Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
TRNG I HC S PHM K THUT VINH
KHOA C KH NG LC
N MễN HC TNH TON THIT
K ễ Tễ
Giỏo viờn hng dn : NGUYN èNH IP
Sinh Viờn Thc Hin : ĐậU VĂN THàNH
Lp : đhcn ô tô b - k2
Vinh thỏng 09 nm 2010

==================================================================
ỏn tớnh toỏn ụ tụ 2 SVTH: Đậu Văn Thành
1
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu: 2
Tên đề tài 4
A. Thông số xe tham khảo 5
B. Nội dung tính toán 7
I. Tính toán các thông số cơ bản của ôtô 7
II. Xác định mômen ma sát của ly hợp 7
III. Xác định kích thứơc cơ bản của ly hợp 8
IV. Tính công trượt riêng của ly hợp 11
V. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 17
V.1. Tính toán sức bền đĩa bị động 17
V.2. Tính toán moay ơ đĩa bị động 20
VI. Lò xo ép 24
VII. Lò xo giảm chấn 29
VIII. Tính toán thiết kế dẫn động ly hợp 32
==================================================================

==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
3
Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
Sau khi hc xong mụn hc TNH TON THIT K ễTễ, chỳng em c t
b mụn giao lm nhim v ỏn mụn hc. Trong quỏ trỡnh tớnh toỏn hon thnh
ỏn mụn hc chuyờn ngnh ny, bc u chỳng em ó gp khụng ớt khú khn
b ng nhng cựng vi s n lc ca bn thõn, Tuy nhiờn do l ln u tiờn chỳng
em vn dng lý thuyt ó hc, vo tớnh toỏn v thit k ụtụ c th theo thụng s cho
trc, nờn gp rt nhiu khú khn v khụng trỏnh khi nhng sai sút. Vỡ vy chỳng
em rt mong s quan tõm, s giỳp ch bo ca cỏc thy bn thõn chỳng em
ngy cng c hon thin hn na v kin thc chuyờn mụn v kh nng t
nghiờn cu ca mỡnh.
Qua ỏn mụn hc ny bn thõn em ó cú ý thc hn cho ngh nghip ca
mỡnh, ó dn hỡnh thnh cho mỡnh phng phỏp hc tp v nghiờn cu mi.

Rt mong c s giỳp nhiu hn na ca thy v cỏc thy giỏo trong
khoa.
Em xin chõn thnh cm n!

Vinh, Ngy thỏng nm 2010
Sinh viờn thc hin

u Vn Thnh
NHN XẫT, NH GI N
Giỏo viờn hng dn :


5
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
+ phân bố cầu trước
+ phân bố cầu sau
2160kg
6165kg
- Tốc độ tối đa 75km/h
lượng tiêu hao nhiên liệu tương ứng với một tốc độ 27(lit)
- công suất cực đại của động cơ 97 mãlực
- số vòng quay tk ứng với công suất cực đại 2600(v/p)
- Mô men xoắn cực đại của động cơ 33(kGm)
số vòng quay tk ứng với mômen xoắn cực đại của đcơ 1100-1400(v/p)
số 1 6,24
số 2 3,32
số 3 1,90
số 4 1
số 5 0,81
số lùi 6,70
tỷ số truỳên của truyền lực chính 7,63
-Kích thước lốp
+chiều cao H (mm)
9 – 20
2180
-Chiều rộng giữa đường tâm 2 bánh trước
1700
-Chiều dài cơ sở (mm) 4000
- Chiều dài toàn bộ (mm) 6700
- Chiều rộng toàn bộ 2470
- Chiều rộng giữa đường tâm 2 bánh sau 1740
==================================================================

d= 20 (inh) =508 (mm)
==================================================================
ỏn tớnh toỏn ụ tụ 2 SVTH: Đậu Văn Thành
7
Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
Thay s vo (1-2) ta c : r
bx
=
4,25).
2
(
d
B
+
=
20
(9 ).25,4 482,6
2
+ =
(mm)
r
bx
= 0,4826 (m)
I.3. T s truyn ca truyn lc chớnh i
o
:
Xe tham kho ZIL164 cú i
o
=7,63
II .Xỏc nh mụ men ma sỏt ca ly hp:

