Tính toán thiết kế Ly hợp chính

=1,3¸1,75 ,chän b=1,6. VËy Ml = 1,6 .17 =27,2KGm. II. X¸c ®Þnh kÝch th­íc c¬ b¶n cña ly hîp . II.1.M« men ma s¸t cña ly hîp ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Ml=b .M®=m .På .Rtb.i Trong ®ã : Ml:M« men ma s¸t cña ly hîp . M®: M« men xo¾n cña ®éng c¬. : HÖ sè dù tr÷ cña ly hîp . : HÖ sè ma s¸t . På : Tæng lùc Ðp lªn c¸c ®Üa ma s¸t . Rtb :B¸n kÝnh ma s¸t trung b×nh . R1 R2 H×nh 3 : KÝch th­íc vµnh ®Üa ma s¸t Khi thiÕt kÕ cã thÓ chän s¬ bé ®­êng kÝnh ngoµi cña ®Üa ma s¸t theo c«ng thøc kinh nghiÖm : D2=2.R2=3,16. Trong ®ã : Memax: M« men cùc ®¹i cña ®éng c¬ (Nm) D2 : §­êng kÝnh ngoµi cña ®Üa ma s¸t (cm) C : HÖ sè kinh nghiÖm , ®èi víi « t« du lÞch C=4,7 Ta cã : D2 =3,16 . =18,82(cm) §­êng kÝnh trong cña ®Üa ma s¸t ®­îc chän theo c«ng thøc : D1=(0,53¸0,75)D2 =(0,53¸0,75) .18,82=9,98¸14,12(cm) . Ta chän D1 vµ D2 theo xe tham kh¶o : D1=150mm Þ R1==75 mm D2=250mm Þ R2==125 mm Rtb ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Rtb=.=.=102 mm=0,102 m II.2. Chän sè l­îng ®Üa bÞ ®éng (sè ®«i bÒ mÆt ma s¸t) Sè ®«i bÒ mÆt ma s¸t ®­îc chän s¬ bé theo c«ng thøc : i== Trong ®ã : b: BÒ réng tÊm ma s¸t g¾n trªn ®Üa bÞ ®éng . b=R2-R1=125-75=50 mm=0,05 m [q] : ¸p lùc riªng cho phÐp trªn bÒ mÆt ma s¸t . Chän [q] =200KN/m2 . m : HÖ sè ma s¸t . Chän m=0,3 . Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc : i==1,36 Khi tÝnh i ta ph¶i lµm trßn theo gi¸ trÞ nguyªn ch½n gÇn nhÊt . Chän i=2 VËy sè l­îng ®Üa bÞ ®éng lµ : n= i/2 =2/2=1 III. X¸c ®Þnh c«ng tr­ît sinh ra trong qu¸ tr×nh ®ãng ly hîp . Khi ®ãng ly hîp cã thÓ x¶y ra hai tr­êng hîp : +. §ãng ly hîp ®ét ngét tøc lµ ®Ó ®éng c¬ lµm viÖc ë sè vßng quay cao råi ®ét ngét th¶ bµn ®¹p ly hîp . Tr­êng hîp nµy kh«ng tèt nªn ph¶i tr¸nh . +. §ãng ly hîp mét c¸ch ªm dÞu :Ng­êi l¸i th¶ tõ tõ bµn ®¹p ly hîp khi xe khëi ®éng t¹i chç sÏ lµm t¨ng thêi gian ®ãng ly hîp vµ do ®ã sÏ t¨ng c«ng tr­ît sinh ra trong qu¸ tr×nh ®ãng ly hîp . Trong sö dông th­êng sö dông ph­¬ng ph¸p nµy nªn ta tÝnh c«ng tr­ît sinh ra trong tr­êng hîp nµy . III.1.C«ng tr­ît ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : L=Ma(wm-wa).(t1/2 +2t2/3 ) +1/2Ja(wm-wa)2 Trong ®ã : Ma :lµ m« men c¶n chuyÓn ®éng qui dÉn vÒ trôc cña ly hîp ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau : Ma=[ (G + Gm)y +kFv2 ].rb/i0ihifhtl ë ®©y: G : lµ träng l­îng toµn bé cña «t« ,G=2400 Kg Gm:lµ träng l­îng toµn bé cña r¬ mãoc ,Gm=0 i0,i1,if lÇn l­ît lµ tû sè truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh, cña hép sè vµ hép sè phô . i0=5,125 ih=5,124 ( lµ tû sè truyÒn cña hép sè ë vÞ trÝ sè 1 ) if=1,94 y :HÖ sè c¶n tæng céng cña ®­êng y =f ± tga f :hÖ sè c¶n l¨n cña ®­êng ,f=0,03 a : gãc dèc cña ®­êng ( gi¶ thiÕt a=0 ) VËy y=f=0,03 k : hÖ sè c¶n cña kh«ng khÝ rb : b¸n kÝnh lµm viÖc cña b¸nh xe ,rb=l.r0 l :HÖ sè kÓ ®Õn sù biÕn d¹ng cña lèp ,chän l=0,935 r0 : b¸n kÝnh thiÕt kÕ cña b¸nh xe ,r0 ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : r0=( B +d/2).25,4 B : chiÒu réng lèp d : ®­êng kÝnh vµnh xe VËy rb=l .( B +d/2).25,4=0,935.(8,4+15/2).25,4 =377,6 mm=0,3776m htl :hiÖu suÊt cña hÖ thèng truyÒn lùc htl=hlh.hh.hf.hc®.h0 Trong ®ã : hlh: hiÖu suÊt ly hîp ,hlh=1 hh :hiÖu suÊt hép sè chÝnh ë sè 1 ,hh=0,98 hf : hiÖu suÊt hép sè phô , hf =0,98 hc®: hiÖu suÊt c¸c ®¨ng ,hc®=0,99 h0 : hiÖu suÊt truyÒn lùc chÝnh ,h0=0,97 VËy : htl=1.0,98.0,98.0,99.0,97=0,922 v : vËn tèc xe ( xe ®øng yªn nªn v= 0) F : diÖn tÝch c¶n chÝnh diÖn cña xe Ta cã : Ma= [ (2400+ 0).0,03 + 0 ].0,3776/(5,125.4,124.1,94.0,922) = 0,917 KGm wm : tèc ®é gãc cña ®éng c¬ lÊy t­¬ng øng víi m« men cùc ®¹i cña ®éng c¬ (rad/s) wm=Õ.nM/30 víi nM lµ sè vßng quay cùc ®¹i cña ®éng c¬ . wm=3,14.2800/30 =293,07 (rad/s) wa : tèc ®é gãc cña trôc ly hîp ,khi b¾t ®Çu khëi hµnh xe ®øng yªn t¹i chç nªn wa= 0 Ja : m« men qu¸n tÝnh cña «t« qui dÉn ®Õn trôc ly hîp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Ja =. Thay sè ta cã : Ja =(2400 +0).0,37762/ 9,81.(5,125.4,124.1,94)2 =0,0207 KGms2 t1 :thêi gian ®ãng ly hîp ë giai ®o¹n ®Çu ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: t1=Ma/k t2 : thêi gian ®ãng ly hîp ë giai ®o¹n hai ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: t2= Trong ®ã : k : lµ hÖ sè tû lÖ kÓ ®Õn nhÞp ®é t¨ng m« men Ml khi ly hîp ®ãng , ®­îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm. §èi víi xe du lÞch k=5¸ 10 KGm/s , chän k=10KGm/s A : lµ biÓu thøc rót gän ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : A= A= =3,486 Ta cã : t1=Ma/ k= 719/10 =0,0719 (s) t2=== 1,1 (s) Thay sè vµo biÓu thøc tÝnh c«ng tr­ît ta cã : L = 0,719(297,03-0).( 0,0719/ 2 + 2.1,1/3) + 0,0207(293,07 –0 )2 = 1051,063 KGm III.2.X¸c ®Þnh c«ng tr­ît riªng . §Ó ®¸nh gi¸ ®é hao mßn cña ®Üa ma s¸t ta ph¶i x¸c ®Þnh c«ng tr­ît riªng theo c«ng thøc sau : l0 =L/F.i £ [l0] (KGm/cm2) Trong ®ã : L0 : C«ng tr­ît riªng L : C«ng tr­ît cña ly hîp F : DiÖn tÝch bÒ mÆt ma s¸t cña ®Üa bÞ ®éng (cm2) F=Õ.(R22- R12) R1,R2 lÇn l­ît lµ b¸n kÝnh trong , b¸n kÝnh ngoµi cña ®Üa bÞ ®éng . F= (1252 –752) = 31400 mm2=314 cm2 i : Sè ®«i bÒ m¾t ma s¸t Thay sè ta cã : l0= 1051,063/(314.2) =1,67KGm/ cm2 TrÞ sè c«ng tr­ît riªng cho phÐp [l0] ®èi víi xe du lÞch tra b¶ng ta cã : l0 =10¸12 KGm/ cm2 VËy l0 tho¶ m·n . IV. kiÓm tra theo nhiÖt ®é c¸c chi tiÕt . C«ng tr­ît sinh ra lµm nung nãng c¸c chi tiÕt nh­ ®Üa Ðp ,lß xo,…do ®ã ph¶i kiÓm tra nhiÖt ®é cña c¸c chi tiÕt b»ng c¸ch x¸c ®Þnh ®é t¨ng nhiÖt ®é theo c«ng thøc : DT=g.L /(c,mt) = g.L/(427.c.Gt ) £ [DT] Trong ®ã : L : c«ng tr­ît c : tû nhiÖt cña chi tiÕt bÞ nung nãng . §èi víi thÐp vµ gang c=0,015 Kcal/KgoC Mt :khèi l­îng chi tiÕt bÞ nung nãng . Gt : träng l­îng chi tiÕt bÞ nung nãng, träng l­îng ®Üa Ðp xe tham kh¶o Gt=4,2Kg . g : hÖ sè x¸c ®Þnh phÇn c«ng tr­ît dïng nung nãng chi tiÕt cÇn tÝnh , ®èi víi ®Üa Ðp ngoµi g =1/2n víi n lµ sè l­îng ®Üa bÞ ®éng n=1. Thay sè ta cã : DT == 2,55oC §èi víi « t« [DT] =80¸100 VËy DT tho¶ m·n . V. TÝnh to¸n søc bÒn mét sè chi tiÕt chñ yÕu cña ly hîp . V.1.TÝnh søc bÒn ®Üa bÞ ®éng . §Ó gi¶m kÝch th­íc cña ly hîp ,khi ly hîp lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ma s¸t kh« chän vËt liÖu cã hÖ sè ma s¸t cao . §Üa bÞ ®éng gåm c¸c tÊm ma s¸t vµ x­¬ng ®Üa , tÊm ma s¸t ®­îc g¾n víi x­¬ng ®Üa bÞ ®éng b»ng ®inh t¸n . VËt liÖu lµm ®inh t¸n b»ng ®ång hoÆc nh«m . ChiÒu dµy x­¬ng ®Üa th­êng chän tõ (1,5¸ 2) mm . ChiÒu dµy tÊm