MỤC LỤC
MỤC LỤC...ii
LỜI NÓI ĐẦU.. iii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ.. 1
1.1.Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp. 1
1.1.1. Công dụng ly hợp. 1
1.1.2. Phân loại ly hợp. 1
1.1.3. Yêu cầu ly hợp. 4
1.2. Cấu tạo chung của ly hợp. 5
1.2.1. Cấu tạo cơ cấu ly hợp. 5
1.2.2. Dẫn đông ly hợp. 12
1.3 . Phân tích lựa chọn phương án thiết kế. 18
1.3.1. Giới thiệu xe tham khảo. 18
1.3.2. Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế. 20
1.4 Mục tiêu, phương pháp, nội dung nghiên cứu. 23
1.4.1. Mục tiêu. 23
1.4.2. Phương pháp. 23
1.4.3. Nội dung. 23
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ LY HỢP DỰA TRÊN XE CƠ SỞ 8 TẤN TMT CỬU LONG 24
2.1. Tính toán các thông số cơ bản. 24
2.2. Thiết kế cơ cấu ly hợp. 24
2.2.1. Thiết kế. 24
2.2.2 Kiểm nghiệm.. 29
2.3. Tính tóan dẫn động. 53
2.3.1 . Tính toán cụm sinh lực. 53
2.3.2. Xác định hành trình của bàn đạp. 61
2.3.3. Tính van phân phối 62
CHƯƠNG 3: SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG LY HỢP. 69
3.1. Những hư hỏng chính của cụm ly hợp. 69
3.2. Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa ly hợp. 72
3.2.1. Kiểm tra, sửa chữa. 72
3.2.2. Kiểm tra, điều chỉnh ly hợp. 79
KẾT LUẬN.. 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 84
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghiệp ô tô Việt Nam đang trong những bước đầu thịnh hành và phát triển nên mới chỉ dừng lại ở việc nhập khẩu tổng thành, lắp ráp các mẫu xe sẵn có, chế tạo một số chi tiết đơn giản và sửa chữa. Do đó, một vấn đề lớn đặt ra trong giai đoạn này là tìm hiểu và nắm vững kết cấu của từng cụm hệ thống trên xe hiện đại, phục vụ quá trình khai thác, sử dụng đạt hiệu quả cao nhất, từ đó có thể từng bước làm chủ công nghệ. Xuất phát từ những yêu cầu và đặc điểm đó, em đã thực hiện nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tính toàn thiết kế ly hợp trên xe tải 8 tấn”.
Với đề tài như trên, phần đầu đồ án em sẽ giới thiệu sơ lược về ô tô tải cửu long 8 tấn, trình bày công dụng, bố trí chung, yêu cầu và cách phân loại ly hợp, xác định loại ly hợp thường được sử dung trên xe tải 8 tấn. Phần tiếp theo đi sâu nghiên cứu, phân tích kết cấu của ly hợp trên ô tô và các phần tử trong ly hợp. Để phục vụ tốt hơn cho quá trình khai thác, phần tính toán em sẽ tiến hành kiểm nghiệm trên ô tô cụ thể, nhằm làm quen với mô hình tính toán kiểm nghiệm. Trên cơ sở đó, phần cuối của đồ án sẽ đưa ra các hướng dẫn trong quá trình khai thác, sử dụng đối với ly hợp xe tải.
Được sự hướng dẫn của thầy giá: TS……………., cùng với sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ của đồ án này. Vì thời gian và kiến thức có hạn chế nên trong đồ án tốt nghiệp này còn mắc một số sai sót nhất định. Vì vậy em mong muốn nhận được ý kiến đóng góp của các thầy trong bộ môn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Hà nội, 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 và yêu cầu của ly hợp
1.1.1. Công dụng ly hợp
Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó có công dụng là :
- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển.
- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ôtô khởi hành hoặc chuyển số.
1.1.2. Phân loại ly hợp
Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách :
+ Phân loại theo phương pháp truyền mômen.
+ Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp.
+ Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép.
+ Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp.
a. Phân loại theo phương pháp truyền mômen
Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau :
Loại 1 : Ly hợp ma sát : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát, nó gồm các loại sau :
- Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có :
+ Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa hoặc nhiều đĩa).
+ Ly hợp ma sát loại hình nón.
+ Ly hợp ma sát loại hình trống.
- Theo đặc điểm của môi trường ma sát gồm có :
+ Ma sát khô.
+ Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu).
Loại 2 : Ly hợp thủy lực : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng (thường là dầu).
b. Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp
Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau :
Ly hợp thường đóng : loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay.
Ly hợp thường mở : loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C - 100 , C - 80 , MTZ2 ...
d. Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp
Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau :
Loại 1 : Ly hợp điều khiển tự động.
Loại 2 : Ly hợp điều khiển cưỡng bức.
1.1.3. Yêu cầu ly hợp
Ly hợp là một trong những hệ thống chủ yếu của ôtô, khi làm việc ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau :
- Truyền hết mômen của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào. Muốn vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen cực đại của động cơ (có nghĩa là hệ số dự trữ mômen b của ly hợp phải lớn hơn 1).
- Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của hộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động.
1.2. Cấu tạo chung của ly hợp
1.2.1. Cấu tạo cơ cấu ly hợp
a. Ly hợp 1 đĩa
Kết cấu
Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì người ta chia thành 2 bộ phận :
- Cơ cấu ly hợp : là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực.
- Dẫn động ly hợp : là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp.
* Kết cấu ly ma sát khô 1 đĩa :
- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9. Vỏ ly hợp được lắp ghép với bánh đà 2 nhờ các bulông 23. Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết với nhau bằng lò xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu được tán cố định với vỏ ly hợp bằng các đinh tán và đầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông.
- Đĩa bị động của ly hợp trên xe ZIL-130 :
Xương đĩa bị động được chế tạo bằng thép và có xẻ rãnh. Đĩa ma sát được lắp ghép với xương đĩa bằng các đinh tán. Bộ giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn đặt xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát.
b. Ly hợp 2 đĩa
Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ ly hợp 8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng. Khi này mômen từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép 5 và lò xo ép 7.
1.2.2. Dẫn đông ly hợp
a. Phương án 1 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí.
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các 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 bằng 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 xilanh công tác.
c. Phương án 3 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén.
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn và áp lực của dầu trong các xilanh lực. Đồng thời kết hợp với áp lực của khí nén lấy từ các máy nén khí.
Nguyên lý làm việc :
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho tay đòn bàn đạp quay quanh O1 và đẩy cần piston của xilanh chính 3 đi xuống (theo chiều mũi tên). Dầu từ xilanh chính 3 được piston nén lại và theo đường ống dẫn dầu 4 vào xilanh thủy lực 8. áp lực dầu tác dụng vào mặt piston xilanh thủy lực 9 và đẩy nó cùng cần piston 10 sang phải. Làm cho càng mở ly hợp 11 quay quanh O2 và đẩy bạc mở ly hợp 12 sang trái (theo chiều mũi tên). Ly hợp được mở.
1.3. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế
1.3.1. Giới thiệu xe tham khảo
Xe tải ben 8 tấn Cửu Long 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. Sức chở của ôtô là 8 tấn. Loại xe này được nhà máy chế tạo ôtô mang tên Cửu Long motor sản xuất. Xe có một cabin là loại cabin lật, trên cabin có 2 chỗ ngồi và 1 chỗ ngủ. Vỏ cabin bằng kim loại và bố trí động cơ ở phía dưới. Thùng xe được chế tạo bằng sắt và có 3 thành mở lật ra được.
Các thông số kỹ thuật của xe tải 8 tấn TMT Cửu Long thể hiện như bảng 1.1.
1.3.2. Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế
a. Lựa chọn cơ cấu ly hợp hai đĩa lò xo ép
- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm bánh đà 24 bắt với vỏ trong ly hợp 19 bằng các bu lông. Để thực hiện mở ly hợp một cách nhanh chóng và dứt khoát thì giữa đĩa ép trung gian 26 và bánh đà 24 có đặt lò xo đẩy 1.
