MỤC LỤC
MỤC LỤC...1
LỜI NÓI ĐẦU.. 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ.. 3
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của ly hợp. 3
1.2.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp : 5
1.2.1.Ly hợp ma sát 5
1.2.3. Một số ly hợp khác : 10
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KÊ.. 14
2.1. Chọn phương án thiết kế. 14
2.1.1. Các thông số tham khảo của xe tải Hyundai HD170. 14
2.1.2. Các thông số kỹ thuật của xe ôtô Hyundai HD170. 17
2.2.Lựa chọn phương án thiết kế : 17
2.2.1.Lựa chọn cụm ly hợp : 17
2.2.2Lựa chọn phương án dẫn động ly hợp. 20
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP. 27
3.1. Xác định mômen ma sát của ly hợp : 27
3.2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp. 28
3.2.1 . Xác định các bán kính của đĩa ma sát : 28
3.2.2. Chọn số lượng đĩa bị động ( số đôi bề mặt ma sát ). 29
3.3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp. 29
3.3.1. Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ ôtô. 30
3.3.2. Xác định công trượt riêng. 31
3.4. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết 31
3.5 . Tính toán hệ thống dẫn động ly hợp. 32
3.5.1 Xác định lực tác dụng lên piston cường hóa : 32
3.5.2. Tính hành trình của piston trong xilanh : 36
3.5.3 Tính cần piston : 36
3.6. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp. 38
3.6.1. Tính sức bền đĩa bị động. 38
3.6.2. Tính sức bền moayơ đĩa bị động. 40
3.6.3. Tính sức bền trục ly hợp : 41
3.6.4. Lò xo ép ly hợp : 46
3.6.5. Tính sức bền lò xo giảm chấn của ly hợp: 49
3.6.6. Tính chi tiết truyển lực tới đĩa chủ động. 52
3.6.7. Tính bền các đòn dẫn động. 53
3.6.7.1. Đòn mở ly hợp. 53
3.6.7.3. Các đòn trung gian. 55
CHƯƠNG 4. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT.. 56
4.1.Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết 56
4.1.1.Chức năng làm việc. 56
4.1.2. Điều kiện làm việc : 56
4.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. 56
4.2.1 Yêu cầu kỹ thuật : 56
4.2.2. Về các phần tử kết cấu: 56
4.3 . Xác định dạng sản xuất: 57
4.4. Chọn phương pháp chế tạo phôi. 58
4.4.1 Phôi dập : : 58
4.4.2 Phôi rèn tự do : 59
4.4.3 Đúc trong khuôn kim loại 59
4.5. Lập thứ tự nguyên công: 59
4.5.1 Xác định đường lối công nghệ : 59
4.5.2 lập tiến trình công nghệ. 59
KẾT LUẬN...63
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 64
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình phát triển của nền kinh tế xã hội của nước ta hiện nay với chủ trương “Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa”, nền công nghiệp ô tô là một nền kinh tế mũi nhọn đang được nhà nước quan tâm, và tạo điều kiện phát triển. Ô tô ngày càng trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển hàng hóa và hành khách phổ biến kéo theo nó là yêu cầu làm chủ phương tiện, biết cách vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa. Ngoài ra đòi hỏi các tính năng của chúng ngày càng cao như an toàn, nhanh, bền, tiện lợi, không ảnh hưởng đến môi trường…là rất cần thiết.
Hệ thống ly hợp trên ô tô là một trong những cụm chi tiết quan trọng , chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện địa hình, môi trường, khí hậu và nhiệt độ, do vậy việc nắm vững kết cấu, bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh và sử dụng hiệu quả là yêu cầu quan trọng với sinh viên ngành kĩ thuật ô tô. Trên cơ sở đó đề tài đã đi sâu tìm hiểu một số hệ thống ly hợp trên xe tải, phân tích công dụng ưu và nhược điểm của từng loại, từ đó lựa chọn được kết cấu và thiết kế ly hợp cho xe tải 8 tấn.
Với sự nỗ lực của bản thân bản đồ án của em đã hoàn thành. Tuy nhiên do trình độ và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế còn thiếu, nên bản đồ án của em chắc chắn sẽ còn rất nhiều thiếu sót. Em rất mong các thầy cô giáo và các bạn đóng góp ý kiến, để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy : TS…………. đã tận tình giúp đỡ em để em có thể hoàn thành đồ án này.
Vĩnh Yên, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………..
