Thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 8 tấn

MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 3 Chương 1 : Tổng quan về hệ thống ly hợp trên ôtô 8 1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp 8 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô 13 Chương 2 : Lựa chọn phương án thiết kế 18 1. Các thông số tham khảo của xe ôtô tải 8 tấn 18 2. Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp lắp trên một số xe ôtô 21 3. Lựa chọn phương án dẫn động điều khiển ly hợp loại đĩa ma sát 29 Chương 3 : Nội dung thiết kế tính toán 39 1. Xác định mômen ma sát của ly hợp 39 2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp 39 2.1. Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động 39 2.2. Xác định số lượng đĩa bị động 41 3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 42 3.1. Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ 42 3.2. Xác định công trượt riêng 43 3.3. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết 44 4. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 45 4.1. Tính sức bền đĩa bị động 45 4.2. Tính sức bền moayơ đĩa bị động 48 4.3. Tính sức bền lò xo ép của ly hợp 50 4.4. Tính sức bền lò xo giảm chấn của ly hợp 54 4.5. Tính sức bền các chi tiết truyền lực tới đĩa chủ động 58 4.6. Tính sức bền trục ly hợp 60 4.7. Tính sức bền các đòn dẫn động 69 5. Tính toán hệ thống dẫn động của ly hợp 70 5.1. Tính cụm sinh lực 74 5.2. Xác định hành trình của bàn đạp 82 5.3. Tính van phân phối 84 Chương 4 : Quy trình công nghệ gia công chi tiết 91 Tài liệu tham khảo 100 LỜI NÓI ĐẦU Trên thế giới cũng như ở nước ta, nền kinh tế quốc dân luôn đòi hỏi chuyên chở một khối lượng hàng hóa, hành khách rất lớn và cùng với sự phát triển của nền kinh tế thì lượng hàng hóa, hành khách yêu cầu được chuyên chở ngày càng lớn. Vì thế, để tạo điều kiện cho kinh tế phát triển đòi hỏi ngành giao thông vận tải phải không ngừng phát triển cả về quy mô và chất lượng. Ở Việt Nam việc phát triển ngành ôtô đã được Đảng và Nhà nước hết sức quan tâm. Về quan điểm phát triển : - Công nghiệp ôtô là ngành Công nghiệp rất quan trọng cần được ưu tiên phát triển để góp phần phục vụ có hiệu quả quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và xây dựng tiềm lực an ninh, quốc phòng của đất nước. - Phát triển nhanh ngành Công nghiệp ôtô trên cơ sở thị trường và hội nhập với nền kinh tế thế giới ; lựa chọn các bước phát triển thích hợp, khuyến khích chuyên môn hóa - hợp tác hóa nhằm phát huy lợi thế, tiềm năng của đất nước ; đồng thời tích cực tham gia quá trình phân công lao động và hợp tác quốc tế trong ngành Công nghiệp ôtô. - Phát triển ngành Công nghiệp ôtô phải gắn kết với tổng thể phát triển công nghiệp chung cả nước và các chiến lược phát triển các ngành liên quan đã được phê duyệt, nhằm huy động và phát huy tối đa các nguồn lực của mọi thành phần kinh tế, trong đó doanh nghiệp nhà nước giữ vai trò then chốt. - Phát triển ngành Công nghiệp ôtô trên cơ sở tiếp thu công nghệ tiên tiến của thế giới, kết hợp với việc đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu - phát triển trong nước và tận dụng có hiệu quả cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện có, nhằm nhanh chóng đáp ứng nhu cầu trong nước về các loại xe thông dụng với giá cả cạnh tranh, tạo động lực thúc đẩy các ngành công nghiệp hỗ trợ trong nước phát triển nhằm đẩy nhanh quá trình sản xuất linh kiện, phụ tùng trong nước. - Phát triển ngành Công nghiệp ôtô phải phù hợp với chính sách tiêu dùng của đất nước và phải bảo đảm đồng bộ với việc phát triển hệ thống hạ tầng giao thông ; các yêu cầu về bảo vệ và cải thiện môi trường. Về mục tiêu phát triển : - Xây dựng và phát triển ngành Công nghiệp ôtô Việt Nam để đến năm 2020 trở thành một ngành Công nghiệp quan trọng của đất nước, có khả năng đáp ứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trường trong nước và tham gia vào thị trường khu vực và thế giới. - Một số mục tiêu cụ thể : + Về các loại xe thông dụng (xe tải, xe khách, xe con) : Đáp ứng khoảng 40 - 50% nhu cầu thị trường trong nước về số lượng và đạt tỷ lệ sản xuất trong nước (hàm lượng chế tạo trong nước) đến 40% vào năm 2005 ; đáp ứng trên 80% nhu cầu thị trường trong nước về số lượng và đạt tỷ lệ sản xuất trong nước 60% vào năm 2010 (riêng động cơ phấn đấu đạt tỷ lệ sản xuất trong nước 50%, hộp số đạt 90%). + Về các loại xe cao cấp : Các loại xe tải, xe khách cao cấp đạt tỷ lệ sản xuất trong nước 20% vào năm 2005 và 35 - 40% vào năm 2010, đáp ứng 80% nhu cầu thị trường trong nước. + Về động cơ, hộp số và phụ tùng : Lựa chọn để tập trung phát triển một số loại động cơ, hộp số, bộ truyền động và phụ tùng với số lượng lớn phục vụ lắp ráp ôtô trong nước và xuất khẩu.

docx101 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 10/06/2013 | Lượt xem: 1649 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 8 tấn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
xo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : no = Trong ®ã : G - m«®un ®µn håi dÞch chuyÓn. G = 8 . 105 kG/cm2 D - ®­êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo. §­êng kÝnh d©y lß xo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : d = (cm) Trong ®ã : = C = 5 ¸ 8 ® Ta chän = 6,4 VËt liÖu chÕ t¹o lß xo th­êng lµ thÐp cacbon cao 85, thÐp 65G, thÐp 60C2 . øng suÊt xo¾n cho phÐp trong kho¶ng [t] = 5000 ¸ 7000 kG/cm2 ® Ta chän [t] = 5000 kG/cm2 Þ d = = = 0,44 cm » 5 mm §­êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo : D = C . d = 6,4 . 5 = 32 mm VËy sè vßng lµm viÖc cña lß xo : Þ no = = = 3,8 vßng » 4 vßng §Ó ®¶m b¶o kho¶ng lµm viÖc vµ chiÒu dµi ®éng häc th× ta chän sè vßng lµm viÖc cña lß xo : no = 5 vßng Sè vßng toµn bé cña lß xo : n = no + 2 = 5 + 2 = 7 vßng ChiÒu dµi toµn bé cña lß xo ë tr¹ng th¸i tù do : L = (no + 2) d + d1 (no + 1) + Dl Trong ®ã : d1 - khe hë cùc tiÓu gi÷a vßng lß xo khi më ly hîp, th­êng chän d1 = (0,5 ¸ 1) mm ® Ta chän d1 = 1 mm Þ L = (5 + 2) . 5 + 1 . (5 + 1) + 2 = 43 mm TÝnh lß xo theo øng suÊt c¾t : t = £ [t] (kG/cm2) Trong ®ã : t - øng suÊt sinh ra khi lß xo lµm viÖc (khi më ly hîp). [t] - øng suÊt xo¾n cho phÐp. [t] = 5000 ¸ 7000 kG/cm2 k - hÖ sè tËp trung øng suÊt. Tra b¶ng 8 S¸ch h­íng dÉn "ThiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp cña «t«", ta x¸c ®Þnh hÖ sè tËp trung øng suÊt k : Víi D/d = 6,4 ® k = 1,25 t = = = 4914 kG/cm2 < [t] = 5000 kG/cm2 Þ VËy lß xo Ðp ®¶m b¶o ®ñ ®iÒu kiÖn bÒn. 4.4. TÝnh søc bÒn lß xo gi¶m chÊn cña ly hîp Lß xo gi¶m chÊn ®­îc ®Æt ë ®Üa bÞ ®éng ®Ó tr¸nh hiÖn t­îng céng h­ëng ë tÇn sè cao cña dao ®éng xo¾n do sù thay ®æi m«men cña ®éng c¬ vµ cña hÖ thèng truyÒn lùc. §ång thêi ®¶m b¶o truyÒn m«men mét c¸ch ªm dÞu tõ ®Üa bÞ ®éng ®Õn moay¬ trôc ly hîp. M«men cùc ®¹i cã kh¶ n¨ng Ðp lß xo gi¶m chÊn ®­îc x¸c ®Þnh sau : Mmax = Trong ®ã : Gb - träng l­îng b¸m cña «t« (kG). ë «t« cã bè trÝ cÇu sau chñ ®éng träng l­îng b¸m ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Gb = m2k . G2 G2 : träng l­îng tÜnh t¸c dông lªn c¸c b¸nh xe sau. G2 = 10000 kG m2k : hÖ sè ph©n bè l¹i träng l­îng. Chän m2k = 1,1 ® Gb = m2k . G2 = 1,1 . 