Mục lục
Trang
Lời nói đầu 3
Chơng 1 : Tổng quan về hệ thống ly hợp trên ôtô 5
1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp
5
2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô
10
Chơng 2 : Lựa chọn phơng án thiết kế 15
1. Các thông số tham khảo của xe ôtô tải 8 tấn
15
2. Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp lắp trên tảI trung bình
19
3. Lựa chọn phơng án dẫn động ly hợp
27
Chơng 3 : Nội dung thiết kế tính toán 37
1. Xác định mômen ma sát của ly hợp
37
2. Xác định kích thớc cơ bản của ly hợp
37
2.1. Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động 37
2.2. Xác định số lợng đĩa bị động 39
3. Xác định công trợt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp
40
3.1. Xác định công trợt của ly hợp khi khởi động tại chỗ 40
3.2. Xác định công trợt riêng 41
3.3. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết 42
4. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp
43
4.1. Tính sức bền đĩa bị động 43
4.2. Tính sức bền moayơ đĩa bị động 46

xung quanh, có hệ thống dẫn động cơ khí và có cờng hóa khí nén.
Việc nắm vững phơng pháp tính toán thiết kế, quy trình vận hành, tháo lắp
điều chỉnh, bảo dỡng các cấp và sửa chữa lớn ly hợp là một việc cần thiết. Từ đó
ta có thể nâng cao khả năng vận chuyển, giảm giá thành vận chuyển, tăng tuổi
thọ của xe, đồng thời giảm cờng độ lao động cho ngời lái.
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
2
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
Với sự nỗ lực của bản thân, bản đồ án của em đã hoàn thành. Tuy nhiên do
trình độ và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế còn thiếu, nên bản đồ án của
em chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót. Em rất mong các thầy cô giáo cùng các bạn
đóng góp ý kiến, để bản đồ án của em đợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trịnh Minh Hoàng, các thầy trong bộ
môn Ôtô, cùng toàn thể các bạn, đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2008
Sinh viên thiết kế
Lê Hồng Quân
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
3
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
Chơng 1
Tổng quan về hệ thống ly hợp trên ôtô
1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp
1.1. Công dụng ly hợp
Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính,
nó có công dụng là :
- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển.
- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trờng hợp ôtô khởi hành
hoặc chuyển số.
- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không

hợp ma sát loại hình nón và hình trống ít đợc sử dụng, vì phần bị động của ly hợp
có trọng lợng lớn sẽ gây ra tải trọng động lớn tác dụng lên các cụm và các chi tiết
của hệ thống truyền lực.
- Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có :
+ Thép với gang.
+ Thép với thép.
+ Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng.
+ Gang với phêrađô.
+ Thép với phêrađô cao su.
- Theo đặc điểm của môi trờng ma sát gồm có :
+ Ma sát khô.
+ Ma sát ớt (các bề mặt ma sát đợc ngâm trong dầu).
Ưu điểm của ly hợp ma sát là : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
5
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
Nhợc điểm của ly hợp ma sát là : các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện t-
ợng trợt tơng đối với nhau trong quá trình đóng ly hợp, các chi tiết trong ly hợp bị
nung nóng do nhiệt tạo bởi một phần công ma sát.
Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn đợc sử dụng phổ biến ở các ôtô hiện nay do
những u điểm của nó.
Loại 2 : Ly hợp thủy lực : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lợng
của chất lỏng (thờng là dầu).
Ưu điểm của ly hợp thủy lực là : làm việc bền lâu, giảm đợc tải trọng động
tác dụng lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hóa quá trình điều khiển xe.
Nhợc điểm của ly hợp thủy lực là : chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất
truyền lực nhỏ do hiện tợng trợt.
Loại ly hợp thủy lực ít đợc sử dụng trên ôtô, hiện tại mới đợc sử dụng ở
một số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự.
Loại 3 : Ly hợp điện từ : là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ

phức tạp nên chỉ sử dụng ở một số ôtô du lịch nh ZIN-110, POBEDA
1.2.4. Phân loại theo phơng pháp dẫn động ly hợp
Theo phơng pháp dẫn động ly hợp thì ngời ta chia ly hợp ra thành 2 loại
sau :
Loại 1 : Ly hợp điều khiển tự động.
Loại 2 : Ly hợp điều khiển cỡng bức.
Để điều khiển ly hợp thì ngời lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ
thống dẫn động ly hợp. Loại này đợc sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp
loại đĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng.
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
7
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp
thì ngời ta lại chia ra thành 3 loại sau :
- Dẫn động bằng cơ khí.
- Dẫn động bằng thủy lực và cơ khí kết hợp.
- Dẫn động bằng trợ lực : có thể bằng trợ lực cơ khí (dùng lò xo), trợ lực
bằng khí nén hoặc trợ lực bằng thủy lực. Nhờ có trợ lực mà ngời lái điều khiển ly
hợp dễ dàng, nhẹ nhàng hơn.
1.3. Yêu cầu ly hợp
Ly hợp là một trong những hệ thống chủ yếu của ôtô, khi làm việc ly hợp
phải đảm bảo đợc các yêu cầu sau :
- Truyền hết mômen của động cơ mà không bị trợt ở bất kỳ điều kiện sử
dụng nào. Muốn vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen cực đại
của động cơ (có nghĩa là hệ số dự trữ mômen của ly hợp phải lớn hơn 1).
- Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng
của hộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động.
- Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống
truyền lực trong thời gian ngắn (vì mở không dứt khoát sẽ làm cho khó gài số đợc
êm dịu).

8
9 10 11
17
16 15 14 13 12
Hình 1.1.b. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa
1 - bánh đà ; 2 - lò xo đĩa ép trung gian
3 - đĩa ép trung gian ; 4 - đĩa ma sát ; 5 - đĩa ép ngoài
6 - bulông hạn chế ; 7 - lò xo ép ; 8 - vỏ ly hợp
9 - bạc mở ; 10 - trục ly hợp ; 11 - bàn đạp
12 - lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp ; 13 - thanh kéo
14 - càng mở ; 15 - bi "T" ; 16 - đòn mở
17 - lò xo giảm chấn.
2.2. Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô
Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì ngời ta chia thành 2 bộ phận :
- Cơ cấu ly hợp : là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động
cơ đến hệ thống truyền lực.
- Dẫn động ly hợp : là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp.
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
10
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
Trong phần này, ta xét cấu tạo của cơ cấu ly hợp, nó gồm 3 phần chính :
bánh đà, đĩa ma sát và đĩa ép.
- Nhóm các chi tiết chủ động gồm bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở và
các lò xo ép. Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động sẽ
quay cùng bánh đà.
- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa ma sát, trục ly hợp. Khi ly hợp mở
hoàn toàn các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên.
Theo sơ đồ cấu tạo hình 1.1.a : vỏ ly hợp 5 đợc bắt cố định với bánh đà 1
bằng các bulông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận
truyền mômen từ vỏ 5 vào đĩa ép. Các chi tiết bánh đà 1, đĩa ép 3, lò xo ép 4, vỏ

2.3. Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô
Nguyên lý làm việc theo hình 1.1.a :
Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa vào vỏ 5, đầu
còn lại tì vào đĩa ép 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà 1 làm cho
phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng. Khi này mômen từ
động cơ đợc truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua
các bề mặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và lò xo ép 4. Tiếp đó mômen đ-
ợc truyền vào xơng đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moayơ rồi truyền vào
trục ly hợp. Lúc này giữa bi "T" 11 và đầu đòn mở 12 có một khe hở từ 3-4 mm t-
ơng ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm.
Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp
của hộp số ngời lái tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng
mở 10, bạc mở 6 mang bi "T" 11 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết
khe hở bi "T" 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên
kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
12
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
chuyển sang phải. Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động
của ly hợp đợc tách ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp
số.
Nguyên lý làm việc theo hình 1.1.b :
Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ
ly hợp 8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4
và đĩa ép trung gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo
thành một khối cứng. Khi này mômen từ động cơ đợc truyền từ phần chủ động
sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của các đĩa ma sát 4
và đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép 5 và lò xo ép 7. Tiếp đó mômen đợc truyền vào
xơng đĩa bị động qua bộ giảm chấn 17 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp. Lúc
này giữa bi "T" 15 và đầu đòn mở 16 có một khe hở từ 3-4 mm tơng ứng với hành