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của ly hợp.
a. Công dụng :
Trong hệ thống truyền lực của ô tô, ly hợp là một trong những cụm chính có tác dụng là
- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ô tô di chuyển.
- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ô tô khởi hành hoặc sang số.
b. Phân loại ly hợp :
* Theo phương pháp truyền mô men chia ra:
- Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các mặt ma sát. Ở ly hợp ma sát, sự truyền mômen xoắn từ phần chủ động đến phần bị động, nhờ vào ma sát tiếp xúc giữa các bề mặt làm việc của phần chủ động và bị động của ly hợp. Để tăng cường lực ma sát tiếp xúc này, người ta dùng cơ cấu ép bằng lò xo, tay đòn hay hỗn hợp (lo xo –tay đòn) v.v…
- Ly hợp thủy lực: mô men truyền nhờ chất lỏng . Ở ly hợp thuỷ lực, sự truyền mômen xoắn, từ phần chủ động đến phần bị động, được thực hiện nhờ năng lượng của dòng chất lỏng do bơm đặt trên trục khuỷu của động cơ cung cấp.
* Theo hình dạng của các chi tiết ma sát chia ra:
- Ly hợp đĩa (một, hai, hay nhiều đĩa).
- Ly hợp hình nón.
- Ly hợp hình trống.
* Theo kết cấu cơ cấu ép chia ra:
- Ly hợp thường đóng: sử dụng nhiều trên ô tô.
- Ly hợp thường mở: sử dụng trên máy kéo.
c. Yêu cầu :
Ly hợp là một trong hệ thống chủ yếu của ô tô, khi làm việc ly hợp phải đảm bảo các yêu cầu sau :
- Đảm bảo truyền được mô men quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào.
- Đóng êm dịu để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các bánh răng của hộp số khi ô tô khởi hành và sang số lúc ô tô đang chuyển động.
1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp :
1.2.1. Ly hợp ma sát
a. Ly hợp ma sát với lò xo ép hình trụ
* Cấu tạo : Ly hợp ma sát này (hình 1-1) gồm có: đĩa ly hợp làm bằng thép, bên ngoài gắn vành đệm ma sát, mayơ của đĩa bị động lồng vào rãnh then hoa trục sơ cấp. Đĩa bị động này, luôn luôn bị ép giữa đĩa ép và bánh đà bằng lò xo trụ.
* Hoạt động : Khi tách (hay mở) ly hợp để gài số, người lái xe phải tác dụng một lực lên bàn đạp, qua càng cắt ly hợp, cần ép, đĩa ép dịch chuyển về phía phải, ép lò xo, mở rộng khoảng cách giữa bánh đà và đĩa ép, làm cho đĩa bị động tách khỏi bánh đà. Do đó truyền động từ động cơ hay bánh đà sang trục sơ cấp hay hộp số bị ngắt.
b. Ly hợp ma sát với lò xo đĩa
* Cấu tạo :
Lò xo đĩa tròn và mỏng, được chế tạo từ thép lò xo. Nó được tán bằng đinh tán hoặc bắt chặt bằng bu lông vào nắp ly hợp, có vòng trụ xoay ở mỗi phía của lò xo đĩa làm việc như một trụ xoay trong khi lò xo đĩa đang quay.
1.2.2.Ly hợp thuỷ lực :
Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng (thường là dầu).
a. Ly hợp thủy lực dạng nối trục:
* Cấu tạo: Các bộ phận chính của ly hợp thủy lực là bơm 1 và tuabin 3 đặt đối diện nhau. Bên trong bơm và tuabin đều có các cánh dẫn hướng chất lỏng(cánh xoắn chạy từ trong ra ngoài).Bơm 1 và vỏ của ly hợp tạo thành 1 khối cứng moayơ của khối này lắp chặt trên đầu trục khủy của động cơ 2. Tuabin 3 lắp chặt trên đầu của trục thụ động( trục ra) 4. Toàn bộ cấu trúc được ngâm trong dầu thủy lực ngay cả khi ly hợp không làm việc thì dầu vẫn điền đầy trong ly hợp thủy lực.
b. Biến mô thuỷ lực:
Biến mô thủy lực cũng có những bộ phận giống như ly hợp thủy lực : bánh bơm 1 nối với động cơ 2, bánh tuabin 3 nối với trục hộp số 4 (giống ly hợp thủy lực), nhưng có thêm bánh phản lực 8 (có từ 1 đến 2 bánh – còn gọi là bánh dẫn hướng). Các bánh dẫn hướng được đặt trên vỏ nhờ các khớp một chiều 9.