10000 = 11000 kG j - hÖ sè b¸m cña ®­êng, víi ®­êng tèt lÊy j = 0,8 rb - b¸n kÝnh lµm viÖc trung b×nh cña b¸nh xe. rb = 0,518 m io - tØ sè truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh. io = 7,73 ih1 - tØ sè truyÒn cña hép sè ë sè truyÒn 1. ih1 = 5,26 if - tØ sè truyÒn cña hép sè phô ë sè truyÒn thÊp. if = 1 Þ Mmax = = = 112,11 kGm = 11211 kGcm M«men quay mµ gi¶m chÊn cã thÓ truyÒn ®­îc b»ng tæng m«men quay cña c¸c lùc lß xo gi¶m chÊn vµ m«men ma s¸t. Mmax = M1 + M2 = P1 . R1 . Z1 + P2 . R2 . Z2 Trong ®ã : M1 - M«men quay cña c¸c lùc lß xo gi¶m chÊn dïng ®Ó dËp t¾t dao ®éng céng h­ëng ë tÇn sè cao. M2 - M«men ma s¸t dïng ®Ó dËp t¾t dao ®éng céng h­ëng ë tÇn sè thÊp. Th­êng lÊy M2 = 25% Mmax = 25% . 11211 = 2802,75 kGcm ® M1 = Mmax - M2 = 11211 - 2802,75 = 8408,25 kGcm R1 - b¸n kÝnh ®Æt lß xo gi¶m chÊn. ® Ta chän R1 = 82 mm Z1 - sè l­îng lß xo gi¶m chÊn ®Æt trªn moay¬. ® Ta chän Z1 = 12 R2 - b¸n kÝnh trung b×nh ®Æt c¸c vßng ma s¸t. ® Ta chän R2 = 65 mm Z2 - sè l­îng vßng ma s¸t (sè ®«i cÆp ma s¸t). ® Ta chän Z2 = 4 m - hÖ sè ma s¸t gi÷a vßng ma s¸t vµ ®Üa bÞ ®éng. P1 - lùc Ðp cña mét lß xo gi¶m chÊn. ® P1 = = = 85,45 kG P2 - lùc t¸c dông lªn vßng ma s¸t. ® P2 = = = 107,8 kG Khi ch­a truyÒn m«men quay, thanh tùa nèi c¸c ®Üa sÏ cã khe hë l1 , l2 tíi c¸c thµnh bªn cña moay¬. Theo s¬ ®å h×nh 3.16 ta cã : l1 - khe hë ®Æc tr­ng cho biÕn d¹ng giíi h¹n cña lß xo khi truyÒn m«men tõ ®éng c¬. l1 d l2 l2 - khe hë ®Æc tr­ng cho biÕn d¹ng giíi h¹n cña lß xo khi truyÒn m«men b¸m tõ b¸nh xe. B §é cøng tèi thiÓu cña lß xo gi¶m chÊn (hay gäi lµ m«men quay t¸c dông lªn ®Üa bÞ ®éng ®Ó xoay ®Üa ®i 1o so víi moay¬). §é cøng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : S = 17,4 . R12 . K . Z1 (kGcm) Trong ®ã : K - ®é cøng cña mét lß xo (kG/cm). K = 1,3 kG/cm Z1 = 6 - sè l­îng lß xo gi¶m chÊn ®Æt trªn mét moay¬. Þ S = 17,4 . R12 . K . Z1 = 17,4 . 8,22 . 1,3 . 6 = 9125,81 kGcm C¸c cöa sæ ®Æt lß xo cña moay¬ cã kÝch th­íc chiÒu dµi lµ A ph¶i nhá h¬n chiÒu dµi tù do cña lß xo mét Ýt, lß xo lu«n ë tr¹ng th¸i c¨ng ban ®Çu, th­êng chän A = (25 ¸ 27) mm Cöa sæ moay¬ Cöa sæ ë tÊm ®Öm ® Ta chän A = 25 mm Khi chuyÓn m«men quay tõ ®éng c¬ vµ tõ b¸nh xe qua bé phËn gi¶m chÊn gièng nhau th× cöa sæ ë moay¬ vµ ë ®Üa bÞ ®éng cã chiÒu dµi nh­ nhau. A a ë c¸c gi¶m chÊn cã ®é cøng kh¸c nhau, A1 R1 chiÒu dµi cöa sæ moay¬ ph¶i bÐ h¬n so víi cöa sæ ë ®Üa mét ®o¹n a = A1 - A Th­êng a = (1,4 ¸ 1,6) mm C¹nh bªn cöa sæ lµm nghiªng 1 gãc (1 ¸ 1,5o) ® Ta chän 1,5o §­êng kÝnh thanh tùa chän d = (10 ¸ 12) mm ®Æt trong kÝch th­íc lç B. ® Ta chän d = 12 mm KÝch th­íc lç B ®­îc x¸c ®Þnh theo khe hë l1 , l2 . C¸c trÞ sè l1 , l2 chän trong kho¶ng tõ (2,5 ¸ 4) mm. ® Ta chän l1 = l2 = 3,5 mm Þ VËy kÝch th­íc ®Æt lç thanh tùa lµ : B = d + l1 + l2 = 12 + 3,5 + 3,5 = 19 mm øng suÊt xo¾n cña lß xo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : t = £ [t] (kG/cm2) Trong ®ã : D' - ®­êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo, th­êng chän D' = (14 ¸ 19) mm ® Ta chän D' = 16 mm d' - ®­êng kÝnh d©y lß xo, th­êng chän d' = (3 ¸ 4) mm. Chän d' = 4 mm P1 - lùc cùc ®¹i t¸c dông lªn mét lß xo gi¶m chÊn (kG). VËt liÖu chÕ t¹o lß xo gi¶m chÊn lµ thÐp 65G, cã øng suÊt xo¾n cho phÐp lµ [t] = (6500 ¸ 8000) kG/cm2 ® Ta chän [t] = 6500 kG/cm2 Þ Pmax = P1 £ = = 1944 kG Sè vßng lµm viÖc cña lß xo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : no = Trong ®ã : G - m«®un ®µn håi dÞch chuyÓn. G = 8 . 105 kG/cm2 l - ®é biÕn d¹ng cña lß xo gi¶m chÊn tõ vÞ trÝ ch­a lµm viÖc ®Õn vÞ trÝ lµm viÖc, th­êng chän l = (2,5 ¸ 4) mm ® Ta chän l = 3 mm Þ no = = = 4,82 vßng » 5 vßng ChiÒu dµi lµm viÖc cña vßng lß xo ®­îc tÝnh theo c«ng thøc (øng víi khe hë gi÷a c¸c vßng lß xo b»ng kh«ng) : l1 = no . d = 5 . 4 = 20 mm ChiÒu dµi cña vßng lß xo ë tr¹ng th¸i tù do : l2 = l1 + l + 0,5 d = 20 + 3 + 0,5 . 4 = 25 mm 4.5. TÝnh søc bÒn c¸c chi tiÕt truyÒn lùc tíi ®Üa chñ ®éng V× ly hîp l¾p trªn xe MA3-5335 lµ lo¹i ly hîp cã hai ®Üa chñ ®éng, nªn ta ph¶i dïng chèt ®Ó truyÒn lùc tõ b¸nh ®µ ®Õn ®Üa chñ ®éng. Chèt truyÒn lùc gåm 4 chèt, ®­îc chÕ t¹o liÒn víi b¸nh ®µ. VËt liÖu chÕ t¹o chèt lµ thÐp 35, cã øng suÊt cho phÐp lµ : [tc] = 100 kG/cm2 ; [scd] = 200 kG/cm2 ; [su] = 6000 kG/cm2 [sK] = (1600 ¸ 1800) kG/cm2 ; [sn] = (2400 ¸ 2700) kG/cm2 H×nh 3.17. S¬ ®å tÝnh truyÒn lùc Rn = 190 mm Q1 Q2 25 25 a b Lùc t¸c dông lªn chèt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Q1 = ; Q2 = Trong ®ã : Me max - m«men xo¾n cùc ®¹i cña ®éng c¬. Me max = 68 kGm n - sè chèt. n = 4 Rn - kho¶ng c¸ch tõ t©m chèt ®Õn t©m trôc ly hîp (mm). Rn = 190 mm C¸c th«ng sè trªn ®­îc chän theo xe tham kh¶o. Þ Q1 = = = 45 kG Q2 = = = 22 kG T¹i tiÕt diÖn ch©n chèt cã kÝch th­íc lµ (c x d) t­¬ng øng víi (225 x 20) mm vµ cã diÖn tÝch lµ S = 4500 mm2 , cho nªn ta kh«ng cÇn kiÓm tra chèt truyÒn lùc theo ®é bÒn uèn vµ ®é bÒn kÐo. TÝnh øng suÊt chÌn dËp sinh ra ë chèt : s’cd = £ [scd] ; s”cd = £ [scd] Trong ®ã : Q1 vµ Q2 - lùc t¸c dông lªn chèt. S 1 vµ S 2 - chiÒu dÇy cña ®Üa Ðp trung gian vµ ®Üa Ðp chñ ®éng t¹i chç tiÕp xóc víi ®Üa. ® S 1 = S 2 = 25 mm do - ®­êng kÝnh chèt t¹i chç l¾p víi ®Üa chñ ®éng. do = 20 mm C¸c th«ng sè trªn ®­îc chän theo xe tham kh¶o. s’cd = = = 9 kG/cm2 < [scd] s”cd = = = 4,4 kG/cm2 < [scd] Þ VËy chèt ®¶m b¶o ®é bÒn cho phÐp. 4.6. TÝnh søc bÒn trôc ly hîp §èi víi «t« MA3-5335 th× trôc ly hîp võa lµ trôc s¬ cÊp hép sè, ®Çu cuèi cña trôc cã cÆp b¸nh r¨ng nghiªng lu«n ¨n khíp. §Çu tr­íc cña trôc l¾p æ bi vµ ®Æt trong khoang cña b¸nh ®µ, ®Çu sau l¾p æ bi trªn thµnh vá hép sè. a. ChÕ ®é tÝnh to¸n trôc ly hîp : Ta dïng m«men truyÒn tõ ®éng c¬ xuèng trôc ly hîp ®Ó tÝnh to¸n, Me max = 68 kGm. V× m«men truyÒn tõ b¸nh xe chñ ®éng lªn trôc ly hîp (theo ®iÒu kiÖn b¸m) lín h¬n m«men truyÒn tõ ®éng c¬ xuèng trôc ly hîp. b. TÝnh c¸c lùc t¸c dông lªn cÆp b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp : C¸c th«ng sè cña b¸nh r¨ng nghiªng lu«n ¨n khíp : - §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng da = 126,05 mm - §­êng kÝnh vßng chia d = 111,72 mm - §­êng kÝnh ch©n r¨ng df = 104,34 mm - M«®un ph¸p tuyÕn mn = 4,25 mm - Sè r¨ng Z = 25 - Gãc nghiªng cña r¨ng b = 18o ; gãc ¨n khíp a = 20o - BÒ réng vµnh r¨ng B = 33,55 mm TÝnh lùc vßng : Pv1 = = = 1217 N TÝnh lùc h­íng t©m : Pr1 = Pv1 . = 1217 . = 466 N TÝnh lùc däc trôc : Pa1 = Pv1 . tgb = 1217 . tg18o = 395 N c. TÝnh c¸c lùc t¸c dông lªn cÆp b¸nh r¨ng gµi sè 1 : Trôc thø cÊp hép sè cã ®Çu trôc d­íi ®­îc l¾p æ l¨n vµ ®Æt vµo khoang cña b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp. Do vËy mµ trôc ly hîp còng chÞu mét phÇn lùc t¸c dông do trôc thø cÊp g©y ra (ta tÝnh cho tay sè 1). M«men tÝnh to¸n trôc thø cÊp ë tay sè 1 : Mt1 = Me max . ih1 = 68 . 