửa chữa.
- Mở ly hợp nhanh, dứt khoát.
- Giá thành thấp.
+ Nhược điểm :
- Lực cần thiết để mở ly hợp lớn, tiêu hao sức lao động của người lái.
- Đóng ly hợp không êm dịu nên phải đưa vào một số cơ cấu khác để khắc phục.
III.2. Phương án 2 : Dẫn động cơ khí có cường hoá khí nén
a. Sơ đồ dẫn động :
1: Bàn đạp ly hợp .
2: Lò xo hồi vị.
3: Đòn dẫn động.
4: Xylanh phân phối.
5: Lò xo hồi vị van
6: Van
7: Lò xo hồi vị piston
8: Piston
9: Thanh đẩy.
10: Bình chứa khí nén
11: Đường ống dẫn
12: Xylanh công tác
13: Lò xo hồi vị.
14: Cần đẩy.
15: Nạng mở
16: Bi mở.
17: Lò xo đĩa.
18: Đĩa ép
19: Đĩa ma sát.
b. Nguyên lí làm việc:
+ Khi mở li hợp :
Khi người lái tác dụng một lực lên bàn đạp (1) sẽ làm đòn (3) và xylanh (4) chuyển động sang phải, chuyển động hết hành trình tự do của bạc mở thì dừng lại. Người lái vẫn đạp ly hợp thì xylanh (4) chuyển động tiếp còn cần (9) thì đứng yên, xylanh chuyển động làm cho đầu piston (8) đẩy van (6) mở, khí từ bình chứa khí nén (10) đi vào khoang A qua van (6) sang khoang B và theo đường ống dẫn (11) tới xylanh công tác (12) và đẩy piston của xilanh công tác chuyển động đẩy cần đẩy (14) làm đầu trên của nạng mở (15) dịch chuyển sang trái đẩy bi mở ly hợp (16) chuyển động sang trái tì lên đầu nhỏ của lò xo đĩa (17), còn đầu to của lò xo đĩa sẽ dịch chuyển sang phải kéo đĩa ép (18) sang phải tách khỏi đĩa ma sát (19). Lúc này
ly hợp đã được mở.
+ Khi đóng li hợp :
Khi người lái nhả bàn đạp thì dưới tác dụng của lò xo định vị (2) làm cho đòn dẫn động (3) và xylanh (4) trở về vị trí ban đầu. Dưới tác dụng của lò xo hồi vị (5) van (6) đóng lại, lò xo (7) đẩy piston (8) dịch chuyển sang phải làm khoang B và C thông với nhau và thông với khí trời. Khi đó khí nén từ xylanh công tác (12) theo đường ống dẫn (11) về khoang B theo lỗ trên piston (8) sang khoang C và thông ra khí trời. Lúc này nạng mở (15) trở về vị trí ban đầu còn bi mở (16) sẽ dịch chuyển sang phải nhờ lò xo hồi vị và tach khỏi lò xo đĩa (17). Lò xo đĩa trở về trạng thái ép ban đầu và ép đĩa ép (18) tiến sang trái ép đĩa ma sát (19) và tiếp xúc với bánh đà. Khi đó ly hợp đã được đóng và truyền mô men xoắn từ động cơ đến hệ thống truyền lực.
+ Khi giữ bàn đạp ở một vị trí nào đó :
Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó, cửa van phân phối vẫn mở ra cho khí nén từ khoang A sang khoang B và đến xylanh công tác (12). Tại thời điểm này xylanh phân phối (4) dừng lại không chuyển động nữa, song khí nén từ khoang A sang khoang B tới xylanh (12) tạo thành lực khí thể tiếp tục đẩy nạng mở (15) quay đẩy vòng bi tì (16) sang trái tiếp tục mở ly hợp. Đồng thời cũng kéo thanh đẩy số (9) và piston (8) chuyển động sang phải, còn van (6) cũng dịch chuyển sang phải do lò xo hồi vị van (5) và áp suất khí nén tác dụng lên van. Do xylanh phân phối đứng yên nên van (6) được đóng lại. Nhưng piston (8) vẫn luôn tì vào đế van (6) làm cho khí nén trong khoang B không thông với khoang C và thông ra khí trời. Vì vậy lượng khí nén trong xylanh (12) không tăng nữa và piston cường hoá cũng dừng lại ở vị trí mở ly hợp tương ứng với người lái đạp bàn đạp được một hành trình nhất định rồi dừng lại. Nừu tiếp tục nhấn bàn đạp tiếp thì quá trình lại lặp lại như cũ.
Đối với phương án dẫn động này nó vẫn đảm bảo tính chép hình tức là khi bộ cường hoá bị hỏng ta vẫn có thể cắt được ly hợp tuy nhiên khi đó lực tác dụng lên bàn đạp để ngắt ly hợp sẽ lớn hơn bởi lẽ khi người lái đạp bàn đạp (1) làm đòn dẫn động (3) và xylanh phân phối (4) đi sang phải và cũng đi hết hành trình tự do và tì vaò ê cu điều chỉnh trên thanh (9). Do không có cường hoá nên xylanh phân khối tiếp tục dịch chuyển sang phải và đẩy thanh (9) dịch chuyển sang phải làm đầu dưới nạng mở (15) dịch chuyển sang phải còn đầu trên của nạng mở dịch chuyển sang trái tì vào bi mở và tiến hành mở ly hợp .
c.Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động cơ khí có cường hoá khí nén.