1.2.3. Một số ly hợp khác :
Hiện nay ngoài ly hợp masát và thuỷ lực, loại điều khiển thông thường trên một số ôtô kiểu mới còn dùng ly hợp tự động, loại ly hợp chân không, loại điện tử và loại bột từ
a. Ly hợp loại ly tâm chân không:
Ly hợp loại ly tâm chân không (hình 1-7) gồm có hai bộ ly hợp ma sát một đĩa: bộ ly hợp ma sát thường mở chỉ đóng lại khi xe chuyển động, nhờ lực ly tâm của các quả văng dạng con lăn 3, di chuyển xa trục quay, đẩy đĩa ép 2 làm cho đĩa ma sát 1 được ép chặt vào mặt bánh đà 9.
b. Ly hợp loại điện từ:
Ly hợp loại điện từ cũng có cấu tạo tương tự ly hợp ma sát thông thường, chỉ có khác là trong ly hợp này người ta dùng lực điện từ để đẩy đĩa ép thay cho lực lò xo .Ly hợp điện từ (hình 1-8) gồm có: đĩa ép 4 được nối cố định với nắp 2 của ly hợp..
Khi đóng ly hợp hay muốn nối hoặc truyền chuyển động từ trục 6 sang trục 5, ta cung cấp dòng điện cho cuộn dây 1, tạo ra các đường từ khép kín (đường nét đứt), đồng thời làm từ kết cứng với nhau thành mạch từ.
CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KÊ
2.1. Chọn phương án thiết kế
2.1.1. Các thông số tham khảo của xe tải Hyundai HD170
2.1.1.1. Công dụng của xe ôtô
Xe Hyundai HD170 là dòng xe thương mại của tập đoàn Hyundai Hàn Quốc. Đây là một trong những loại ôtô vận tải được dùng nhiều trong việc vận chuyển hàng hóa bằng đường bộ ở nước ta. Nó là loại xe có thể hoạt động trên mọi đường sá. Đặc điểm nổi bật của xe Hyundai HD170 là ngoại thất được thiết kế hiện đại năng động, kiểu dáng khí động học giúp tăng khả năng tiết kiệm khi vận hành.
2.1.2. Các thông số kỹ thuật của xe ôtô Hyundai HD170
2.2. Lựa chọn phương án thiết kế :
2.2.1. Lựa chọn cụm ly hợp :
a. Ly hợp ma sát cơ khí:
+ Làm việc bền vững, tin cậy.
+ Hiệu suất cao.
Theo hình dạng của bộ phận ma sát có ba loại : ly hợp ma sát đĩa (đĩa phẳng), ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình côn), ly hợp ma sát hình trống ( kiểu tang trống và guốc trống ma sát ép vào tang trống).
b. Ly hợp ma sát thủy lực :
Đây là loại ly hợp mà mô men ma sát hình thành ở ly hợp nhờ ma sát thủy lực là ly hợp làm việc rất êm dịu ( nhờ tính chất dễ trượt của chất lỏng) vì vậy giảm tải trọng động của hệ thống truyền lực cũng như cho động cơ.
c. Ly hợp điện từ :
Đây là loại ly hợp mà mômen hình thành ở ly hợp nhờ mômen điện từ. Ly hợp điện từ truyền động êm dịu ,tuy vậy kết cấu cồng kềnh và trọng lượng trên đơn vị công suất truyền là lớn nên ít dùng trên ô tô mà thường sử dụng trên các tàu hoặc xe máy công trình cỡ lớn.
2.2.2 Lựa chọn phương án dẫn động ly hợp
a. Phương án 1 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cóc đòn, khớp nối và được lắp theo nguyên lý đòn bẩy. Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao. Hệ thống dẫn động này được sử dụng phổ biến ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131, ...
b. Phương án 2 : Dẫn động ly hợp thủy lực
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cách dùng áp lực của chất lỏng (dầu ) trong các xilanh chính và các xi lanh công tác.
c. Phương án 3 : Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén
Nguyên lý làm việc : Khi người lái tác dụng một lực Qbđ lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho tay đòn bàn đạp quay quanh O1và đẩy cần piston của xilanh chính 3 đi xuống (theo chiều mũi tên).
d. Phương án 4 : Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén
Khi người lái tác dụng một lực Qbd 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 xilanh phân phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải (theo chiều mũi tên).
Phương án 4 : Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén phù hợp để áp dụng cho việc thiết kế hệ thống ly hợp xe tải 8 tấn trên cơ sở xe Hyundai HD170.