Xe du lịch 1,35
ữ
1,75
Xe tải, khách, máy kéo vận tải (không kéo mooc) 1,60
ữ
2,25
Ô tô tải có mooc (hoặc tính năng thông qua cao) 1,80
ữ
3,00
Máy kéo nông nghiệp kiểu ly hợp th ờng đóng 2,00
ữ
2,50
i vi ụtụ ti =1,60ữ2,25 . Chn = 2,0
Thay s vo ta cú : M
ms
=M
emax
. =323,73.2,0 =647,46 [N.m]
==================================================================
ỏn tớnh toỏn ụ tụ 2 SVTH: Đậu Văn Thành
8
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
III . Xác định các kích thước cơ bản của ly hợp :
III.1. Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động :
a. Bán kính ngoài của tấm ma sát ly hợp được xác định :
Hình 1: sơ đồ tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát
R
2
=
( )

÷2,5.10
5
[N/m
2
].Vì ly hợp làm việc
trong điều kiện nhẹ nên có thể chộn áp suất theo giới hạn trên: p=1,8.10
5
[N/m
2
]
K
R
: Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong và ngoài bề mặt ma sát ,
K
R
=
2
1
R
R
=0,53÷0,75
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
9
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
Chọn K
R
=0,55
Thay vào (1-2) ta có :
R

.0,53=0,15.0,53=0,08 (mm)
R
1
= 80 (m)
Như vậy đường kính ngoài của đĩa ma sát ( đĩa bị động):
D
2
= 2. R
2
= 2.150 = 300 (mm)
b. chọn số lượng đĩa bị động: ( số đôi bề mặt ma sát)
d
2
.
2. . . . .[ ]
tb
M
i
R b q
β
π µ
=

⇒

[ ]
( )
12
2
2 RRqR

2 2 2 2
2 1
2 2 0,15 0,08
. 0,11855
3 3 0,15 0,08
R R
R R
− −
= =
− −
[m]
Thay các thông số vào ta có:
2 2 2 5
2,0.323,73
1,745744
2. .(11,855.10 ) .0,3.(15 8).10 .2.10
i
π
− −
= =
−
Từ đó ta chọn i = 2 tương ứng với 1 đĩa bị động
Tra bảng thông số đối với ly hợp ta thấy:
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
10
Trng: HSPKT Vinh Khoa: CKL
Đờng kính
ngoài đĩa bị
động

)=3,14.(0,15
2
-0,08
2
)=0,0505 [m
2
]
Bỏn kớnh trung bỡnh ca hỡnh vnh khn tm ma sỏt :
R
tb
=
3 3 3 3
2 1
2 2 2 2
2 1
2 2 0,15 0,08
. 0,11855
3 3 0,15 0,08
R R
R R

= =

[m]
III.3. Chiu dy tm ma sỏt:
Theo ti liu chiu dy tm ma sỏt i vi xe ti v xe khỏch
ms

cú giỏ tr
trong khong

==================================================================
ỏn tớnh toỏn ụ tụ 2 SVTH: Đậu Văn Thành
11
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
ω
e
M
e
J
e
M
ms
M
a

ω
a
J
a
M
ω
ω
e
ω
e

(
t
)
ω

kéo khác nhau có trọng lượng khác nhau thì thì sự hao mòn của ly hợp cũng khác
nhau.
Quá trình đóng êm dịu ly hợp bao giờ cũng kèm theo sự trượt của ly hợp
giữa các đôi bề mặt ma sát. Sự trượt của ly hợp làm cho các đôi bề mặt ma sát mòn
đồng thời sinh nhiệt làm nóng các chi tiết tiếp xúc với bề mặt trượt .Nếu cường độ
trượt quá mạnh sẽ làm mòn nhanh các bề mặt ma sát và nhiệt sinh ra sẽ rất lớn ,có
thể làm cháy cục bộ các tấm ma sát ,làm nung nóng lò xo ép ,từ đó có thể làm giảm
tính đàn hồi của lò xo.
Vì vậy việc xác định công trượt ,công trượt riêng của ly hợp để hạn chế sự
mòn ,khống chế nhiệt độ cực đại nhằm đảm bảo tuổi thọ cho ly hợp là hết sức cần
thiết .
IV.1. Mô men quán tính quy dẫn J
a
[kg.m
2
]:
Mô men quán tính khối lượng quy dẫn J
a
được xác định từ điều kiện cân
bằng động năng khi ôtô đang chuyển động xác định theo công thức sau:
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
12
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
J
a
=
t
oph
bxma