- Khi các bề mặt ma sát của tấm ma sát của đĩa bị động bị mòn nhiều, nhờ có cơ cấu đó sẽ làm cho đĩa ép trung gian di chuyển đến gần bánh đà hơn. Đai ốc 4 có vòng cách tỳ lên vỏ ly hợp, đẩy cho bulông hạn chế di chuyển dọc trục của nó, nên duy trì được khe hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp.
b. Lựa chọn dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén.
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối. Đồng thời kết hợp với lực đẩy của khí nén.
Nhận xét : Qua phân tích, tìm hiểu kết cấu, nguyên lý hoạt động, xem xét ưu điểm và nhược điểm của từng phương án dẫn động điều khiển ly hợp, ta thấy Phương án : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén phù hợp để áp dụng cho việc thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 8 tấn trên cơ sở xe tải ben 8 tấn Cửu Long
Phương án này đảm bảo nguyên tắc :
- 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.
1.4 Mục tiêu, phương pháp, nội dung nghiên cứu
1.4.1. Mục tiêu
Tìm hiểu được tổng quan hệ thống và thiết kế được cơ cấu ly hợp đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật và phù hợp điều kiện làm việc.
1.4.2. Phương pháp
Sự kết hợp giữa phương pháp nghiên cứu lý thuyết. Tính toán thiết kế thông số chi tiết và nghiên cứu theo các tài liệu hướng dẫn có độ tin cậy cao, kết hợp với việc quan sát, đo đạc thực tế trên xe thiết kế để lựa chọn thiết kế các thông số phù hợp đưa ra quy trình công nghệ.
1.4.3. Nội dung
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu thì đồ án bao gồm một số nội dung cơ bản sau:
Chương 1: Tổng quan về ly hợp
Chương 2: Tính toán thiết kế cơ cấu ly hợp
Chương 3: Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa ly hợp
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ LY HỢP DỰA TRÊN XE CƠ SỞ 8 TẤN TMT CỬU LONG
2.1. Tính toán các thông số cơ bản
Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mômen của động cơ và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Với hai yêu cầu như vậy mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức :
Mc = b . Me max (2.1)
Ta chọn b = 2 vì thỏa mãn các điều kiện bền sau khi thí nghiệm.
=> Vậy mômen ma sát của ly hợp :
Mc = b . Me max = 2 . 68 = 136 kGm = 1334,16 Nm
2.2. Thiết kế cơ cấu ly hợp
2.2.1. Thiết kế
a.Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
* Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động
Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức :
Mc = b . Me max = m . På . Rtb . I (2.2)
+ Nếu ta giảm đường kính ngoài từ D2 = 430 mm xuống D2 = 350 mm (lấy theo xe tham khảo) và tăng số đôi bề mặt ma sát thì phương án này là phù hợp. Vậy ta chọn phương án này.
Ta có D2 = 350 mm => Bán kính ngoài của đĩa ma sát : R2 = 175 mm
Bán kính trong của đĩa ma sát được tính theo bán kính ngoài :
R1 = (0,53 -0,75) R2 = (0,53 - 0,75) . 175 = (92,75 -131,25) mm
=> Vì động cơ lắp trên xe MA3-5335 là loại động cơ Điêzen nên ta chọn trị số R1 nhỏ. R1 = 100 mm
=> Bán kính ma sát trung bình được tính theo công thức : Rtb = 141 mm
Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn Þ 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 = 1,815 kG/cm2
Vậy q = 1,815 kG/cm2 < [q] = 2 kG/cm2
Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép.
b. 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.
* Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ
=> Vậy công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ : L = 6716,35 KGm
* Xác định công trượt riêng
Tra bảng 4 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định công trượt riêng cho phép :
Với ôtô tải có trọng tải > 5 tấn => [lo] = 4,0 ¸ 6,0 KGm/cm2
=> lo = 2,6 KGm/cm2 < [lo]
Vậy công trượt riêng thỏa mãn điều kiện cho phép.