Phương án này đảm bảo nguyên tắc :
- Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy
- Lực bàn đạp phải đủ lớn để có cảm giác mở ly hợp.
- Sử dụng phải chắc chắn nhẹ nhàng.
- Dễ chăm sóc, bảo dưỡng và sửa chữa.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP
* Thông số cho trước của ôtô:
Số liệu Xe tham khảo: Loại Xe tải trọng 8 tấn
- Khối lượng xe 8000(kg)
- Tải bánh trước 3720(kg)
- Tải bánh sau 4280(kg)
- Toàn tải 17100(kg)
- Toàn tải bánh trước 4330(kg)
- Toàn tải bánh sau 12670(kg)
- Công suất tối đa 290ps/2000rpm
- Mômen xoắn cực đại Memax = 110 (KG.m)
- Kích thước Moayơ: (B.d) 260x508 (mm)
- Đường kính bánh đà xe tham khảo D170 Dbđ = 365 mm
- io Tỉ số truyền của truyền lực chính, io= 6,53
- ih Tỉ số truyền của hộp số chính ih = 7,82
- if Tỉ số truyền của hộp số phụ(lấy ở số truyền thấp nhất), if=1
3.1. Xác định mômen ma sát của ly hợp :
Ly hợp phải có khả năng truyền hết mô-men lớn nhất của động cơ Memax để đảm bảo điều kiện này, mô-men ma sát (Mms) của ly hợp xác định theo công thức:
Mms = Memax .b (3.1)
Thay vào( 3.1) ta được mômen ma sát của ly hợp : Mms = Memax .b= 110 . 2 = 220 KGm = 2158,2 (N.m)
3.2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
3.2.1. Xác định các bán kính của đĩa ma sát :
Mômen ma sát của đĩa ly hợp được xác định theo công thức :
Mc= b . Me max= m . På . Rtb .i (3.2)
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 (3.3)
=> Bán kính ma sát trung bình được tính theo công thức:
Rtb = 141 mm (3.4)
3.2.2. Chọn số lượng đĩa bị động (số đôi bề mặt ma sát ).
Tra bảng 3 Theo [trang 8- Sách thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô- máy kéo Lê Thị Vàng -ĐHBK Hà Nội 1992], ta xác định áp lực riêng cho phép : [q] = 100 - 250 kN/m2
=> Ta chọn [q] = 200 kN/m2 = 2 kG/cm2
Suy ra: i = 3,91
Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn-> Lấy i = 4
Vậy số lượng đĩa bị động của ly hợp là : n = 2
Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức :
q = 1,957 kG/cm2
Vậy q = 1,957 kG/cm2< [q] = 2 kG/cm2
Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép.
3.3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp
3.3.1. Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ ôtô
Thay vào công thức (3.6) ta được :L =2924,64 (kG.m)
Theo [Trang 10 – Sách ‘’ Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô máy kéo ’’ ĐHBK Hà Nội của Lê Thị Vàng ]
3.3.2. Xác định công trượt riêng
Tra theo [bảng 4 ,Trang 12 - Sách “Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô máy kéo’’ ĐHBK Hà Nội của Lê Thị Vàng ].
Với ô tô tải có trọng tải > 5 tấn ® [lo] = 4,0¸ 6,0 kGm/cm2
=> lo = 1,13 kGm/cm2< [lo]
Vậy công trượt thỏa mãn điều kiện cho phép.
3.4. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết
Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa, lò xo ….
[DT] : độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết. Với ôtô không có kéo rơmoóc : [DT] = 8 oC - 10 oC
Nhận xét :
- Đối với đĩa ép trung gian khi bị trượt thì cả hai bề mặt đều tham gia.
- Đối với đĩa ép ngoài và bánh đà khi bị trượt thì chỉ có 1 bề mặt tham gia.
Thay vào (3.8) ta được: DT = 5,95(0C)
Vậy đĩa ép trung gian thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép. [DT] =80 - 100C
3.5. Tính toán hệ thống dẫn động ly hợp
Ở chương 2 ta đã chọn Phương án 4 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén làm phương án dẫn động điều khiển ly hợp.
