MỤC LỤC
MỤC LỤC………………………………………………..................................................................................……….…….…...........................................…...…..1
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................................................................................................................................1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN.......................................................................................................................................................................................................2
1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại............................................................................................................................................................................................2
1.1.1. Nhiệm vụ.........................................................................................................................................................................................................................2
1.1.2. Yêu cầu...........................................................................................................................................................................................................................2
1.1.3. Phân loại li hợp...............................................................................................................................................................................................................3
1.2. Kết cấu li hợp thường dùng trên ô tô.................................................................................................................................................................................4
1.2.1. Ly hợp ma sát.................................................................................................................................................................................................................4
1.2.2. Ly hợp thuỷ lực...............................................................................................................................................................................................................6
1.2.3. Ly hợp điện từ.................................................................................................................................................................................................................7
1.2.4. Dẫn động điều khiển li hợp ma sát..................................................................................................................................................................................8
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LI HỢP TRÊN XE CƠ SỞ TOYOTA INNOVA 2017...16
2.1. Các phương án thiết kế....................................................................................................................................................................................................16
2.2. Các phương án dẫn động li hợp.......................................................................................................................................................................................17
2.3. Lựa chọn phương án thiết kế...........................................................................................................................................................................................19
2.4. Tính toán thiết kế cụm li hợp............................................................................................................................................................................................19
2.4.1. Giới thiệu xe Toyota Innova 2017..................................................................................................................................................................................19
2.4.2. Thông số xe...................................................................................................................................................................................................................20
2.4.3. Tính toán thiết kế cơ cấu li hợp.....................................................................................................................................................................................21
2.4.3.1. Xác định mô men ma sát của li hợp...........................................................................................................................................................................21
2.4.3.2. Xác định kích thước cơ bản của li hợp......................................................................................................................................................................22
2.4.3.3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng li hợp............................................................................................................................................24
2.4.3.4. Tính toán sức bền của 1 số chi tiết chủ yếu của li hợp.............................................................................................................................................26
2.4.4. Tính toán thiết kế dẫn động li hợp................................................................................................................................................................................45
CHƯƠNG 3. KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LI HỢP XE TOYOTA INNOVA 2017.....................................................................................................52
3.1. Khái quát khai thác kĩ thuật.............................................................................................................................................................................................52
3.2. Quy trình bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống li hợp trên xe Innova 2017................................................................................................................................52
3.2.1. Bảo dưỡng hàng ngày..................................................................................................................................................................................................52
3.2.2. Bảo dưỡng định kỳ.......................................................................................................................................................................................................52
KẾT LUẬN.............................................................................................................................................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................................................................................................................61
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước Việt Nam đang trên chặn đường công nghiệp hóa và hiện đại hóa mạnh mẽ. Như chúng ta đã biết, trong quá trình đó, lĩnh vực cơ khí nói chung và công nghiệp ô tô nói riêng là 1 trọng tâm của công nghiệp nặng. Ô tô không những là một ngành quan trọng của nền kinh tế quốc dân mà ô tô cón xuất hiện trong mọi mặt của đời sống: Thể thao (đua xe F1), Y tế (xe cứu thương), Giáo dục (xe Bus trường học), Quân sự (xe bọc thép)… Vì vậy có thể nói những kiến thức về ô tô là vô cùng quan trọng và cần thiết.
Cũng vì thế mà mỗi sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô của trường Đại học Công Nghệ GTVT đều được đào tạo đầy đủ về cả lý thuyết lẫn thực hành thông qua các môn học như: Lý thuyết ô tô, Kết cấu tính toán ô tô, Công nghệ bảo dưỡng và sửa chữa ô tô… cùng với các học phần thực hành và đồ án môn học tương ứng.
Sau khi học xong kết hợp cùng chuyến thực tập tốt nghiệp, sinh viên được giao thực hiện Đồ án tốt nghiệp. Với đề tài được giao là “Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp trên xe cơ sở Toyota Innova 2017”. Với nổ lực của bản thân và được giúp đỡ hết sức tận tình của Thầy hướng dẫn ơn : Ths …………….. em đã hoàn thành được đề tài được giao. Tuy nhiên do điều kiện thời gian và kiến thức của em có giới hạn nên không tránh khỏi nhiều điều thiếu sót mong Quý thầy cô và mọi người thông cảm bỏ qua.