Trọng lượng toàn bộ của rơmóc. G
m
=0
g : Gia tốc trọng trường .g=9,81 [m/s
2
]
r
bx
:Bánh kính làm việc của bánh xe chủ động . r
bx
=0,4826 [m]
i
h1
: Tỷ số truyền của hộp số ở tay số 1 . Theo đề i
h1
=6,24
i
p
: Tỷ số truyền của hộp số phụ . i
p
=1
i
o
:Tỷ số truyền của truyền lực chính .i
o
=7,63
t
δ
: Hệ số tính đến khối lượng chuyển động quay trong hệ thống truyền
lực .trong tính toán thiết kế lấy




+
[kg.m
2
]
J
a
=
( )
2
2
81668,25 0 0,4826
. .1,05 0,898
9,81
7,63.1.6,24
+
 
=
 ÷
 
[kg.m
2
]
IV.2. Mô men cản chuyển động quy dẫn M
a
[N.m]:
Mômen cản chuyển động của xe quy dẫn về trục ly hợp được tính theo công
thức sau:

==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
13
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
i
t
: Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực(i
t
=i
o
.i
h1
.i
p
)
t
η
: Hiệu suất của hệ thống truyền lực .Đối với ôtô tải
t
η
=0,9÷0,93.Chọn
t
η
=0,9
Thay số vào công thức (1-7) ta có:
M
a
=
( )
[ ]

=
k
M
a
[s] (1-8)
Thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn hai ,được xác định theo công thức :
t
2
=
k
A
(1-9)
Trong đó :
-k :Hệ số tỷ lệ kể đến nhịp độ tăng mômenkhi đóng ly hợp và được
xác định theo công thức kinh nghiệm : Đối với xe ôtô tải k=15÷75[kGm/s]
K= 150 ÷ 750 (Nm/s)
Chọn k=200 [Nm/s]
A : Là biểu thức rút gọn được tính theo công thức :
( )
ama
JA
ωω
−= 2
(1-10)
Với : ω
m
=1400[v/p] tốc độ góc ứng với mômen cực đại của động cơ
ω
m
=1400.3,14/30=146,60 [rad/s]

2
=
k
A
=
16,22
1,146
200
=
[s]
kiểm tra thời gian trượt tổng cộng: t
0
= t
1
+ t
2

∈
( 1,1
÷
2,5 [s] )
t
0
= 0,0919 + 1,146 = 1,2379 [s]
so sánh với điều kiện cho phép ta thấy phù hợp
IV.4. Tính công trượt tổng cộng :
Công trượt tổng cộng của ly hợp được xác định theo công thức sau:
( ) ( )
2
2

2
0,0919 2 1
18,395. 146,60 0 . .1,146 0,898. 146,60 0 11833,90
2 3 2
L
 
= − + + − =
 ÷
 
[J]
IV.5. Tính công trượt riêng cho ly hợp:
Để đánh giá tuổi thọ của ly hợp theo điều kiện trượt ,người ta dùng chỉ tiêu
công trượt riêng ;được xác định bằng công trượt trên một đơn vị diện tích làm việc
của các bề mặt ma sát được xác định theo công thức sau:
( )
2
1
2
2
RRz
L
L
ms
r
−
=
π
(1-10)
Trong đó :
L :Công trượt tổng cộng của ly hợp được xác đinh ở trên .