* 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
Tra bảng 5 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định trọng lượng của đĩa ép trung gian : Gt = 12 kG
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.
Như vậy đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài có khối lượng tương đương nhau, bánh đà có khối lượng lớn hơn. Nhưng khi bị trượt thì đĩa ép trung gian có độ tăng nhiệt độ gấp hai lần so với đĩa ép ngoài và bánh đà. Do đó ta chỉ cần kiểm tra độ tăng nhiệt độ của đĩa ép trung gian nên đảm bảo điều kiện cho phép là được.
=> DT = 5,69 oC < [DT]. Vậy đĩa ép trung gian thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép.
2.2.2 Kiểm nghiệm
a. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp
* Tính sức bền đĩa bị động
Chiều dày xương đĩa thường chọn từ (1,5 - 2,0) mm. Ta chọn dx = 2 mm
Chiều dày tấm ma sát thường chọn từ (3 - 5) mm. Ta chọn d = 4,5 mm
Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức :
F1 = 87,51 kG
F2 = 119,92 kG
ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài :
tc2 = 36,95 kG/cm2 < [tc]
scd2 = 83,28 kG/cm2 < [scd]
=> Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.
* Tính sức bền lò xo ép của ly hợp
- Ta dùng lò xo ép là loại lò xo trụ đặt xung quanh.
- Vật liệu chế tạo lò xo ép là thép 60C2 , có ứng suất xoắn cho phép là : [t] = (5000 - 7000) kG/cm2
- Số lượng lò xo ép được chọn theo đường kính ngoài của đĩa bị động.
Lực cực đại tác dụng lên mỗi lò xo ép cho phép trong khoảng Plx £ 100 kG
Với đường kính ngoài của đĩa bị động : D2 = 350 mm
Tra bảng 7 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định số lượng lò xo ép là zlx = 24
- Sơ đồ trình bày đặc tính chịu tải của lò xo và biến dạng của lò xo khi đóng và mở ly hợp.
Khi mở ly hợp lò xo lại biến dạng thêm một lượng Dl và tương ứng với lực ép là :
-> P'å = 1,2 På = 1,2 . 1205,7 = 1446,84 kG
Đường kính dây lò xo được xác định theo công thức : d = 0,44 cm » 5 mm
Đường kính trung bình của vòng lò xo : D = C . d = 6,4 . 5 = 32 mm
Vậy số vòng làm việc của lò xo :
=> no = 3,8 vòng » 4 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 (2.13)
Tra bảng 8 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định hệ số tập trung ứng suất k : Với D/d = 6,4=> k = 1,25
t = 4914 kG/cm2 < [t] = 5000 kG/cm2
* Tính sức bền lò xo giảm chấn của ly hợp
Mmax = 112,11 kGm = 11211 kGcm
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 (2.15)
Thường lấy M2 = 25% Mmax = 25% . 11211 = 2802,75 kGcm
=> M1 = Mmax - M2 = 11211 - 2802,75 = 8408,25 kGcm
Độ cứng được xác định theo công thức :
S = 17,4 . R12 . K . Z1 (kGcm) (2.16)
Trong đó :
K - độ cứng của một lò xo (kG/cm). K = 1,3 kG/cm
Z1 = 6 - số lượng lò xo giảm chấn đặt trên một moayơ.
=> S = 17,4 . R12 . K . Z1 = 17,4 . 8,22 . 1,3 . 6 = 9125,81 kGcm
* Tính sức bền các chi tiết truyền lực tới đĩa chủ động
Vì ly hợp lắp trên xe tải ben 8 tấn Cửu Long là loại ly hợp có hai đĩa chủ động, nên ta phải dùng chốt để truyền lực từ bánh đà đến đĩa chủ động.
Chốt truyền lực gồm 4 chốt, được chế tạo liền với bánh đà. Vật liệu chế tạo chốt là thép 35, có ứng suất cho phép là :
[tc] = 100 kG/cm2 ; [scd] = 200 kG/cm2 ; [su] = 6000 kG/cm2
[sK] = (1600 - 1800) kG/cm2 ; [sn] = (2400 - 2700) kG/cm2
Các thông số trên được chọn theo xe tham khảo.