5,26 = 357,68 N TÝnh lùc vßng : Pv2 = = = 2805 N Trong ®ã : Z - sè r¨ng cña b¸nh r¨ng gµi sè 1. Z = 51 m - m«®un ph¸p tuyÕn. m = 5 TÝnh lùc h­íng t©m : Pr2 = Pv2 . tga = 2805 . tg20o = 1021 N TÝnh lùc däc trôc : Pa2 = 0 (b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng). d. TÝnh c¸c ph¶n lùc t¸c dông lªn trôc ë vÞ trÝ l¾p æ l¨n : TÝnh c¸c ph¶n lùc t¹i 2 gèi ®ì trªn trôc thø cÊp hép sè : l3 = 308 l4 = 107 y 0 (3) (4) (5) z n3 x Fx23 Fy23 Fx25 Fy25 Fv2 Fr2 XÐt mÆt ph¼ng (xOz) vµ mÆt ph¼ng (yOz). Gi¶ sö c¸c ph¶n lùc cã chiÒu nh­ h×nh vÏ. Ta cã hÖ ph­¬ng tr×nh sau : åFx = Fx23 - Pv2 + Fx25 = 0 åM3 (Fx) = Pv2 . l3 - Fx25 . (l3 + l4) = 0 åFy = Fy23 - Pr2 + Fy25 = 0 åM3 (Fy) = Pr2 . l3 - Fy25 . (l3 + l4) = 0 åFx = Fx23 + Fx25 = 2805 åM3 (Fx) = 2805 . 308 - Fx25 . (308 + 107) = 863940 - Fx25 . 415 = 0 Þ Fx25 = 2082 N Fx23 = 2805 - 2082 = 723 N åFy = Fy23 + Fy25 = 1021 åM3 (Fy) = 1021 . 308 - Fy25 . (308 + 107) = 314468 - Fy25 . 415 = 0 Þ Fy25 = 758 N Fy23 = 1021 - 758 = 263 N C¸c ph¶n lùc ®Òu d­¬ng nªn chiÒu cña c¸c ph¶n lùc theo gi¶ thiÕt lµ ®óng. TÝnh c¸c ph¶n lùc t¹i hai gèi ®ì 0 vµ 1 trªn trôc ly hîp : l1 = 305 l2 = 41 Fy13 y Fy10 Fx11 Fx13 O z (0) n1 (2) Mz (1) (3) x Fx10 Fy11 Pa1 Pv1 Pr1 NhËn xÐt : NÕu ta gäi hai lùc do trôc thø cÊp t¸c dông lªn trôc ly hîp t¹i vÞ trÝ cã b¸nh r¨ng nghiªng lµ Fx13 vµ Fy13 . Hai lùc nµy cã gi¸ trÞ tuyÖt ®èi b»ng hai lùc Fx23 vµ Fy23 trªn trôc thø cÊp, cã ®iÓm ®Æt vµo b¸nh nghiªng lu«n ¨n khíp, cã ph­¬ng chiÒu ng­îc víi Fx23 vµ Fy23 . Nh­ vËy ta cã : Fx13 = Fx23 = 723 N Fy13 = Fy23 = 263 N Ta cã thÓ coi ®­êng t¸c dông lùc cña hai lùc Fx13 vµ Fy13 cïng n»m trong mÆt ph¼ng chøa ®­êng t¸c dông lùc cña Pv1 vµ Pr1 . XÐt mÆt ph¼ng (xOz) vµ mÆt ph¼ng (yOz). Gi¶ sö c¸c ph¶n lùc cã chiÒu nh­ h×nh vÏ. Ta cã hÖ ph­¬ng tr×nh sau : åFx = Fx10 - Fx11 + Pv1 - Fx13 = 0 åMo (Fx) = Fx11 . l1 - Pv1 . (l1 + l2) + Fx13 . (l1 + l2) = 0 åFy = Fy10 - Fy11 + Pr1 + Fy13 = 0 åMo (Fy) = Fy11 . l1 - Pr1 . (l1 + l2) - Fy13 . (l1 + l2) + Pa1 = 0 åFx = Fx10 - Fx11 = Fx13 - Pv1 = 723 - 1217 = - 494 åMo (Fx) = Fx11 . 305 - 1217 . (305 + 41) + 723 . (305 + 41) = 0 = Fx11 . 305 - 421082 + 250158 = 0 Þ Fx11 = 560,406 N Fx10 = 560,4 - 494 = 66,406 N åFy = Fy10 - Fy11 = - Fr1 - Py13 = - 466 - 263 = - 729 åMo (Fy) = Fy11 . 305 - 466 . 346 - 263 . 346 + 395 . = 0 = Fy11 . 305 - 161236 - 90998 + 395 . 55,86 = 0 Þ Fy11 = 754,653 N Fy10 = - 729 + 754,65 = 25,653 N C¸c ph¶n lùc ®Òu d­¬ng nªn chiÒu cña c¸c ph¶n lùc theo gi¶ thiÕt lµ ®óng. e. TÝnh c¸c m«men trªn trôc ly hîp vµ vÏ biÓu ®å m«men : Ta ®Æt trôc ly hîp trong hÖ trôc (Oxyz). Nh­ vËy trôc ly hîp chÞu uèn theo ph­¬ng Ox vµ Oy, xo¾n quanh Oz. MÆt c¾t A-A gi÷ l¹i bªn tr¸i : åMx = Mx - Fy10 . l1 = 0 Þ Mx = Fy10 . l1 = 25,653 . 305 = 7824 Nmm åMy = My + Fx10 . l1 = 0 Þ My = - Fx10 . l1 = - 66,406 . 305 = - 20254 Nmm MÆt c¾t B-B gi÷ l¹i bªn tr¸i : åMx = Mx - Fy10 . (l1 + l2) + Fy11 . l2 = 0 Þ Mx = Fy10 . (l1 + l2) - Fy11 . l2 = = 25,653 . (305 + 41) - 754,653 . 41 = - 22065 Nmm åMy = My + Fx10 . (l1 + l2) - Fx11 . l2 = 0 Þ My = - Fx10 . (l1 + l2) + Fx11 . l2 = = - 66,406 . (305 + 41) + 560,406 . 41 = 0 Nmm MÆt c¾t A-A gi÷ l¹i bªn ph¶i : åMx = Mx - Fy13 . l2 - Pr1 . l2 + Pa1 = 0 Þ Mx = Fy13 . l2 + Pr1 . l2 - Pa1 = = 263 . 41 + 466 . 41 - 395 . 55,86 = 7824 Nmm åMy = My - Fx13 . l2 + Pv1 . l2 = 0 Þ My = Fx13 . l2 - Pv1 . l2 = 723 . 41 - 1217 . 41 = - 20254 Nmm åMz = Mz - Pv1 . ra = 0 Þ Mz = Pv1 . ra = 1217 . 55,86 = 67982 Nmm VÏ biÓu ®å m«men uèn vµ m«men xo¾n. l1 = 305 l2 = 41 Fy13 y Fy10 Fx11 Fx13 O z 2 (0) n1 Mz (1) (3) x Fx10 Fy11 Pa1 Pv1 Pr1 22065 Nmm Mx 7824 Nmm 20254 Nmm My Mz 67982 Nmm f. TÝnh søc bÒn trôc ly hîp : Trôc ly hîp ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp 40X, cã øng suÊt cho phÐp : [sth] = 500 ¸ 700 kG/cm2 ; [tc] = 300 kG/cm2 ; [scd] = 250 kG/cm2 Tõ biÓu ®å m«men, ta thÊy r»ng c¸c vÞ trÝ trªn trôc ly hîp cã tiÕt diÖn nguy hiÓm cÇn ®­îc kiÓm tra : TiÕt diÖn (11) l¾p æ l¨n trªn trôc (kiÓm tra theo bÒn uèn). TiÕt diÖn (12) l¾p moay¬ ®Üa bÞ ®éng (kiÓm tra ®é chÌn dËp then). TiÕt diÖn (13) cã b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp (tÝnh ®é vâng gãc xoay). + TÝnh bÒn trôc ly hîp theo ®é bÒn uèn vµ xo¾n t¹i vÞ trÝ (11) : Ta cã : sth = £ [s] (kG/cm2) Trong ®ã : Mu - m«men uèn t¸c dông lªn trôc ly hîp. Mu = = = 21713 Nmm Mx - m«men xo¾n t¸c dông lªn trôc ly hîp. Mx = Mz = 67982 Nmm d - ®­êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm. d = 53 mm sth = = = 4,8 kG/mm2 = 480 kG/cm2 Þ VËy sth = 480 kG/cm2 < [s] = 500 kG/cm2 Trôc ly hîp ®¶m b¶o ®é bÒn uèn vµ xo¾n t¹i vÞ trÝ (11). + TÝnh bÒn trôc ly hîp t¹i vÞ trÝ cã then hoa : C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña then hoa ®­îc chän theo xe tham kh¶o. §­êng kÝnh ®Ønh cña then hoa : da = 42 mm §­êng kÝnh ch©n cña then hoa : df = 30 mm §­êng kÝnh vßng chia cña then hoa : d = 34 mm BÒ réng cña then hoa : B = 6 mm ChiÒu cao cña then hoa : h = 6 mm Sè l­îng cña then hoa : z = 10 ChiÒu dµi cña moay¬ : l = 40 mm §­êng kÝnh trung b×nh cña then hoa : dtb = = 36 mm TÝnh øng suÊt chÌn dËp cña then hoa : scd = = = 210 kG/cm2 < [scd] Þ VËy scd = 210 kG/cm2 < [scd] = 250 kG/cm2 Then hoa cña trôc ly hîp ®¶m b¶o ®é bÒn chÌn dËp. + TÝnh bÒn trôc theo ®é cøng v÷ng (t¹i vÞ trÝ b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp) : TÝnh ®é vâng cña trôc ly hîp : §é vâng cña trôc trong mÆt ph¼ng (yOz) : f® = (Pr1 + Fy13) . - Pa1 . Trong ®ã : ra - b¸n kÝnh vßng l¨n cña b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp. E - m«®un ®µn håi cña vËt liÖu. E = 2 . 104 kG/mm2 J - m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn trôc. J = = = 724964 mm2 Víi d = 62 mm - ®­êng kÝnh cña trôc t¹i vÞ trÝ cã b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp. f® = (466 + 263) . - 395 . = = 0,00212 mm §é vâng cña trôc trong mÆt ph¼ng (xOz) : fn = (Pr1 + Fx13) . - Pa1 . fn = (466 + 723) . - 395 . = = 0,00828 mm §é vâng tæng hîp trong hai mÆt ph¼ng (xOz) vµ (yOz) : få = = = 0,0085 mm Þ VËy få = 0,0085 mm < [få] = 0,1 mm §é vâng cña trôc ly hîp ®¹t yªu cÇu cho phÐp. TÝnh gãc xoay cña trôc t¹i vÞ trÝ cã b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp : Gãc xoay cña trôc trong mÆt ph¼ng (yOz) : g® = (Pr1 + Fy13) . - Pa1 . g® = (466 + 263) . - 395 . = = 0,000035 rad Gãc xoay cña trôc trong mÆt ph¼ng (xOz) : gn = (Pr1 + Fx13) . - Pa1 . g® = (466 + 723) . - 395 . = = 0,00019 rad Gãc xoay tæng hîp trong hai mÆt ph¼ng (xOz) vµ (yOz) : gå = = = 0,00019 rad Þ VËy gå = 0,00019 rad < [gå] = 0,001 rad Gãc xoay cña trôc ly hîp ®¹t yªu cÇu cho phÐp. 4.7. TÝnh søc bÒn c¸c ®ßn dÉn ®éng a. §ßn më ly hîp : VËt liÖu chÕ t¹o ®ßn më lµ thÐp 35 ®­îc Xianuya hãa bÒ mÆt lµm viÖc, cã øng suÊt uèn cho phÐp lµ [su] = 6000 kG/cm2 Lùc cÇn thiÕt t¸c dông lªn ®Çu d­íi cña ®ßn më : P® = Trong ®ã : P'å - lùc cùc ®¹i cña tÊt c¶ c¸c lß xo Ðp khi më ly hîp. Z® - sè l­îng ®ßn më. Z® = 4 m , n - c¸c kÝch th­íc t­¬ng øng víi ®ßn më. Þ P® = = = 75 kG NhËn xÐt : TiÕt diÖn cña ®ßn më t¹i vÞ trÝ n = 20 m = 97 l¾p cµng nèi (t¹i O) lµ mÆt c¾t nguy hiÓm. Ta cã : F® Fo Mu = P® . m = 75 . 