3.5.1 Xác định lực tác dụng lên piston cường hóa :
Tổng lực ép của tất cả các lò xo ép tác dụng lên đĩa ép khi ly hợp làm việc được xác định theo công thức :
På = 1950,35 kG
-> P'å = 1,2 På = 1,2 . 1950,35 = 2340,4 kG
Vậy lực của người lái tác dụng lên bàn đạp khi chưa có cường hóa : Qbđ = 85,04 kG
Do đó, lực sinh ra bởi cường hóa phải thắng được tổng lực ép của các lò xo ép và các lò xo hồi vị trong xilanh cường hóa. Ta phải xác định lực tác dụng lên đầu của đòn mở khi cường hóa làm việc với lực cực đại :
P'å = Qbđ .ic + Pc . i4 (kG) (3.10)
+ Nghiệm bền cho thành xilanh :
Ứng suất pháp trên thành xilanh : s = 73,65 kG/cm2
Với vật liệu là Gx 15 - 32 có ứng suất cho phép là [d] = 800 kG/cm2
Vậy dth = 109,22 kG/cm2< [d]
Xilanh đủ điều kiện bền.
3.5.2. Tính hành trình của piston trong xilanh :
Hành trình của piston được xác định theo hành trình của bạc mở. Từ khi bạc mở tiếp xúc với đòn mở cho đến khi kết thúc quá trình mở ly hợp (S lv) và hành trình bạc mở khi kết thúc hành trình tự do (S td).
Ta có hành trình của piston :
S pt = S lv + S td = Dl . i4+ d . i2 (3.15)
=> Vậy hành trình của piston : S pt = S lv + S td = 21,89 + 4,23 = 26,12 mm
3.5.3 Tính cần piston :
+ Cần piston được xác định theo công thức kinh nghiệm :
dc = (0,1 - 0,35) dpt (3.16)
Trong đó : dpt - đường kính piston. dpt = 10 cm
Suy ra: dc = (0,1 - 0,35) dpt = 0,1 . 10 = 1 cm
Tra bảng 12-1 Sách "Sức bền vật liệu - tập 2", ta xác định hệ số j :
Với: l = 20 và ứng với thép 45 -> j = 0,96
3.6. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp
3.6.1. 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 .Xương đĩa thưòng được chế tạo bằng thép cacbon trung bình và cao ( thép 50 và 85) . Chiều dày xương đĩa thưòng 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 phêrado ,phêrado đồng hoặc Atbet đồng .
Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán. Vật liệu của đinh tán được chế tạo bằng đồng, có đường kính d = 4 mm. Đinh tán được bố trí trên đĩa theo hai dãy tương ứng với các bán kính như sau :
Vòng trong : r1 = 13,5 cm = 135 mm
Vòng ngoài : r2 = 18,5 cm = 185 mm
Lực tác dụng lên mỗi đinh tán xác định theo công thức :
F1 = 141,56 kG (3.25)
F2 = 193,99 kG (3.26)
Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài :
tc2 = 96,53 kG/cm2< [tc]
scd2 = 134,7 kG/cm2< [scd]
=> Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.
3.6.2. Tính sức bền moayơ đĩa bị động
Chiều dài của moayơ đĩa bị động được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị động.Moayơ được ghép với xương đĩa bị động bằng đinh tán và lắp với trục ly hợp bằng then hoa.
Với vật liệu chế tạo moayơ là thép 40X thì ứng suất cho phép của moayơ là
[tc] = 100 kG/cm2 ; [scd] = 200 kG/cm2
tc = 97,5 kG/cm2< [tc]
scd = 117,02 kG/cm2< [scd]
=> Vậy moayơ đảm bảo độ bền cho phép.
3.6.3. Tính sức bền trục ly hợp :
Đối với ôtô, trục ly hợp vừa là trục sơ cấp hộp số, đầu cuối trục có cặp bánh răng luôn ăn khớp thường là bánh răng nghiêng .Đầu trước của trục lắp với ổ bi trong khoang của bánh đà,đầu sau lắp ổ bi trên thành vỏ hộp số.
a. Chế độ tính toán trục ly hợp : Ta dùng mômen truyền từ động cơ xuống trục ly hợp để tính toán, Me max = 110 kGm. Vì mômen truyền từ bánh xe chủ động lên trục ly hợp (theo điều kiện bám) lớn hơn mômen 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 răng 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
- Môđun pháp tuyến mn = 4,25 mm
- Số răng Z = 25
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 một phần lực tác dụng do trục thứ cấp gây ra (ta tính cho tay số 1).