+ Ưu điểm
- Lực tác dụng lên bàn đạp của người lái nhẹ.
- Chăm sóc, sửa chữa được dễ dàng.
- An toàn khi làm việc vì nếu trợ lực hỏng thì hệ thống vẫn làm việc bình thường.
+ Nhược điểm
- Cần phải có máy nén khí và bình chứa khí nén nên khó bố trí trên các xe con yêu cầu nhỏ gọn.
- Khi mất cường hoá thì lực tác dụng lên bàn đạp rất lớn.
III.3.Phương án 3 : Dẫn động thuỷ lực
a. Sơ đồ dẫn động
1: Bàn đạp
2: Lò xo hồi vị bàn đạp
3: Thanh đẩy
4: Xylanh chính
5: Lò xo hồi vị xylanh chính.
6: Đường ống dẫn dầu.
7: Xylanh lực.
8: Nạng mở.
9: Bi mở.
10: Lò xo đĩa.
11: Đĩa ép.
12: Đĩa ma sát.
b. Nguyên lí làm việc
+ Khi mở ly hợp :
Người lái đạp bàn đạp (1) làm thanh đẩy (3) dịch chuyển sang trái đẩy dầu trong xylanh (4) theo đường ống dẫn (6) sang xylanh lực số (7) làm piston của xylanh lực dịch chuyển sang phải đẩy đầu dưới của nạng mở (8) dịch chuyển sang phải, đầu trên của nạng mở dịch chuyển sang trái tì lên bi mở (9) và làm bi mở dịch chuyển sang trái óp lên đầu nhỏ của lò xo đĩa (10) đẩy đầu to của lò xo đĩa dịch chuyển sang phải và kéo đĩa ép (11) dịch chuyển sang phải tách khỏi đĩa ma sát (12), quá trình mở ly hợp được hoàn tất.
+ Khi đóng li hợp :
Khi người lái thôi tác dụng lực vào bàn đạp, nhờ lò xo hồi vị (2) bàn đạp được trả về vị trí ban đầu, cùng với lò xo hồi vị (5) làm piston xylanh (9) dịch chuyển sang phải. Lúc này dầu từ xylanh lực (7) theo đường ống dẫn (6) hồi về xylanh chính (4). Đầu dưới của nạng mở dịch chuyển sang trái còn đầu trên dịch chuyển sang phải. Đồng thời lò xo hồi vị gắn trên bi mở (9) cúng kéo bi mở dịch chuyển sang phải không ép lên lò xo đĩa. Lò xo đĩa được trở về trạng thái ép ban đầu và ép đĩa ép dịch chuyển sang trái và tiến hành ép đĩa ma sát với bánh đà. Lúc này ly hợp được đóng an toàn.
c. Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động thủy lực :
+ Ưu điểm :
- Kết cấu gọn và dễ bố trí trên xe.
- Làm việc an toàn, dẫn động êm.
+ Nhược điểm :
- Các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao.
- Lực bàn đạp tương đối lớn.
- Khi hỏng hệ thống dẫn động không khắc phục được ngay.
- Hiệu suất dẫn động không cao.
III.4. Phương án 4 : Dẫn động thuỷ lực có cường hoá chân không
a. Sơ đồ dẫn động
1: Bàn đạp
2: Lò xo hồi vị.
3: Đòn đẩy điều khiển.
4: Xylanh cường hoá
5: Van chân không (đồng thời là đòn đẩy trung gian)
6: Đế van.
7: Màng cao su.
8: Lò xo hồi vị màng cao su.
9: Xylanh chính.
10: Lò xo hồi vị.
11: Đường ống dẫn dầu.
12: Xylanh lực.
13: Nạng mở.
14: Bi mở.
15: Lò xo đĩa.
16: Đĩa ép.
17: Đĩa ma sát.
b. Nguyên lí làm việc
+ Khi mở ly hợp :
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp (1) làm đòn đẩy điều khiển (3) dịch chuyển sang trái đẩy van chân không (5) dịch chuyển sang trái. Đồng thời van cao su trong xylanh cường hoá (4) cũng dịch chuyển sang trái tì vào đế van (6) tiến hành đóng van khí trời và mở van chân không.Lúc này khoang A được thông với khí trời do đó có sự chênh áp giữa 2 khoang A và B và đẩy màng cao su (7) dịch chuyển sang trái, thông qua cần đẩy làm piston của xylanh chính (9) dịch chuyển sang trái ép dầu theo đường ống dẫn (11) tới xylanh lực (12) và đẩy piston của xylanh lực sang phải. Lúc này đầu dưới của nạng mở (13) dịch chuyển sang phải còn đầu trên của nạng mở dịch chuyển sang trái đẩy bi mở (14) dịch chuyển sang trái tì vào lò xo đĩa (15). Đầu nhỏ của lò xo đĩa dịch chuyển sang trái còn đầu to dịch chuyển sang phải kéo đĩa ép (16) dịch chuyển sang phải tách khỏi đĩa ma sát tiến hành mở ly hợp.