truyền lực của xe ở dạng cơ nhiều cấp. Trong đó, ly hợp lắp trên xe là loại ly hợp
hai đĩa ma sát khô thờng đóng, đợc dẫn động điều khiển bằng cơ khí và có trợ lực
khí nén. Hộp số lắp trên xe là loại hộp số cơ khí có 5 cấp số tiến, một cấp số lùi
và có đồng tốc cho số 2-3, 4-5. Cầu chủ động của xe có hai cấp, cặp bánh răng
trụ và cặp bánh răng côn xoắn. Hệ thống lái lắp trên xe là loại trục vít đai ốc, có
bi cầu, thanh răng-vành răng và có cờng hóa bằng thủy lực.
Hệ thống treo của xe là loại hệ thống treo phụ thuộc và đợc bố trí trên các
nhíp dọc hình nửa elíp. Hệ thống treo trớc có giảm chấn thủy lực ống lồng nhằm
nâng cao độ êm dịu khi xe di chuyển trên đờng không bằng phẳng với tốc độ cao.
Hệ thống treo sau có nhíp phụ.
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
14
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
Hệ thống phanh của xe là loại phanh tang trống trên tất cả các bánh xe, có
độ an toàn cao, dễ điều khiển và có hệ thống dẫn động khí nén. Phanh dừng là
loại phanh tang trống ở cơ cấu truyền lực và có dẫn động cơ khí.
Xe ôtô MA3-5335 có đặc tính kỹ thuật vận hành cao và xe có thể tăng tốc
đạt từ 85 ữ 100 km/h trong thời gian không quá 45 giây. Xe có thể tăng sức tải so
với thiết kế là 35%. Xe vận hành phù hợp trong điều kiện khí hậu và nhiệt độ
không khí từ + 50
o
C ữ - 40
o
C.
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
15
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
1.2. Các thông số kỹ thuật của xe ôtô MA3-5335
Thông số
MA3-5335

cơ khí có trợ lực khí nén
- Tỉ số truyền của hộp số
I : 5,26 ; II : 2,9 ;
III : 1,52 ; IV : 1 ;
V : 0,66 ; lùi : 5,48
- Tỉ số truyền của truyền lực chính 7,73
- Kích thớc lốp 12 - 20 (300 - 508)
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
16
Thi Õ t k Õ hÖ th èng ly h îp ch o xe t ¶ i 8 tÊn
H×nh 2.2. C¸c th«ng sè kü thuËt cña xe MA3-5335
L ª H å n g Q u © n - l o p « t « - K h ã a 4 8
17
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
2. Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp lắp trên ôtô TảI TRUNG BìNH
2.1. Ly hợp một đĩa ma sát
2.1.1. Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-130
Ly hợp lắp trên xe ZIN-130 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 2.3).
- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9. Vỏ ly hợp đ-
ợc lắp ghép với bánh đà 2 nhờ các bulông 23. Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết với
nhau bằng lò xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu đợc tán cố định với vỏ ly hợp bằng
các đinh tán và đầu còn lại đợc lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông. Do đó,
đã tạo nên sự liên kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theo phơng pháp
tuyến để đảm bảo truyền đợc mômen xoắn, đồng thời đảm bảo đợc sự di chuyển
dọc trục của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp.
- Đĩa bị động của ly hợp trên xe ZIN-130 :
Xơng đĩa bị động đợc chế tạo bằng thép và có xẻ rãnh. Đĩa ma sát đợc lắp
ghép với xơng đĩa bằng các đinh tán. Bộ giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn đặt
xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát. Xơng đĩa đợc ghép chặt với moayơ
đĩa bị động bằng các đinh tán. Đinh tán đợc chế tạo bằng thép.