Mômen tính toán trục thứ cấp ở tay số 1 :
Mt1 = Me max . ih1 = 110 .7,82= 860,2 N
Tính lực hướng tâm : Pr2 = Pv2 . tga = 6746,6 . tg20o = 2455,56N
Tính lực dọc trục : Pa2 = 0 (bánh răng trụ răng thẳng).
e. Tính các mômen trên trục ly hợp và vẽ biểu đồ mômen :
Ta đặt trục ly hợp trong 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 = 69,24. 305 = 21118,2 Nmm
My = My + Fx10 . l1 = 0
=> My = - Fx10 . l1 = - 30,3. 305 = - 9241,5 Nmm
f. Tính sức bền trục ly hợp :
Trục ly hợp được chế tạo bằng thép 40X, có ứng suất cho phép :
[sth] = 500 - 700 kG/cm2 ; [tc] = 300 kG/cm2 ; [scd] = 250 kG/cm2
Từ biểu đồ mômen, ta thấy rằng các vị trí trên trục ly hợp có tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra :
Tiết diện (11) lắp ổ lăn trên trục (kiểm tra theo bền uốn).
Tiết diện (12) lắp moayơ đĩa bị động (kiểm tra độ chèn dập then).
Tiết diện (13) có bánh răng luôn ăn khớp (tính độ võng góc xoay).
3.6.4. Lò xo ép ly hợp :
Lò xo ép dùng trong ly hợp thường đóng là loại lò xo trụ, lò xo côn và lò xo đĩa .Riêng lò xo trụ là sử dụng phổ biến và được đặt xung quanh đĩa ép (có thể một dãy hay hai dãy)
Ta dùng lò xo trụ đặt xung quanh:
Số lượng lò xo ép được chọn theo đường kính ngoài của đĩa bị động .Số lò xo tối thiểu là 3. Tra bảng 7 trang 22 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô" Lê Thị Vàng, ta xác định số lượng lò xo ép là zlx = 18 với đường kính ngoài của đĩa bị động D2 = 350 mm
Tổng lực ép lên trên tất cả các lò xo ép khi ly hợp làm việc được xác định theo công thức:
På = 1300,2 kG (3.35)
Khi mở ly hợp lò xo lại biến dạng thêm một lượng Dl và tương ứng với lực ép là :
P’S = 1,2. PS = 1,2.1300,2 = 1560,2 (kG).
Thay vào công thức (3.37) ta được: n0 = 3,2 (vòng)
Để đảm bảo khoảng làm việc và chiều dài động học thì ta chọn số vòng làm việc của lò xo : no = 5 vòng
Số vòng toàn bộ của lò xo : n = no + 2 = 5 + 2 = 7 vòng
Chiều dài toàn bộ của lò xo ở trạng thái tự do : L = (no + 2) d + d1 (no + 1) + Dl
3.6.5. Tính sức bền lò xo giảm chấn của ly hợp:
Lò xo giảm chấn được đặt ở đĩa bị động để tránh sự cộng hưởng ở tần số cao của dao động xoắn do sự thay đổi mômen của động cơ và của hệ thống truyền lực đảm bảo truyền mômen một cách êm dịu từ đĩa bị động đến moayơ trục ly hợp .
Thay vào công thức (3.39) ta được : Mmax = 109,17 (kGm)=10917kGcm
Mômen quay mà giảm chấn có thể truyền được bằng tổng mômen quay của các lực lò xo giảm chấn và mômen ma sát.
Mmax = M1 + M2 = P1 .R1 . Z1 + P2 .R2 . Z2 (3.40)
Chiều dài làm việc của vòng lò xo được tính theo công thức (ứng với khe hở giữa các vòng lò xo bằng không) : l1 = no . d = 5 . 4 = 20 mm
Chiều dài của vòng lò xo ở trạng thái tự do :
l2 = l1 + l + 0,5 d = 20 + 3 + 0,5 . 4 = 25 mm
3.6.6. Tính chi tiết truyển lực tới đĩa chủ động
Vì ly hợp là loại ly hợp 2 đĩa chủ động, nên ta phải dùng chốt để truyền lực từ bánh đà đến đĩa chủ động.
Các thông số trên được chọn theo xe tham khảo.
s’cd = 14,46 kG/cm2< [scd]
s”cd = 7,24 kG/cm2< [scd]
=> Vậy chốt đảm bảo độ bền cho phép.
3.6.7. Tính bền các đòn dẫn động
3.6.7.1. Đòn mở ly hợp
a. Đòn mở ly hợp :
Vẽ biểu đồ mômen (hình 3.11)và xác định ứng suất uốn ở tiết diện nguy hiểm (mm).
Mômen lớn nhất tác dụng lên đòn tại tiết diện có lắp chạc gắn với vỏ đĩa ép .