+ Khi đóng ly hợp :
Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp thì nhờ có hệ thống lò xo định vị (2), (8) làm bàn đạp ly hợp (1) trở về vị trí ban đầu và van chân không (5) sẽ di chuyển sang phải tì vào van cao su và tiến hành đóng van chân không. Lúc này khoang A và khoang B sẽ thông với nhau và thông với họng hút động cơ do đó không có sự chênh áp giữa hai khoang. Lò xo định vị (8) sẽ đẩy màng cao su (7) trở về vị trí ban đầu, đồng thời nhờ lò xo hồi vị (10) sẽ làm piston của xylanh chính dịch chuyển sang phải và dầu theo đường ống dẫn (11) từ xylanh lực trở về xylanh chính (9). Đầu trên của nạng mở (13) và bi tì (14) dịch chuyển sang phải không tì lên lò xo đĩa. Lò xo đĩa trở về trạng thái ép ban đầu và đĩa ép dịch chuyển sang trái tiến hành ép đĩa ma sát vào với bánh đà hoàn tất quá trình đóng ly hợp .
Đối với bộ cường hoá chân không này thì nó vẫn đảm bảo tính chép hình của phương pháp dẫn động khi không có cường hoá tức là nó vẫn đảm bảo sự làm việc của dẫn động khi cường hoá không có tác dụng và người lái dừng chân ở một vị trí nào đó.
+ Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó :
Khi người lái đạp bàn đạp để mở ly hợp rồi dừng chân ở một vị trí nào đó thì do ban đầu khi người lái đạp bàn đạp sẽ tiến hành mở van chân không và đóng van khí trời làm màng cao su số (7) dịch chuyển sang trái và tiến hành mở ly hợp nhưng khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó thì van chân không (5) sẽ dừng lại nhưng màng cao su (7) vẫn dịch chuyển và kéo cụm đế van (6) dịch chuyển sang trái tới khi van cao su tì vào van chân không (5) và tiến hành đóng van chân không. Lúc này khoang A không còn thông với khí trời nữa do đó độ chênh áp giữa 2 khoang A và B ổn định và màng cao su (7) không dịch chuyển sang trái nữa.
+ Khi cường hoá bị hỏng :
Vì một lí do nào đó mà bộ cường hoá không có tác dụng nữa thì khi người lái tác dụng vào bàn đạp ly hợp sẽ đẩy đòn đẩy (3) dịch chuyển sang trái và đẩy trực tiếp van chân không (5) dịch chuyển sang trái đi hết hành trình tự do của van và tì vào cần đẩy piston của xylanh chính dịch chuyển sang trái ép dầu theo đường ống dẫn tới xylanh lực và tiến hành mở ly hợp . Tuy nhiên, lực tác dụng của người lái sẽ lớn hơn do còn phải đẩy cả cụm đế van cường hoá.
c. Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không.
+ Ưu điểm :
- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Không tốn công suất của xe cho bộ cường hoá.
- Khi có hư hỏng ở bộ phận cường hoá thì hệ thống vẫn làm việc được.
+ Nhược điểm :
- Do sự chênh áp không lớn muốn có lực cường hoá lớn thì phải tăng kích thước màng sinh lực dẫn tới kết cấu cồng kềnh, khó bố trí trên xe.
¨ Ta có hai cách chọn phương án :
Ä Cách 1: Giữ nguyên hệ thống dẫn động cũ như đã giới thiệu để thiết kế .
Ä Cách 2: Thay thế hệ thống dẫn động cũ bằng việc thiết kế cải tiến hệ thống dẫn động mới nhưng lắp thêm bộ phận cường hoá trợ lực cho người lái .
Để đáp ứng yêu cầu của đồ án đồng thời để phù hợp với đặc điểm của xe ta chọn cách 2 .
Qua nghiên cứu và phân tích các phương án đã nêu ở trên ,đồng thời theo yêu cầu của đồ án và đặc điểm của xe ,ta chọn phương án dẫn động thuỷ lực cường hoá chân không vì có nhiều ưu điểm :
+.Thông dụng trên các loại xe du lịch .
+.Giảm bớt lực đạp cho người lái .
+.Khi cường hoá hỏng lực bàn đạp cũng không lớn ,hệ thống dẫn động thuỷ lực vẫn hoạt động bình thường .
+.Phù hợp với đặc điểm xe thiết kế .