2
]
Công trựơt cho phép đối với xe con là :L
r
≤800 [KJ/m
2
].
So sánh giữa kết quả tính đựơc với giới hạn cho phép của công trượt riêng ta
nhận thấy chênh lệch không đáng kể do vậy mà ly hợp thiết kế đạt yêu cầu về tuổi
thọ.
IV.6. Nhiệt sinh ra do trượt ly hợp :
Ngoài việc tính toán kiểm tra công trượt riêng ,ly hợp còn cần phải tính toán
kiểm tra nhiệt độ nung nong các chi tiết của ly hợp trong quá trình trượt ly hợp để
đảm bảo sự làm việc bình thường của ly hợp ,không ảnh hưỡng nhiều đến hệ số ma
sát , không gây nên sự cố cháy tấm ma sát hoặc ảnh hưỡng đến sự đàn hồi của lo xo
ép ,….
Với ly hợp một đĩa nhiệt sinh ra làm nung nóng đĩa ép được xác định theo
công thức:
γ
.L =m.C.ΔT (1-11)
Trong đó :
L : Công trượt toàn bộ của ly hợp , đã được xác định từ (1-9)
γ
: Hệ số xác định phần nhiệt để nung nóng đĩa ép ,với ly hợp môt
đĩa bị động thì v=0,50
C : Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng ,với vật liệu làm bằng
thép hoặc gang có thể lấy c=481,5 [J/kg
0
K]
==================================================================

≥
(1-12)
mặt khác ta có:
).(
2
1
2
2 tn
RRVm
−==
πδρρ
(1-13)
trong đó :
δ
- chiều dày đĩa ép
ρ
- khối lượng riêng của đĩa ép, với đĩa ép chế tạo bằng vật liệu
gang
ρ
= 7800 [KG/m
3
]
R
1t
, R
2n
- bán kính trong và ngoài của đĩa ép (m), được xác định
dựa vào bán kính đĩa bị động:
1 1t
R R

. . .
10.
n t
L
R R
C
γ
ρ δ π
− ≥

⇒

2 2
2 1
.
10. . . ( )
n t
L
C R R
γ
δ
ρ π
≥
−
(1-14)
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
17
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
Thay số vào biểu thức trên ta có:

-Các vòng ma sát được gắn lên xương đĩa bằng mối ghép đinh tán (1),
xương đĩa được gắn với moay ơ (5) của đĩa bị động thông qua mối ghép đinh tán và
bộ phận giảm xoắn (2)
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
18
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
-Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát
khô,chọn vật liệu có hệ số ma sát cao. đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương
đĩa . Xương đĩa được chế tạo bằng thép các bon trung bình và cao (thép 50 và 85).
Chiều dày đĩa thường chọn từ (3 đến 5 mm). Vật liệu của tấm ma sát là loại
phêrado. phêrado đồng hoặc Atbet đồng .
-Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán .Vật liệu của
đinh tán bằng đồng hoặc nhôm .
-Đường kính đinh tán được lấy trong khoảng (4÷6)mm.Đối với xe tải có thể
chọn đường kính đinh tán là 6mm.
-Chiều dày xương đĩa bị động được lấy trong khoảng (1,5÷2,0)mm.Chọn
2,0mm.
-Đinh tán được bố trí theo hai dãy tương ứng với các bán kính trong là r
1
và
bán kính ngoài là r
2
.Số lượng đinh tán có thể chọn n=20 đinh tán .
1
F
1
F
2
Hình 4: sơ đồ tính bền đinh tán

Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức :
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
19
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
( )
2
2
2
1
1max
1
2
.
rr
rM
F
e
+
=
[N]
( )
2
2
2
1
2max
2
2
.

.
.
2
1
1
d
n
F
c
π
τ
=
[N/m
2
] (1-14)
Thay số vào ta có :
2
538,16
1370413,187
.0,005
20.
4
c
τ
π
= =
[N/m
2
]=13,96[kg/cm
2