Và một lần nữa em xin chân thành cảm ơn : Ths …………….. đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình, giả đáp các thắc mắc giúp em có thể hoàn thành đồ án trong thời gian quy định.
Em mong nhận được thêm những ý kiến đóng góp quý báu của Quý thầy cô và các bạn để hoàn thiện kiến thức và rút kinh nghiệm cho bản thân.
Hà Nội,ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện:
(Ký)
…………………..
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN Ô TÔ
1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
1.1.1. Nhiệm vụ:
- Ly hợp ô tô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực, nó có nhiệm vụ tách và nối hai bộ phận này với nhau. Ly hợp nối mô men truyền từ bánh đà động cơ tới hệ thống truyền lực. Khi gài số hoặc chuyển số hay khởi động, ly hợp ngắt tạm thời dòng truyền, sau đó nối lại để ô tô khời hành và chuyển động êm dịu. Ly hợp đảm bảo tách nối êm dịu nhằm giảm tải trọng động và thực hiện trong thời gian ngắn.
- Ly hợp còn có khả năng dập tắt dao động cộng hưởng nhằm nâng cao chất lượng truyền lực.
1.1.2. Yêu cầu:
- Truyền được mô men quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào (phải truyền hết);
- Quá trình đóng ly hợp (khi khởi hành xe hoặc chuyển số) phải êm dịu để tăng từ từ mô men quay lên trục, giảm tải trọng va đập sinh ra trong hệ thống truyền lực (không gây va đập các bánh răng);
- Mở nhanh chóng và dứt khoát, nghĩa là cắt hoàn toàn truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực trong thời gian rất ngắn;
1.1.3. Phân loại ly hợp:
- Theo phương pháp truyền mô men từ trục khuỷu động cơ tới HTTL chia ra:
+ Ma sát: mô men truyền qua li hợp nhờ ma sát giữa các bề mặt ma sát. Li hợp ma sát có kết cấu đơn giản, hiện nay được sử dụng phổ biến trên ô tô với các dạng sử dụng ma sát khô và ma sát trong dầu (ma sát ướt).
+ Thủy lực: mô men truyền qua li hợp nhờ chất lỏng. Do khả năng truyền êm mô men và giảm tải trọng động, các bộ truyền thủy lực được dùng trên các HTTL thủy cơ với kết cấu li hợp thủy lực và biến mô men thủy lực.
+ Điện từ: mô men truyền qua li hợp nhờ các lực điện từ.
- Theo trạng thái thường xuyên làm việc của li hợp ma sát được chia thành:
+ Li hợp thường đóng dùng trên ô tô. Li hợp chỉ mở khi có tác động điều khiển.
+ Li hợp thường mở: được dùng trên các xe máy công trình, máy kéo. Li hợp chỉ được đóng khi có tác động điều khiển.
1.2. Kết cấu li hợp thường dùng trên ô tô
1.2.1. Ly hợp ma sát
a. Ly hợp ma sát một đĩa
Cấu tạo chung của li hợp được chia thành các phần cơ bản: chủ động, bị động và dẫn động điều khiển.
Phần chủ động gồm: vỏ li hợp được liên kết với bánh đà động cơ bằng bu lông, đĩa ép cùng các chi tiết gắn trên vỏ li hợp (lò xo ép, đòn mở ). Đĩa ép nối với vỏ bằng các thanh , đảm bảo truyền được mô men xoắn từ vỏ lên đĩa ép, và có khả năng đàn hồi. Lực ép từ lò xo dạng đĩa truyền tới đĩa ép có tác dụng kẹp chặt đĩa bị động với bánh đà
Phần dẫn động gồm các chi tiết liên kết từ bàn đạp, đòn kéo tới càng gạt, ổ bi tỳ, đòn mở (là một phần cùa lò xo ép dạng đĩa). Càng gạt có điểm tựa cố định trên các te chung của cụm, đòn mở có điểm tựa trên vỏ ly hợp.