97 = 7275 kGmm øng suÊt uèn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm. O P® Ta thÊy r»ng mÆt c¾t t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm 7275 kGmm lµ mét h×nh ch÷ nhËt cã kÝch th­íc lµ : 24 mm x 12 mm vµ cã khoan lç f14,8 mm Do ®ã m«men chèng uèn ®­îc tÝnh nh­ sau : Wu = = = 220,8 mm3 su = = = 32,95 kG/mm2 = 3295 kG/cm2 Þ VËy su = 3295 kG/cm2 < [su] = 6000 kG/cm2 §ßn më ly hîp ®¶m b¶o ®é bÒn cho phÐp. b. Bµn ®¹p ly hîp : VËt liÖu chÕ t¹o bµn ®¹p ly hîp lµ thÐp 35, cã øng suÊt uèn cho phÐp lµ [su] = 6000 kG/cm2 §Ó kiÓm tra søc bÒn cña bµn ®¹p ly hîp, ta lÊy lùc cùc ®¹i cña ng­êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p ly hîp lµ : Qb® = 40 kG M«men uèn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm : Mu = Qb® . a = 40 . 400 = 16000 kGmm a = 400 øng suÊt uèn : Qb® Wu = = = 3,3 cm3 O su = = = 485 kG/cm2 16000 kGmm C¸c th«ng sè b , h ®­îc chän theo xe tham kh¶o. Þ VËy su = 485 kG/cm2 < [su] = 6000 kG/cm2 Bµn ®¹p ly hîp ®¶m b¶o ®é bÒn cho phÐp. 5. TÝnh to¸n hÖ thèng dÉn ®éng cña ly hîp ë ch­¬ng 2 ta ®· chän Ph­¬ng ¸n 3 : DÉn ®éng ly hîp b»ng c¬ khÝ cã c­êng hãa khÝ nÐn lµm ph­¬ng ¸n dÉn ®éng ®iÒu khiÓn ly hîp. 1. Bµn ®¹p ly hîp ; 2. Trôc cña bµn ®¹p ly hîp 3 ; 5. §ßn dÉn ®éng ; 4. Thanh kÐo däc 6. Thanh kÐo trung gian ; 7. Lß xo håi vÞ 8. Tay ®ßn trªn ; 9. Gi¸ ®ì trªn khung xe 10. Trôc cña tay ®ßn ; 11. Tay ®ßn d­íi 12. Thanh kÐo ; 13. Van ph©n phèi 14. Tay ®ßn ; 15. Trôc cµng Ðp ly hîp 16. §­êng dÉn khÝ nÐn ra ; 17. Xilanh c«ng t¸c 18. Thanh ®Èy ; 19. Tay ®ßn trªn 20 ; 24. N¾p van ph©n phèi ; 21. Th©n van ph©n phèi 22. Van l¸ ; 23. Ty ®Èy 25. §ai èc ®iÒu chØnh ; 26. Bul«ng h×nh ch÷ U 27. §­êng dÉn khÝ nÐn vµo H×nh 3.18.a. S¬ ®å hÖ thèng dÉn ®éng ly hîp b»ng c¬ khÝ cã c­êng hãa khÝ nÐn Theo s¬ ®å cÊu t¹o h×nh 3.18.a : Tay ®ßn 14 l¾p víi trôc cµng Ðp ly hîp 15 ë phÝa bªn tr¸i. Tay ®ßn 14 ®­îc nèi víi tay ®ßn d­íi 11 b»ng thanh kÐo 12. Tay ®ßn d­íi 11 vµ tay ®ßn trªn 8 l¾p víi trôc 10 ®­îc b¾t trong gi¸ ®ì 9 trªn khung xe ë bªn tr¸i. Th«ng qua c¸c thanh kÐo däc 4, trung gian 6, c¸c tay ®ßn 3 vµ 5, tay ®ßn trªn 8 ®­îc liªn kÕt víi bµn ®¹p ly hîp 1. Lß xo 7 ®Ó håi vÞ bµn ®¹p. C¬ cÊu trî lùc b»ng khÝ nÐn gåm : van ph©n phèi vµ xilanh c«ng t¸c. Van ph©n phèi ®­îc ®Êu nèi tiÕp trong phÇn dÉn ®éng c¬ khÝ vµ n»m trªn thanh kÐo 12. Van ph©n phèi (h×nh 3.18.b) gåm : th©n van 21, c¸c n¾p van 20 vµ 24. N¾p 20 nèi víi thanh kÐo tr­íc 12. Ty ®Èy 23 rçng dÞch chuyÓn trong th©n 21 vµ n¾p 24. Ty ®Èy 23 liªn kÕt víi cµng 26 cña thanh kÐo 12, trªn ®ã cã ®ai èc ®iÒu chØnh 25 víi èc h·m. Van l¸ 22 th­êng xuyªn ®­îc lß xo Ðp vµo ®Õ cña lç van. Lç "A" ®­îc nèi víi hÖ thèng khÝ nÐn b»ng èng dÉn 27, lµm cho khoang C lu«n cã ¸p suÊt khÝ nÐn. Lç "Б" ®­îc nèi b»ng èng dÉn 16 víi phÇn trªn piston cña xilanh c«ng t¸c. Cßn lç "B" trong ty ®Èy 23 nèi víi khÝ trêi. Xilanh c«ng t¸c 17 ®­îc b¾t trªn vá c¸cte ly hîp. §o¹n cuèi thanh ®Èy 18 ®­îc nèi kiÓu khíp xoay víi ®Çu tay ®ßn trªn 19 cña trôc cµng Ðp. KÕt cÊu cña van ph©n phèi : C D E H×nh 3.18.b. KÕt cÊu van ph©n phèi 12. Thanh kÐo ; 20 ; 24. N¾p van ph©n phèi 21. Th©n van ph©n phèi ; 22. Van l¸ 23. Ty ®Èy ; 25. §ai èc ®iÒu chØnh 26. Bul«ng h×nh ch÷ U Nguyªn lý ho¹t ®éng : Khi ng­êi l¸i t¸c dông mét lùc lªn bµn ®¹p ly hîp 1, qua trôc 2 lµm ®ßn dÉn ®éng 3 kÐo thanh kÐo däc 4 lªn, ®ßn dÉn ®éng 5 quay vµ th«ng qua thanh kÐo trung gian 6 lµm c¸c tay ®ßn 8 , 11 (tay ®ßn 8 vµ tay ®ßn 11 nèi víi nhau qua trôc 10) kÐo thanh kÐo 12 cïng víi th©n van 21 dÞch chuyÓn sang ph¶i, ®Õn khi n¾p van ph©n phèi 24 tú vµo ®ai èc 25, ty ®Èy 23 dÞch chuyÓn sang tr¸i, khi th¾ng ®­îc søc c¶n cña lß xo håi vÞ th× ty ®Èy sÏ ch¹m vµo mÆt van l¸ 22. NÕu tiÕp tôc ®¹p lùc ®Èy sÏ th¾ng ®­îc søc c¶n cña lß xo håi vÞ vµ ¸p lùc khÝ nÐn bªn trong khoang C lµm van l¸ 22 dÞch chuyÓn sang tr¸i ®Ó më cöa van, lç "A" th«ng víi lç "Б", lóc ®ã khÝ nÐn tõ khoang C sang khoang D vµ qua lç "Б" dÉn tíi côm sinh lùc ®Ó thùc hiÖn më ly hîp vµ lç "B" ®­îc bÞt kÝn. Lùc tõ bµn ®¹p ®­îc truyÒn tíi tay ®ßn 14 qua trôc cµng Ðp ly hîp 15 quay vµ lµm ly hîp ®­îc më. Khi ng­êi l¸i th«i t¸c dông vµo bµn ®¹p ly hîp 1 th× d­íi t¸c dông cña lß xo håi vÞ 7 kÐo bµn ®¹p trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu. Khi ®ã gi÷a n¾p van 24 vµ ®ai èc ®iÒu chØnh 25 cã khe hë tõ 3,5 ¸ 3,7 mm. Cïng lóc ®ã, d­íi t¸c dông cña lß xo håi vÞ cña van 22 vµ ®Èy van nµy ®ãng kÝn cöa van. KhÝ nÐn tõ xilanh lùc 17 qua èng dÉn khÝ 16 vµo khoang D qua lç "B" th«ng víi khÝ trêi. Lóc nµy ly hîp ë tr¹ng th¸i ®ãng hoµn toµn. Khi ng­êi l¸i ®¹p bµn ®¹p ë mét vÞ trÝ nµo ®ã th× van l¸ 22 ®ang më cho nªn khÝ nÐn vÉn tiÕp tôc vµo khoang D vµ cung cÊp n¨ng l­îng cho côm sinh lùc lµm viÖc, ®ßn kÐo däc nèi víi xilanh tiÕp tôc dÞch chuyÓn sang tr¸i ®Ó tiÕn hµnh më ly hîp. Tuy nhiªn do bµn ®¹p ë vÞ trÝ cè ®Þnh th× ty ®Èy ë vÞ trÝ cè ®Þnh, nhê cã sù dÞch chuyÓn mét c¸ch nhanh chãng cña ®ßn kÐo däc tøc lµ sù dÞch chuyÓn cña xilanh van sang tr¸i mµ cöa van sÏ ®­îc ®ãng l¹i c¾t dßng khÝ nÐn sang khoang D. Lóc nµy, sù dÞch chuyÓn cña piston sinh lùc dõng l¹i. b D O1 n Qb® m c a k h d d e g f A B H×nh 3.19. S¬ ®å hÖ thèng dÉn ®éng ly hîp b»ng c¬ khÝ cã c­êng hãa khÝ nÐn 5.1. TÝnh côm sinh lùc TÝnh to¸n côm sinh lùc chñ yÕu lµ x¸c ®Þnh kÝch th­íc c¬ b¶n cña bé phËn chÊp hµnh. Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu : - Gi¶m ®­îc lùc bµn ®¹p vµ c¶i thiÖn c­êng ®é lao ®éng cho ng­êi l¸i. - HÖ thèng dÉn ®éng cã c­êng hãa ph¶i ®¶m b¶o tÝnh chÐp h×nh. - KÕt cÊu ®¬n gi¶n, th¸o l¾p vµ b¶o d­ìng dÔ dµng. KÕt cÊu cña xilanh c«ng t¸c : H×nh 3.20. KÕt cÊu côm sinh lùc 1. Bul«ng h×nh ch÷ U ; 2. Thanh ®Èy 3. Cao su ch¾n bôi ; 4. Ty ®Èy 5. Khíp nèi cÇu ; 6. Phít lµm kÝn 7. Gi¸ b¾t trªn s¸t xi ; 8. Piston sinh lùc 9. Xilanh sinh lùc ; 10. Cöa vµo khÝ nÐn Nguyªn lý lµm viÖc : Khi dßng khÝ nÐn tõ van ph©n phèi qua èng 16 ®i qua cöa 10 vµo khoang sau cña côm sinh lùc t¹o nªn ¸p lùc ®Èy piston 8 dÞch chuyÓn sang tr¸i th«ng qua thanh ®Èy 2 vµ bul«ng h×nh ch÷ U (1) cã t¸c dông ®Èy vµo ®Çu ®ßn dÉn ®éng lµm ly hîp ®­îc më. §Ó tr¸nh c­ìng bøc trong qu¸ tr×nh lµm viÖc th× thanh 5 cã khíp cÇu vµ ty ®Èy 4 ®­îc lång vµo khíp cÇu 5. Khi hÖ thèng c­êng hãa kh«ng lµm viÖc th× ty ®Èy 4 cã thÓ tr­ît trong r·nh cña khíp cÇu 5. Ty ®Èy 4 ®­îc nèi víi thanh ®Èy 2 cña bé phËn dÉn ®éng vµ cã liªn hÖ ®éng häc víi cµng më ly hîp. Cho nªn khi c­êng hãa háng th× ly hîp vÉn lµm viÖc b×nh th­êng. a. X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn piston c­êng hãa : Lùc cña ng­êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p khi ch­a cã c­êng hãa : Q = (kG) Trong ®ã : P'å - tæng lùc Ðp cùc ®¹i cña c¸c lß xo Ðp t¸c dông lªn ®Üa Ðp. ic - tØ sè truyÒn chung cña hÖ thèng dÉn ®éng. h - hiÖu suÊt cña c¬ cÊu dÉn ®éng, th­êng chän h = 0,75 ¸ 0,80 ® Ta chän h = 0,8 Theo s¬ ®å h×nh 3.19 ta cã : ic = Trong ®ã : = = 3,33 lµ tØ sè truyÒn cña bµn ®¹p ly hîp vµ ®ßn dÉn ®éng. = = 0,875 lµ tØ sè truyÒn cña ®ßn dÉn ®éng. = = 1,36 lµ tØ sè truyÒn cña ®ßn dÉn ®éng. = = 1,79 lµ tØ sè truyÒn cña ®ßn quay vµ cµng më ly hîp. = = 4,85 lµ tØ sè truyÒn cña ®ßn më ly hîp. ® ic = = 3,33 . 