=> Q1 = 45 kG ; Q2 = 22 kG
* Tính sức bền trục ly hợp
+) 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
Tính lực vòng : Pv1 = 1217 N
Tính lực hướng tâm : Pr1 = 466 N
Tính lực dọc trục : Pa1 = Pv1 . tgb = 1217 . tg18o = 395 N
+) 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 = 68 . 5,26 = 357,68 N
Tính lực hướng tâm : Pr2 = Pv2 . tga = 2805 . tg20o = 1021 N
Tính lực dọc trục : Pa2 = 0 (bánh răng trụ răng thẳng).
+) Tính các phản lực tác dụng lên trục ở vị trí lắp ổ lăn :
Tính các phản lực tại 2 gối đỡ trên trục thứ cấp hộp số :
Nhận xét : Nếu ta gọi hai 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 hai 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 = 723 N
Fy13 = Fy23 = 263 N
+) Tính các mômen trên trục ly hợp và vẽ biểu đồ mômen :
Ta đặt trục ly hợp trong hệ trục (Oxyz).
åMy = My - Fx13 . l2 + Pv1 . l2 = 0
=> My = Fx13 . l2 - Pv1 . l2 = 723 . 41 - 1217 . 41 = - 20254 Nmm
åMz = Mz - Pv1 . ra = 0
=> Mz = Pv1 . ra = 1217 . 55,86 = 67982 Nmm
Vẽ biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn.
* Tính sức bền các đòn dẫn động
+). Đòn mở ly hợp :
Vật liệu chế tạo đòn mở là thép 35 được Xianuya hóa bề mặt làm việc, có ứng suất uốn cho phép là [su] = 6000 kG/cm2
Thay số được: Pđ = 75 kG
Nhận xét : Tiết diện của đòn mở tại vị trí lắp càng nối (tại O) là mặt cắt nguy hiểm. Ta có :
Mu = Pđ . m = 75 . 97 = 7275 kGmm ứng suất uốn tại tiết diện nguy hiểm. Ta thấy rằng mặt cắt tại tiết diện nguy hiểm là một hình chữ nhật có kích thước là : 24 mm x 12 mm và có khoan lỗ f14,8 mm
+) Bàn đạp ly hợp :
Vật liệu chế tạo bàn đạp ly hợp là thép 35, có ứng suất uốn cho phép là: [su] = 6000 kG/cm2
Để kiểm tra sức bền của bàn đạp ly hợp, ta lấy lực cực đại của người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp là : Qbđ = 40 kG
Mu = Qbđ . a = 40 . 400 = 16000 kGmm ứng suất uốn :
Wu = 3,3 cm3
su = 485 kG/cm2
Các thông số b, h được chọn theo xe tham khảo.
=> Vậy su = 485 kG/cm2 < [su] = 6000 kG/cm2
Bàn đạp ly hợp đảm bảo độ bền cho phép.
2.3. Tính tóan dẫn động
2.3.1. Tính toán cụm sinh lực
Tính toán cụm sinh lực chủ yếu là xác định kích thước cơ bản của bộ phận chấp hành. Trong quá trình tính toán thiết kế phải đảm bảo các yêu cầu :
- Giảm được lực bàn đạp và cải thiện cường độ lao động cho người lái.
- Hệ thống dẫn động có cường hóa phải đảm bảo tính chép hình.