b. Ly hợp ma sát hai đĩa :
Phần chủ động của li hợp ma sát hai đĩa bắt trên bánh đà động cơ gồm: bánh đà 1, đĩa ép trung gian 3, đĩa ép ngoài 5 và vỏ li hợp 8. Bánh đà có dạng cốc trụ, bên trong chứa các đĩa ép và đĩa bị động của cụm li hợp. Mô men từ động cơ được truyền từ trục khuỷu tới bánh đà sang đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài nhờ các rãnh trên bánh đà và các vấu của đĩa 3 và 5. Như vậy các đĩa 3, 5 có thể di chuyển dọc trục so với bánh đà, và các vấu có thể trượt dọc theo các rãnh. Để hạn chế dịch chuyển của đĩa ép trung gian 3, kết cấu sử dụng bu lông hạn chế 6.
1.2.2. Ly hợp thuỷ lực :
Cấu tạo của li hợp thủy lực gồm có: phần chủ động (bánh bơm và vỏ) nối với bánh đà của động cơ, phần bị động (bánh tua bin; trục bị động ) và các mạch cung cấp dầu. Phần chủ động và phần bị động nằm trong chất lỏng công tác (dầu có độ nhớt nhỏ), và tạo thành một khoang kín.
1.2.4. Dẫn động điều khiển li hợp ma sát
- Dẫn động bằng cơ khí:
Dần động điều khiến dạng cơ khí có thể bao gồm các khâu khớp cơ khí, đòn dẫn hay cáp dẫn. Loại dẫn động này có kết cấu đơn giản, thường sử dụng ở các ô tô nhỏ.
* Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 8 sẽ làm cho cần của trục bàn đạp ly hợp 4 quay quanh tâm O1 kéo thanh kéo của ly hợp 5 dịch chuyển sang phải (theo chiều mũi tên). Làm cho cần ngắt ly hợp 3 và càng mở ly hợp 2 quay quanh O2. Càng mở gạt bạc mở 1 sang trái (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mở của ly hợp, kéo đĩa ép tách ra khỏi đĩa ma sát.
- Dẫn động bằng thủy lực:
* Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, nhờ thanh đẩy, đẩy pít tông 4 của xi lanh chính 3 sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bị nén lại. Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều 11 ở van một chiều 10 thì van một chiều mở ra. Lúc này dầu từ khoang D theo đường ống dẫn dầu 5 vào xi lanh công tác 6 đẩy pít tông sang phải, làm cho càng mở ly hợp 7 quay quanh O, đồng thời đẩy bạc mở 8 sang trái (theo chiều mũi tên). Bạc mở tác động nên đầu dưới của đòn mở ly hợp tách đĩa ép ra khỏi bề mặt ma sát. Ly hợp được mở.
- Dẫn động cơ khí trợ lực bằng khí nén:
* Nguyên lý làm việc:
- Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho đòn dẫn động 2 quay quanh O1 , thông qua thanh kéo 3 làm đòn 4 quay quanh O2 và qua thanh kéo 5 làm đòn dẫn động 7 quay quanh O3 . Nhờ có đòn dẫn động 8 cùng với mặt bích của xi lanh phân phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải (theo chiều mũi tên). Khi mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình nắp trên cần pít tông 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16 quay quanh O4 và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái (theo chiều mũi tên). Ly hợp được mở.
- Dẫn động thuỷ lực có trợ lực bằng chân không:
* 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.
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
CỤM LY HỢP TRÊN XE CƠ SỞ TOYOTA INNOVA 2017
2.1 Các phương án thiết kế.
2.1.1. Kết cấu ly hợp:
2.1.1.1. Ly hợp ma sát
a. Ly hợp ma sát 1 đĩa:
* Ưu nhược điểm.
+ Ưu điểm.
- Kết cấu đơn giản, từ đó việc sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng;
- Hiệu suất cao;
- Mở dứt khoát;
+ Nhược điểm.