] =100 [kg/cm
2
]
[
d
σ
] =250 [kg/cm
2
].
 Kiểm tra đinh tán ở vòng ngoài:
-Ứng suất cắt của đinh tán ở vòng ngoài là:
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
20
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
2
2 2
2
792,50
1681737,232
. .0,005
. 24
4 4
c
F
d
n
τ
π π
= = =

d
σ
] =250 [kg/cm
2
].
V.2. Tính toán Moay-ơ đĩa bị động :
a.Chiều dài moay-ơ
Được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị động,moay-ơ được lắp
với xương đĩa bị động bằng đinh tán và ghép với trục bằng then hoa .
Tính toán moay-ơ ta tính toán theo ứng suất cắt và dập trên then hoa.
Do trục ly hợp cũng là trục sơ cấp của hộp số ,nên đường kính ngoài trục ly
hợp D được tính theo trục sơ cấp hộp số được tính sơ bộ bằng công thức sau:
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
21
D
d
d
t
b
h
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
( )
3
1
max

ed
MkD
=

c
e
c
dDbLZZ
M
ττ
≤
+
=

.4
21
max
(1-17)
-Ứng suất chèn dập :
( )
[ ]
cd
e
cd
dDLZZ
M
σσ
≤
−
=
22
21
max


c
τ
= =
+
[N/m
2
]
=71,26 [kg/cm
2
]
( )
2 2
8.323,73
11985006,25
1.10.0,049. 0,035 0,028
cd
σ
= =
−
[N/m
2
]
=122,17 [kg/cm
2
]
Vật liệu chế tạo moay-ơ thường là thép 40 ,40X .Ứng suất cho phép là:
[ ]
100=
c
τ

F
D
= = =
[N]
Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất dập :
-Ứng suất cắt của đinh tán :
2 2
4624,7
9205243,4
. 3,14.0,008
. 10.
4 4
c
F
d
n
τ
π
= = =
[N/m
2
]
=93,8 [KG/cm
2
]
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
23
Trường: ĐHSPKT Vinh Khoa: CKĐL
-Ứng suất dập của đinh tán ở vòng ngoài là:

2
Ta thấy :
[ ]
cc
ττ
<
và
[ ]
dd
ττ
<
nên đinh tán đảm bảo bền.
VI. Lò xo ép
VI.1.Thông số cơ bản và nghiệm bền của cơ cấu ép:
Ly hợp sát khô thường dùng các lò xo xoắn hình trụ, lò xo xoắn côn hoặc lò
xo dạng đĩa Đối với loại này ta chọn lò xo dây xoắn dạng hình trụ bố trí xung
quanh làm kết cấu ly hợp đơn giản hơn, tin cậy và giể điều khiển.
lò xo xoắn hình trụ thường chế tạo bằng théo Silic 60C, 60 C
2
A hoặc làm bằng
thép Mangan 65 hay thép Cacbon 85 có ứng suất cho phép [τ] = 650 – 850 MN/m
2
theo phân tích ở trên ta chọn loại lò xo xoắn hình trụ, loại lò xo này thường được
dùng trên các loại xe có mô men xoắn lớn. số lượng lò xo thường được chọn theo
đường kính ngoài của đĩa bị động. theo thông số tính toán và dựa vào bảng tham
khảo ta chọn được số lượng lò xo ép là Z= 12
VI.2. Lưc ép cần thiết của một lò xo. F
lx
( N ) khi làm việc.


k = 1.05 – 1.08 Ta chọn k = 1,05
Z
lx
– Số lò xo sử dụng để tạo ra lực ép
đối với xe tải z ta chọn z = 12
Thay các thông số đã lựa chọn và tính toán vào công thứ trên ta có

1,05.9102,5
796 81,14
12
lx
F N KG
= = =
Ta có F
lx
= 81,14 KG phù hợp với điều kiện về giớ hạn lực ép lò xo
VI.3. Độ cứng của một lò xo C
lx
( N/m)
Độ cứng của lò xo C
lx
được xác định theo điều kiện tối thiểu của hệ số dự trử
ly hợp β
min
khi tấm ma sát bị mòn đến giới hạn bị thay thế

)1(
min
β
β

= ( 3,5 – 6) mm chọn δ
ms
=5 mm
⇒ L
m
= 0,25 . 5 . 2 = 2,5 mm = 2,5.10
-3
m
==================================================================
Đồ án tính toán ô tô 2 SVTH: §Ëu V¨n Thµnh
25