ma s¸t th­êng chän tõ (3¸ 5) mm . VËt liÖu cña tÊm ma s¸t th­êng lµ lo¹i phª-ra-®o hoÆc at –bet ®ång . H×nh 4 : S¬ ®å ®Üa bÞ ®éng §inh t¸n bè trÝ trªn ®Üa theo hai d·y t­¬ng øng víi c¸c b¸n kÝnh ë vßng trong lµ r1 vµ vßng ngoµi lµ r2 . H×nh 5 : S¬ ®å ph©n bè lùc trªn ®inh t¸n Lùc t¸c dông lªn mçi d·y ®inh t¸n ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : F1=Memax.r1/2(r12+ r22 ) F2= Memax.r2/2(r12+ r22) §inh t¸n ®­îc kiÓm tra theo øng suÊt c¾t vµ chÌn dËp . Khi tÝnh lùc F1 vµF2 lÊy chÕ ®é t¶i träng lµ Memax v× trong thùc tÕ Memax lu«n nhá h¬n My ( My lµ m« men tÝnh theo b¸m tõ ®­êng lªn) . øng suÊt c¾t vµ chÌn dËp ®èi víi ®inh t¸n ë vßng trong ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : tc1= £ [tc] (KG/cm2 ) scd1= £ [scd] (KG/cm2 ) Trong ®ã : tc1 : øng suÊt c¾t cña ®inh t¸n ë vßng trong . scd1 : øng suÊt chÌn dËp cña ®inh t¸n . n1 : sè ®inh t¸n bè trÝ ë vßng trong F1 : lùc t¸c dông lªn d·y ®inh t¸n vßng trong d : ®­êng kÝnh ®inh t¸n Víi vßng ngoµi ®inh t¸n còng ®­îc kiÓm tra t­¬ng tù : tc2= £ [tc] (KG/cm2 ) scd2= £ [scd] (KG/cm2 ) Trong ®ã : F2 : lùc t¸c dông lªn d·y ®inh t¸n vßng ngoµi n2 : sè ®inh t¸n bè trÝ ë vßng ngoµi l : chiÒu dµi bÞ chÌn dËp cña ®inh t¸n Xe tham kh¶o lµ UAZ –469 nªn ta chän : d = 4 mm =0,4 cm r1 = 87 mm r2 = 110 mm n1 =6 n2 =12 l =2 mm= 0,2 cm Thay sè ta cã : F1 =17.103.87/ 2.(872+1102) =37,6 KG F2 =17.103.110/ 2.(872+1102) =47,54 KG tc1 =37,6/6.(3,14.0,42/4) = 48,89 KG/ cm2 scd1 =37,6/(6.0,2.0,4) =78,33 KG /cm2 tc2 =47,54/12.(3,14.0,42/4) = 31,54 KG/ cm2 scd2 =47,54/(12.0,2.0,4) = 49,52 KG /cm2 øng suÊt cho phÐp : [tc] =100 KG/cm2 [scd] = 250 KG/cm2 VËy ®Üa bÞ ®éng ®ñ bÒn . V.2.Moay-¬ ®Üa bÞ ®éng. ChiÒu dµi cña moay-¬ ®­îc chän t­¬ng ®èi lín ®Ó gi¶m ®é ®¶o cña ®Üa bÞ ®éng , moay-¬ ®­îc ghÐp víi x­¬ng ®Üa bÞ ®éng b»ng ®inh t¸n vµ l¾p víi trôc ly hîp b»ng then hoa . Khi lµm viÖc then hoa cña moay-¬ chÞu øng suÊt chÌn dËp vµ c¾t ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : tc = £ [tc] (KG/cm2) scd = £ [scd] (KG/cm2) Trong ®ã : Memax : m« men cùc ®¹i cña ®éng c¬ . Z1 : sè l­îng moay-¬ riªng biÖt ,víi ly hîp mét ®Üa bÞ ®éng Z1 =1. Z2 : sè then hoa cña mét moay-¬ , Z2 =10 d : ®­êng kÝnh trong cña then hoa ,d =27 mm D : ®­êng kÝnh ngoµi cña then hoa ,D =35 mm b : bÒ réng cña mét then hoa , b = 5 m L : chiÒu dµi moay-¬ , L =32 mm H×nh 6 : S¬ ®å moay-¬ ®Üa bÞ ®éng Thay sè ta cã : tc = =68,54 (KG/cm2) scd = = 85,67 (KG/cm2) VËt liÖu chÕ t¹o moay-¬ th­êng lµ thÐp 40, 40X , øng suÊt cho phÐp : [tc] =100 KG/cm2 [scd] = 200 KG/cm2 VËy then hoa cña moay-¬ ®ñ bÒn . Ä.§inh t¸n nèi moay-¬ víi x­¬ng ®Üa bÞ ®éng th­êng lµm b»ng thÐp cã ®­êng kÝnh d =( 6¸ 10)mm .Víi xe tham kh¶o UAZ- 469 chän : d = 8 mm. ChiÒu dµi bÞ chÌn dËp l = 6 mm B¸n kÝnh lµm viÖc R1 =62 mm Sè ®inh t¸n n = 4 Lùc t¸c dông lªn ®inh t¸n: F = Memax / R1 =17.103/6,2 =274,19 KG Khi lµm viÖc ®inh t¸n chÞu øng suÊt c¾t vµ chÌn dËp ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau : tc= = = 136,44 (KG/cm2) scd = = = 142,8 (KG/cm2) §inh t¸n b»ng thÐp c¸c bon trung b×nh cã c¸c trÞ sè øng suÊt cho phÐp : [tc] =300 KG/cm2 [scd] =800 KG/cm2 VËy ®inh t¸n ®ñ bÒn . V.3.KiÓm nghiÖm trôc ly hîp : §èi víi « t« ,trôc ly hîp còng chÝnh lµ trôc s¬ cÊp hép sè. §Çu cuèi cña trôc cã b¸nh r¨ng nghiªng liÒn trôc lu«n ¨n khíp víi b¸nh r¨ng trung gian cña trôc trung gian hép sè. §Çu tr­íc cña trôc cã l¾p æ bi trong khoang cña b¸nh ®µ vµ ®Çu sau cã l¾p æ bi trªn thµnh vá hép sè. V.3.1 S¬ ®å lùc t¸c dông lªn trôc : A C D I II III B RAX RAY RBX RBY Pa1 Pr1 Pv1 MX Trong ®ã : Trôc I : lµ trôc ly hîp ®ång thêi lµ trôc s¬ cÊp cña hép sè. ë cuèi cña trôc cã l¾p b¸nh r¨ng nghiªng vµ ®­îc khhoÐt réng lç ë t©m ®Ó l¾p æ bi kim ®ì mét ®Çu trôc sè III. Trôc II : lµ trôc trung gian cña hép sè, hai ®Çu trôc ®­îc ®ì bëi hai æ bi trô l¾p trªn vá hép sè. Trôc III : lµ trôc thø cÊp cña hép sè, mét ®Çu ®­îc tú lªn æ bi kim ë trong trôc s¬ cÊp, ®Çu cßn l¹i lµ ®Çu a vµ ®­îc tú lªn æ bi l¾p trªn th©n hép sè. §Ó kiÓm nghiÖm trôc ta cÇn kiÓm tra trôc ë chÕ ®é m«men lín nhÊt khi ®ã c«ng suÊt cña ®éng c¬ truyÒn qua ly hîp lµ cùc ®¹i vµ hép sè ®Ó ë tay sè 1 víi : m«men lín nhÊt cña ®éng c¬ : Memax = MI = 1700 (KG.cm) ®­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh r¨ng trôc s¬ cÊp : d1 = 50 mm ®­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh r¨ng trôc trung gian : d2 = 115 mm d3 = 40 mm ®­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh r¨ng trôc thø cÊp : d4 = 130 mm Tõ c¸c kÝch th­íc bé truyÒn b¸nh r¨ng ta x¸c ®Þnh ®­îc m«men truyÒn ®Õn c¸c trôc cña hép sè lµ : Trôc s¬ cÊp : MI = Memax = 1700 KG.cm Trôc trung gian : MII = MI.i12 = 1700.115/5 =3910 KG.cm Trôc thø cÊp : MIII = MII.i34 = 3910.130/40 = 12707,5 KG.cm Khi ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc ph¶n lùc trªn c¸c b¸nh r¨ng lµ : + Trôc sè I : A B Pa1 Pv1 Pr1 Víi b¸nh r¨ng trªn trôc sè I lµ b¸nh r¨ng nghiªng cã : ®­êng kÝnh vßng l¨n : d1 = 50 mm - gãc nghiªng cña r¨ng : b = 250 - gãc ¨n khíp : a = 200 Khi ®ã ta cã : - Lùc vßng : Pv1 = P = 2MI/d =2.1700/5=680 KG - Lùc h­íng t©m : Pr1 = Ptga /cosb =680.tg200/cos250 =273 KG - Lùc däc trôc : Pa1 = P.tgb =680.tg250 =317 KG + Víi trôc sè III : Pv4 Pr4 C D B¸nh r¨ng trªn trôc III lµ mét b¸nh r¨ng r¨ng th¼ng cã : - ®­êng kÝnh vßng l¨n : d4= 130 mm - gãc ¨n khíp : a = 200 Khi ®ã ta cã : - Lùc vßng : Pv4 =2.M3/d4 =2.12707,5/130 =1955 KG - Lùc h­íng t©m : Pr4 = P4.tga = 1955 .tg200 =711 K V.3.2.X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i c¸c gèi ®ì : +.Trôc III : Rcy d4=130mm Pv4 Pr4 Rcx C D 180 mm 40mm Ta lÊy : SMDy = 0 Þ Rcy.180 = Pr4.40 Þ Rcy = 711.40/180=158 (KG) SMDx = 0 Þ Rcx.180 = Pv4.40 Þ Rcx = 1955.40/180 = 434 (KG) Pr1 Pv1 Pa1 Rcx Rcy Rby Rbx RAx RAy A B 50mm 130 mm 30 mm + Trôc I : Ta lÊy : SMBy = 0 Þ RAy.130 = Pr1.50 + RCy.30 – Pa1.50/2 Þ RAy = (273.50 + 158.30 –317.50/2 )/130 =80 (KG) SY = 0 Þ RBy = Pr1 + RCy – RAy = 273+158 – 80 = 351 (KG) SMBx = 0 Þ RAx.130 = Pv1.30 + RCx.30 Þ RAx = (680.30+343.30)/130 = 257 (KG) SX = 0 Þ RBx = P1 + RCx – RAx = 680+343 – 257 = 857 (KG) V.3.3 KiÓm tra bÒn trôc : §Ó cã thÓ kiÓm tra bÒn cho trôc ta ®i vÏ biÓu ®å m«men uèn, xo¾n t¸c dông lªn trôc vµ kiÓm tra bÒn cho trôc t¹i c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm cña trôc. Víi lùc t¸c dông lªn b¸nh r¨ng vµ c¸c ph¶n lùc t¸c dông lªn c¸c gèi ®ì ®· ®­îc x¸c ®Þnh ë trªn ta vÏ ®­îc biÓu ®å