Đinh Văn Hoàng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM KỸ THUẬT VINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN MÔN HỌC ÔTÔ II:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ LY HỢP CHO XE TẢI 20 TẤN
1
Đinh Văn Hoàng
Giáo viên hướng dẫn : DƯƠNG XUÂN MỸ
Sinh Viên Thực Hiện : LÊ ĐỨC THUẬN
Lớp : ĐHCN Ô TÔ A-K4
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền
kinh tế thế giới, nền kinh tế việt nam cũng từng bước phát triển trên con
đường CÔNG NGHIỆP HÓA – HIỆN ĐẠI HÓA. Bên cạnh đó kỹ thuật
của nước ta cũng từng bước tiến bộ. Trong đó phải nói đến nghành động
lực nói chung và sản xuất ô tô nói riêng, chúng ta đã liên doanh với khá
nhiều hãng ô tô nổi tiếng trên thế giới như Nissan,Honda, Toyota…cùng
sản xuất và lắp ráp ô tô. Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, đội
ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiên cứu, thiết kế tính toán đó là yêu cầu
2
Đinh Văn Hoàng
cấp thiết. Có như vậy ngành sản xuất ô tô của ta mới có thương hiệu riêng
cho mình trên thị trường quốc tế.
Sau khi học xong môn học ÔTÔ 2, chúng em được tổ bộ môn giao
làm nhiệm vụ bài làm đồ án môn học. Trong quá trình tính toán để hoàn
thành bài tậ lớn môn học chuyên nghành này, bước đầu chúng em đã gặp
không ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng cùng với sự nỗ lực của các bạn trong
nhóm, và sự hướng dẫn hết sức tận tình của thầy giáo Dương Xuân Mỹ,
giờ đây sau một thời gian làm việc hăng say, nghiêm túc chúng em đã
hoàn thành xong bài tập lớn môn hoc Tính toán thiết kế ôtô. Tuy nhiên do
là lần đầu tiên chúng em vận dụng lý thuyết đã học, vào tính toán và thiết

Giáo viên chấm:
Kết quả đánh giá :
5
Đinh Văn Hoàng
ĐỒ ÁN
MÔN HỌC ÔTÔ II
Tên đề tài :
Tính toán động học và động lực học của hệ thống dẫn động cho xe
tải 20 tấn
A. Số liệu cho trước
- Xe tải tự đổ 20 tấn
- Trọng lượng xe không tải 11 tấn
- Ma sát khô một đĩa , cơ cấu ép là lò xo hình trụ xe tải
- Tốc độ tối đa : 92Km/h
- Mô men xoắn lớn nhất 1275N.m
- Xe tham khảo KAMAZ KD
B. Phần thiết kế và tính toán
1. Xác định mô men ma sát của ly hợp, xác định hệ số dự trữ mô men
2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
3. Tính công trượt riêng
- Tính công trượt của ly hợp khi khởi động ô tô máy kéo

(mm) (1-2)
Trong đó : B : Chiều rộng lốp
d : Đường kính vành
Theo đề : Kí hiệu của bánh xe 8,4-15
Ở đây : B = 8,4 (inh) = 213,36 (mm)
d = 15 (inh) = 381 (mm)
Thay số vào (1-2) ta được : r
bx
=
4,25).
2
(
d
B
+
=
8,4034,25).
2
15
4,8(
=+
(mm)
I.3. Tỷ số truyền của truyền lực chính i
o
:
ta có i
o
=5,14
II .Xác định mô men ma sát của ly hợp:
Ly hợp phải có khả năng truyền hết mômen xoắn lớn nhất của của động

Hệ số β được chọn theo thực nghiệm :
Đối với ôtô tải: β = 1,65 ÷ 2,25. Chọn β =1,95
Thay số vào ta có : M
ms
=M
emax
.β =166,7.1,95 =325,06 [N.m]
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 :
Bán kính ngoài của tấm ma sát ly hợp được xác định :
R
2
=
( )
3
max
1 2
.3
Rms
e
KpZ
M
−
πµ
β
(1-4)
Trong đó :
9
Đinh Văn Hoàng
µ