- Khả năng giảm quá tải không cao;
- Đóng ly hợp không êm dịu;
b. Ly hợp ma sát hai đĩa
* Ưu nhược điểm:
+ Ưu điểm:
- Cho phép đóng êm dịu;
- Nếu cùng một kích thước bao ngoài và lực ép như nhau, li hợp hai đĩa ( với 2 đôi bề mặt ma sát) truyền được mô men lớn hơn so với li hợp ma sát 1 đĩa;
+ Nhược điểm:
- Có kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng sửa chữa;
- Quá trình mở không dứt khoát.
2.1.1.3. Ly hợp điện từ
* Ưu nhược điểm:
+ Ưu điểm:
- Khả năng chống quá tải tốt;
- Bố trí, dẫn động mềm dẻo dễ dàng.
+ Nhược điểm:
- Truyền mô men không tốt do lục từ tạo ra yếu;
- Chế tạo phức tạo;
Kết luận: Qua các kết cấu ly hợp đó nêu ở trên ta chọn phương án ly hợp ma sát khô 1 đĩa làm cơ sở để thiết kế tính toán.
2.2. Các phương án dẫn động ly hợp:
2.2.1. Dẫn động ly hợp bằng cơ khí:
* Ưu, nhược điểm:
+ Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo
- Có độ tin cậy làm việc cao, dễ tháo lắp và sửa chữa.
+ Nhược điểm:
- Kết cấu phụ thuộc vào vị trí đặt ly hợp
- Yêu cầu lực của người lái tác dụng lên bàn đạp lớn
- Hiệu suất truyền lực không cao.
2.2.4. Dẫn động thủy lực có trợ lực bằng khí nén:
* Ưu, nhược điểm:
+ Ưu điểm:
- Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng thì hệ thống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường. Lực của người lái tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ. Hành trình toàn bộ của bàn đạp không lớn.
- Loại hệ thống dẫn động này thì đảm bảo được yêu cầu đóng ly hợp êm dịu, mở dứt khoát và dùng phù hợp với những xe có máy nén khí.
+ Nhược điểm:
- Kết cấu phức tạp, bảo dưỡng, sửa chữa khó khăn và yêu cầu độ chính xác của hệ thống dẫn động cao.
2.4. Tính toán thiết kế cụm ly hợp trên xe cơ sở Toyota Innova 2017 :
2.4.1. Giới thiệu xe Toyota Innova 2017 :
Thị trường ô tô Việt Nam là 1 thị trường lớn với nhiều hãng xe lớn nhỏ và 1 trong số đó là hang Toyota.Nhắc tới những mẫu xe của hãng Toyota thì không thể bỏ qua mẫu xe Toyota Innova 2017, mẫu xe đã làm nên sự thành công không nhỏ cho hãng xe Nhật ngay khi vừa mới ra mắt.
Toyota Innova 2017 sở hữu ngoại hình khỏe khoắn, cứng cáp,vẻ ngoài nổi bật khác biệt so với các đối thủ trong cùng phân khúc.
2.4.2 Thông số xe:
Thông số kỹ thuật xe Innova 2017 như bảng 2.1.
2.4.3 Tính toán thiết kế cơ cấu ly hợp:
2.4.3.1. Xác định mô men ma sát của ly hợp:
Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó truyền được hết mô men của động cơ và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Với hai yêu cầu như vậy mô men ma sát của ly hợp được tính theo công thức:
Mc = b . Me max (3.1)
Ta chọn b = 1,5
Vậy mô men ma sát của ly hợp:
Mc = b . Me max = 1,5.18,6 = 27,9kGm = 273,7 Nm
2.4.3.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp:
2.4.3.2.1. Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động:
Mô men ma sát của ly hợp được xác định theo công thức:
Mc = b . Me max = m . På . Rtb.i (3.2)
D2 = 2 R2 = 3,16 = 3,16 = 20cm =200 mm
So sánh đường kính ngoài của đĩa ma sát với đường kính bánh đà động cơ lấy theo xe tham khảo: Dbd = 365 mm (đường kính trong lòng), thì ta thấy rằng: D2 = 200 mm< Dbd = 365 mm
Vậy ta chọn D2= 220mm
=> Bán kính ngoài của đĩa ma sát: R2 = 110 mm.
2.4.3.2.2. Xác định số lượng đĩa bị động:
Dựa vào xe tham khảo : Chọn i= 2, với i là số đôi bề mặt ma sát.
Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức: q = 2,28kG/cm2
Vậy q = 2,28 kG/cm2 < [q] = 2,5 kG/cm2
Bề mặt ma sát đảm bảo đủ độ bền cho phép.
2.4.3.3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp:
2.4.3.3.1. Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ:
Phương pháp này sử dụng công thức tính theo kinh nghiệm:
f : là hệ số cản lăn.
a : là góc dốc của đường.
Khi tính toán ta có thể chọn: Y = 0,16
=> Vậy công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ: L = 4945 KGm
2.4.3.3.2. Xác định công trượt riêng:
Tra bảng 4 sách hướng dẫn “Thiết kế hệ thống ly hợp của ô tô”, ta xác định công trượt riêng cho phép:
Với xe du lịch => [lo] = 10 ¸ 12 KGm/cm2
=> lo = 10,94 KGm/cm2 < [lo] (3.7)
Vậy công trượt riêng thõa mãn điều kiện cho phép.
2.4.3.4 Tính toán sức bền của 1 số chi tiết chủ yếu của ly hợp :
2.4.3.4.1. Tính sức bền đĩa bị động :
Để giảm kích thước của 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. Xương đĩa thường chế tạo bằng thép cácbon trung bình và cao (thép 50 và 85), chiều dày xương đĩa chọn từ (1,5 ¸ 2,0) mm. Ta chọn dx = 2 mm.
Chiều dày tấm ma sát thường chọn từ (3 ¸ 5) mm, vật liệu của tấm ma sát thường là Pharêđô đồng. Ta chọn d = 4,5 mm.
Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán bằng đồng có đường kính (4¸6)mm, chọn d = 4 mm.
Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập của đinh tán ở vòng ngoài:
tc2 = 35,82 kG/cm2 < [tc] (3.13)
scd2 = 50 kG/cm2 < [scd]
Þ Vậy đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.
2.4.3.4.2. Tính sức bền moay ơ đĩa bị động:
Chiều dài của moay ơ đĩa bị động được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị động. Moay ơ được ghép với xương đĩa bị động nhờ đinh tán và lắp với trục ly hợp nhờ then hoa.
Chiều dài moay ơ thường chọn bằng đường kính ngoài của then hoa trục ly hợp. Khi điều kiện làm việc nặng nhọc thì chọn L = 1,4 D (D là đường kính ngoài của then hoa trục ly hợp).
Với vật liệu chế tạo moay ơ là thép 40X thì ứng suất cho phép của moay ơ là: [tc] = 100 kG/cm2 ; [scd] = 200 kG/cm2
tc = 98,4 kG/cm2 < [tc] (3.15)
scd = 123,94 kG/cm2 < [scd]
=> Vậy moay ơ đảm bảo độ bền cho phép.
2.4.3.4.3 Tính lò xo màng
Xét quan hệ biên dạng và lực ép:
Khi tác dụng lực vào lò xo màng thì ban đầu cần 1 lực lớn hơn lực tác dụng vào lò xo trụ cho cùng 1 biến dạng, sau đó khi biến dạng tăng lên thì lò xo màng đảm bảo cho lực điều khiển người lái nhẹ đi.
Lực ép cần sinh ra để ép đĩa ép khi đóng ly hợp:
På = 6082 (N) (3.18)
Môđun đàn hồi: E = 2.105 (N/mm2)
Chiều cao: h = δ.2,2= 2,5.2,2= 5,5(m)
(hệ số 2,2 đảm bảo vùng lực ép không đổi rộng và không lật lò xo).
Dịch chuyển của đĩa tại điểm đặt lực ép l1= 2,2mm
µP: là hệ số µP= 0,26
Kết quả này nằm trong vùng cho phép của β: (β=1,3-1,75)
Do vậy kích thước của lò xo đạt tiêu chuẩn.
Lò xo đĩa được tính bền bằng cách xác định ứng suất tại điểm chịu tải nhất là tâm của phần tử đàn hồi giữa các thành mở với vòng đặc của hình nón.
Vậy σ = 9,14.108 (N/m2)
Vật liệu chế tạo lò xo màng là thép 60T ứng suất giới hạn: [σ]=14. 108(N/m2)
Vậy lò xo màng đủ bền.