m«men t¸c dông lªn trôc nh­ sau : A RAx RAy RBx RBy RCx RCy B C Mx 50 mm 130 mm 30 mm 1040 KG.cm 1053 KG.cm 3341 KG.cm 1302 KG.cm 1700 KG.cm Muyy Mux Mx Dùa trªn biÓu ®å m«men uèn vµ m«men xo¾n t¸c dông lªn trôc ta thÊy tiÕt diÖn nguy hiÓm (chÞu lùc lín nhÊt) lµ tiÕt diÖn t¹i æ bi n»m trªn th©n hép sè(®iÓm B). Do ®ã ta kiÓm tra bÒn cho trôc t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm theo øng suÊt tæng hîp nh­ sau : sth = £ [sth] Trong ®ã : sth : lµ øng suÊt tæng hîp t¸c dông lªn trôc t¹i tiÕt diÖn ®ang xÐt. Mu : lµ m«men uèn t¸c dông lªn trôc, ta cã : Mu = M2ux +M2uy Mux : lµ m«men uèn trong mÆt ph¼ng xoz, theo biÓu ®å ta cã : Mux = 3341 (KG.cm) Muy : lµ m«men uèn trong mÆt ph¼ng yoz, theo biÓu ®å ta cã : Muy = 1040 (KG.cm) Þ Mu = 33412 +10402 = 3499 KG.cm Mx : lµ m«men xo¾n t¸c dông lªn trôc, theo biÓu ®å ta cã : Mx = 1700 (KG.cm) d : lµ ®­êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm ®ang xÐt, ta cã : d = 40 (mm) = 4 (cm) [sth] : lµ øng suÊt tæng hîp cho phÐp. Víi vËt liÖu chÕ t¹o trôc lµ thÐp 40X th× ta cã : [sth] = 700 (KG/cm2) Thay sè vµo biÓu thøc ta cã : sth = =546,7 (KG/cm2 ) VËy trôc ly hîp ®ñ bÒn . V.4.TÝnh to¸n lß xo gi¶m chÊn cña ly hîp : KÕt cÊu cña gi¶m chÊn gåm lß xo vµ c¸c tÊm ma s¸t. Lß xo gi¶m chÊn ®­îc ®Æt ë ®Üa bÞ ®éng ®Ó tr¸nh sù 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, ®¶m b¶o truyÒn m«men mét c¸ch ªm dÞu tõ ®Üa bÞ ®éng ®Õn moay ¬ vµ trôc ly hîp. TÊm ma s¸t ®­îc lµm tõ thÐp non dÔ biÕn d¹ng cã t¸c dông dËp t¾t dao ®éng riªng ë tÇn sè thÊp. M«men cùc ®¹i cã kh¶ n¨ng Ðp lß xo gi¶m chÊn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Trong ®ã : io : lµ tû sè truyÒn cña truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh ;ta cã: io = 5,125 ih1 : lµ tû sè truyÒn cña hép sè ë tay sè 1 ; ta cã : ih1 = 4,124 j : lµ hÖ sè b¸m cña ®­êng tèt , lÊy j = 0,8 rb : lµ b¸n kÝnh lµm viÖc cña b¸nh xe, rb = rbx = 37,76 (cm) Gb : lµ träng l­îng b¸m cña « t«, Gb = 1400 (KG) Thay sè vµo ta cã : M«men 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. Tøc lµ : M max = M1 + M2 = P1.R1.Z1 + P2.R2.Z2 Trong ®ã : M1 : lµ m«men quay cña lùc lß xo gi¶m chÊn dïng ®Ó dËp t¾t céng h­ëng ë tÇn sè cao. M2 : lµ m«men ma s¸t dïng ®Ó dËp t¾t céng h­ëng ë tÇn sè thÊp P1 : lµ lùc Ðp cña mét lß xo gi¶m chÊn R1 : lµ b¸n kÝnh ®Æt lß xo gi¶m chÊn , ta cã: R1 = 50 (mm) Z1 : lµ sè l­îng lß xo gi¶m chÊn ®Æt trªn moay ¬ , ta cã : Z1 = 8 P2 : lµ lùc t¸c dông ®Æt lªn vßng ma s¸t R2 : lµ b¸n kÝnh trung b×nh ®Æt c¸c vßng ma s¸t Z2 : lµ sè l­îng vßng ma s¸t (sè ®«i cÆp ma s¸t), ta cã : ë ®©y ta lÊy hÖ sè ma s¸t gi÷a c¸c vßng ma s¸t vµ víi ®Üa bÞ ®éng lµ : m = 0,25. Trong tÝnh to¸n ta th­êng chän : M2 = 25 %.Mmax = 0,25.1031,4 = 257,85 (KG.cm) VËy suy ra M1 = Mmax – M2 = 75%. Mmax = 773,55 (KG.cm) Þ P1 = = 19,34 (KG) · TÝnh to¸n vµ kiÓm tra bÒn lß xo gi¶m chÊn : Gäi l lµ biÕn d¹ng toµn lß xo gi¶m chÊn khi lµm viÖc ,chän l =3 . Ta cã : trong ®ã : G : lµ m«®uyn ®µn håi dÞch chuyÓn ; ta cã : G = 8.105 (KG/cm2) d : lµ ®­êng kÝnh d©y lß xo gi¶m chÊn, lÊy d = 4 (mm) D: lµ ®­êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo, ta cã D = 24 (mm) n0: lµ sè vßng lµm viÖc cña lß xo gi¶m chÊn, ta cã : n0 = 14 (vßng) Thay sè vµo ta cã : Khi ®ã sè vßng toµn bé cña lß xo lµ : n= no + 2 = 14 + 2 = 16 vßng vµ b­íc cña lß xo lµ : t = d + l/n + d víi d : lµ khe hë cùc tiÓu cña lß xo gi¶m chÊn khi lµm viÖc; ta cã : d = 1 mm ® t = 4 + 3/5 + 1 = 5,6 mm - ChiÒu dµi cña lß xo ë tr¹ng th¸i tù do lµ : l = n.d + (t-d)n0 = 16.4 + (5,6 – 4).14 = 86,4 (mm) - §é cøng tèi thiÓu cña lß xo gi¶m chÊn(lµ m«men xo¾n 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.C.Z1 (KG.cm) Trong ®ã : S : lµ ®é cøng tèi thiÓu cña lß xo gi¶m chÊn R1 : lµ b¸n kÝnh ®Æt c¸c lß xo gi¶m chÊn, ta cã : R1 = 50 cm C : lµ ®é cøng cña mét lß xo , ta lÊy C = 60 (KG/cm) Z1 : lµ sè l­îng lß xo gi¶m chÊn bè trÝ trªn moay ¬, ta cã : Z1 = 8 Þ S = 17,4.52.60.8 = 208800 (KG.cm) Lß xo gi¶m chÊn ®­îc kiÓm tra bÒn theo øng suÊt xo¾n : t = 8.P1.D.K/ P.d3 £ [t] Trong ®ã : D : lµ ®­êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo, ta cã : D = 24 mm d : lµ ®­êng kÝnh d©y lß xo , d = 4 mm K: lµ hÖ sè tËp trung øng suÊt K = víi c : lµ hÖ sè ®­êng kÝnh D/d , ta cã : c = D/d = 6 ®K = 1,2525 [t] : lµ øng suÊt c¾t cho phÐp, víi vËt liÖu lµm lß xo gi¶m chÊn lµ thÐp 60G cã : [t] = 6500 ¸ 8000 (KG/cm2) Thay sè vµo ta cã : t =8.19,34.2,4.1,2525/3,14.0,43 = 2314,33 (KG/cm2) VËy lß xo gi¶m chÊn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn vÒ bÒn. V.5.TÝnh bÒn lß xo ®Üa : Lùc Ðp mµ lß xo cÇn sinh ra ®Ó Ðp ®Üa Ðp khi ®ãng ly hîp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : På = Þ På = = 444,4 (KG) Ta sö dông lß xo ®Üa ®Ó t¹o lùc Ðp ban ®Çu lªn ®Üa Ðp . Khi ®ã lß xo ®Üa võa ®ãng vai trß lµ lß xo Ðp võa ®ãng vai trß lµ ®ßn më . Dùa trªn c¬ së xe tham kh¶o vµ c¸c yªu cÇu trong viÖc chän lùa, thiÕt kÕ lß xo ®Üa ta chän ®­îc lß xo ®Üa víi c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n sau : De : lµ ®­êng kÝnh ngoµi cña lß xo ®Üa, ta cã : De = 240 mm = 2,40 cm Di : lµ ®­êng kÝnh trong cña lß xo ®Üa, ta cã Di =75 mm d : chiÒu dµy lß xo ®Üa , d = 2,5mm Sè thanh ph©n bæ trªn ®Üa : Z = 12 De Dc Da Di På Pn d h l1 B H×nh 7 : KÝch th­íc c¬ b¶n cña lß xo ®Üa. Lùc t¸c dông lªn ®Çu trªn cña lß xo ®Üa khi ng¾t ly hîp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Pn =På. Víi ®é c«n cña lß xo ®Üa lµ a =6040’ , dÞch chuyÓn cña ®Üa Ðp t¹i ®iÓm ®Æt lùc Ðp På lµ l1 =1,5 mm ta x¸c ®Þnh ®­îc ®­êng kÝnh Dc= 195 mm . Ta cã : Pn = 444,4. =232,7 KG Víi lß xo ®Üa , c«ng thøc ®Ó tÝnh lùc Ðp lµ : På = Trong ®ã : K1 = Da /De = 0,769 K2 =Dc/De = 0,78 Da =192 mm h= 2.d =2.2,5 =5 mm Víi c¸c th«ng sè ®· chän ta tÝnh ®­îc : På = = 444,4 KG VËy lß xo ®Üa víi c¸c th«ng sè trªn ®¶m b¶o t¹o ra lùc Ðp cÇn thiÕt t¸c dông lªn ®Üa Ðp khi ®ãng ly hîp . Lß xo ®Üa ®­îc kiÓm tra bÒn t¹i ®iÓm nguy hiÓm lµ ®iÓm B (nh­ h×nh vÏ ) theo øng suÊt uèn : s = £ [s] Trong ®ã : E = 2.106 (KG/cm2 ) D == = 220 mm a =2.h/(De – Da ) = 2.5 ./(240 –192) =0,17 da : lµ ®é biÕn d¹ng cña lß xo ®Üa , da =(4¸6 )%d . chän da = 4%d = 4% .2,5 =0,1 mm mp :lµ hÖ sè Poat-x«ng , mp =0,26 øng suÊt cho phÐp [s] =1400 MN/m2 = 14000 KG/cm2 Thay sè ta cã : s = = 284819 KG/mm2 = 2848,19 KG/cm2 . VËy lß xo ®Üa ®· chän ®ñ bÒn . PhÇn III tÝnh to¸n dÉn ®éng ly hîp I.Yªu cÇu: HÖ dÉn ®éng ph¶i ®iÒu khiÓn dÔ dµng , gän nhÑ.B¶o d­ìng ®iÒu chØnh thuËn lîi ,®¬n gi¶n . §¸nh gi¸ hÖ thèng dÉn ®éng bëi c¸c chØ tiªu sau : Lùc bµn ®¹p : Pb® £ 15 KG víi xe du lÞch . Pb® £ 20 KG víi xe t¶i. Hµnh tr×nh bµn ®¹p : Sb®£ 150 mm víi xe du lÞch Sb®£ 200 mm víi xe t¶i C«ng më ly hîp : Am£ 2,3 KGm víi xe du lÞch Am£ 3 KGm víi xe t¶i §Ó gi¶m lùc bµn ®¹p vµ c«ng më ly hîp th× c¸c chi tiÕt chÞu lùc ph¶i cã ®é cøng thÝch hîp vµ lùc ma s¸t ë c¸c kh©u khíp ph¶i nhá . II. Ph©n lo¹i vµ ®Æc ®iÓm tõng lo¹i dÉn ®éng . II.1.Ph©n lo¹i : ¨DÉn ®éng c¬ khÝ. ¨DÉn ®éng c¬ khÝ – trî lùc lß xo . ¨DÉn ®éng thuû lùc ¨DÉn ®éng c¬ khÝ – c­êng ho¸ khÝ nÐn. II.2.