M = 1816,15.8,8 = 15982,12 kG.cm
3.6.7.2. Bàn đạp ly hợp :
Đối với dẫn động cơ khí lực cho phép tác dụng lên bàn đạp £ 20 kG (với xe tải)
Với xe tải lớn Qbđ£ 28 kG . Lực nhỏ nhất tác dụng lên bàn đạp phải lớn hơn 6 kG để đảm bảo cảm giác cho người lái .
Khi kiểm tra sức bền bàn đạp lấy lực cực đại của người lái Qmax = 40 kG.
Bàn đạp được kiểm tra uốn tại tiết diện nguy hiểm , với vật liệu như trên, [s] = 6000 kG/cm2 .
3.6.7.3. Các đòn trung gian
Khi các đòn chịu kéo thì kiểm tra theo sk hay sn , đồng thời kiểm tra theo uốn dọc (mất ổn định) do lực dọc trục gây ra .
Các đòn trung gian sẽ làm việc trong trường hợp ta ngắt ly hợp
- Chạc ngắt ly hợp(đòn tác dụng lên bạc trượt) :
Lực tác dụng lên đâu trên của chạc : Pc = Zđ.Pđ = 3.1816,15= 5448,45kG
Mômen lớn nhất tác dụng lên đòn tại tiết diện có lắp đòn với khớp .
M = 5448,45.5 = 27242,25 kG.cm
CHƯƠNG 4
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
4.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết
4.1.1. Chức năng làm việc.
Dùng để mở ly hợp. Nó tựa một đầu lên thân ly hợp còn đầu kia nối với đĩa ép.
4.1.2. Điều kiện làm việc.
Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mô men xoắn nhỏ khi làm việc (gạt cho các đĩa ép) và chi tiết thường xuyên không chịu tải, không mài mòn, có va đập khi làm việc, nhiệt độ làm việc không cao.
4.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.
4.2.1 Yêu cầu kỹ thuật.
Chi tiết đòn mở là 1 chi tiết dạng càng vì vậy khi chế tạo càng cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như sau :
- Kích thước lỗ cơ bản được gia công đạt độ chính xác cấp 79, độ nhám bề mặt Ra= 0,630,32.
- Độ không song song của tâm các lỗ cơ bản khoảng 0,030,05 mm trên 100mm bán kính.
4.2.2. Về các phần tử kết cấu:
a. Đơn giản hoá kết cấu:
Ngoài những phần do đảm bảo chức năng làm việc không thể thay đổi được như mặt trụ, mặt làm việc , ta xét các bề mặt còn lại.
b. Khả năng áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến
Các phương pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đều không phù hợp với điều kiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất.
4.3. Xác định dạng sản xuất:
Trong chế tạo máy người ta phân biệt làm ba dạng sản xuất:
- Sản xuất đơn chiếc.
- Sản xuất hàng loạt (hàng loạt lớn, hàng loạt vừa và hàng laotj nhỏ).
- Sản xuất hàng khối.
Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán.
4.4. Chọn phương pháp chế tạo phôi.
Đối với chi tiết đã có , có thể áp dụng các phương pháp chế tạo phôi sau đây:
4.4.1 Phôi dập.
Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác , các chi tiết dạng càng , trục chữ thập, trục khuỷu. .. chúng có các đặc điểm:
Sử dụng một bộ khuôn có kích thước lòng khuôn gần giống vật gia công.
Độ chính xác của vật dập cao , đặc biệt là các kích thước theo chiều cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn . Thông thường độ bóng của dập thể tích đạt được từ D 2 ¸D 4, độ chính xác đạt được ± 0,1¸ ± 0,05 .
4.4.2 Phôi rèn tự do.
* Ưu điểm: Ưu điểm của rèn tự do:
Thiết bị rèn đơn giản , vốn đầu tư ít.
Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc như rỗ khí, rỗ co.. .Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ , tạo được các tổ chức thớ uốn xoắn , do đó làm tăng cơ tính sản phẩm.
* Nhược điểm: Các nhược điểm của rèn tự do:
Độ chính xác kích thước , độ bóng bề mặt kém.
Chất lượng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa các loạt gia công chất lượng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chức nơi làm việc.
4.5. Lập thứ tự nguyên công:
4.5.1 Xác định đường lối công nghệ :
Với dạng sản xuất loạt lớn và để phù hợp điều kiện sản xuất ở nước ta là các máy chủ yếu là máy vạn năng nên ta chọn phương án gia công tập trung nguyên công và gia công tuần tự các bề mặt.