IV.THIẾT KẾ ,TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG
IV.1.Xác định lực và hành trình của bàn đạp khi không có cường hoá
Ta có sơ đồ dẫn động và lực tác dụng lên hệ thống dẫn động của xe tham khảo :
a/ Xác định lực tác dụng của người lái để mở ly hợp khi không có cường hoá :
Ta có lực tác dụng lên bàn đạp để có thể ngắt ly hợp khi chưa có cường hoá là :
Qbđ =
Trong đó :
Qbđ: Là lực tác dụng vào bàn đạp của người lái để có thể ngắt ly hợp
Pn : Là lực cần thiết tác dụng lên đầu nhỏ của lò xo đĩa để có thể ngắt ly hợp , theo phần tính toán kiểm tra bền lò xo đĩa ở trên ta có : Pn = 232,7 (KG)
hdd : Là hiệu suất thuận của hệ thống dẫn động , ta lấy : hdd = 0,8
idd : Là tỷ số truyền của hệ thống dẫn động , ta có :
idd= 
Với :
a,b,c,d : Là kích thước của bàn đạp và càng mở ly hợp (Như hình vẽ)
Như phần tính bền các chi tiết ta đã chọn :
a = 350 (mm)
b = 60
c = 180
d = 60
Þ idd= 
=17,5
Thay số ta có :
Qbđ =
=16,6 (KG)
Do giá trị của Qbđ khá lớn nên để giảm nhẹ sức lao động cho người điều khiển thì việc ta lựa chọn dẫn động ly hợp là dẫn động thuỷ lực có thêm cường hoá chân không là hợp lý.
Sơ đồ dẫn động thuỷ lực :
Ta sẽ lắp thêm vào hệ dẫn động xy lanh chính và xy lanh công tác (Lắp hệ dẫn động thuỷ lực ).
Chọn đường kính xy lanh chính: d1 = 32 (mm)
Chọn đường kính xy lanh công tác: d2 = 32 (mm)
Þ tỷ số truyền hệ dẫn động thuỷ lực: iTL =d22/d21 = 1
Khi đó tỷ số truyền chung của hệ thống vẫn không thay đổi:
idd =
= 17,5
Do vậy lực bàn đạp và hành trình bàn đạp không thay đổi.
Qbđ = 16,6 (KG)
St = 119,3 (mm)
b/ Xác định hành trình bàn đạp :
Hành trình bàn đạp được xác định theo công thức :
St = Slv + So
Trong đó :
St : Là hành trình của bàn đạp ly hợp
So :Là hành trình tự do của bàn đạp để khắc phục khe hở giữa đầu nhỏ của lò xo đĩa và bi mở , ta có :
So = d.
Với :
d : Là khe hở giữa bi mở và đầu nhỏ của lò xo đĩa , ta chọn: d = 3 (mm)
Þ So =3.17,5 = 52,5 (mm)
Slv : Là hành trình làm việc của bàn đạp để khắc phục khe hở giữa các bề mặt ma sát, ta có :
Slv = l2.idd
Với :
l2 : Là hành trình làm việc của đầu nhỏ lò xo đĩa, ta có :
l2 = l1.
Trong đó :
l1 : Là hành trình làm việc của đầu to của lò xo đĩa để khắc phục khe hở giữa các bề mặt ma sát. Ta chọn khe hở giữa các bề mặt ma sát là : Dl = 2(mm)
Þ l1 = Dl = 2 (mm)
Þl2 = 2. 
= 3,8
Þ Slv = 3,8.17,5 = 66,8 (mm)
Vậy ta có :
St = 52,5 + 66,8 = 119,3 (mm)
IV.2. Thiết kế tính toán dẫn động thuỷ lực ,cường hoá chân không
IV.2.1 Tính toán thiết kế các xylanh dẫn động :
a. Tính toán thiết kế xylanh công tác :
· Xác định hành trình làm việc của piston xylanh công tác :
Hành trình làm việc của piston xylanh công tác được xác định theo công thức:
S2 =S1.c/d
Trong đó :
S2: Là hành trình làm việc của piston
xylanh công tác
S1 : Là hành trình của bi mở, ta có :
S1 = l2 + d = 3,8 + 3 = 6,8 (mm)
c,d : Là kích thước của càng mở
Þ S2 = 6,8 .55/35 = 10,7 (mm)
Ta xác định được thể tích dầu trong xylanh công tác là :
V2 =S2.Õ.d22/4
Trong đó :
V2 : Là thể tích dầu trong xylanh công tác khi piston xylanh công tác đi hết hành trình làm việc
d2 : Là đường kính trong của xylanh công tác, d2 = 32 (mm)
Þ V2 = 10,7.3,14.322/4 =8601 (mm3)
Nhưng trên thực tế hiệu suất của dẫn động dầu thường nhỏ hơn 1 nên ta thường lấy lại thể tích dầu trong xylanh công tác theo công thức kinh nghiệm là :
Vct = (1,05¸1,15).V2 = 1,05.V2= 9031 (mm3)
· Kiểm tra bền xylanh công tác :
Với đường kính trong: d2 = 32 (mm)ta chọn xylanh có chiều dày: t = 9 (mm)
® đường kính ngoài của xylanh là : D2 = 50 (mm).
Bán kính trung bình của xy lanh là :
rtb = (50 +32)/4 =20,5(mm).
Ta thấy tỷ số : t/rtb =9 / 20,5 > 1/5
Nên ta kiểm tra bền xylanh công tác theo ứng suất sinh ra trên ống dày.
Ta xác định được ứng suất hướng tâm và ứng suất tiếp tuyến tác dụng lên xylanh theo công thức :
sr =
và
st =
Trong đó :
Pa : Là áp suất tác dụng lên phía trong xylanh. Để sinh ra một lực có thể đẩy piston dịch chuyển thì ta xác định được áp suất sinh ra trên bề mặt piston hay áp suất phía trong xylanh là :
Pa = F/ (Õ.d22/4 )
F : Là lực đẩy pítong dịch chuyển .