§Æc ®iÓm cña tõng lo¹i dÉn ®éng . Lo¹i dÉn ®éng c¬ khÝ : ¨Th«ng qua hÖ c¸c ®ßn dÉn ®éng ®Ó ®¶m b¶o hµnh tr×nh bµn ®¹p ly hîp trong giíi h¹n cho phÐp ,cÇn ph¶i chän tû sè tryÒncña dÉn ®éng ly hîp . ¨Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n , chän tû sè truyÒn cña dÉn ®éng ly hîp cÇn ph¶i tÝnh ®Õn viÖc kh¾c phôc khe hë d gi÷a æ bi tª vµ ®ßn më ly hîp . ¨HiÖu suÊt truyÒn lùc thÊp . Lo¹i dÉn ®éng c¬ khÝ cã trî lùc lß xo : ¨Lo¹i dÉn ®éng nµy ¸p dông khi lùc bµn ®¹p v­ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp ¨Trî lùc kiÓu lß xo lµ n¨ng l­îng nÐn cña lß xo ®­îc tÝch luü trong hµnh tr×nh tù do cña bµn ®¹p ly hîp , khi më ly hîp th× n¨ng l­îng nµy ®­îc gi¶i phãng theo chiÒu hç trî lùc bµn ®¹p cña ng­êi l¸i . ¨Tuy vËy lùc bµn ®¹p vÉn lín khi b¾t ®Çu ®¹p bµn ®¹p . DÉn ®éng c¬ khÝ – c­êng ho¸ khÝ nÐn : ¨Lo¹i nµy ¸p dông cho nh÷ng xe cã s½n nguån khÝ nÐn . ¨Tû sè truyÒn lín . ¨Lùc bµn ®¹p ban ®Çu vÉn lín . DÉn ®éng thuû lùc : ¨TruyÒn lùc nhê chÊt láng . ¨ Lùc bµn ®¹p ban ®Çu nhá . ¨ Tû sè truyÒn nhá. III. Ph©n tÝch chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ ly hîp . Môc ®Ých cña viÖc thiÕt kÕ dÉn ®éng ly hîp lµ lµm sao gi¶m lùc bµn ®¹p cña ng­êi l¸i ®ång thêi ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ vµ hiÖu qu¶ cao trong qóa tr×nh sö dông . Ta giíi thiÖu bèn kiÓu dÉn ®éng ly hîp : ¨DÉn ®éng c¬ khÝ. ¨DÉn ®éng c¬ khÝ – c­êng ho¸ khÝ nÐn . ¨DÉn ®éng thuû lùc. ¨DÉn ®éng thuû lùc – trî lùc ch©n kh«ng. III.1. Ph­¬ng ¸n 1: DÉn ®éng c¬ khÝ : S¬ ®å dÉn ®éng : d 1 2 3 4 5 6 7 8 1: Bµn ®¹p ly hîp 2: Lß xo håi vÞ. 3: Thanh kÐo 4: N¹ng më 5: Bi më 6: Lß xo ®Üa 7: §Üa Ðp 8: §Üa ma s¸t Nguyªn lÝ lµm viÖc : + Khi më ly hîp : Khi ng­êi l¸i t¸c dông lùc vµo bµn ®¹p ly hîp (1) lµm bµn ®¹p dÞch chuyÓn sang tr¸i, th«ng qua gèi ®ì sÏ lµm thanh kÐo sè (3) dÞch chuyÓn sang ph¶i. Do thanh kÐo sè 3 ®­îc b¾t chÆt vµo ®Çu d­íi cña n¹ng më (4) sÏ lµm ®Çu d­íi n¹ng më dÞch chuyÓn sang ph¶i cßn ®Çu trªn sÏ dÞch chuyÓn sang tr¸i ®Èy bi më (5) dÞch chuyÓn sang tr¸i vµ t× lªn ®Çu nhá cña lß xo ®Üa (6) vµ lµm ®Çu nhá cña lß xo ®Üa dÞch chuyÓn sang tr¸i. Khi ®ã ®Çu to cña lß xo ®Üa (6) sÏ dÞch chuyÓn sang ph¶i vµ kÐo theo ®Üa Ðp (7) dÞch chuyÓn sang ph¶i(do lß xo ®Üa ®­îc b¾t vµo ®Üa Ðp ). Khi ®Üa Ðp (7) dÞch chuyÓn sang ph¶i sÏ t¸ch khái ®Üa ma s¸t (8), lóc nµy ly hîp ®­îc më c¾t m« men xo¾n tõ ®éng c¬ ®Õn trôc s¬ cÊp hép sè. + Khi ®ãng ly hîp : Ng­êi l¸i nh¶ tõ tõ bµn ®¹p ®ång thêi cïng víi lß xo håi vÞ (2) kÐo bµn ®¹p dÞch chuyÓn sang ph¶i vµ thanh kÐo (3) dÞch chuyÓn sang tr¸i cïng víi lß xo g¾n ë ®©ï d­íi n¹ng më (4) sÏ lµm ®Çu d­íi n¹ng më dÞch chuyÓn sang tr¸i cßn ®Çu trªn n¹ng më th× dÞch chuyÓn sang ph¶i. §ång thêi vßng bi më (5) cã lß xo håi vÞ lªn kÐo bi më dÞch chuyÓn sang ph¶i. Lóc nµy kh«ng cßn lùc t¸c dông lªn ®Çu nhá cña lß xo ®Üa (6) nªn lß xo ®Üa trë vÒ tr¹ng th¸i l¾p ghÐp vµ ®Èy ®Üa Ðp dÞch chuyÓn sang tr¸i Ðp ®Üa ma s¸t vµo tiÕp xóc víi b¸nh ®µ, khi ®ã m« men xo¾n l¹i ®­îc truyÒn tõ ®éng c¬ ®Õn trôc s¬ cÊp hép sè qua ®Üa ma s¸t kÕt thóc qu¸ tr×nh ®ãng ly hîp . c. ¦u nh­îc ®iÓm cña hÖ thèng dÉn ®éng c¬ khÝ : + ¦u ®iÓm : - KÕt cÊu ®¬n gi¶n. - DÔ sö dông, ®iÒu chØnh vµ söa ch÷a. - Më ly hîp nhanh, døt kho¸t. - Gi¸ thµnh thÊp. + Nh­îc ®iÓm : - Lùc cÇn thiÕt ®Ó më ly hîp lín, tiªu hao søc lao ®éng cña ng­êi l¸i. - §ãng ly hîp kh«ng ªm dÞu nªn ph¶i ®­a vµo mét sè c¬ cÊu kh¸c ®Ó kh¾c phôc. III.2. Ph­¬ng ¸n 2 : DÉn ®éng c¬ khÝ cã c­êng ho¸ khÝ nÐn : S¬ ®å dÉn ®éng : 1: Bµn ®¹p ly hîp . 2: Lß xo håi vÞ. 3: §ßn dÉn ®éng. 4: Xylanh ph©n phèi. 5: Lß xo håi vÞ van 6: Van 7: Lß xo håi vÞ piston 8: Piston 9: Thanh ®Èy. 10: B×nh chøa khÝ nÐn 11: §­êng èng dÉn 12: Xylanh c«ng t¸c 13: Lß xo håi vÞ. 14: CÇn ®Èy. 15: N¹ng më 16: Bi më. 17: Lß xo ®Üa. 18: §Üa Ðp 19: §Üa ma s¸t. b. Nguyªn lÝ lµm viÖc: + Khi më li hîp : Khi ng­êi l¸i t¸c dông mét lùc lªn bµn ®¹p (1) sÏ lµm ®ßn (3) vµ xylanh (4) chuyÓn ®éng sang ph¶i, chuyÓn ®éng hÕt hµnh tr×nh tù do cña b¹c më th× dõng l¹i. Ng­êi l¸i vÉn ®¹p ly hîp th× xylanh (4) chuyÓn ®éng tiÕp cßn cÇn (9) th× ®øng yªn, xylanh chuyÓn ®éng lµm cho ®Çu piston (8) ®Èy van (6) më, khÝ tõ b×nh chøa khÝ nÐn (10) ®i vµo khoang A qua van (6) sang khoang B vµ theo ®­êng èng dÉn (11) tíi xylanh c«ng t¸c (12) vµ ®Èy piston cña xilanh c«ng t¸c chuyÓn ®éng ®Èy cÇn ®Èy (14) lµm ®Çu trªn cña n¹ng më (15) dÞch chuyÓn sang tr¸i ®Èy bi më ly hîp (16) chuyÓn ®éng sang tr¸i t× lªn ®Çu nhá cña lß xo ®Üa (17), cßn ®Çu to cña lß xo ®Üa sÏ dÞch chuyÓn sang ph¶i kÐo ®Üa Ðp (18) sang ph¶i t¸ch khái ®Üa ma s¸t (19). Lóc nµy ly hîp ®· ®­îc më. + Khi ®ãng li hîp : Khi ng­êi l¸i nh¶ bµn ®¹p th× d­íi t¸c dông cña lß xo ®Þnh vÞ (2) lµm cho ®ßn dÉn ®éng (3) vµ xylanh (4) trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu. D­íi t¸c dông cña lß xo håi vÞ (5) van (6) ®ãng l¹i, lß xo (7) ®Èy piston (8) dÞch chuyÓn sang ph¶i lµm khoang B vµ C th«ng víi nhau vµ th«ng víi khÝ trêi. Khi ®ã khÝ nÐn tõ xylanh c«ng t¸c (12) theo ®­êng èng dÉn (11) vÒ khoang B theo lç trªn piston (8) sang khoang C vµ th«ng ra khÝ trêi. Lóc nµy n¹ng më (15) trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu cßn bi më (16) sÏ dÞch chuyÓn sang ph¶i nhê lß xo håi vÞ vµ tach khái lß xo ®Üa (17). Lß xo ®Üa trë vÒ tr¹ng th¸i Ðp ban ®Çu vµ Ðp ®Üa Ðp (18) tiÕn sang tr¸i Ðp ®Üa ma s¸t (19) vµ tiÕp xóc víi b¸nh ®µ. Khi ®ã ly hîp ®· ®­îc ®ãng vµ truyÒn m« men xo¾n tõ ®éng c¬ ®Õn hÖ thèng truyÒn lùc. + Khi gi÷ bµn ®¹p ë mét vÞ trÝ nµo ®ã : Khi ng­êi l¸i dõng ch©n ë mét vÞ trÝ nµo ®ã, cöa van ph©n phèi vÉn më ra cho khÝ nÐn tõ khoang A sang khoang B vµ ®Õn xylanh c«ng t¸c (12). T¹i thêi ®iÓm nµy xylanh ph©n phèi (4) dõng l¹i kh«ng chuyÓn ®éng n÷a, song khÝ nÐn tõ khoang A sang khoang B tíi xylanh (12) t¹o thµnh lùc khÝ thÓ tiÕp tôc ®Èy n¹ng më (15) quay ®Èy vßng bi t× (16) sang tr¸i tiÕp tôc më ly hîp. §ång thêi còng kÐo thanh ®Èy sè (9) vµ piston (8) chuyÓn ®éng sang ph¶i, cßn van (6) còng dÞch chuyÓn sang ph¶i do lß xo håi vÞ van (5) vµ ¸p suÊt khÝ nÐn t¸c dông lªn van. Do xylanh ph©n phèi ®øng yªn nªn van (6) ®­îc ®ãng l¹i. Nh­ng piston (8) vÉn lu«n t× vµo ®Õ van (6) lµm cho khÝ nÐn trong khoang B kh«ng th«ng víi khoang C vµ th«ng ra khÝ trêi. V× vËy l­îng khÝ nÐn trong xylanh (12) kh«ng t¨ng n÷a vµ piston c­êng ho¸ còng dõng l¹i ë vÞ trÝ më ly hîp t­¬ng øng víi ng­êi l¸i ®¹p bµn ®¹p ®­îc mét hµnh tr×nh nhÊt ®Þnh råi dõng l¹i. Nõu tiÕp tôc nhÊn bµn ®¹p tiÕp th× qu¸ tr×nh l¹i lÆp l¹i nh­ cò. §èi víi ph­¬ng ¸n dÉn ®éng nµy nã vÉn ®¶m b¶o tÝnh chÐp h×nh tøc lµ khi bé c­êng ho¸ bÞ háng ta vÉn cã thÓ c¾t ®­îc ly hîp tuy nhiªn khi ®ã lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p ®Ó ng¾t ly hîp sÏ lín h¬n bëi lÏ khi ng­êi l¸i ®¹p bµn ®¹p (1) lµm ®ßn dÉn ®éng (3) vµ xylanh ph©n phèi (4) ®i sang ph¶i vµ còng ®i hÕt hµnh tr×nh tù do vµ t× vaß ª cu ®iÒu chØnh trªn thanh (9). Do kh«ng cã c­êng ho¸ nªn xylanh ph©n khèi tiÕp tôc dÞch chuyÓn sang ph¶i vµ ®Èy thanh (9) dÞch chuyÓn sang ph¶i lµm ®Çu d­íi n¹ng më (15) dÞch chuyÓn sang ph¶i cßn ®Çu trªn cña n¹ng më dÞch chuyÓn sang tr¸i t× vµo bi më vµ tiÕn hµnh më ly hîp . c.¦u nh­îc ®iÓm cña hÖ thèng dÉn ®éng c¬ khÝ cã c­êng ho¸ khÝ nÐn. + ¦u ®iÓm - Lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p cña ng­êi l¸i nhÑ. - Ch¨m sãc, söa ch÷a ®­îc dÔ dµng. - An toµn khi lµm viÖc v× nÕu trî lùc háng th× hÖ thèng vÉn lµm viÖc b×nh th­êng. + Nh­îc ®iÓm - CÇn ph¶i cã m¸y nÐn khÝ vµ b×nh chøa khÝ nÐn nªn khã bè trÝ trªn c¸c xe con yªu cÇu nhá gän. - Khi mÊt c­êng ho¸ th× lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p rÊt lín. III.3.Ph­¬ng ¸n 3 : DÉn ®éng thuû lùc S¬ ®å dÉn ®éng O O O O O O 1 2 3 5 4 6 7 8 9 10 11 12 1: Bµn ®¹p 2: Lß xo håi vÞ bµn ®¹p 3: Thanh ®Èy 4: Xylanh chÝnh 5: Lß xo håi vÞ xylanh chÝnh. 6: §­êng èng dÉn dÇu. 7: Xylanh lùc. 8: N¹ng më. 9: Bi më. 10: Lß xo ®Üa. 11: §Üa Ðp. 12: §Üa ma s¸t. Nguyªn lÝ lµm viÖc + Khi më ly hîp : Ng­êi l¸i ®¹p bµn ®¹p (1) lµm thanh ®Èy (3) dÞch chuyÓn sang tr¸i ®Èy dÇu trong xylanh (4) theo ®­êng èng dÉn (6) sang xylanh lùc sè (7) lµm piston cña xylanh lùc dÞch chuyÓn sang ph¶i ®Èy ®Çu d­íi cña n¹ng më (8) dÞch chuyÓn sang ph¶i, ®Çu trªn cña n¹ng më dÞch chuyÓn sang tr¸i t× lªn bi më (9) vµ lµm bi më dÞch chuyÓn sang tr¸i ãp lªn ®Çu nhá cña lß xo ®Üa (10) ®Èy ®Çu to cña lß xo ®Üa dÞch chuyÓn sang ph¶i vµ kÐo ®Üa Ðp (11) dÞch chuyÓn sang ph¶i t¸ch khái ®Üa ma s¸t (12), qu¸ tr×nh më ly hîp ®­îc hoµn tÊt. + Khi ®ãng li hîp : Khi ng­êi l¸i th«i t¸c dông lùc vµo bµn ®¹p, nhê lß xo håi vÞ (2) bµn ®¹p ®­îc tr¶ vÒ vÞ trÝ ban ®Çu, cïng víi lß xo håi vÞ (5) lµm piston xylanh (9) dÞch chuyÓn sang ph¶i. Lóc nµy dÇu tõ xylanh lùc (7) theo ®­êng èng dÉn (6) håi vÒ xylanh chÝnh (4). §Çu d­íi cña n¹ng më dÞch chuyÓn sang tr¸i cßn ®Çu trªn dÞch chuyÓn sang ph¶i. §ång thêi lß xo håi vÞ g¾n trªn bi më (9) cóng kÐo bi më dÞch chuyÓn sang ph¶i kh«ng Ðp lªn lß xo ®Üa. Lß xo ®Üa ®­îc trë vÒ tr¹ng th¸i Ðp ban ®Çu vµ Ðp ®Üa Ðp dÞch chuyÓn sang tr¸i vµ tiÕn hµnh Ðp ®Üa ma s¸t víi b¸nh ®µ. Lóc nµy ly hîp ®­îc ®ãng an toµn. ¦u nh­îc ®iÓm cña hÖ thèng dÉn ®éng thñy lùc : + ¦u ®iÓm : - KÕt cÊu gän vµ dÔ bè trÝ trªn xe. - Lµm viÖc an toµn, dÉn ®éng ªm. + Nh­îc ®iÓm : - C¸c chi tiÕt ®ßi hái ®é chÝnh x¸c cao. - Lùc bµn ®¹p t­¬ng ®èi lín. - Khi háng hÖ thèng dÉn ®éng kh«ng kh¾c phôc ®­îc ngay. - HiÖu suÊt dÉn ®éng kh«ng cao. III.4.Ph­¬ng ¸n 4 : DÉn ®éng thuû lùc cã c­êng ho¸ ch©n kh«ng a. S¬ ®å dÉn ®éng 1: Bµn ®¹p 2: Lß xo håi vÞ. 3: §ßn ®Èy ®iÒu khiÓn. 4: Xylanh c­êng ho¸ 5: Van ch©n kh«ng (®ång thêi lµ ®ßn ®Èy trung gian) 6: §Õ van. 7: Mµng cao su. 8: Lß xo håi vÞ mµng cao su. 9: Xylanh chÝnh. 10: Lß xo håi vÞ. 11: §­êng èng dÉn dÇu. 12: Xylanh lùc. 13: N¹ng më. 14: Bi më. 15: Lß xo ®Üa. 16: §Üa Ðp. 17: §Üa ma s¸t. b. Nguyªn lÝ lµm viÖc + Khi më ly hîp : Khi ng­êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p (1) lµm ®ßn ®Èy ®iÒu khiÓn (3) dÞch chuyÓn sang tr¸i ®Èy van ch©n kh«ng (5) dÞch chuyÓn sang tr¸i. §ång thêi van cao su trong xylanh c­êng ho¸ (4) còng dÞch chuyÓn sang tr¸i t× vµo ®Õ van (6) tiÕn hµnh ®ãng van khÝ trêi vµ më van ch©n kh«ng.Lóc nµy khoang A ®­îc th«ng víi khÝ trêi do ®ã cã sù chªnh ¸p gi÷a 2 khoang A vµ B vµ ®Èy mµng cao su (7) dÞch chuyÓn sang tr¸i, th«ng qua cÇn ®Èy lµm piston cña xylanh chÝnh (9) dÞch chuyÓn sang tr¸i Ðp dÇu theo ®­êng èng dÉn (11) tíi xylanh lùc (12) vµ ®Èy piston cña xylanh lùc sang ph¶i. Lóc nµy ®Çu d­íi cña n¹ng më (13) dÞch chuyÓn sang ph¶i cßn ®Çu trªn cña n¹ng më dÞch chuyÓn sang tr¸i ®Èy bi më (14) dÞch chuyÓn sang tr¸i t× vµo lß xo ®Üa (15). §Çu nhá cña lß xo ®Üa dÞch chuyÓn sang tr¸i cßn ®Çu to dÞch chuyÓn sang ph¶i kÐo ®Üa Ðp (16) dichj chuyÓn sang ph¶i t¸ch khái ®Üa ma s¸t tiÕn hµnh më ly hîp. + Khi ®ãng ly hîp : Khi ng­êi l¸i th«i t¸c dông vµo bµn ®¹p th× nhê cã hÖ thèng lß xo ®Þnh vÞ (2), (8) lµm bµn ®¹p ly hîp (1) trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu vµ van ch©n kh«ng (5) sÏ di chuyÓn sang ph¶i t× vµo van cao su vµ tiÕn hµnh ®ãng van ch©n kh«ng. Lóc nµy khoang A vµ khoang B sÏ th«ng víi nhau vµ th«ng víi häng hót ®éng c¬ do ®ã kh«ng cã sù chªnh ¸p gi÷a hai khoang. Lß xo ®Þnh vÞ (8) sÏ ®Èy mµng cao su (7) trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu, ®ång thêi nhê lß xo håi vÞ (10) sÏ lµm piston cña xylanh chÝnh dÞch chuyÓn sang ph¶i vµ dÇu theo ®­êng èng dÉn (11) tõ xylanh lùc trë vÒ xylanh chÝnh (9). §Çu trªn cña n¹ng më (13) vµ bi t× (14) dÞch chuyÓn sang ph¶i kh«ng t× lªn lß xo ®Üa. Lß xo ®Üa trë vÒ tr¹ng th¸i Ðp ban ®Çu vµ ®Üa Ðp dÞch chuyÓn sang tr¸i tiÕn hµnh Ðp ®Üa ma s¸t vµo víi b¸nh ®µ hoµn tÊt qu¸ tr×nh ®ãng ly hîp . §èi víi bé c­êng ho¸ ch©n kh«ng nµy th× nã vÉn ®¶m b¶o tÝnh chÐp h×nh cña ph­¬ng ph¸p dÉn ®éng khi kh«ng cã c­êng ho¸ tøc lµ nã vÉn ®¶m b¶o sù lµm viÖc cña dÉn ®éng khi c­êng ho¸ kh«ng cã t¸c dông vµ ng­êi l¸i dõng ch©n ë mét vÞ trÝ nµo ®ã. + Khi ng­êi l¸i dõng ch©n ë mét vÞ trÝ nµo ®ã : Khi ng­êi l¸i ®¹p bµn ®¹p ®Ó më ly hîp råi dõng ch©n ë mét vÞ trÝ nµo ®ã th× do ban ®Çu khi ng­êi l¸i ®¹p bµn ®¹p sÏ tiÕn hµnh më van ch©n kh«ng vµ ®ãng van khÝ trêi lµm mµng cao su sè (7) dÞch chuyÓn sang tr¸i vµ tiÕn hµnh më ly hîp nh­ng khi