0,875 . 1,36 . 1,79 . 4,85 = 34,4 Tæng lùc Ðp cña tÊt c¶ c¸c lß xo Ðp t¸c dông lªn ®Üa Ðp khi ly hîp lµm viÖc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : På = = = 1205,7 kG ® P'å = 1,2 På = 1,2 . 1205,7 = 1446,84 kG VËy lùc cña ng­êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p khi ch­a cã c­êng hãa : Qb® = = = 53 kG Khi cã c­êng hãa, chän lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p lµ Qb® . Lùc nµy võa ®Ó kh¾c phôc søc c¶n cña c¸c lß xo kÐo bµn ®¹p, lß xo cña van ph©n phèi khÝ, ma s¸t trong c¸c kh©u khíp dÉn ®éng, võa ®Ó g©y c¶m gi¸c më ly hîp cho ng­êi l¸i. Tra b¶ng 6 S¸ch h­íng dÉn "ThiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp cña «t«", víi «t« t¶i th× lùc cña ng­êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p lµ Qb® = 8 ¸ 20 kG ® Ta chän Qb® = 20 kG Do ®ã, lùc sinh ra bëi c­êng hãa ph¶i th¾ng ®­îc tæng lùc Ðp cña c¸c lß xo Ðp vµ c¸c lß xo håi vÞ trong xilanh c­êng hãa. Ta ph¶i x¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn ®Çu cña ®ßn më khi c­êng hãa lµm viÖc víi lùc cùc ®¹i : P'å = Qb® . ic + Pc . i4 (kG) Trong ®ã : Qb® - lùc cña ng­êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p khi cã c­êng hãa (kG). Pc - lùc sinh ra bëi c­êng hãa (kG). i4 - tØ sè truyÒn tõ bé phËn c­êng hãa ®Õn ®Çu trong cña b¹c më. i4 = = = 6,84 §Ó kh¾c phôc ®­îc nh÷ng mÊt m¸t do tæn thÊt ma s¸t ë c¸c kh©u khíp, xilanh, lùc nÐn s¬ bé c¸c lß xo,... ta ph¶i t¨ng lùc Pc lªn 20%, khi ®ã ta cã : ® Pc = = = 133 kG Nh­ vËy, víi lùc cña bé phËn c­êng hãa sinh ra lµ Pc = 133 kG th× bé phËn c­êng hãa ph¶i ®¶m nhËn mét lùc Q'b® = 53 - 20 = 33 kG gióp cho ng­êi l¸i. + §­êng kÝnh cña xilanh c­êng hãa ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : D = (cm) Trong ®ã : D - ®­êng kÝnh cña xilanh c­êng hãa (hoÆc piston cña xilanh c­êng hãa). Pc - lùc cÇn thiÕt sinh ra bëi c­êng hãa. Pc = 133 kG pmax - ¸p suÊt cùc ®¹i cña khÝ nÐn t¸c dông vµo piston xilanh c­êng hãa. pmax = 0,8 p = 0,8 . 7 = 5,6 kG/cm2 Víi p = 7 kG/cm2 - ¸p suÊt giíi h¹n cña khÝ nÐn trong buång chøa. Þ D = = = 5,5 cm = 55 mm Ta chän ®­êng kÝnh cña xilanh c­êng hãa lµ D = 110 mm + X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh ngoµi cña xilanh c­êng hãa : ChiÒu dµy cña xilanh c­êng hãa ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : T = Trong ®ã : D - ®­êng kÝnh trong cña xilanh c­êng hãa. D = 110 mm d - øng suÊt cho phÐp cña thµnh xilanh phô thuéc vµo vËt liÖu. Chän vËt liÖu lµ gang Gx 15 - 32 cã øng suÊt cho phÐp lµ [d] = 800 kG/cm2 P - ¸p suÊt cña khÝ nÐn lªn thµnh xilanh. P = 5,6 kG/cm2 m - hÖ sè Po¸tx«ng. m = 0,3 Þ T = = = 0,7 cm Ta chän chiÒu dµy cña xilanh c­êng hãa lµ T = 5 mm VËy ®­êng kÝnh ngoµi cña xilanh : Dn = D + 2T = 110 + 2 . 5 = 120 mm + NghiÖm bÒn cho thµnh xilanh : Thµnh xilanh chÞu øng suÊt tiÕp vµ øng suÊt ph¸p. dth = øng suÊt tiÕp trªn thµnh xilanh : t = Trong ®ã : P - ¸p lùc cña khÝ nÐn trªn thµnh xilanh. P = 7 kG/cm2 R1 - b¸n kÝnh trong cña xilanh. R1 = 5,5 cm R2 - b¸n kÝnh ngoµi cña xilanh. R2 = 6 cm ® t = = = 80,65 kG/cm2 < [t] øng suÊt ph¸p trªn thµnh xilanh : s = = = 73,65 kG/cm2 Víi vËt liÖu lµ Gx 15 - 32 cã øng suÊt cho phÐp lµ [d] = 800 kG/cm2 Þ VËy dth = = = 109,22 kG/cm2 < [d] Xilanh ®ñ ®iÒu kiÖn bÒn. b. TÝnh hµnh tr×nh cña piston trong xilanh : Hµnh tr×nh cña piston ®­îc x¸c ®Þnh theo hµnh tr×nh cña b¹c më. Tõ khi b¹c më tiÕp xóc víi ®ßn më cho ®Õn khi kÕt thóc qu¸ tr×nh më ly hîp (S lv) vµ hµnh tr×nh b¹c më khi kÕt thóc hµnh tr×nh tù do (S td). Ta cã hµnh tr×nh cña piston : S pt = S lv + S td = Dl . i4 + d . i2 + Hµnh tr×nh lµm viÖc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : S lv = Dl . i4 Trong ®ã : Dl - hµnh tr×nh tù do cña ®Üa Ðp khi më ly hîp. Dl = Ds . i Ds - khe hë gi÷a bÒ mÆt ma s¸t vµ ®Üa Ðp khi ly hîp më hoµn toµn. Ds = (0,8 ¸ 1) mm ® Chän Ds = 0,8 mm i - sè ®«i bÒ mÆt ma s¸t. i = 4 i4 - tØ sè truyÒn tõ bé phËn c­êng hãa ®Õn ®Çu trong cña b¹c më. i4 = = = 6,84 ® S lv = Dl . i4 = Ds . i . i4 = 0,8 . 4 . 6,84 = 21,89 mm + Hµnh tr×nh tù do ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : S td = d . Trong ®ã : d - khe hë gi÷a ®ßn më vµ b¹c më. d = 3 mm ® S td = d . = 3 . = 4,23 Þ VËy hµnh tr×nh cña piston : S pt = S lv + S td = 21,89 + 4,23 = 26,12 mm c. TÝnh cÇn piston : + CÇn piston ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm : dc = (0,1 ¸ 0,35) dpt Trong ®ã : dpt - ®­êng kÝnh piston. dpt = 10 cm Þ dc = (0,1 ¸ 0,35) dpt = 0,1 . 10 = 1 cm + TÝnh bÒn cña cÇn piston : Khi lµm viÖc th× cÇn piston chÞu øng suÊt kÐo vµ øng suÊt nÐn. V× vËy ta tÝnh cÇn piston theo ph­¬ng ph¸p bÒn vµ æn ®Þnh. CÇn piston ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp 45 vµ cã øng suÊt cho phÐp lµ [sK] = 1200 kG/cm2 CÇn piston chÞu lùc kÐo lµ : PK = Pc = 133 kG øng suÊt kÐo sinh ra trong cÇn piston lµ : sK = = = 169,4 kG/cm2 < [sK] Þ VËy cÇn piston ®ñ bÒn kÐo trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. + KiÓm tra sù æn ®Þnh : dc = d a H×nh 3.21. KÕt cÊu cÇn piston Theo kÕt cÊu cña cÇn piston, ta chän chiÒu dµi ®o¹n cã ren lµ a = 10 cm, ®­êng kÝnh cÇn piston dc = 1 cm. §o¹n mÊt æn ®Þnh nhÊt lµ ®o¹n cã van. §iÒu kiÖn ®Ó cÇn piston chÞu nÐn võa ®ñ bÒn, võa kh«ng mÊt æn ®Þnh lµ : £ [s«®] Trong ®ã : F - tiÕt diÖn nguy hiÓm cña cÇn. Trªn ®o¹n cÇn cã a =10 cm th× [s«®] ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : [s«®] = j . [s] j - hÖ sè gi¶m øng suÊt. [s] - øng suÊt cho phÐp vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : [s] = [so] - øng suÊt nguy hiÓm phô thuéc vµo vËt liÖu. CÇn piston ®­îc lµm b»ng thÐp 45 nªn [so] = 3000 kG/cm2 n - hÖ sè an toµn vÒ bÒn. n = 5 ® [s] = = = 600 kG/cm2 TÝnh hÖ sè gi¶m øng suÊt j : HÖ sè j ®­îc kiÓm tra theo ®é m¶nh l cña cÇn piston. §é m¶nh l ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : l = Trong ®ã : m - hÖ sè phô thuéc vµo liªn kÕt thanh, do piston cã mét ®Çu cè ®Þnh, cßn mét ®Çu tr­ît tù do trong èng lång cña khíp cÇu nªn ta chän m = 0,5 l - chiÒu dµi cña ®o¹n cÇn xÐt æn ®Þnh. l = a = 10 cm imin - b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cùc tiÓu cña mÆt c¾t ngang. imin = Jmin - m«men qu¸n tÝnh cùc tiÓu cña tiÕt diÖn ®èi trôc ®i qua t©m. Jmin = Víi R = = 0,5 cm F - diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang. F = p . R2 ® l = = = = 20 Tra b¶ng 12-1 S¸ch "Søc bÒn vËt liÖu - tËp 2", ta x¸c ®Þnh hÖ sè j : víi l = 20 vµ øng víi thÐp 45 ® j = 0,96 Tõ ®ã ta cã : [s«®] = j . [s] = 0,96 . 600 = 576 kG/cm2 Þ VËy = = 42,36 kG/cm2 < [s«®] CÇn piston lµm viÖc æn ®Þnh. 5.2. X¸c ®Þnh hµnh tr×nh cña bµn ®¹p Hµnh tr×nh cña bµn ®¹p dïng ®Ó më van ph©n phèi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : S v = i3 . iv (dv + dov) (mm) Trong ®ã : i3 = = 3,96 - tØ sè truyÒn cña bµn ®¹p vµ ®ßn dÉn ®éng. iv - tØ sè truyÒn cña ®ßn më van khÝ. ® iv = 1 dv - hµnh tr×nh lµm viÖc cña van, th­êng chän dv = 2,5 ¸ 3 mm ® Ta chän dv = 3 mm dov - khe hë gi÷a cÇn ®Èy van vµ ®Çu ®ßn më. ® dov = 0,5 mm Þ S v = i3 . iv (dv + dov) = 3,96 . 