F = Qbđ .
.
=16,6 .1.350/60 =96,8 KG
ÞPa =96,8/(3,14.322/4) = 12 (KG/cm2)
Pb : Là áp suất tác dụng phía ngoài xylanh , ta có : Pb = 1 (KG/cm2)
a : Là bán kính trong của xylanh , ta có : a = 25 (mm)
b : Là bán kính ngoài của xylanh , ta có : b = 16 (mm)
r : Là bán kính trong nhỏ nhất của xylanh , ta có : r = a =16 (mm)
Và xylanh được làm từ Gang CY21- 40 có giới hạn bền kéo là :
[sbk] = 21 (KG/mm2) = 2100(KG/cm2)
Vậy ta có :
sr =
=- 12,7 (KG/cm2)
st =
=25,26 (KG/cm2)
Vậy xylanh công tác đủ bền.
b. Tính toán thiết kế xylanh chính :
· Xác định hành trình làm việc của piston xylanh chính :
Hành trình làm việc của piston xylanh chính được xác định theo công thức:
S3 =S2.d22/d12
Trong đó :
S3 : Là hành trình làm việc của piston xylanh chính
d1, d2 : Là đường kính trong của xylanh chính và xylanh công tác
Vậy ta có :
S3 = 10,7.322/322 =10,7 (mm)
Ta cũng xác định được thể tích dầu trong xylanh chính là :
V3 = S3.Õ.d12/4
V3 = 10,7 .3,14 .322/4 =8601 (mm3)
· Kiểm tra bền xylanh chính :
Ta chọn chiều dày của xylanh chính là : t = 9 (mm). Khi đó ta cũng kiểm tra bền xylanh chính theo ứng suất sinh ra trong ống dày.
Ta có :
sr =
và
st =
Với :
Pa : Là áp suất tác dụng lên phía trong xylanh. Ta có :
Pa = F/ (Õ.d12/4 )
F : Là lực đẩy pítong dịch chuyển .
F = Qbđ .. =16,6 .350/60 =96,8 (KG)
ÞPa =96,8/(3,14.322/4) = 12 (KG/cm2)
Pb : Là áp suất tác dụng phía ngoài xylanh , ta có : Pb = 1 (KG/cm2)
a : Là bán kính trong của xylanh , ta có : a = 16 (mm)
b : Là bán kính ngoài của xylanh , ta có : b = 25 (mm)
r : Là bán kính trong nhỏ nhất của xylanh , ta có : r = a =16 (mm)
Và xylanh chính cũng được làm từ Gang CY21- 40 có giới hạn bền kéo là :
[sbk] = 21 (KG/cm2)= 2100 (KG/cm2)
Vậy ta có :
sr = =- 12,7 (KG/cm2)
st = =25,26 (KG/cm2)
Vậy xylanh chính đảm bảo đủ bền.
V.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ CƯỜNG HOÁ CHÂN KHÔNG
V.1 Xác định lực mà bộ cường hoá phải thực hiện
Như đã tính ở trên, khi không có cường hóa thì lực tác dụng của người lái vào bàn đạp để có thể mở được ly hợp là :
Qbđk = 16,6 (KG)
Để giảm bớt sức lao động cho người điều khiển thì đối với hệ thống dẫn động có cường hoá ta chọn lực tác lên bàn đạp để có thể mở được ly hợp là:
Qbđc = 10 (KG)
Khi đó ta xác định được lực mà bộ cường hoá chân không cần sinh ra để có thể mở được ly hợp là:
Qc = (Qbđk - Qbđc)´a/b
Trong đó :
Qc : Là lực tác dụng lên đòn đẩy xylanh chính do bộ trợ lực chân không sinh ra
a/b : Là tỷ số truyền của bàn đạp
Þ Qc = (16,6-10).350/60 = 38,5 (KG)
Vậy bộ cường hoá chân không phải sinh ra một lực là: 38,5 (KG) thì ly hợp sẽ mở hoàn toàn. ở đây ta chọn lực để mở van cường hoá là: Qm = 3 (KG).
V.2 Xác định tiết diện màng sinh lực và hành trình màng sinh lực
Từ công thức : Qc = p.S
ÞS = Qc/p
Trong đó :
Qc : Là lực mà bộ cường hoá cần sinh ra để mở ly hợp: Qc = 38,5 (KG)
S : Là tiết diện màng sinh lực
p : Là độ chênh áp suất trước và sau màng sinh lực, ta chọn: p = 0,5 (KG/cm2) ứng với chế độ làm việc không tải của động cơ.
Vậy ta có :
S = 38,5/0,5 = 77(cm2)
Vậy ta có đường kính màng sinh lực(dm) là :
Dm =
=
= 9,9 (cm)
Ta thấy hành trình của màng sinh lực chính là hành trình của piston xylanh chính.