2.4.3.4.5. Tính sức bền trục ly hợp:
Trục ly hợp vừa là trục sơ cấp hộp số, đầu cuối của trục có cặp bánh răng nghiêng luôn ăn khớp. Đầu trước của trục lắp ổ bi và đặt trong khoảng của bánh đà, đầu sau lắp ổ bi trên thành vỏ hộp số.
a. Chế độ tính trục ly hợp:
Ta dùng mô men truyền từ động cơ xuống trục ly hợp để tính toán, Me max = 18,6 kGm. Vì mô men truyền từ bánh xe chủ động lên trục ly hợp (theo điều kiện bám) lớn hơn mô men truyền từ động cơ xuống trục ly hợp.
b. Tính các lực tác dụng lên cặp bánh răng luôn ăn khớp:
Các thông số của bánh rang nghiêng luôn ăn khớp:
- Đường kính đỉnh răng da = 126,05 mm
- Đường kính vòng chia d = 111,72 mm
- Đường kính chân răng df = 104,34 mm
Tính lực hướng tâm: Pr1 =127 N
Tính lực dọc trục: Pa1 = Pv1.tgb = 332. tg18o =108 N
c. Tính các lực tác dụng lên cặp bánh răng gài số 1:
Trục thứ cấp hộp số có đầu trục dưới được lắp ổ lăn và đặt vào khoang của bánh răng luôn ăn khớp. Do vậy mà trục ly hợp cũng chịu 1 phần lực tác dụng do trục thứ cấp gây ra (ta tính cho tay số 1).
Tính lực hướng tâm: Pr2 = Pv2.tga = 601.tg20o = 219 N
Tính lực dọc trục: Pa2 = 0 (bánh răng trụ răng phẳng).
d. Tính các phản lực tác dụng lên trục ở vị trí lắp ổ lăn:
Nhận xét: Nếu ta gọi 2 lực do trục thứ cấp tác dụng lên trục ly hợp tại vị trí có bánh răng nghiêng là Fx13 và Fy13. Hai lực này có giá trị tuyệt đối bằng 2 lực Fx23 và Fy23 trên trục thứ cấp, có điểm đặt vào bánh nghiêng luôn ăn khớp có, phương chiều ngược với Fx23 và Fy23 .
Như vậy ta có:
Fx13 = Fx23 = 155 N
Fy13 = Fy23 = 56 N
Ta có thể coi đường tác dụng lực của 2 lực Fx13 và Fy13 cùng nằm trong mặt phẳng chứa đường tác dụng lực của Pv1 vµ Pr1.
=> Fx = Fx10 - Fx11 = Fx13 - Pv1 = 155 - 332 = - 177
=> Mo (Fx) = Fx11.305 - 332. (305 + 41) + 155.(305 + 41) = 0 = Fx11.305 - 114872 + 53630 = 0
=> Fx11 = 201 N
Fx10 = 201 - 177 = 24 N
Các phản lực đều dương nên chiều của các phản lực theo chiều giả thiết.
e. Tính các mô men trên trục ly hợp và vẽ biểu đồ mô men:
Ta đặ trục ly hợp trên hệ trục (Oxyz).
Như vậy trục ly hợp chịu uốn theo phương Ox và Oy, xoắn quanh Oz.
Mặt cắt A-A giữ lại bên trái:
=> Mx = Mx - Fy10.l1 = 0
=> Mx = Fy10.l1 = 5.305 = 1525 Nmm
=> My = My + Fx10.l1 = 0
=> My = - Fx10.l1 = - 24.305 = - 7320 Nmm
=> My = My - Fx13.l2 + Pv1.l2 = 0
=> My = Fx13.l2 - Pv1.l2 = 155.41 - 332.41 = - 7257 Nmm
=> Mz = Mz - Pv1.ra = 0
=> Mz = Pv1.ra = 332.55,86 = 18546 Nmm
Vẽ biểu đồ mô men uốn và mô men xoắn.