1 (3 + 0,5) = 13,86 mm Hµnh tr×nh toµn bé cña bµn ®¹p ly hîp khi ch­a cã c­êng hãa : S t = Dl . ic + d . = Dl . ic + d . i1 = S lv + S o Trong ®ã : Dl - khe hë gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t khi më ly hîp. Víi ly hîp 2 ®Üa bÞ ®éng : Dl = (2 ¸ 2,8) mm ® Ta chän Dl = 2 mm ic - tØ sè truyÒn chung cña hÖ thèng dÉn ®éng. ic = 34,4 d - khe hë gi÷a ®Çu ®ßn më vµ b¹c më, th­êng chän d = (3 ¸ 5) mm ® Ta chän d = 3 mm i1 - tØ sè truyÒn tõ bµn ®¹p ®Õn b¹c më. ® i1 = = 7,09 Þ S t = Dl . ic + d . i1 = 2 . 34,4 + 3 . 7,09 = 90,07 mm VËy khi ch­a cã c­êng hãa th× hµnh tr×nh toµn bé cña bµn ®¹p ly hîp lµ : S t = 90,07 mm ; S lv = 68,8 mm ; S o = 21,27 mm Hµnh tr×nh toµn bé cña bµn ®¹p ly hîp khi cã c­êng hãa : S' t = Dl . ic + d . i1 + i3 . iv (dv + dov) = S lv + S o + S v [S t] - hµnh tr×nh toµn bé cho phÐp cña bµn ®¹p ly hîp. Tra b¶ng 6 S¸ch h­íng dÉn "ThiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp cña «t«", ta x¸c ®Þnh hµnh tr×nh cho phÐp : [S t] £ 150 mm Þ S' t = S lv + S o + S v = 90,07 + 13,86 = 103,93 mm < [St] VËy hµnh tr×nh cña bµn ®¹p tÝnh to¸n ®¹t yªu cÇu cho phÐp. 5.3. TÝnh van ph©n phèi Van ph©n phèi lµ côm c¬ cÊu cã t¸c dông ®iÒu tiÕt l­îng khÝ nÐn cho côm sinh lùc ho¹t ®éng. §Ó cã thÓ thay ®æi l­îng khÝ nÐn vµo xilanh c«ng t¸c th× van ph©n phèi thùc hiÖn viÖc ®ãng më van theo lùc bµn ®¹p cña ng­êi l¸i. a. Chän kiÓu van ph©n phèi : Van ph©n phèi cã nhiÒu lo¹i : - van ph©n phèi cã lß xo ®Þnh t©m - van ph©n phèi kh«ng cã lß xo ®Þnh t©m. §èi víi van ph©n phèi kh«ng cã lß xo ®Þnh t©m th× c­êng hãa ho¹t ®éng víi nh÷ng t¸c ®éng rÊt nhá. V× thÕ víi nh÷ng lùc ph¸t sinh do nhÊp nh«, rung xãc cña mÆt ®­êng t¸c dông vµo bµn ®¹p còng cã thÓ g©y hiÖn t­îng më ly hîp nªn kh«ng sö dông lo¹i van nµy. ViÖc sö dông van ph©n phèi cã lß xo ®Þnh t©m lµ phï hîp v× lo¹i van nµy chØ nh÷ng lùc nµo t¸c dông v­ît qu¸ søc c¨ng ban ®Çu cña lß xo th× bé c­êng hãa míi lµm viÖc. b. TÝnh van ph©n phèi : - X¸c ®Þnh tiÕt diÖn cña van : dc - ®­êng kÝnh cña cÇn piston van. do - ®­êng kÝnh trong cña èng dÉn khÝ. dv - ®­êng kÝnh tiÕt diÖn van. Tr­íc hÕt ta chän lo¹i èng cã ®­êng kÝnh trong lµ do = 10 mm. V× vËy ta chän tiÕt diÖn van ph¶i ®¶m b¶o cho dßng khÝ ®i qua tiÕt diÖn van cã diÖn tÝch l­u th«ng b»ng diÖn tÝch l­u th«ng cña èng. Ta biÕt tiÕt diÖn l­u th«ng cña van lµ diÖn tÝch h×nh vµnh kh¨n. S v = Ta chän ®­êng kÝnh cña cÇn piston lµ dc = 8 mm. Do yªu cÇu cña ly hîp lµ më døt kho¸t, ®ãng ªm dÞu nªn ta chän ®­êng kÝnh èng tho¸t khÝ lµ d = 5 mm. dv2 - dc2 = do2 Þ dv = = 12,8 mm §Ó cho dßng khÝ qua van ®­îc nhanh th× ta chän dv lín hín Þ dv = 13 mm Tõ ®­êng kÝnh tiÕt diÖn van dv = 13 mm th× ta chän l¸ van cã ®­êng kÝnh dlv = 16 mm. - X¸c ®Þnh lùc më van : Flx2 Khi t¸c dông lùc lªn bµn ®¹p ®Ó më van th× lùc cña ng­êi l¸i Flx1 ph¶i th¾ng c¸c lùc sau : PK Qc = PK + Flx 1 + Flx 2 Trong ®ã : PK - lùc khÝ nÐn t¸c dông vµo mÆt van. PK = = = 14,07 kG Víi d = 1,6 cm - ®­êng kÝnh cña van. p = 7 kG/cm2 - ¸p suÊt cña khÝ nÐn. Flx 1 - lùc nÐn s¬ bé cña lß xo ®Ó gi÷ van lu«n ®ãng kÝn. Flx 1 = 1 ¸ 1,5 kG ® Ta chän Flx 1 = 1 kG Flx 2 - lùc lß xo håi vÞ cña cÇn ®Èy van. Flx 2 = 2 ¸ 2,5 kG ® Ta chän Flx 1 = 2 kG Þ Qc = PK + Flx 1 + Flx 2 = 14,07 + 1 + 2 = 17,07 kG NhËn xÐt : §Ó më ®­îc van ph©n phèi th× ¸p lùc cña khÝ nÐn t¸c dông vµo piston van ph©n phèi ph¶i lín h¬n hoÆc b»ng Qc = 17,07 kG VËy lùc cÇn thiÕt cña ng­êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p ®Ó më van sÏ lµ : Qb®v = = 4,3 kG T­¬ng øng víi Qb® = 4,3 kG th× ¸p suÊt khÝ nÐn trong èng p = 4,17 kG/cm2 Khi ng­êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p ®Õn mét lùc Qb®v = 4,3 kG th× van ph©n phèi b¾t ®Çu më, lóc nµy lùc Ðp cña c¸c lß xo Ðp sÏ lµ : På = Qb® . ic . h = 4,3 . 34,4 . 0,8 = 118 kG Qb® (kG) §o¹n (OAB) lµ ®­êng ®Æc tÝnh 53 B lùc bµn ®¹p khi ch­a cã c­êng hãa. §o¹n (OAC) lµ ®­êng ®Æc tÝnh lùc 20 C bµn ®¹p khi cã c­êng hãa b»ng khÝ nÐn. §iÓm A øng víi Qb® = 4,3 kG 4,3 A lµ ®iÓm van ph©n phèi b¾t ®Çu më. (kG) O 118 1446,84 På H×nh 3.23. §­êng ®Æc tÝnh lùc bµn ®¹p ly hîp - X¸c ®Þnh hµnh tr×nh më van : Khi ®Èy van th× piston ph¶i chuyÓn ®éng hai hµnh tr×nh h1 vµ h2 . + Hµnh tr×nh h1 : §Ó më van th× piston ph¶i dÞch chuyÓn mét ®o¹n h1 sao cho ty ®Èy võa ch¹m vµo mÆt van. h1 lµ hµnh tr×nh ch¹y kh«ng cña ty ®Èy ®­îc tÝnh víi ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o tho¸t khÝ trong xilanh c­êng hãa lµ nhanh nhÊt. p . dv . h1 = Þ h1 = = 1,2 mm Þ LÊy h1 = 1,5 mm + Hµnh tr×nh h2 : Hµnh tr×nh lµm viÖc h2 øng víi tr¹ng th¸i më van hoµn toµn. h2 cã ®é lín sao cho tiÕt diÖn l­u th«ng cña khÝ xung quanh h×nh trô ph¶i lín h¬n hoÆc b»ng tiÕt diÖn cña èng dÉn. p . dv . h2 = Þ h2 = = 1,9 mm Þ LÊy h2 = 2 mm VËy hµnh tr×nh toµn bé cña van sÏ lµ : h = h1 + h2 = 1,5 + 2 = 3,5 mm - TÝnh lß xo cña van ph©n phèi : Lß xo cña van ph©n phèi ®­îc chän theo ®é cøng vµ kiÓm nghiÖm theo øng suÊt xo¾n. Lß xo ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp 65G , cã øng suÊt xo¾n [t] = 7000 kG/cm2 + TÝnh lß xo håi vÞ ty ®Èy : §Ó ty ®Èy ®i hÕt hµnh tr×nh tù do th× ng­êi l¸i ph¶i t¸c dông vµo bµn ®¹p víi mét lùc : P1 = (0,2 ¸ 0,3) Pb® max ® P1 = 0,3 . 20 = 6 kG Lùc quy dÉn tíi ty ®Èy : P1qd = P1 . . h = 6 . . 0,8 = 22,56 kG Khi ty ®Èy ®i hÕt hµnh tr×nh tù do th× lß xo bÞ nÐn (h1). §é nÐn cña lß xo tõ tr¹ng th¸i tù do ®Õn ®é cong khi l¾p lß xo vµo van (ho). Ta chän ho = 6 mm ; h1 = 1,5 mm ® h = ho + h1 = 6 + 1,5 = 7,5 mm §é cøng cña lß xo håi vÞ ty ®Èy ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : C1 = = = 30 kG/cm §­êng kÝnh d©y lß xo : d = 3 mm §­êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo : Dtb = 20 mm Sè vßng lµm viÖc cña lß xo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : no = G - m«®un ®µn håi dÞch chuyÓn. G = 8 . 105 kG/cm2 ® no = = = 3,4 vßng » 4 vßng Sè vßng toµn bé cña lß xo : n = no + 2 = 4 + 2 = 6 vßng ChiÒu dµi toµn bé cña lß xo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : lo = (no + 2) d + d (no + 1) + Dl d - khe hë cùc tiÓu gi÷a vßng lß xo khi më ly hîp, th­êng chän d = (0,5 ¸ 1) mm ® Ta chän d = 1 mm Dl - ®é biÕn d¹ng cña lß xo khi lµm viÖc. Dl = h = 7,5 mm Þ VËy chiÒu dµi toµn bé cña lß xo ë tr¹ng th¸i tù do : lo = (4 + 2) . 3 + 1 . (4 + 1) + 7,5 = 30,5 mm TÝnh lß xo theo øng suÊt xo¾n : t = £ [t] (kG/cm2) Trong ®ã : Pmax - lùc Ðp cùc ®¹i t¸c dông lªn lß xo. Pmax = C1 . htb = C1 . (ho + h1 + h2) = 28,5 kG t - øng suÊt sinh ra khi lß xo lµm viÖc. [t] - øng suÊt xo¾n cho phÐp. [t] = 7000 kG/cm2 k - hÖ sè tËp trung øng suÊt. Ta cã : k = = = 1,2 Víi c = = = 6,67 t = = = 6454 kG/cm2 < [t] Þ VËy lß xo håi vÞ ty ®Èy ®¶m b¶o ®é bÒn cho phÐp. + TÝnh lß xo håi vÞ van : Khi ch­a lµm viÖc, lß xo cã nhiÖm vô Ðp chÆt van l¸ vµo ®Õ van ®Ó khÝ nÐn kh«ng bÞ lät tõ khoang D sang khoang C. Khi van l¸ më hoµn toµn lµ lóc lß xo håi vÞ Ðp víi lùc lín nhÊt t­¬ng ®­¬ng víi lùc bµn ®¹p (20 kG). Khi ®ã xuÊt hiÖn lùc khÝ thÓ chèng l¹i lùc cña ng­êi l¸i. Lùc quy dÉn tíi van : P2qd = Pb® . . h = 20 . . 