Tức là :
Sm = S3= 10,7 (mm)
V.3. Tính lò xo hồi vị màng sinh lực :
Ta có lực tác dụng do bộ cường hoá sinh ra là : Qc = 38,5 (KG) và ta chọn lò xo hồi vị cho màng cường hoá là loại lò xo trụ với độ cứng của lò xo hồi vị lấy bằng :
Plx = 25%.Qc = 9,625 (KG)
Vậy lực lớn nhất tác dụng lên lò xo hồi vị màng cường hoá là :
Pmax = Qc + Plx =38,5+9,625 = 48,125 (KG)
Ta có đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa lực và biến dạng của lò xo là :
Trong đó :
l : Là biến dạng ban đầu của lò xo khi lắp ghép
l’ : Là biến dạng của lò xo khi lực tác dụng lên lò xo là lớn nhất
Plxbđ : Là lực tác dụng lên lò xo ở trạng thái ban đầu(trạng thái lắp vào xylanh cường hoá )
Plxmax : Là lực tác dụng lên lò xo khi mở ly hợp
Theo giáo trình Chi Tiết Máy ta có thể xác định sơ bộ đường kính dây lò xo theo công thức :
d ³ 1,6 .
(mm)
Trong đó :
d : Là đường kính dây lò xo (mm)
k : Là hệ số xét đến độ cong của dây lò xo
Pmax: Là lực lớn nhất tác dụng lên lò xo , ta có: Pmax = 48,125 (KG)
c : Là tỷ số đường kính của lò xo
[t] : Là ứng suất xoắn cho phép của vật liệu làm lò xo .
Ta chọn vật liệu làm lò xo là loại dây thép lò xo cấp I thuộc nhóm C với giả thiết đường kính dây lò xo nằm trong khoảng: d = 3¸5 (mm) và chọn sơ bộ tỷ số đường kính: c = D/d = 6. Khi đó ta có :
[t] = 0,6.sb = 0,6.1500 = 900 (Mpa) = 900 (N/mm2)
k = 1,24
Þ d =1,6 .
=3,09 (mm)
Þ Ta chọn lò xo hồi vị có: d = 3 (mm)
D = 18 (mm)
- Xác định số vòng làm việc của lò xo hồi vị :
Số vòng làm việc của lò xo được xác định theo công thức :
n = 
Trong đó :
Dl : Là chuyển vị làm việc của lò xo, ta có : Dl = Sm = 12,2 (mm)
G : Là môduyn đàn hồi của thép lò xo , ta có: G = 8.104 (MPa)
c : Là tỷ số đường kính của lò xo: c = 6
Plxmax : Là lực lớn nhất tác dụng lên lò xo : Plxmax = 48,125 (KG)
Plxmin : Là lực ban đầu khi lắp lò xo, ta lấy:
Plxmin =Plxmax/2,5 =481,25/2,5 = 181 (N)
Vậy ta có :
n = 
= 6
Vậy số vòng thực tế của lò xo là :
no = n + 1,5 = 7,5 (Vòng)
Từ đây ta cũng xác định được biến dạng lớn nhất của lò xo kể từ khi chưa chịu tải đến khi chịu tải lớn nhất là :
l’ =
= 18 (mm)
- Bước của vòng lò xo khi chưa chịu tải được xác định theo công thức :
t = d +(1,1¸1,2 ).l’/n
Trong đó :
t : Là bước của lò xo khi chưa chịu tải
d : Là đường kính dây lò xo
n : Là số vòng làm việc của lò xo
Þ t = 3 +1,2.18/6 = 6,6
-Xác định chiều cao của lò xo lúc chưa chịu tải.
Ta có :
Ho = Hs + n(t - d)
Với :
Ho : Là chiều cao của lò xo lúc chưa chịu tải
Hs : Là chiều cao của lò xo khi các vòng sít nhau.
Ta có : Hs = (no -0,5).d = (7,5 - 0,5).3 = 21 (mm)
Þ Ho = 21 + 6.(6,6 - 3) = 42,6 (mm)
- Ta kiểm nghiệm độ ổn định của lò xo theo yêu cầu:
ta có : 
Vậy lò xo đã chọn đảm bảo đủ điều kiện về bền và ổn định.
V.4 Kiểm tra bền xylanh cường hoá
Với đường kính trong của xylanh cường hoá là: d = 99 (mm) và chiều dầy thành xylanh cường hoá là: t = 1 (mm)
® Đường kính ngoài của xylanh cường hoá là: D = 101(mm)
Ta kiểm tra bền xylanh cường hoá theo dạng ống mỏng.
Khi đó ta xác định được ứng suất kinh tuyến và ứng suất vĩ tuyến là :
sk =p.R/2t
và
sv =p.R/t
Trong đó :
sk : Là ứng suất theo phương kinh tuyến
sv : Là ứng suất theo phương vĩ tuyến
p : Là áp suất chất khí trong xylanh , ta có: p = 0,5 (KG/mm2).
R : Là bán kính ngoài của xylanh cường hoá: R = 50,5 (mm)
t : Là chiều dày của xylanh cường hoá: t = 1 (mm)
Và xylanh cường hoá được chế tạo từ Gang CY21- 40 có : [sbk] = 21 (KG/mm2).
Thay số vào ta có :
sk =0,5. 5,05/2.0,1 = 12,25 (KG/mm2)
sv = 0,5.4,9/0,1 = 24,5 (KG/mm2)
Vậy xylanh cường hoá đảm bảo đủ bền.