4.5.2 Lập tiến trình công nghệ
Nguyên công 1 : Phay 2 mặt đầu lớn của càng
Nguyên công 2 : Khoan-khoét-doa-vát mép 2 lỗ f11
Nguyên công 3 : Phay 4 mặt đầu còn lại
Nguyên công 4 : Khoan- tarô lỗ f8
Nguyên công 5 : Kiểm tra độ không song song của 2 lỗ f11
4.5.2.1. Nguyên công 1: phay 2 mặt đầu thứ nhất.
* Định vị và kẹp chặt: Dùng Etô tự định tâm để định vị và kẹp chặt chi tiết
* Chọn máy : Máy phay đứng vạn năng 6H12.
Mặt làm việc của bàn máy : 400 ´ 1600mm.
Công suất động cơ: N = 10kw, hiệu suất máy h = 0,75.
Tốc độ trục chính:
30 ; 37,5 ; 47,5 ; 60 ; 75 ; 95 ; 118 ; 150 ; 190 ; 135 ; 300 ; 375 ; 475 ; 600 ; 750 ; 950 ; 1180 ; 1500.
4.5.2.3. Nguyên công 3 : Phay mặt đầu nhỏ
* Định vị : Dùng phiến tì để tì vào mặt đầu của càng hạn chế 3 bậc tự do,chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do,chốt tì có khía nhám hạn chế 1 bậc tự do còn lại
* Chọn máy : Máy phay đứng vạn năng 6H12.
Mặt làm việc của bàn máy : 400 ´ 1600mm.
Công suất động cơ: N = 10kw, hiệu suất máy h = 0,75.
Tốc độ trục chính:30 ; 37,5 ; 47,5 ; 60 ; 75 ; 95 ; 118 ; 150 ; 190 ; 135 ; 300 ; 375 ; 475 ; 600 ; 750 ; 950 ; 1180 ; 1500.
Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy: Pmax=19,650N(2000kg).
4.5.2.5. Nguyên công 5: Kiểm tra độ song song của 2 lỗ f11
Chi tiêt cần kiểm tra được gá trên chốt, chốt được cố định trên than hoặc đặt trên hai khối chữ V ở hai đầu. Lồng trục kiểm tra vào lỗ thứ 2, Dùng tay quay càng cho đến khi trục kiểm tra chạm vào cữ tỳ (quay quanh chốt). Hiệu số của 2 đồng hồ ở 2 vị trí là độ không song song của 2 lỗ.
KẾT LUẬN
Sau thời gian gần 3 tháng làm đồ án, được sự hướng dẫn tận tình của thầy: TS.................. cũng như sự giúp đỡ của các thầy giáo khác trong bộ môn, em đã hoàn thành những yêu cầu và nhiệm vụ của Đồ án tốt nghiệp.
Trong đồ án này em đã “Tính toán thiết kế ly hợp xe hyundai HD 170” đảm bảo được những yêu cầu cơ bản như:
- Đảm bảo truyền được mô men quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào.
- Đóng êm dịu để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các bánh răng của hộp số khi ô tô khởi hành và sang số lúc ô tô đang chuyển động.
- Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn nhất.
- Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, điều khiển dễ dàng.
- Kết cấu đơn giản, trọng lượng nhỏ, tuổi thọ cao, điều chỉnh và chăm sóc dễ dàng.
Trong quá trình thực hiện đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót em mong các thầy giáo chỉ bảo để sửa chữa, rút kinh nghiệm để khi ra trường trở thành một kỹ sư có trình độ vững vàng hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy và sự hướng dẫn tận tình của các thầy giáo khác trong bộ môn.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hướng dẫn đồ án môn học thiết kế ly hợp ô tô máy kéo
Tác giả : Lê Thị Vàng - XB ĐHBK HN 1992
[2]. Cấu tạo và lý thuyết ô tô máy kéo
Tác giả: Dương Văn Đức -XB ĐHXD HN 2005
[3]. Chi tiết máy tập 1,2
Tác giả : Nguyễn Trọng Hiệp - XB ĐH-THCN 1969
[4]. Sức bền vật liệu
Tác giả : Phạm Ngọc Khánh ,Trịnh Đình Trâm - NXB ĐHXD
[5]. Thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy
Tác giả - ĐH KH KT 2008
[6]. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1,2,3
Tác giả : Nguyễn Đắc Lộc , Trần Đức Tốn
[7].At lát đồ gá-Trần Văn Địch-NXBKHKT2006
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"