2.4.4. Tính toán thiết kế dẫn động ly hợp:
Hệ thống dẫn động ly hợp được chọn là hệ thống dẫn động ly hợp bằng thuỷ lực
Như phần tính bền các chi tiết ta đã chọn :
a = 360 (mm)
b = 50
c = 180
d = 50
- Chọn đường kính xy lanh chính d1 = 28mm
- Chọn đường kính xy lanh công tác d2 = 32 mm
Vậy lực bàn đạp : Qbđ = 256N
Với lực bàn đạp này không nằm trong giới hạn cho phép của lực bàn đạp ly hợp xe con Qbd ≤ 150 N. Do đó ta cần thiết kế tính toán thêm bộ trợ lực chân không.
- Xác định hành trình bàn đạp
Hành trình bàn đạp được xác định theo công thức:
St= Slv+ S0
=> Slv= 18,72.4,36 =81,6(mm)
Suy ra St= 81,6 + 56,16 = 138(mm).Hành trình này nằm trong giới hạn cho phép [St]= 150mm
2.4.4.1 Thiết kế dẫn động thuyrt lực
2.4.4.1.1. Thiết kế tính toán xi lanh công tác
a. Xác định kích thước
Trong đó hành trình của bi mở S1
S1= l2+ δ =4,36 + 3 = 7,36(mm)
=> S2= 7,36.180/50 =26,5(mm)
b. Kiểm tra bền xi lanh công tác
Đường kính ngoài: D2= d2+ 2t = 22+2.4 = 30(mm)
Vật liệu chế tạo xy lanh là gang CY24-42 có [σ]= 2,4. 107(N/ m2).
So sánh < [σ], do vậy xylanh công tác đủ bền
2.4.4.1.2. Tính toán thiết kế xy lanh chính
a. Xác định các kích thước:
Hành trình xy lanh chính: S3= S2. = 26,5.0,852=19,14(mm)
Thể tích dầu thực tế trong xy lanh chính phải lớn hơn tính toán một ít do hiệu suất dẫn động dầu <1.
Nên thể tích dầu là V3= V2.1,1= 10068.1,1=11074,8(mm3)
Đường kính trong d1=26mm, chiều dày t=4mm
b. Kiểm tra độ bền xy lanh chính:
Đường kính ngoài: D1=d1+ 2t= 26 + 2.4= 34(mm)
=> e =9,87.106(N/ m2)
Vậy xy lanh chính đủ bền.
2.4.4.2. Thiết kế trợ lực chân không
2.4.4.2.1. Xác định lực mà bộ cường hóa phải thực hiện
Ta đã có khi không cường hóa lực tác động bàn đạp : Qbđk= 256(N)
Đề giảm bớt sức lao động của người lái ta lắp thêm bộ trợ lực tác động lên bàn đạp ta chọn là : Qbđc= 70(N).Ta bố trí cường hóa ngay trước xy lanh chính về phía bàn đạp khi đó ta xác định được lực mà bộ cường hóa phải sinh ra :
Qc=( Qbđk- Qbđc)a/b = ( 256-70).360/50=1339(N)
Vậy bộ cường hóa chân không phải sinh ra 1 lực là 1339(N) và ta chọn lực để mở van cường hóa là Qm= 30N.
2.4.4.2.3. Tính lò xo hồi vị màng sinh lực
Khi bộ cường hóa sinh hết lực của mình thì lúc đó lò xo hồi vị chịu tải lớn nhất. Để xác định được kích thước lò xo hồi vị ta chọn tải trọng lớn nhất tác dụng lên nó là:
Pmax= 15%Qc= 15%.1339=201(N)
Lực lò xo ghép ban đầu Pbđ= 7%.Qc=94(N)
Trong đó k là hệ số ảnh hưởng k = 1,13
=> t = 0,9.109(N/m2)
Vật liệu chế tạo lò xo là thép 65T có ứng suất cho phép là [ ]=1,4. 109(N/m2) nên lò xo đủ bền.
Kết luận : Như vậy qua quá trình tính toán ta thấy hệ thống ly hợp đảm bảo yêu cầu về kích thước, độ bền và khả năng làm việc.