V.5. Tính và kiểm tra cần đẩy màng sinh lực :
Đường kính cần đẩy màng sinh lực được xác định theo công thức kinh nghiệm là :
dcần = (0,05¸0,35).dm
® dcần = 4,8 ¸ 33,6 (mm)
Ta chọn đường kính cần là: dcần = 9 (mm)
Và cần đẩy là một chi tiết chịu kéo nén nên ta kiểm tra bền cho cần theo thanh chịu kéo nén.
Giả thiết cần là một chi tiết có tiết diện không đổi . Khi người lái đạp bàn đạp ly hợp thì đồng thời cường hoá cũng làm việc, khi đó cần đẩy màng sinh lực chịu đồng thời 2 lực là :
+ Lực do bộ cường hoá sinh ra : Qc = 38,2 (KG)
+ Lực đạp của người lái : Qbđ = 10.5,25 = 52,5(KG)
với vật liệu chế tạo cần đẩy là thép CT5 có : [sbk] = 550 (N/mm2)
Ta có ứng suất lớn nhất trên cần là :
s = (Qc+ Qbđ.a/b)/F = 69,2 (KG/cm2)
Vậy cần đẩy màng sinh lực có: dcần = 5 (mm) là đảm bảo điều kiện về bền.
PHẦN IV.
TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH
CHI TIẾT: PISTON CHÍNH
I.NHIỆM VỤ VÀ KẾT CẤU
I.1.Kết cấu piston
I.2. Chức năng và điều kiện làm việc của piston
Piston nhận lực từ ty đẩy xylanh chính, piston nén dầu tạo áp suất cao. Như vậy yêu cầu piston có độ kín khít cao với xylanh. Yêu cầu bề mặt làm việc của piston có độ bóng cao nhằm giảm ma sát với xylanh. Do đó giảm sự mòn của piston và xylanh, tăng độ tin cậy khi làm việc.
I.3. Yêu cầu kĩ thuật đối với piston
a. Vật liệu chế tạo : Nhôm hợp kim ( Al3 ).
b. Đạt độ bóng và dung sai như ghi tên bản vẽ.
c. Độ côn bề mặt f32£ 0,03 (mm) trên cả chiều dài của piston.
d. Độ ô van bề mặt f32 cho phép £ 0,03 (mm)
e. Sai lệch độ vuông góc của các bề mặt A, B, so với đường tâm trục là: £ 0,01 (mm).
II.PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ VÀ CHỌN CHUẨN GIA CÔNG
II.1.Tính công nghệ:
Chi tiết piston có tính công nghệ, điều kiện kĩ thuật có thể gia công được, kết cấu của piston phù hợp với điều kiện làm việc, công nghệ lắp ráp đơn giản, khi chọn chuẩn và gá đặt chi tiết khi gia công.
II.2.Chọn chuẩn công nghệ
Do yêu cầu của độ đồng tâm cao và độ ô van nhỏ. Ta chọn mặt ngoài làm chuẩn thô để gia công piston. Tiếp đó gia công 2 lỗ tâm và lấy 2 lỗ tâm làm chuẩn tinh để gia công các kích thước khác của piston.
II.3.Phương pháp chế tạo phôi
Dựa vào đặc điểm tính chất và hình dạng của chi tiết (piston ) gia công, ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc li tâm với đường kính phôi đúc f40, lượng dư gia công cơ khí Dd = 8 (mm).. Vật liệu bằng nhôm hợp kim Al3. Phần kích thước của mặt côn sau khi đúc xong không phải gia công lại.
II.4.Phương pháp gia công chi tiết
Do phương pháp gia công không phức tạp, với số lượng ít nên ta gia công chi tiết trên máy thông dụng và đồ gá vạn năng sẵn có để gia công chi tiết, như vậy việc gia công chi tiết thuộc loại đơn chiếc.
II.5.Đồ gá
Ta dùng đồ gá vạn năng để gia công chi tiết, làm như vậy để hạ giá thành sản phẩm .
III.CÁC NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG CHI TIẾT
III.1.Nguyên công 1 :Khỏa mặt tiện thô, khoan 2 lỗ tâm
........................................................................................................
Tiện thô mặt ngoài và khoả hai mặt dầu.
Khoan 2 lỗ tâm.
a. Bước 1 :
Tiện thô mặt ngoài dầu ( A ) đạt f35 (mm)
Thực hiện trên máy tiện T614
Dao P9 (Thép gió ).
Lượng chạy dao S = 0,25 (mm/vòng).
Chiều sâu cắt t = 1(mm)
Tốc độ máy n = 1380 (Vòng / phút).
b. Bước 2 :
Khoả 2 mặt đầu đạt I = 49 (mm).
Thực hiện trên máy tiện T614
Dao P9 (Thép gió)
Lượng chạy dao S = 0,25 (mm/vòng).
Chiều sâu cắt t = 1,15 (mm).
Tốc độ máy n = 1380 (Vòng / phút).
c. Bước 3 :
Khoan lỗ tâm dầu ( A) f5mm , chiều sâu lỗ I = 5 (mm).
Thực hiện trên máy tiện T614
Dao Mũi khoan f5
Lượng chạy dao S = 0,14 (mm/vòng).