ng­êi l¸i dõng ch©n ë mét vÞ trÝ nµo ®ã th× van ch©n kh«ng (5) sÏ dõng l¹i nh­ng mµng cao su (7) vÉn dÞch chuyÓn vµ kÐo côm ®Õ van (6) dÞch chuyÓn sang tr¸i tíi khi van cao su t× vµo van ch©n kh«ng (5) vµ tiÕn hµnh ®ãng van ch©n kh«ng. Lóc nµy khoang A kh«ng cßn th«ng víi khÝ trêi n÷a do ®ã ®é chªnh ¸p gi÷a 2 khoang A vµ B æn ®Þnh vµ mµng cao su (7) kh«ng dÞch chuyÓn sang tr¸i n÷a. + Khi c­êng ho¸ bÞ háng : V× mét lÝ do nµo ®ã mµ bé c­êng ho¸ kh«ng cã t¸c dông n÷a th× khi ng­êi l¸i t¸c dông vµo bµn ®¹p ly hîp sÏ ®Èy ®ßn ®Èy (3) dÞch chuyÓn sang tr¸i vµ ®Èy trùc tiÕp van ch©n kh«ng (5) dÞch chuyÓn sang tr¸i ®i hÕt hµnh tr×nh tù do cña van vµ t× vµo cÇn ®Èy piston cña xylanh chÝnh dÞch chuyÓn sang tr¸i Ðp dÇu theo ®­êng èng dÉn tíi xylanh lùc vµ tiÕn hµnh më ly hîp . Tuy nhiªn, lùc t¸c dông cña ng­êi l¸i sÏ lín h¬n do cßn ph¶i ®Èy c¶ côm ®Õ van c­êng ho¸. c. ¦u nh­îc ®iÓm cña hÖ thèng dÉn ®éng thuû lùc trî lùc ch©n kh«ng. + ¦u ®iÓm : - Lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p nhá. - Kh«ng tèn c«ng suÊt cña xe cho bé c­êng ho¸. - Khi cã h­ háng ë bé phËn c­êng ho¸ th× hÖ thèng vÉn lµm viÖc ®­îc. + Nh­îc ®iÓm : - Do sù chªnh ¸p kh«ng lín muèn cã lùc c­êng ho¸ lín th× ph¶i t¨ng kÝch th­íc mµng sinh lùc dÉn tíi kÕt cÊu cång kÒnh, khã bè trÝ trªn xe. ¨ Ta cã hai c¸ch chän ph­¬ng ¸n : Ä C¸ch 1: Gi÷ nguyªn hÖ thèng dÉn ®éng cò nh­ ®· giíi thiÖu ®Ó thiÕt kÕ . Ä C¸ch 2: Thay thÕ hÖ thèng dÉn ®éng cò b»ng viÖc thiÕt kÕ c¶i tiÕn hÖ thèng dÉn ®éng míi nh­ng l¾p thªm bé phËn c­êng ho¸ trî lùc cho ng­êi l¸i . §Ó ®¸p øng yªu cÇu cña ®å ¸n ®ång thêi ®Ó phï hîp víi ®Æc ®iÓm cña xe ta chän c¸ch 2 . Qua nghiªn cøu vµ ph©n tÝch c¸c ph­¬ng ¸n ®· nªu ë trªn ,®ång thêi theo yªu cÇu cña ®å ¸n vµ ®Æc ®iÓm cña xe ,ta chän ph­¬ng ¸n dÉn ®éng thuû lùc c­êng ho¸ ch©n kh«ng v× cã nhiÒu ­u ®iÓm : +.Th«ng dông trªn c¸c lo¹i xe du lÞch . +.Gi¶m bít lùc ®¹p cho ng­êi l¸i . +.Khi c­êng ho¸ háng lùc bµn ®¹p còng kh«ng lín ,hÖ thèng dÉn ®éng thuû lùc vÉn ho¹t ®éng b×nh th­êng . +.Phï hîp víi ®Æc ®iÓm xe thiÕt kÕ . IV.ThiÕt kÕ ,tÝnh to¸n dÉn ®éng . IV.1.X¸c ®Þnh lùc vµ hµnh tr×nh cña bµn ®¹p khi kh«ng cã c­êng ho¸ : Ta cã s¬ ®å dÉn ®éng vµ lùc t¸c dông lªn hÖ thèng dÉn ®éng cña xe tham kh¶o : Qb® Pn d a b c d a/ X¸c ®Þnh lùc t¸c dông cña ng­êi l¸i ®Ó më ly hîp khi kh«ng cã c­êng ho¸ : Ta cã lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p ®Ó cã thÓ ng¾t ly hîp khi ch­a cã c­êng ho¸ lµ : Qb® = Trong ®ã : Qb®: lµ lùc t¸c dông vµo bµn ®¹p cña ng­êi l¸i ®Ó cã thÓ ng¾t ly hîp Pn : lµ lùc cÇn thiÕt t¸c dông lªn ®Çu nhá cña lß xo ®Üa ®Ó cã thÓ ng¾t ly hîp , theo phÇn tÝnh to¸n kiÓm tra bÒn lß xo ®Üa ë trªn ta cã : Pn = 232,7 (KG) hdd : lµ hiÖu suÊt thuËn cña hÖ thèng dÉn ®éng , ta lÊy : hdd = 0,8 idd : lµ tû sè truyÒn cña hÖ thèng dÉn ®éng , ta cã : idd= Víi : a,b,c,d : lµ kÝch th­íc cña bµn ®¹p vµ cµng më ly hîp (nh­ h×nh vÏ) Nh­ phÇn tÝnh bÒn c¸c chi tiÕt ta ®· chän : a = 350 (mm) b = 60 c = 180 d = 60 idd= =17,5 Thay sè ta cã : Qb® = =16,6 (KG) Do gi¸ trÞ cña Qb® kh¸ lín nªn ®Ó gi¶m nhÑ søc lao ®éng cho ng­êi ®iÒu khiÓn th× viÖc ta lùa chän dÉn ®éng ly hîp lµ dÉn ®éng thuû lùc cã thªm c­êng ho¸ ch©n kh«ng lµ hîp lý. S¬ ®å dÉn ®éng thuû lùc : Qb® Pn d a b c d d1 d2 Ta sÏ l¾p thªm vµo hÖ dÉn ®éng xy lanh chÝnh vµ xy lanh c«ng t¸c ( l¾p hÖ dÉn ®éng thuû lùc ). Chän ®­êng kÝnh xy lanh chÝnh d1 = 32 mm Chän ®­êng kÝnh xy lanh c«ng t¸c d2 = 32 mm Þ tû sè truyÒn hÖ dÉn ®éng thuû lùc iTL =d22/d21 = 1 Khi ®ã tû sè truyÒn chung cña hÖ thèng vÉn kh«ng thay ®æi: idd = = 17,5 Do vËy lùc bµn ®¹p vµ hµnh tr×nh bµn ®¹p kh«ng thay ®æi . Qb® = 16,6 KG St = 119,3 mm b/ X¸c ®Þnh hµnh tr×nh bµn ®¹p : d l1=Dl l2 Hµnh tr×nh bµn ®¹p ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : St = Slv + So Trong ®ã : St : lµ hµnh tr×nh cña bµn ®¹p ly hîp So :lµ hµnh tr×nh tù do cña bµn ®¹p ®Ó kh¾c phôc khe hë gi÷a ®Çu nhá cña lß xo ®Üa vµ bi më , ta cã : So = d. Víi : d : lµ khe hë gi÷a bi më vµ ®Çu nhá cña lß xo ®Üa , ta chän d = 3 (mm) Þ So =3.17,5 = 52,5 mm Slv : lµ hµnh tr×nh lµm viÖc cña bµn ®¹p ®Ó kh¾c phôc khe hë gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t, ta cã : Slv = l2.idd Víi : l2 : lµ hµnh tr×nh lµm viÖc cña ®Çu nhá lß xo ®Üa, ta cã : l2 = l1. Trong ®ã : l1 : lµ hµnh tr×nh lµm viÖc cña ®Çu to cña lß xo ®Üa ®Ó kh¾c phôc khe hë gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t. Ta chän khe hë gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t lµ : Dl = 2(mm) Þ l1 = Dl = 2 (mm) Þl2 = 2. = 3,8 Þ Slv = 3,8.17,5 = 66,8 (mm) VËy ta cã : St = 52,5 + 66,8 = 119,3 (mm) IV.2.ThiÕt kÕ tÝnh to¸n dÉn ®éng thuû lùc ,c­êng ho¸ ch©n kh«ng . IV.2.1 TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c xylanh dÉn ®éng : a. TÝnh to¸n thiÕt kÕ xylanh c«ng t¸c : · X¸c ®Þnh hµnh tr×nh lµm viÖc cña piston xylanh c«ng t¸c : Hµnh tr×nh lµm viÖc cña piston xylanh c«ng t¸c ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: d2 s2 S2 =S1.c/d Trong ®ã : S2: lµ hµnh tr×nh lµm viÖc cña piston xylanh c«ng t¸c S1 : lµ hµnh tr×nh cña bi më, ta cã : S1 = l2 + d = 3,8 + 3 = 6,8 (mm) c,d : lµ kÝch th­íc cña cµng më Þ S2 = 6,8 .55/35 = 10,7 mm Ta x¸c ®Þnh ®­îc thÓ tÝch dÇu trong xylanh c«ng t¸c lµ : V2 =S2.Õ.d22/4 Trong ®ã : V2 : lµ thÓ tÝch dÇu trong xylanh c«ng t¸c khi piston xylanh c«ng t¸c ®i hÕt hµnh tr×nh lµm viÖc d2 : lµ ®­êng kÝnh trong cña xylanh c«ng t¸c , d2 = 32 mm Þ V2 = 10,7.3,14.322/4 =8601 mm3 Nh­ng trªn thùc tÕ hiÖu suÊt cña dÉn ®éng dÇu th­êng nhá h¬n 1 nªn ta th­êng lÊy l¹i thÓ tÝch dÇu trong xylanh c«ng t¸c theo c«ng thøc kinh nghiÖm lµ : Vct = (1,05¸1,15).V2 = 1,05.V2= 9031 (mm3) · KiÓm tra bÒn xylanh c«ng t¸c : Víi ®­êng kÝnh trong d2 = 32 mm ta chän xylanh cã chiÒu dµy : t = 9 mm ® ®­êng kÝnh ngoµi cña xylanh lµ : D2 = 50 mm. B¸n kÝnh trung b×nh cña xy lanh lµ : rtb = (50 +32)/4 =20,5 mm Ta thÊy tû sè : t/rtb =9 / 20,5 > 1/5 Nªn ta kiÓm tra bÒn xylanh c«ng t¸c theo øng suÊt sinh ra trªn èng dµy. Ta x¸c ®Þnh ®­îc øng suÊt h­íng t©m vµ øng suÊt tiÕp tuyÕn t¸c dông lªn xylanh theo c«ng thøc : sr = vµ st = Trong ®ã : Pa : lµ ¸p suÊt t¸c dông lªn phÝa trong xylanh. §Ó sinh ra mét lùc cã thÓ ®Èy piston dÞch chuyÓn th× ta x¸c ®Þnh ®­îc ¸p suÊt sinh ra trªn bÒ mÆt piston hay ¸p suÊt phÝa trong xylanh lµ : Pa = F/ (Õ.d22/4 ) F : lµ lùc ®Èy pÝtong dÞch chuyÓn . F = Qb® .. =16,6 .1.350/60 =96,8 KG ÞPa =96,8/(3,14.322/4) = 12 (KG/cm2) Pb : lµ ¸p suÊt t¸c dông phÝa ngoµi xylanh , ta cã : Pb = 1 KG/cm2 a : lµ b¸n kÝnh trong cña xylanh , ta cã : a = 25 mm b : lµ b¸n kÝnh ngoµi cña xylanh , ta cã : b = 16 mm r : lµ b¸n kÝnh trong nhá nhÊt cña xylanh , ta cã : r = a =16 mm Vµ xylanh ®­îc lµm tõ Gang CY21- 40 cã giíi h¹n bÒn kÐo lµ : [sbk] = 21 (KG/mm2) = 2100(KG/cm2) VËy ta cã : sr = =- 12,7 KG/cm2 st = =25,26 KG/cm2 VËy xylanh c«ng t¸c ®ñ bÒn. b. TÝnh to¸n thiÕt kÕ xylanh chÝnh : · X¸c ®Þnh hµnh tr×nh lµm viÖc cña piston xylanh chÝnh : d1 S3 Hµnh tr×nh lµm viÖc cña piston xylanh chÝnh ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: S3 =S2.d22/d12 Trong ®ã : S3 : lµ hµnh tr×nh lµm viÖc cña piston xylanh chÝnh d1, d2 : lµ ®­êng kÝnh trong cña xylanh chÝnh vµ xylanh c«ng t¸c VËy ta cã : S3 = 10,7.322/322 =10,7 mm Ta còng x¸c ®Þnh ®­îc thÓ tÝch dÇu trong xylanh chÝnh lµ : V3 = S3.