K
R
=
2
1
R
R
=0,53÷0,75
.Chọn K
R
=0,66
Thay vào (1-2) ta có :
R
2
=
( ) ( )
19,0
66,01.10.76,1.14,3.25,0.2.2
06,325.3
1 2
.3
3
35
3
3
max
=
−
=
−

2
.
2
max
µπ
β
Trong đó :
M
emax
:Mômen cực đại của động cơ .M
emax
=166,7[N.m]
β : Hệ số dự trữ của ly hợp .β=1,66
R
tb
:Bán kính trung bình của tấm masát .R
tb
=0,159[m]
b : Bề rộng của hình vành khăn tấm masát.b=190-125,4=64,6[mm]
µ: hệ số masát .Vật liệu tấm masát là pherado đồng có µ=0,25
[q]=250 KN/m
2
.áp lực riêng cho phép trên tấm bề mặt ma sát
i:Số đôi bề mặt ma sát.i=2(Một đĩa bị động)
Thay vào công thức ta có:
==
2.10.25,0.0646,0.159,0.14,3.2
7,166.95,1
32
q

159,0
125,019,0
15,019,0
.
3
2
3
2
22
33
2
1
2
2
3
1
3
2
=
−
−
=
−
−
RR
RR
[m]
III.3. Lực ép của cơ cấu ép :
Sau khi đã xác định được các thông số kích thước của vành ma
sát ,ta dễ dàng tính được lực ép cần thiết của cơ cấu ép phải tạo ra mà

Đinh Văn Hoàng
ma sát và nhiệt sinh ra sẽ rất lớn ,có thể làm cháy cục bộ các tấm ma sát
,làm nung nong 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.s
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:
J
a
=
t
oph
bxma
iii
r
g
GG
δ
.

.

bx
:Bánh kính làm việc của bánh xe chủ động . r
bx
=0,4038
[m]
i
h1
: Tỷ số truyền của hộp số ở tay số 1 . Theo đề i
h1
=4,124
i
p
: Tỷ số truyền của hộp số phụ . i
p
=1
i
o
:Tỷ số truyền của truyền lực chính .i
o
=5,14
13
Đinh Văn Hoàng
t
δ
: Hệ số tính đến khối lượng chuyển động quay trong hệ
thống truyền lực .trong tính toán thiết kế lấy
t
δ
=1,05÷1,06. Chọn
t

[kg.m.s
2
]
J
a
=
( )
103,005,1.
14,5.1.124,4
4038,0
.
81,9
2660
2
2
=






[kg.m.s
2
]
IV.2. Mô men cản chuyển động quy dẫn M
a
[KG.m]:
Mômen cản chuyển động của xe quy dẫn về trục ly hợp được tính
theo công thức sau:


=0,02
ω
P
: Lực cản của không khí . Khi khởi hành xe thì
ω
P
=0(vì tốc độ quá nhỏ).
i
t
: Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền
lực(i
t
=i
o
.i
h1
.i
p
)
14
Đinh Văn Hoàng
t
η
: Hiệu suất của hệ thống truyền lực .Đối với ôtô con
t
η
=0,9÷0,93.Chọn
t
η

và t
2
):
Thời gian đóng ly hợp được chia làm hai giai đoạn :
Thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn đầu được xác định theo công
thức:
t
1
=
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 mômen khi đóng ly hợp và
được xác định theo công thức kinh nghiệm : Đối với xe tải
k=15÷75[KG.m/s]
15
Đinh Văn Hoàng
Chọn k=30 [KGm/s]

1
=
k
M
a
=
036,0
30
1,1
=
[s]
t
2
=
k
A
=
25,1
30
88,6
=
[s]
IV.4. Tính công trượt tổng cộng :
Công trượt tổng cộng của ly hợp được xác định theo công thức sau:
( ) ( )
2
2
1
.
2