- Kết cấu đơn giản, tháo lắp và bảo dưỡng dễ dàng.
a. Xác định lực tác dụng lên piston cường hóa :
Vậy lực của người lái tác dụng lên bàn đạp khi chưa có cường hóa : Qbđ = 53 kG
Khi có cường hóa, chọn lực tác dụng lên bàn đạp là Qbđ . Lực này vừa để khắc phục sức cản của các lò xo kéo bàn đạp, lò xo của van phân phối khí, ma sát trong các khâu khớp dẫn động, vừa để gây cảm giác mở ly hợp cho người lái. Tra bảng 6 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", với ôtô tải thì lực của người lái tác dụng lên bàn đạp là Qbđ = 8 - 20 kG => Ta chọn Qbđ = 20 kG
b. 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 (2.27)
Vậy hành trình của piston : S pt = S lv + S td = 21,89 + 4,23 = 26,12 mm
c. Tính cần piston :
+ Cần piston được xác định theo công thức kinh nghiệm :
dc = (0,1 - 0,35) dpt (2.28)
Trong đó : dpt - đường kính piston. dpt = 10 cm
=> dc = (0,1 ¸ 0,35) dpt = 0,1 . 10 = 1 cm
2.3.2. Xác định hành trình của bàn đạp
Hành trình của bàn đạp dùng để mở van phân phối được xác định theo công thức :
S v = i3 . iv (dv + dov) (mm) (2.32)
Hành trình toàn bộ của bàn đạp ly hợp khi có cường hóa :
S' t = Dl . ic + d . i1 + i3 . iv (dv + dov) = S lv + S o + S v (2.35)
Với: [S t] - hành trình toàn bộ cho phép của bàn đạp ly hợp.
Tra bảng 6 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định hành trình cho phép : [S t] £ 150 mm
=> S' t = S lv + S o + S v = 90,07 + 13,86 = 103,93 mm < [St]
Vậy hành trình của bàn đạp tính toán đạt yêu cầu cho phép.
2.3.3. Tính van phân phối
Van phân phối là cụm cơ cấu có tác dụng điều tiết lượng khí nén cho cụm sinh lực hoạt động. Để có thể thay đổi lượng khí nén vào xilanh công tác thì van phân phối thực hiện việc đóng mở van theo lực bàn đạp của người lái.
=> t = 3600 kG/cm2 < [t]. Vậy lò xo hồi vị van đảm bảo độ bền cho phép.
CHƯƠNG 3: SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG LY HỢP
3.1. Những hư hỏng chính của cụm ly hợp
Những hư hỏng chính của cụm ly hợp như bảng 3.1.
3.2. Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa ly hợp
3.2.1. Kiểm tra, sửa chữa
a, Đĩa ma sát
Hư hỏng - nguyên nhân:
Bề mặt của tấm ma sát bị dính dầu, mỡ.
Bề mặt của tấm ma sát bị chai cứng, cháy xám, nứt vỡ do nhiệt độ cao, bị cong vênh.
b, Đĩa ép
Hư hỏng:
Bị mòn do ma sỏt khi đĩa ép và đĩa ma sát bị trượt trong khi cắt, nối ly hợp.
Bị đinh tán cào xước.
Bị rạn nứt, cong vênh, cháy xám do nhiệt phát sinh khi ly hợp bị trượt.
c, Đòn mở ly hợp
Hư hỏng
Bị mũn đầu đòn mở, chỗ tiếp xúc với vòng bi tê.
Chỗ lắp với chốt nối đĩa ép bị mòn
f, Trục ly hợp
Hư hỏng, nguyên nhân:
Trục ly hợp bị mòn lỗ lắp ghép vòng bi do thỏo lắp khụng đúng kỹ thuật.
g, Cơ cấu điều khiển
Hư hỏng: Trên ô tô hiện nay loại ly hợp ma sát một đĩa thường đóng có bộ phận dẫn động bằng dây cáp và thủy lực.
- Đối với ly hợp dẫn động bằng dây cáp các hư hỏng thường xảy ra là:
+ Dây cáp bị xước, đứt.
+ Đối với dây cáp tự điều chỉnh còn cú hư hỏng là mòn, sứt mẻ bánh răng rẻ quạt, con cóc nguyên nhân do ma sát khi thiếu dầu mỡ bôi trơn.
- Đối với dẫn động bằng thủy lực:
+ Xi lanh bị mũn, xước.
+ Piston, cupen bị mòn, xước, kẹt, lọt khí vào hệ thống.