Õ.d12/4 V3 = 10,7 .3,14 .322/4 =8601 mm3 · KiÓm tra bÒn xylanh chÝnh : Ta chän chiÒu dµy cña xylanh chÝnh lµ : t = 9 (mm). Khi ®ã ta còng kiÓm tra bÒn xylanh chÝnh theo øng suÊt sinh ra trong èng dµy. Ta cã : sr = vµ st = Víi : Pa : lµ ¸p suÊt t¸c dông lªn phÝa trong xylanh. Ta cã : Pa = F/ (Õ.d12/4 ) F : lµ lùc ®Èy pÝtong dÞch chuyÓn . F = Qb® .. =16,6 .350/60 =96,8 KG ÞPa =96,8/(3,14.322/4) = 12 (KG/cm2) Pb : lµ ¸p suÊt t¸c dông phÝa ngoµi xylanh , ta cã : Pb = 1 KG/cm2 a : lµ b¸n kÝnh trong cña xylanh , ta cã : a = 16 mm b : lµ b¸n kÝnh ngoµi cña xylanh , ta cã : b = 25 mm r : lµ b¸n kÝnh trong nhá nhÊt cña xylanh , ta cã : r = a =16 mm Vµ xylanh chÝnh còng ®­îc lµm tõ Gang CY21- 40 cã giíi h¹n bÒn kÐo lµ : [sbk] = 21 (KG/mm2) = 2100(KG/cm2) VËy ta cã : sr = =- 12,7 KG/cm2 st = =25,26 KG/cm2 VËy xylanh chÝnh ®¶m b¶o ®ñ bÒn. V.TÝnh to¸n thiÕt kÕ bé c­êng ho¸ ch©n kh«ng : V.1 X¸c ®Þnh lùc mµ bé c­êng ho¸ ph¶i thùc hiÖn: Nh­ ®· tÝnh ë trªn, khi kh«ng cã c­êng hãa th× lùc t¸c dông cña ng­êi l¸i vµo bµn ®¹p ®Ó cã thÓ më ®­îc ly hîp lµ : Qb®k = 16,6 (KG) §Ó gi¶m bít søc lao ®éng cho ng­êi ®iÒu khiÓn th× ®èi víi hÖ thèng dÉn ®éng cã c­êng ho¸ ta chän lùc t¸c lªn bµn ®¹p ®Ó cã thÓ më ®­îc ly hîp lµ : Qb®c = 10 (KG) Khi ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc lùc mµ bé c­êng ho¸ ch©n kh«ng cÇn sinh ra ®Ó cã thÓ më ®­îc ly hîp lµ: Qc = (Qb®k – Qb®c)´a/b Trong ®ã : Qc : lµ lùc t¸c dông lªn ®ßn ®Èy xylanh chÝnh do bé trî lùc ch©n kh«ng sinh ra a/b : lµ tû sè truyÒn cña bµn ®¹p Þ Qc = (16,6– 10).350/60 = 38,5 (KG) VËy bé c­êng ho¸ ch©n kh«ng ph¶i sinh ra mét lùc lµ 38,5 (KG) th× ly hîp sÏ më hoµn toµn. ë ®©y ta chän lùc ®Ó më van c­êng ho¸ lµ Qm = 3 (KG). V.2 X¸c ®Þnh tiÕt diÖn mµng sinh lùc vµ hµnh tr×nh mµng sinh lùc : Tõ c«ng thøc : Qc = p.S ÞS = Qc/p Trong ®ã : Qc : lµ lùc mµ bé c­êng ho¸ cÇn sinh ra ®Ó më ly hîp , Qc = 38,5 (KG) S : lµ tiÕt diÖn mµng sinh lùc p : lµ ®é chªnh ¸p suÊt tr­íc vµ sau mµng sinh lùc, ta chän p = 0,5 (KG/cm2) øng víi chÕ ®é lµm viÖc kh«ng t¶i cña ®éng c¬. VËy ta cã : S = 38,5/0,5 = 77(cm2) VËy ta cã ®­êng kÝnh mµng sinh lùc(dm) lµ : Dm == = 9,9 cm Ta thÊy hµnh tr×nh cña mµng sinh lùc chÝnh lµ hµnh tr×nh cña piston xylanh chÝnh. Tøc lµ : Sm = S3= 10,7 (mm) V.3. TÝnh lß xo håi vÞ mµng sinh lùc : Ta cã lùc t¸c dông do bé c­êng ho¸ sinh ra lµ : Qc = 38,5 (KG) vµ ta chän lß xo håi vÞ cho mµng c­êng ho¸ lµ lo¹i lß xo trô víi ®é cøng cña lß xo håi vÞ lÊy b»ng : Plx = 25%.Qc = 9,625 (KG) VËy lùc lín nhÊt t¸c dông lªn lß xo håi vÞ mµng c­êng ho¸ lµ : Pmax = Qc + Plx =38,5+9,625 = 48,125 (KG) Ta cã ®å thÞ biÓu thÞ mèi quan hÖ gi÷a lùc vµ biÕn d¹ng cña lß xo lµ : Pxlb® Pxlmax l l’ Trong ®ã : l : lµ biÕn d¹ng ban ®Çu cña lß xo khi l¾p ghÐp l’ : lµ biÕn d¹ng cña lß xo khi lùc t¸c dông lªn lß xo lµ lín nhÊt Plxb® : lµ lùc t¸c dông lªn lß xo ë tr¹ng th¸i ban ®Çu(tr¹ng th¸i l¾p vµo xylanh c­êng ho¸ ) Plxmax : lµ lùc t¸c dông lªn lß xo khi më ly hîp Theo gi¸o tr×nh Chi TiÕt M¸y ta cã thÓ x¸c ®Þnh s¬ bé ®­êng kÝnh d©y lß xo theo c«ng thøc : d ³ 1,6 . (mm) Trong ®ã : d : lµ ®­êng kÝnh d©y lß xo (mm) k : lµ hÖ sè xÐt ®Õn ®é cong cña d©y lß xo Pmax : lµ lùc lín nhÊt t¸c dông lªn lß xo , ta cã : Pmax = 45,25 (KG) c : lµ tû sè ®­êng kÝnh cña lß xo [t] : lµ øng suÊt xo¾n cho phÐp cña vËt liÖu lµm lß xo . Ta chän vËt liÖu lµm lß xo lµ lo¹i d©y thÐp lß xo cÊp I thuéc nhãm C víi gi¶ thiÕt ®­êng kÝnh d©y lß xo n»m trong kho¶ng : d = 3¸5 (mm) vµ chän s¬ bé tû sè ®­êng kÝnh : c = D/d = 6. Khi ®ã ta cã : [t] = 0,6.sb = 0,6.1500 = 900 (Mpa) = 900 (N/mm2) k = 1,24 Þ d =1,6 . =3,09 (mm) Þ ta chän lß xo håi vÞ cã : d = 3 mm D = 18 mm - X¸c ®Þnh sè vßng lµm viÖc cña lß xo håi vÞ : Sè vßng lµm viÖc cña lß xo ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : n = Trong ®ã : Dl : lµ chuyÓn vÞ lµm viÖc cña lß xo, ta cã : Dl = Sm = 12,2 mm G : lµ m«duyn ®µn håi cña thÐp lß xo , ta cã : G = 8.104 c : lµ tû sè ®­êng kÝnh cña lß xo , c = 6 Plxmax : lµ lùc lín nhÊt t¸c dông lªn lß xo , Plxmax = 45,25 (KG) Plxmin : lµ lùc ban ®Çu khi l¾p lß xo , ta lÊy : Plxmin =Plxmax/2,5 =452,5/2,5 = 181 (N) VËy ta cã : n = = 6 VËy sè vßng thùc tÕ cña lß xo lµ : no = n + 1,5 = 7,5 vßng Tõ ®©y ta còng x¸c ®Þnh ®­îc biÕn d¹ng lín nhÊt cña lß xo kÓ tõ khi ch­a chÞu t¶i ®Õn khi chÞu t¶i lín nhÊt lµ : l’ = = 18 mm - B­íc cña vßng lß xo khi ch­a chÞu t¶i ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : t = d +(1,1¸1,2 ).l’/n Trong ®ã : t : lµ b­íc cña lß xo khi ch­a chÞu t¶i d : lµ ®­êng kÝnh d©y lß xo n : lµ sè vßng lµm viÖc cña lß xo Þ t = 3 +1,2.18/6 = 6,6 -X¸c ®Þnh chiÒu cao cña lß xo lóc ch­a chÞu t¶i. Ta cã : Ho = Hs + n(t – d) Víi : Ho : lµ chiÒu cao cña lß xo lóc ch­a chÞu t¶i Hs : lµ chiÒu cao cña lß xo khi c¸c vßng sÝt nhau. Ta cã : Hs = (no – 0,5).d = (7,5 – 0,5).3 = 21 mm Þ Ho = 21 + 6.