0,8 = 75,2 kG Lùc khÝ thÓ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : DP = pmax . Ds Trong ®ã : pmax - ¸p suÊt cùc ®¹i cña khÝ nÐn. pmax = 0,8 p = 0,8 . 7 = 5,6 kG/cm2 Víi p = 7 kG/cm2 - ¸p suÊt cña khÝ nÐn trong b×nh. Ds = = = 5,5 cm2 Víi dxl = 30 mm - ®­êng kÝnh trong cña th©n van. d = 14 mm - ®­êng kÝnh cÇn dÉn h­íng van. ® DP = pmax . Ds = 5,6 . 5,5 = 30,8 kG §é cøng cña lß xo håi vÞ van ®­îc x¸c ®Þnh dùa trªn c©n b»ng lùc : C2 . (ho + h2) + DP + C1 . (ho + h1 + h2) = P2qd ® C2 = = = 21,2 kG §­êng kÝnh d©y lß xo : d = 3 mm §­êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo : Dtb = 20 mm Sè vßng lµm viÖc cña lß xo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ® no = = = 4 vßng Sè vßng toµn bé cña lß xo : n = no + 2 = 4 + 2 = 6 vßng ChiÒu dµi toµn bé cña lß xo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : lo = (no + 2) d + d (no + 1) + Dl d - khe hë cùc tiÓu gi÷a vßng lß xo khi më ly hîp, th­êng chän d = (0,5 ¸ 1) mm ® Ta chän d = 0,5 mm Dl - ®é biÕn d¹ng cña lß xo khi lµm viÖc. Dl = h = 7,5 mm Þ VËy chiÒu dµi toµn bé cña lß xo ë tr¹ng th¸i tù do : lo = (4 + 2) . 3 + 0,5 . (4 + 1) + 7,5 = 28 mm TÝnh lß xo theo øng suÊt xo¾n : t = £ [t] (kG/cm2) Trong ®ã : Pmax - lùc Ðp cùc ®¹i t¸c dông lªn lß xo. Pmax = C2 . (ho + h1) = 15,9 kG [t] - øng suÊt xo¾n cho phÐp. [t] = 7000 kG/cm2 k - hÖ sè tËp trung øng suÊt. Ta cã : k = = = 1,2 Víi c = = = 6,67 t = = = 3600 kG/cm2 < [t] Þ VËy lß xo håi vÞ van ®¶m b¶o ®é bÒn cho phÐp. Ch­¬ng 4 Quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt 1. Ph©n tÝch chøc n¨ng vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña chi tiÕt : N¾p van lµ mét chi tiÕt cña van ph©n phèi, lµ chi tiÕt d¹ng b¹c (chi tiÕt n¾p van cã tû lÖ chiÒu dµi/®­êng kÝnh lµ 62/52 = 1,19 n»m trong nhãm 50 - 65 mm). N¾p van vµ th©n van ®­îc lµm kÝn nhê ®Öm cao su. N¾p van vµ th©n van ®­îc l¾p ghÐp víi nhau b»ng bèn bul«ng. N¾p van cßn cã t¸c dông gi÷ lß xo ®Ó Ðp chÆt van l¸ vµo ®Õ van. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc thanh dÉn cã thÓ tr­ît trong lç f7 cña n¾p van. N¾p van cßn ®­îc khoan vµ tar« ren M12 ®Ó b¾t thanh kÐo. §iÒu kiÖn lµm viÖc cña n¾p van : - Lu«n lµm kÝn gi÷a n¾p van vµ th©n van. - Lç f7 ph¶i cã ®é nh½n vµ vu«ng gãc víi mÆt ®Çu, t©m lç f7 trïng víi ®­êng t©m theo yªu cÇu ®Ó thanh dÉn h­íng chuyÓn ®éng. - Gi÷ ®­îc lß xo håi vÞ van. 2. Ph©n tÝch tÝnh c«ng nghÖ trong kÕt cÊu cña chi tiÕt : Khi chÕ t¹o c¸c chi tiÕt d¹ng b¹c, yªu cÇu kü thuËt quan träng nhÊt lµ ®é ®ång t©m gi÷a mÆt ngoµi vµ mÆt lç, còng nh­ ®é vu«ng gãc gi÷a mÆt ®Çu vµ ®­êng t©m. C¸c yªu cÇu kÜ thuËt cÇn ph¶i ®¶m b¶o nh­ sau : - §­êng kÝnh mÆt ngoµi cña b¹c ®¹t cÊp chÝnh x¸c 7 - 10. - §­êng kÝnh lç ®¹t cÊp chÝnh x¸c 7, ®«i khi cÊp 10, ®èi víi c¸c lç b¹c cÇn l¾p ghÐp chÝnh x¸c cã thÓ yªu cÇu cÊp 5. - §é dµy thµnh b¹c cho phÐp sai lÖch trong kho¶ng 0,03 - 0,15 mm. - §é ®ång t©m gi÷a mÆt ngoµi vµ mÆt lç b¹c tïy tõng ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña b¹c mµ quy ®Þnh cô thÓ, th­êng ®é kh«ng ®ång t©m nµy lín h¬n 0,15 mm. - §é kh«ng vu«ng gãc gi÷a mÆt ®Çu vµ ®­êng t©m lç n»m trong kho¶ng 0,1 - 0,2 mm trªn 100 mm b¸n kÝnh. Víi lo¹i b¹c chÞu t¶i träng theo chiÒu trôc th× ®é kh«ng vu«ng gãc nµy tõ 0,02 - 0,03 mm trªn 100 mm b¸n kÝnh. - §é nh¸m bÒ mÆt th­êng cho : + Víi bÒ mÆt ngoµi cÇn ®¹t Ra = 2,5 + Víi bÒ mÆt lç tïy theo yªu cÇu mµ cho Ra = 2,5 - 0,63 + Víi mÆt ®Çu Rz = 40 - 10 ; Ra = 2,5 Qua c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt trªn ta cã thÓ ®­a ra mét sè c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt n¾p van nh­ sau : - TØ sè gi÷a chiÒu dµi vµ ®­êng kÝnh ngoµi lín nhÊt cña chi tiÕt. TØ sè ®ã ph¶i n»m trong giíi h¹n 0,5 - 3,5. - KÝch th­íc lç cña b¹c ph¶i cïng mét ®­êng kÝnh gia c«ng lç bao giê còng khã h¬n gia c«ng trôc. - BÒ dµy cña thµnh b¹c còng kh«ng nªn máng qu¸ ®Ó tr¸nh biÕn d¹ng khi gia c«ng vµ nhiÖt luyÖn. 3. X¸c ®Þnh d¹ng s¶n xuÊt : Trong chÕ t¹o m¸y ng­êi ta ph©n biÖt ba d¹ng s¶n xuÊt : - S¶n xuÊt ®¬n chiÕc. - S¶n xuÊt hµng lo¹t. - S¶n xuÊt hµng khèi. Mçi d¹ng s¶n xuÊt cã nh÷ng ®Æc ®iÓm riªng, phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau, tuy nhiªn ë ®©y chóng ta kh«ng ®i s©u nghiªn cøu nh÷ng ®Æc ®iÓm cña tõng d¹ng s¶n xuÊt mµ chØ nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh chóng theo tÝnh to¸n. Ta chän d¹ng s¶n xuÊt lµ : Hµng lo¹t võa. Träng l­îng cña chi tiÕt ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Q1 = V . g (kG) Trong ®ã : Q1 - träng l­îng chi tiÕt (kG) ; V - thÓ tÝch cña chi tiÕt (dm3) ; g - träng l­îng riªng cña vËt liÖu. VËt liÖu chÕ t¹o n¾p van lµ thÐp C45 cã gthÐp = 7,852 kG/dm3 Tr­íc hÕt tÝnh thÓ tÝch cña chi tiÕt : V = = = 31283 mm3 = 31,283 cm3 Träng l­îng riªng cña thÐp : gthÐp = 7,852 kG/dm3 = 7,852 g/cm3 ® Q1 = V . g = 31,283 . 7,852 = 246 g = 0,246 kG Tra b¶ng 2 "S¸ch thiÕt kÕ ®å ¸n c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y" : C¸ch x¸c ®Þnh d¹ng s¶n xuÊt ® ta ®­îc s¶n l­îng hµng n¨m cña chi tiÕt lµ 500 ¸ 5000. Chän s¶n l­îng lµ 5000 chi tiÕt/n¨m. 4. Chän ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i : §èi víi chi tiÕt n¾p van ta ®­a ra c¸c ph­¬ng ¸n : Ph­¬ng ¸n 1 : Chän ph«i lµ ph«i thÐp thanh. Ph«i thÐp thanh hay dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c lo¹i chi tiÕt nh­ con l¨n, chi tiÕt kÑp chÆt, c¸c lo¹i trôc, xilanh, piston, b¹c, b¸nh r¨ng cã ®­êng kÝnh nhá v.v... Nh­îc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ l­îng gia c«ng lín dÉn tíi gi¸ thµnh s¶n xuÊt t¨ng lªn. Ph­¬ng ¸n 2 : Chän ph«i lµ ph«i ®óc. ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ ®¬n gi¶n, dÔ thùc hiÖn, l­îng gia c«ng Ýt do vËy chi phÝ s¶n xuÊt lµ thÊp. NhËn xÐt : C¨n cø vµo ®Æc tÝnh cña vËt liÖu chÕ t¹o chi tiÕt lµ thÐp C45, d¹ng s¶n xuÊt lµ hµng lo¹t võa nªn ta quyÕt ®Þnh chän ph«i ®Ó chÕ t¹o chi tiÕt lµ ph«i ®óc. Ph«i ®óc phï hîp dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt d¹ng b¹c. Víi b¹c cã ®­êng kÝnh nhá h¬n 200 mm ta chän ph«i ®óc ®Æc (kh«ng cã lç s½n). 5. LËp thø tù c¸c nguyªn c«ng : 5.1. Ph©n tÝch c¸ch chän chuÈn : ChuÈn lµ tËp hîp cña nh÷ng bÒ mÆt, ®­êng hoÆc ®iÓm cña mét chi tiÕt mµ c¨n cø vµo ®ã ng­êi ta x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña c¸c bÒ mÆt, ®­êng hoÆc ®iÓm kh¸c cña b¶n th©n chi tiÕt ®ã hoÆc cña chi tiÕt kh¸c. Khi chän chuÈn ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt m¸y ta ph¶i x¸c ®Þnh chuÈn cho nguyªn c«ng ®Çu tiªn vµ chuÈn cho nguyªn c«ng tiÕp theo. Th«ng th­êng chuÈn dïng ë nguyªn c«ng ®Çu tiªn trong qu¸ tr×nh gia c«ng chi tiÕt m¸y lµ chuÈn th«, cßn chuÈn dïng ë c¸c nguyªn c«ng tiÕp theo th­êng chuÈn tinh. Môc ®Ých cña viÖc chän chuÈn lµ ®Ó b¶o ®¶m hai yªu cÇu : - ChÊt l­îng cña chi tiÕt trong qu¸ tr×nh gia c«ng. - N©ng cao n¨ng suÊt vµ gi¶m gi¸ thµnh. Khi gia c«ng b¹c cÇn ph¶i ®¶m b¶o hai ®iÒu kiÖn kü thuËt c¬ b¶n cña b¹c lµ ®é ®ång t©m gi÷a mÆt ngoµi vµ mÆt lç, ®é vu«ng gãc gi÷a ®­êng t©m lç vµ mÆt ®Çu cña b¹c. C¸c bÒ mÆt nµy lµ nh÷ng mÆt chÝnh cña b¹c. §èi víi chi tiÕt n¾p van ta chän chuÈn th« lµ mÆt trô D ph«i ch­a gia