CHƯƠNG 3 : KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LY HỢP XE TOYOTA INNOVA 2017
3.1. Khái quát khai thác kĩ thuật
Quá trình khai thác kĩ thuật là quá trình bảo dưỡng sửa chữa xe một cách hợp lí và kịp thời, nhằm nâng cao tuổi thọ và đảm bảo độ tin cậy của chúng trong quá trình vận hành. Bảo dưỡng kĩ thuật chính là việc khi xe đã sử dụng được một thời gian nhưng chưa có hỏng hóc, việc bảo dưỡng nhằm tránh những nguy cơ đó, phát hiện kịp thời những hỏng hóc khi còn sơ khai, nhằm đảm bảo cho xe hoạt động trơn tru khi đi trên đường, tránh những hư hỏng nghiêm trọng có thể xảy ra. Từ đó nâng cao tuổi thọ của xe.
3.2. Quy trình bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống ly hợp xe Innova 2017
3.2.1. Bảo dưỡng hàng ngày:
Được thực hiện chủ yếu do người lái xe. Kiểm tra sự hoạt động của cơ cấu ly hợp bằng cách cho ô tô chuyển động sang số lúc đang chạy.
3.2.2. Bảo dưỡng định kỳ:
Bảo dưỡng định kỳ được thực hiện sau một khoảng hành trình hoạt động nhất định của xe bởi các kỹ thuật viên tại các trạm sửa chữa bảo dưỡng, nhằm kiểm tra, bảo dưỡng các cụm cơ cấu trên xe nói chung và hệ thống ly hợp nói riêng, phát hiện kịp thời những hư hỏng hay những biến xấu của các chi tiết có thể dẫn tới hư hỏng hoặc giảm hiệu quả làm việc của xe.
3.3. Hiện tượng, nguyên nhân và và biện pháp khắc phục:
Hiện tượng, nguyên nhân và và biện pháp khắc phục như bảng 2.2.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian được sự giúp đỡ tận tình của Thầy hướng dẫn: Ths ……………., cùng với sự tập trung nghiên cứu tài liệu, khảo sát, tính toán, tìm hiểu thực tế tại xe, em đã hoàn thành đồ án: “Thiết kế và tính toán hệ thống ly hợp trên xe cơ sơ Toyota Innova 2017”.
Đồ án đã đạt được những kết quả như sau:
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN Ô TÔ
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP TRÊN XE CƠ SỞ TOYOTA INNOVA 2017
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT VÀ QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN XE CƠ SỞ TOYOTA INNOVA 2017
Các nội dung trên được trình bày theo các mục, nhằm mục đích nghiên cứu kết cấu và nguyên lí làm việc cũng như công dụng, phân loại, yêu cầu chung của các chi tiết cũng như từng cụm chi tiết. Sự ảnh hưởng của các chi tiết hay từng cụm chi tiết đến quá trình làm việc cũng như các thông số kỹ thuật, để đảm bảo cho ôtô vận hành an toàn trên đường. Ngoài ra đề tài này còn đề cập đến vấn đề bảo dưỡng sửa chữa một số hiện tượng hư hỏng thường xuyên xảy ra của hệ thống ly hợp.
Vì điều kiện thời gian có hạn, trình độ và kinh nghiệm còn bị hạn chế, cho nên chất lượng đồ án còn hạn chế, còn nhiều thiếu sót trong phần tính toán và kết cấu có thể chưa hợp lý. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Ngô Hắc Hùng. “ Kết cấu tính toán ô tô ”. Đại học Công nghệ GTVT-NXB GTVT.
[2]. Nguyễn Hữu Cần- Phan Đình Kiên. “ Thiết kế tính toán ô tô máy kéo”. NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp.
[3]. Nguyễn Trọng Hiệp. “Chi tiết máy ”.NXB Giáo dục.
[4]. Nguyễn Văn Lịch-Trần Ngọc Hiền. “Vật liệu cơ khí”, NXB KHTN&CN.
[5]. Nguyễn Khắc Trai (Chủ biên)- Nguyễn Trọng Hoan- Hồ Hữu Hải- Phạm Huy Hưởng-Nguyễn Văn Chưởng- Trịnh Minh Hoàng. “Kết cấu ô tô”.NXB Bách Khoa- Hà Nội, 2020.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"