Chiều sâu cắt t = 0,2 (mm).
Tốc độ máy n = 1380 (Vòng / phút).
d. Bước 4 :
Khoan lỗ tâm đầu (B) f35mm , chiều sâu lỗ, I = 21 (mm).
Thực hiện trên máy tiện T614
Dao P9 (Thép gió)
Lượng chạy dao S = 0,14 (mm / vòng).
Chiều sâu cắt t = 0,2 (mm).
Tốc độ máy n = 1380 (Vòng / phút).
III.2. Nguyên công 2 : Tiện tinh, hạ bậc và tiện rãnh lắp phớt.
a. Bước1
Tiện tinh mặt ngoài đạt f32+0,5
Chống tu vào 2 lỗ tâm.
Thực hiện trên máy tiện T164
Dao DT P9 1520
Lượng chạy dao S = 0,25 (mm/vòng).
Chiều sâu cắt t = 0,5 (mm)
Tốc độ máy n = 1380 (Vòng/phút).
b. Bước2
Hạ bậc ở đầu (B) đạt f26mm.
Thực hiện trên máy tiện T164
Dao DT P9 1520
Lượng chạy dao S = 0,25 (mm/vòng).
Chiều sâu cắt t = 0,5 (mm)
Tốc độ máy n = 1380 (Vòng/phút).
c. Bước3
Tiện rãnh lắp phớt đạt f24±0,1
Thực hiện trên máy tiện T164
Dao DT P9 1520
Lượng chạy dao S = 0,25 (mm/vòng).
Chiều sâu cắt t = 0,3 (mm).
Tốc độ máy n = 1380 (Vòng/phút).
III.3. Nguyên công 3 : Khoan 4 lỗ f2 ở đầu (A).
Dùng định vị kẹp chữ vê (V).
Xác định tâm của 4 lỗ
Thực hiện trên máy khoan 2A- 952.
Dao Mũi khoan f2
Lượng chạy dao S = 0,14 (mm/vòng).
Tốc độ máy n = 980 (vòng/phút)
Chiều sâu cắt t = 0,5 (mm)
III.4. Nguyên công 4 : Doa lỗ đặt ty đẩy
Dùng định vị kẹp chữ vê (V)
Thực hiện trên máy khoan 2A- 952.
Dùng dao doa định hình chỏm cầu
Lượng chạy dao S = 0,14 (mm/vòng).
Tốc độ máy n = 980 (vòng/phút)
Chiều sâu cắt t = 0,2 (mm)
III.5. Nguyên công 5 : Mài tròn mặt ngoài suốt chiều dài của piston .
Mài tinh đạt f32±0,1
Thực hiện trên máy mài 3G - 12
Dùng đá mài 1K450 - 125
Tốc độ máy n1 = 450 (Vòng/phút).
Tốc độ đá n2 = 2250 (Vòng/phút).
Lượng chạy dao S = 1,11 (mm/vòng).
Chiều sâu cắt t = 0,06 (mm)
III.6. Nguyên công 6 :Kiểm tra
Kiểm tra đường kính bằng thước cặp.
Kiểm tra độ côn, độ ô van bừng đồng hồ kiểm
Kiểm tra độ đảo bằng đồng hồ kiểm.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm đồ án với đề tài "Thiết kế ly hợp xe ôtô 5 chố ngồi dựa trên xe UAZ-469" đến nay đồ án của em đã cơ bản hoàn thành.
Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu để thực hiện đồ án, kiến thức thực tế cũng như kiến thức căn bản của em được nâng cao hơn. Em đã hiểu được sâu sắc hơn về nguyên lý làm việc cảu bộ ly hợp trên xe con nói chung, vafxe tham khảo thiết kế nói riêng. Cũng qua đây tạo cho em một kỹ năng tính toán thiết kế bộ ly hợp cơ khí trong xe ô tô, nhằm tạo dựng cho em kiến thức để chuẩn bị ra trường thực tế sau khi tốt nghiệp.
Để hoàn thành được đồ án này trước hết em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô của khoa động lực trường đại học bách khoa đã hướng dẫn chỉ bảo em từ kiến thức cơ sở đến kiến thức chuyên ngành. Em chân thành cảm ơn sâu sắc thầy: TS……………. đã tận tình, chỉ bảo giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này. Do thời gian có hạn, kiến thức và tài liệu tham khảo còn nhiều hạn chế cũng như thiếu những kinh nghiệm thực tiễn cho nên đồ án không tránh khỏi sai sót. Em rất mong các thầy cô góp ý để đồ án tốt nghiệp này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình tính toán thiết kế ô tô - máy kéo
Biên soạn : Nguyễn Hữu Cẩn - Trương Minh Chấp - Dương Đình Khuyến - Trần Khang
2. Giáo trình hướng dẫn đồ án môn học “Thiết kế hệ thống ly hợp của ô tô - máy kéo “.
Biên soạn : Lê Thị Vàng 1992.
3. Giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí
Biên soạn : Trịnh Chất - Lê Văn Uyển
4. Sổ tay công nghệ chế tạo máy.
Biên soạn : Trần Văn Địch
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"