c«ng. Khi chi tiÕt ®· ®­îc gia c«ng ta chän mÆt tiÖn A cã f24 lµ mÆt chuÈn tinh. Víi c¸ch chän chuÈn tinh nh­ trªn c¸c mÆt B, C, D song song víi mÆt chuÈn A. C¸c mÆt E, F, G, H, K vu«ng gãc víi mÆt chuÈn. T©m lç f7 vµ t©m lç f12 trïng víi t©m mÆt E vµ mÆt K, trïng víi t©m cña chi tiÕt. B H G A C F D K E 5.2. Tr×nh tù c¸c nguyªn c«ng : - Nguyªn c«ng 1 : TiÖn tinh mÆt ngoµi vµ khoan lç t©m, gia c«ng trªn m¸y tiÖn, yªu cÇu ®¹t ®­îc ®é bãng Rz40, dïng dao tiÖn, dïng m©m kÑp ba chÊu. - Nguyªn c«ng 2 : TiÖn tinh h¹ bËc, gia c«ng trªn m¸y tiÖn, dïng dao tiÖn, yªu cÇu ®¹t ®­îc ®é bãng Rz40, dïng m©m kÑp ba chÊu. - Nguyªn c«ng 3 : Khoan, Doa lç f7, gia c«ng trªn m¸y khoan ®øng, dïng mòi khoan, mòi doa, yªu cÇu ®¹t ®­îc ®é nh¸m Ra = 2,5 vµ khoan lç f6, gia c«ng trªn m¸y khoan ®øng, dïng mòi khoan. - Nguyªn c«ng 4 : Phay mÆt ®Çu, gia c«ng trªn m¸y phay ®øng, dïng dao phay mÆt ®Çu, yªu cÇu ®¹t ®­îc ®é nh¸m Ra = 2,5 - Nguyªn c«ng 5 : Khoan, Tar« M12, gia c«ng trªn m¸y khoan ®øng, dïng mòi khoan vµ dông cô tar«. - Nguyªn c«ng 6 : KiÓm tra. §é vu«ng gãc gi÷a mÆt ®Çu vµ ®­êng t©m lç ®­îc kiÓm tra b»ng ®ång hå. 5.3. ThiÕt kÕ c¸c nguyªn c«ng cô thÓ : a. Nguyªn c«ng 1 : TiÖn tinh mÆt A ngoµi vµ khoan lç t©m. - §Þnh vÞ vµ kÑp chÆt : Chi tiÕt gia c«ng ®­îc ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt trªn m©m ba chÊu. MÆt D ®­îc m©m ba chÊu kÑp chÆt. Víi c¸ch ®Þnh vÞ nµy cã 4 bËc tù do. - Chän m¸y : M¸y tiÖn ngang T616. C«ng suÊt ®éng c¬ cña m¸y : N = 4,5 kW - Chän dao : Ta chän dao tiÖn g¾n m¶nh thÐp giã P9. - L­îng d­ gia c«ng : Z = 0,8 mm - ChiÒu s©u c¾t t : Gia c«ng mét lÇn víi chiÒu s©u c¾t : t = 0,8 mm - L­îng ch¹y dao : S = 0,14 mm/vßng - Tèc ®é quay cña m¸y : n = 420 vßng/phót B¶ng chÕ ®é c¾t cña nguyªn c«ng 1 : B­íc M¸y n (vg/ph) S (mm/vßng) t (mm) TiÖn T616 420 0,14 0,8 b. Nguyªn c«ng 2 : TiÖn tinh h¹ bËc. - §Þnh vÞ vµ kÑp chÆt : Chi tiÕt gia c«ng ®­îc ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt trªn m©m ba chÊu. Víi c¸ch ®Þnh vÞ nµy cã 4 bËc tù do. - Chän m¸y : M¸y tiÖn ngang T616. C«ng suÊt ®éng c¬ cña m¸y : N = 4,5 kW - Chän dao : Ta chän dao tiÖn g¾n m¶nh thÐp giã P9. - L­îng d­ gia c«ng : Z = 0,8 mm - ChiÒu s©u c¾t t : Gia c«ng mét lÇn víi chiÒu s©u c¾t : t = 0,8 mm - L­îng ch¹y dao : S = 0,14 mm/vßng - Tèc ®é quay cña m¸y : n = 420 vßng/phót B¶ng chÕ ®é c¾t cña nguyªn c«ng 2 : B­íc M¸y n (vg/ph) S (mm/vßng) t (mm) TiÖn T616 420 0,14 0,8 c. Nguyªn c«ng 3 : Khoan, Doa lç f7 vµ Khoan lç f6 - §Þnh vÞ : Chi tiÕt gia c«ng ®­îc ®Þnh vÞ trªn phiÕn tú (mÆt K), vµnh ngoµi cña lç bªn tr¸i ®­îc ®Þnh vÞ trªn khèi V cè ®Þnh, vµnh ngoµi cña lç bªn ph¶i ®­îc ®Þnh vÞ b»ng khèi V di ®éng. Víi c¸ch ®Þnh vÞ nµy cã 6 bËc tù do : mÆt K khèng chÕ 3 bËc tù do ; khèi V t× vµo vµnh ngoµi khèng chÕ 2 bËc tù do ; khèi V di ®éng t× vµo vµnh ngoµi khèng chÕ 1 bËc tù do. - Chän m¸y : M¸y khoan ®øng nhiÒu trôc 2H135. C«ng suÊt ®éng c¬ cña m¸y : N = 4 kW Khoan lç f7 : - Chän dao : Ta thùc hiÖn hai mòi : khoan, doa. Ta chän mòi khoan ruét gµ b»ng thÐp giã, ®u«i c«n, víi d = 6,8 mm Ta chän mòi doa liÒn khèi b»ng thÐp giã, chu«i c«n víi D = 6,8 mm - L­îng d­ gia c«ng : Víi l­îng d­ khoan : Z1 = d1 / 2 = 6,8 / 2 = 3,4 mm Víi l­îng d­ doa : Z2 = d2 / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 mm - ChiÒu s©u c¾t t : Víi m¸y khoan : t1 = 6,8 / 2 = 3,4 mm Víi m¸y doa : t2 = 0,2 / 2 = 0,1 mm - L­îng ch¹y dao : Víi m¸y khoan : S = 0,17 mm/vßng Víi m¸y doa : S = 0,8 mm/vßng - Tèc ®é quay cña m¸y : Víi m¸y khoan : n = 750 vßng/phót Víi m¸y doa : n = 475 vßng/phót Khoan lç f6 : - Chän dao : Ta chän mòi khoan ruét gµ ®u«i c«n víi d = 6 mm - L­îng d­ gia c«ng : Víi l­îng d­ khoan : Z = d / 2 = 6 / 2 = 3 mm - ChiÒu s©u c¾t t : t = 6 / 2 = 3 mm - L­îng ch¹y dao : S = 0,17 mm/vßng - Tèc ®é quay cña m¸y : n = 750 vßng/phót B¶ng chÕ ®é c¾t cña nguyªn c«ng 3 : B­íc M¸y n (vg/ph) S (mm/vßng) t (mm) Khoan f7 2H135 750 0,17 3,4 Doa f7 2H135 475 0,8 0,1 Khoan f6 2H135 750 0,17 3 d. Nguyªn c«ng 4 : Phay mÆt ®Çu - §Þnh vÞ : Chi tiÕt gia c«ng ®­îc ®Þnh vÞ trªn phiÕn tú (mÆt G), vµnh ngoµi cña lç bªn tr¸i ®­îc ®Þnh vÞ trªn khèi V cè ®Þnh, vµnh ngoµi cña lç bªn ph¶i ®­îc ®Þnh vÞ b»ng khèi V di ®éng. Víi c¸ch ®Þnh vÞ nµy cã 6 bËc tù do : mÆt G khèng chÕ 3 bËc tù do ; khèi V t× vµo vµnh ngoµi khèng chÕ 2 bËc tù do ; khèi V di ®éng t× vµo vµnh ngoµi khèng chÕ 1 bËc tù do. - Chän m¸y : M¸y phay ®øng v¹n n¨ng 6H12. C«ng suÊt ®éng c¬ cña m¸y : N = 7 kW - Chän dao : Ta chän dao phay mÆt ®Çu b»ng thÐp giã. - L­îng d­ gia c«ng : Phay th« víi l­îng d­ lµ Z1 = 2 mm Phay tinh víi l­îng d­ lµ Z2 = 1 mm - ChiÒu s©u c¾t t : C¾t th« t1 = 2 mm C¾t tinh t2 = 1 mm - L­îng ch¹y dao : Phay th« S = 0,25 mm/r¨ng Phay tinh S = 0,1 mm/r¨ng - Tèc ®é quay cña m¸y : Phay th« n = 300 vßng/phót Phay tinh n = 475 vßng/phót B¶ng chÕ ®é c¾t cña nguyªn c«ng 4 : B­íc M¸y n (vg/ph) S (mm/r¨ng) t (mm) Phay th« 6H12 300 0,25 2 Phay tinh 6H12 475 0,1 1 e. Nguyªn c«ng 5 : Khoan, tar« M12 - §Þnh vÞ : Chi tiÕt gia c«ng ®­îc ®Þnh vÞ trªn phiÕn tú (mÆt G), vµnh ngoµi cña lç bªn tr¸i ®­îc ®Þnh vÞ trªn khèi V cè ®Þnh, vµnh ngoµi cña lç bªn ph¶i ®­îc ®Þnh vÞ b»ng khèi V di ®éng. Víi c¸ch ®Þnh vÞ nµy cã 6 bËc tù do : mÆt G khèng chÕ 3 bËc tù do ; khèi V t× vµo vµnh ngoµi khèng chÕ 2 bËc tù do ; khèi V di ®éng t× vµo vµnh ngoµi khèng chÕ 1 bËc tù do. - Chän m¸y : M¸y khoan ®øng 2H135. C«ng suÊt ®éng c¬ cña m¸y : N = 4 kW - Chän dao : Ta chän mòi khoan ruét gµ ®u«i c«n víi d = 11,8 mm - L­îng d­ gia c«ng : Z = d / 2 = 11,8 / 2 = 5,9 mm - ChiÒu s©u c¾t t : t = 11,8 / 2 = 5,9 mm - L­îng ch¹y dao : S = 0,17 mm/vßng - Tèc ®é quay cña m¸y : n = 750 vßng/phót B¶ng chÕ ®é c¾t cña nguyªn c«ng 5 : B­íc M¸y n (vg/ph) S (mm/vßng) t (mm) Khoan 2H135 750 0,17 5,9 Tar« M12 g. Nguyªn c«ng 6 : KiÓm tra b»ng ®ång hå vµ dông cô chuyªn dïng. Tµi liÖu tham kh¶o 1. H­íng dÉn ®å ¸n m«n häc “ThiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp cña ¤t« - M¸y kÐo” Lª ThÞ Vµng - Hµ Néi 1992 2. TËp bµi gi¶ng “ThiÕt kÕ tÝnh to¸n ¤t«” PGS. TS. NguyÔn Träng Hoan - Hµ Néi 2003 3. Bµi gi¶ng “CÊu t¹o ¤t«” Ph¹m Vþ , D­¬ng Ngäc Kh¸nh - Hµ Néi 2004 4. Sæ tay ¤t« Bé giao th«ng vËn t¶i Liªn X« ViÖn nghiªn cøu khoa häc vËn t¶i «t« Nhµ xuÊt b¶n c«ng nh©n kü thuËt - Hµ Néi 1984 5. ¤t« ЗИЛ-130 Nhµ xuÊt b¶n c«ng nh©n kü thuËt - Hµ Néi 1979 6. CÊu t¹o ¤t« Iu. BOROPXKIC, V. KLENNHICOP, V. NIKIFOROP, A. XABINHIN 7. B¶n vÏ kÕt cÊu ly hîp ¤t« - M¸y kÐo Ng­êi so¹n : NguyÔn H÷u CÈn - XuÊt b¶n 1966 8. YCTPOЙCTBO И ЭKCПЛYATAЦИЯ ABTOMOБИЛЕЙ MΑЗ-500A ; MΑЗ-5335 ; KpAЗ-257 ; YPAΛ-375Д НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ ТОЛМАЧЕВ Москва Издательство ДОСААФ СССР 1984 9. Sæ tay “C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y” - 3 tËp GS. TS. NguyÔn §¾c Léc , PGS. TS. Lª V¨n TiÕn PGS. TS. Ninh §øc Tèn , PGS. TS. TrÇn Xu©n ViÖt Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt - Hµ Néi 2003 10. Atlas §å g¸ PGS. TS. TrÇn V¨n §Þch - Hµ Néi 2003

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxTK ly hop 8 tan.docx