3.2.2. Kiểm tra, điều chỉnh ly hợp
a, Kiểm tra, điều chỉnh chiều cao bàn đạp
- Kiểm tra: dùng thước dài đo khoảng cách từ sàn xe đến bàn đạp ly hợp. Yêu cầu chiều cao bàn đạp = 170mm. Nếu không đúng cần tiến hành điều chỉnh lại
- Điều chỉnh: Nới lỏng đai ốc hãm và xoay lại bu lông tỳ (bu lông chặn) cho tới khi đạt chiều cao bàn đạp tiêu chuẩn. Xiết đai ốc hãm lại
b, Kiểm tra, điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp
- Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp là khoảng cách đi xuống của bàn đạp ly hợp từ lúc người lái bắt đầu tác động lên bàn đạp đến khi vũng bi T chạm tới đầu đòn mở.
c, Xả e
- Ghi chú: Khi đó tiến hành cụng việc bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống ly hợp hoặc nếu có nghi ngờ bị lọt khí thỡ cần phải tiến hành xả bọt khí.
e, Kiểm tra điểm cắt ly hợp
- Hãy kéo cần phanh tay và dựng các miếng chống để cố định xe.
- Khởi động động cơ và để nó chạy không tải.
KẾT LUẬN
Sau thời gian được giao thiết kế đồ án tốt nghiệp, em đã cố gắng thực hiện và đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao là: “Tính toán thiết kế ly hợp dựa trên xe cơ sở xe tải 8 tấn”. Đồ án đã đạt được những kết quả như sau:
- Phân tích lựa chọn phương án thiết kế phù hợp cho đối tượng nghiên cứu
- Trình bày kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống ly hợp ma sát khô 2 đĩa dẫn động cơ khí có cường hóa khí nén
- Trình bày một số phần tính toán khái niệm ban đầu
- Kết quả kiểm nghiệm cho thấy rằng hệ thống thiết kế đảm bào được điều kiện làm việc
- Xây dựng được quy trình chẩn đoán bảo dưỡng kỹ thuật của hệ thống ly hợp
- Đã xây dựng được quy trình công nghệ khai thác kỹ thuật cho hệ thống ly hợp
Quá trình lựa chọn các thông số và kích thước của ly hợp được em tiến hành một cách chính xác và đảm bảo độ tin cậy cao. Quá trình kiểm nghiệm ly hợp cũng được em tiến hành cẩn thận và đã cho những kết quả nằm trong giới hạn an toàn cho phép. Từ đó em có thể kết luận hệ thống ly hợp em đã thiết kế hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu cơ bản đối với một cụm ly hợp. Như vậy đồ án của em đã giải quyết được các yêu cầu đề ra, cả về mặt lý thuyết cũng như khả năng ứng dụng thực tế.
Đồ án này có thểm sử dụng làm tài liệu tham khảo khi nghiên cứu về ly hợp và cho sinh viên tham khảo. Kết quả đồ án làm cơ sở để xây dựng quy trình thiết kế chi tiết nằm trong hệ thống. Quy trình công nghệ kỹ thuật có thể áp dụng cho các hệ thống tương tự.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hướng dẫn đồ án môn học
Thiết kế hệ thống ly hợp của Ôtô - Máy kéo
Lê Thị Vàng - Hà Nội 2006
2. Tập bài giảng Thiết kế tính toán Ôtô
PGS. TS. Nguyễn Trọng Hoan - Hà Nội 2008
Phạm Vỵ , Dương Ngọc Khánh - Hà Nội 2008
4. Sổ tay Ôtô
Bộ giao thông vận tải Liên Xô
Viện nghiên cứu khoa học vận tải ôtô
Nhà xuất bản công nhân kỹ thuật - Hà Nội 1984
5. Tài liệu Cửu long motor
6. Cấu tạo Ôtô
7. Bản vẽ kết cấu ly hợp Ôtô - Máy kéo
Người soạn : Nguyễn Hữu Cẩn - Xuất bản 1966
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"