Thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 8 tấn

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