(6,6 – 3) = 42,6 mm - Ta kiÓm nghiÖm ®é æn ®Þnh cña lß xo theo yªu cÇu : ta cã : VËy lß xo ®· chän ®¶m b¶o ®ñ ®iÒu kiÖn vÒ bÒn vµ æn ®Þnh. V.4 KiÓm tra bÒn xylanh c­êng ho¸ : Víi ®­êng kÝnh trong cña xylanh c­êng ho¸ lµ : d = 96 (mm) vµ chiÒu dÇy thµnh xylanh c­êng ho¸ lµ : t = 1 (mm) ® ®­êng kÝnh ngoµi cña xylanh c­êng ho¸ lµ : D = 98 (mm) Ta kiÓm tra bÒn xylanh c­êng ho¸ theo d¹ng èng máng. Khi ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc øng suÊt kinh tuyÕn vµ øng suÊt vÜ tuyÕn lµ : sk =p.R/2t vµ sv =p.R/t Trong ®ã : sk : lµ øng suÊt theo ph­¬ng kinh tuyÕn sv : lµ øng suÊt theo ph­¬ng vÜ tuyÕn p : lµ ¸p suÊt chÊt khÝ trong xylanh , ta cã : p = 0,5 KG/cm2 R : lµ b¸n kÝnh ngoµi cña xylanh c­êng ho¸ , R = 49 (mm) t : lµ chiÒu dµy cña xylanh c­êng ho¸ , t = 1 (mm) vµ xylanh c­êng ho¸ ®­îc chÕ t¹o tõ Gang CY21- 40 cã : [sbk] = 21 (KG/mm2). Thay sè vµo ta cã : sk =0,5,4,9/2.0,1 = 12,25 (KG/mm2) sv = 0,5.4,9/0,1 = 24,5 (KG/mm2) VËy xylanh c­êng ho¸ ®¶m b¶o ®ñ bÒn. V.5. TÝnh vµ kiÓm tra cÇn ®Èy mµng sinh lùc : Qc Qb®.a/b §­êng kÝnh cÇn ®Èy mµng sinh lùc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm lµ : dcÇn = (0,05¸0,35).dm ® dcÇn = 4,8 ¸ 33,6 (mm) Ta chän ®­êng kÝnh cÇn lµ : dcÇn = 9 (mm) Vµ cÇn ®Èy lµ mét chi tiÕt chÞu kÐo nÐn nªn ta kiÓm tra bÒn cho cÇn theo thanh chÞu kÐo nÐn. Gi¶ thiÕt cÇn lµ mét chi tiÕt cã tiÕt diÖn kh«ng ®æi . Khi ng­êi l¸i ®¹p bµn ®¹p ly hîp th× ®ång thêi c­êng ho¸ còng lµm viÖc, khi ®ã cÇn ®Èy mµng sinh lùc chÞu ®ång thêi 2 lùc lµ : + lùc do bé c­êng ho¸ sinh ra : Qc = 38,2 (KG) + lùc ®¹p cña ng­êi l¸i : Qb® = 10.5,25 = 52,5(KG) víi vËt liÖu chÕ t¹o cÇn ®Èy lµ thÐp CT5 cã : [sbk] = 550 (N/mm2) Ta cã øng suÊt lín nhÊt trªn cÇn lµ : s = (Qc+ Qb®.a/b)/F = 69,2 (KG/cm2) VËy cÇn ®Èy mµng sinh lùc cã dcÇn = 5 (mm) lµ ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn vÒ bÒn . PhÇn IV. TÝNH TO¸N C¤NG NGHÖ GIA C¤NG CHI TIÕT §IÓN H×NH. Chi tiÕt: piston chÝnh. I.NhiÖm vô vµ kÕt cÊu I.1.KÕt cÊu piston I.2. Chøc n¨ng vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña piston Piston nhËn lùc tõ ty ®Èy xylanh chÝnh, piston nÐn dÇu t¹o ¸p suÊt cao. Nh­ vËy yªu cÇu piston cã ®é kÝn khÝt cao víi xylanh. Yªu cÇu bÒ mÆt lµm viÖc cña piston cã ®é bãng cao nh»m gi¶m ma s¸t víi xylanh. Do ®ã gi¶m sù mßn cña piston vµ xylanh, t¨ng ®é tin cËy khi lµm viÖc. I.3. Yªu cÇu kÜ thuËt ®èi víi piston VËt liÖu chÕ t¹o : nh«m hîp kim ( Al3 ). §¹t ®é bãng vµ dung sai nh­ ghi tªn b¶n vÏ. §é c«n bÒ mÆt f32£ 0,03mm trªn c¶ chiÒu dµi cña piston. §é « van bÒ mÆt f32 cho phÐp £ 0,03mm Sai lÖch ®é vu«ng gãc cña c¸c bÒ mÆt A, B, so víi ®­êng t©m trôc lµ £ 0,01mm. II.Ph©n tÝch tÝnh c«ng nghÖ vµ chän chuÈn gia c«ng II.1.TÝnh c«ng nghÖ: Chi tiÕt piston cã tÝnh c«ng nghÖ, ®iÒu kiÖn kÜ thuËt cã thÓ gia c«ng ®­îc, kÕt cÊu cña piston phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc, c«ng nghÖ l¾p r¸p ®¬n gi¶n, khi chän chuÈn vµ g¸ ®Æt chi tiÕt khi gia c«ng. II.2.Chän chuÈn c«ng nghÖ Do yªu cÇu cña ®é ®ång t©m cao vµ ®é « van nhá. Ta chän mÆt ngoµi lµm chuÈn th« ®Ó gia c«ng piston. TiÕp ®ã gia c«ng 2 lç t©m vµ lÊy 2 lç t©m lµm chuÈn tinh ®Ó gia c«ng c¸c kÝch th­íc kh¸c cña piston. II.3.Ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i Dùa vµo ®Æc ®iÓm tÝnh chÊt vµ h×nh d¹ng cña chi tiÕt (piston ) gia c«ng, ta chän ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i lµ ph­¬ng ph¸p ®óc li t©m víi ®­êng kÝnh ph«i ®óc f40, l­îng d­ gia c«ng c¬ khÝ Dd = 8mm.. VËt liÖu b»ng nh«m hîp kim Al3.PhÇn kÝch th­íc cña mÆt c«n sau khi ®óc xong kh«ng ph¶i gia c«ng l¹i. II.4.Ph­¬ng ph¸p gia c«ng chi tiÕt Do ph­¬ng ph¸p gia c«ng kh«ng phøc t¹p, víi sè l­îng Ýt nªn ta gia c«ng chi tiÕt trªn m¸y th«ng dông vµ ®å g¸ v¹n n¨ng s½n cã ®Ó gia c«ng chi tiÕt, nh­ vËy viÖc gia c«ng chi tiÕt thuéc lo¹i ®¬n chiÕc. II.5.§å g¸ Ta dïng ®å g¸ v¹n n¨ng ®Ó gia c«ng chi tiÕt, lµm nh­ vËy ®Ó h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm . III.c¸c nguyªn c«ng gia c«ng chi tiÕt III.1.Nguyªn c«ng 1 :Kháa mÆt tiÖn th«, khoan 2 lç t©m TiÖn th« mÆt ngoµi vµ kho¶ hai mÆt dÇu. Khoan 2 lç t©m. B­íc 1 : TiÖn th« mÆt ngoµi dÇu ( A ) ®¹t f35mm Thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn T614 Dao P9 ( thÐp giã ). L­îng ch¹y dao S = 0,25mm/vßng. ChiÒu s©u c¾t t = 1mm Tèc ®é m¸y n = 1380 vßng / phót. B­íc 2 : Kho¶ 2 mÆt ®Çu ®¹t I = 49 mm. Thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn T614 Dao P9 ( thÐp giã) L­îng ch¹y dao S = 0,25mm / vßng. ChiÒu s©u c¾t t = 1,15mm Tèc ®é m¸y n = 1380 vßng/ phót. B­íc 3 : Khoan lç t©m dÇu ( A) f5mm , chiÒu s©u lç I = 5 mm. Thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn T614 Dao Mòi khoan f5 L­îng ch¹y dao S = 0,14mm / vßng. ChiÒu s©u c¾t t = 0,2 mm Tèc ®é m¸y n = 1380 vßng/ phót. B­íc 4 : Khoan lç t©m ®Çu (B) f35mm , chiÒu s©u lç, I = 21mm. Thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn T614 Dao P9 ( thÐp giã) L­îng ch¹y dao S = 0,14mm / vßng. ChiÒu s©u c¾t t = 0,2 mm Tèc ®é m¸y n = 1380 vßng/ phót. III.2. Nguyªn c«ng 2 : TiÖn tinh, h¹ bËc vµ tiÖn r·nh l¾p phít. a. B­íc1 TiÖn tinh mÆt ngoµi ®¹t f32+0,5 Chèng tu vµo 2 lç t©m. Thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn T164 Dao DT P9 1520 L­îng ch¹y dao S = 0,25mm/vßng. ChiÒu s©u c¾t t = 0,5mm Tèc ®é m¸y n = 1380 vßng/phót. b. B­íc2 H¹ bËc ë ®Çu (B) ®¹t f26mm. Thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn T164 Dao DT P9 1520 L­îng ch¹y dao S = 0,25mm/vßng. ChiÒu s©u c¾t t = 0,5mm Tèc ®é m¸y n = 1380 vßng/phót. c. B­íc3 TiÖn r·nh l¾p phít ®¹t f24±0,1 Thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn T164 Dao DT P9 1520 L­îng ch¹y dao S = 0,25mm/vßng. ChiÒu s©u c¾t t = 0,3mm Tèc ®é m¸y n = 1380 vßng/phót. III.3. Nguyªn c«ng 3 : Khoan 4 lç f2 ë ®Çu (A). Dïng ®Þnh vÞ kÑp ch÷ vª (V). X¸c ®Þnh t©m cña 4 lç Thùc hiÖn trªn m¸y khoan 2A- 952. Dao Mòi khoan f2 L­îng ch¹y dao S = 0,14mm/vßng. Tèc ®é m¸y n = 980 vßng/phót ChiÒu s©u c¾t t = 0,5mm III.4. Nguyªn c«ng 4 : Doa lç ®Æt ty ®Èy Dïng ®Þnh vÞ kÑp ch÷ vª (V) Thùc hiÖn trªn m¸y khoan 2A- 952. Dïng dao doa ®Þnh h×nh chám cÇu L­îng ch¹y dao S = 0,14mm/vßng. Tèc ®é m¸y n = 980 vßng/phót ChiÒu s©u c¾t t = 0,2mm III.5. Nguyªn c«ng 5 : Mµi trßn mÆt ngoµi suèt chiÒu dµi cña piston . Mµi tinh ®¹t f32±0,1 Thùc hiÖn trªn m¸y mµi 3G - 12 Dïng ®¸ mµi 1K450 - 125 Tèc ®é m¸y n1 = 450 vßng/phót. Tèc ®é ®¸ n2 = 2250 vßng/phót. L­îng ch¹y dao S = 1,11mm/vßng. ChiÒu s©u c¾t t = 0,06 mm III.6. Nguyªn c«ng 6 :KiÓm tra KiÓm tra ®­êng kÝnh b»ng th­íc cÆp. KiÓm tra ®é c«n, ®é « van bõng ®ång hå kiÓm KiÓm tra ®é ®¶o b»ng ®ång hå kiÓm. Tµi liÖu tham kh¶o 1.Gi¸o tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ « t« - m¸y kÐo Biªn so¹n : NguyÔn H÷u CÈn – Tr­¬ng Minh ChÊp – D­¬ng §×nh KhuyÕn – TrÇn Khang 2.Gi¸o tr×nh h­íng dÉn ®å ¸n m«n häc “ ThiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp cña « t« - m¸y kÐo “. Biªn so¹n : Lª ThÞ Vµng 1992. 3. Gi¸o tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ Biªn so¹n : TrÞnh ChÊt – Lª V¨n UyÓn 4.Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y. Biªn so¹n : TrÇn §Þch