14,2946026,230.103,0
2
1
25,1
3
2
2
036,0
.026,230.1,1
2
=−+






+−=
L
[KG.m]
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

−
=
π
r
L
[KG.m/cm
2
]
Công trựơt cho phép đối với xe con là :L
r
=10÷12 [KG.m/cm
2
].
17
Đinh Văn Hoàng
So sánh kết quả tính được giữa công trượt riêng và công trượt riêng
cho phép ta thấy L
r
<[L
r
] vì vậy ly hợp làm việc đảm bảo được 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 nong đĩa ép được xác
định theo công thức:
v.L =m.c.ΔT (1-11)

m
[kg
2
.m/J] =3,1[kg]
IV.7. Chiều dày tối thiểu của đĩa ép (theo chế độ nhiệt):
Bề dày tối thiểu của đĩa ép δ [m] được xác định theo khối lượng
tính toán chế độ nhiệt ở trên có thể được xác định theo công thức :
( )
ρπ
δ

2
1
2
2
RR
m
−
≥
(1-12)
Trong đó :
ρ :Khối lượng riêng của đĩa ép .Với vật liệu làm bằng gang thì
ρ=7800[kg/m
3
]
Thay số các đại lượng đã biết vào (1-12) ta có:
( )
0618,0
7800.125,019,0.
1,3

=82 [mm] ,với số lượng đinh tán là
n
2
=20 .Dãy trong có bán kính là r
1
=68 [mm] ,với số lượng đinh tán là
n
1
=16.
Lực tác dung lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức :
( )
2
2
2
1
1max
1
2
.
rr
rM
F
e
+
=
[N]
( )
2
2
2

=
+
=
F
[N]
 Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất dập .
- Ứng suất cắt của đinh tán ở vòng trong là:
20
Đinh Văn Hoàng
4
.
.
2
1
1
d
n
F
c
π
τ
=
[N/m
2
] (1-14)
Thay số vào (1-14) ta có :
35,543885
4
005,0.
.16

==
d
σ
[N/m
2
]
21,76 [kg/cm
2
]
Ứng suất cho phép với vật liệu nêu trên là: [
c
τ
] =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:
89,524687
4
005,0.
20
94,205
4
.

]
21
Đinh Văn Hoàng
=20,99 [kg/cm
2
]
Ứng suất cho phép với vật liệu nêu trên là: [
c
τ
] =100 [kg/cm
2
]
[
d
σ
] =250 [kg/cm
2
].
V.2. Tính toán Moay-ơ đĩa bị động :
 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.
22
Đinh Văn Hoàng

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:
( )

D
d
d
t
b
h
Đinh Văn Hoàng
Sử dụng then hoa có răng hình chữ nhật chịu tải trọng trung bình.
-Đường kính trong : d=18 [mm]
-Chiều rộng của răng : b=5 [mm]
-Số răng là :Z=6
Chiều dài moay-ơ được xác định bằng công thức sau
:L=1,4D=1,4.22=30,8[mm].
Khi làm việc then hoa của moay-ỏ chịu ứng suất chèn dập và cắt và
được kiểm nghiệm theo công thức sau:
-Ứng suất cắt:
( )
[ ]
c
e
c
dDbLZZ
M
ττ
≤
+
=

.4
21

1
=1
Z
2
:Số then hoa của moay-ơ. Z
2
=6
L : Chiều dài moay-ơ .L=30,8[mm]=0,0308[m]
D : Đường kính ngoài của then hoa . D=22[mm]=0,022[m].
d : Đường kính trong của then hoa . d=18[mm] = 0,018[m].
24
Đinh Văn Hoàng
b : Chiều rộng then hoa . b =5 [mm]=0,005[m]
Lần lượt thay số vào công thức (1-17) và (1-18) ta có:
17,6168831
)018,0022,0.(005,0.0308,0.6.1
7,166.4
=
+
=
c
τ
[N/m
2
]
=62,88 [kg/cm
2
]
( )
92,15422077

việc đảm bảo bền.
 Tính toán đinh tán nối moay-ơ với xương đĩa bị động:
Đinh tán nối moay-ơ với xương đĩa bị động được làm bằng thép có
đường kính d=(6÷10)mm .Đồi với xe tải chọn d=8 (mm).
Đường kính mũ đinh tán được tính theo công thức sau:
D
md
=(1,6÷1,75).d ,chọn D
md
=1,6.d=1,69.8=9,6[mm].
25