AZ-53
Ly hợp lắp trên xe AZ-53 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 2.4).
- Bộ phận chủ động của ly hợp : Bánh đà 1 bắt với vỏ trong ly hợp 13, vỏ
trong quay cùng với bánh đà. Vỏ 13 có khoang để giữ các lò xo ép 14 hình trụ
đặt xung quanh. Đĩa ép đợc chế tạo bằng gang, mặt ngoài có các vấu lồi để giữ
các lò xo ép.
- Bộ phận bị động của ly hợp : Đĩa ma sát 3 có hai tấm ma sát làm bằng vật
liệu có hệ số ma sát cao, đợc ghép với nhau qua xơng đĩa bằng các đinh tán. X-
ơng đĩa đợc chế tạo bằng thép và trên có các xẻ rãnh. Đĩa ma sát đợc ghép với
moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán bằng thép. Moayơ đĩa bị động đợc chế tạo
bằng thép và có thể di trợt trên trục ly hợp 10 nhờ các then hoa. Bộ phận giảm
chấn gồm có 6 lò xo giảm chấn 18, đặt xung quanh và cách đều nhau. Tấm ma
sát đợc ghép với xơng đĩa bằng các đinh tán. Lò xo giảm chấn đợc đặt trong các
lỗ của đĩa bị động và tấm đỡ.
- Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp : Ly hợp đợc dẫn động điều khiển
bằng cơ khí. Đòn mở ly hợp 5 đợc chế tạo bằng thép, đầu trên đòn mở liên kết
bản lề với đĩa ép qua các ổ bi kim, giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 8 thông
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
20
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
qua ổ bi kim. Khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở là = 4 mm. Điều chỉnh đòn
mở ta dùng đai ốc 7. Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ và bạc trợt 9. Trên bạc trợt có
lắp ống bơm mỡ 6.
Hình 2.4. Ly hợp lắp trên xe AZ-53
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
21
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
1. Bánh đà ; 2. Vỏ ngoài ly hợp ; 3. Đĩa ma sát ; 4. Đĩa ép ; 5. Đòn mở ly hợp ; 6.
ống bơm mỡ ; 7. Đai ốc điều chỉnh ; 8. Càng nối ; 9. Bạc trợt ; 10. Trục ly hợp ;

đinh tán, trên moayơ có các lỗ hình chữ nhật để đặt 6 lò xo giảm chấn. Moayơ đ-
ợc chế tạo bằng thép, số lợng là 2 moayơ và có thể di trợt trên rãnh then hoa của
trục ly hợp.
Hình 2.5. Ly hợp lắp trên xe MA3-5335
1. Lò xo đẩy đĩa ép trung gian ; 2. Bulông hạn chế ; 3. Vỏ trong ly hợp ; 4. Đai ốc
điều chỉnh ; 5. Đòn mở ly hợp ; 6. Càng nối đòn mở ly hợp ; 7. Đai ốc điều chỉnh
L ê H ồ n g Q u â n - l o p ô t ô - K h ó a 4 8
23
Thi ế t k ế hệ th ống ly h ợp ch o xe t ả i 8 tấn
đòn mở ; 8. Tấm hãm ; 9. Quang treo ; 10. Lò xo đỡ tấm chặn ; 11. Bi T ; 12.
ống bơm mỡ ; 13. Càng mở ly hợp ; 14. Tấm chặn đầu đòn mở ; 15. Trục của
càng mở ly hợp ; 16. Tay đòn ; 18. Nắp của cácte ly hợp ; 19. Vỏ trong ly hợp ;
20. Lò xo ép ; 21. Đệm cách nhiệt ; 22. Đĩa ép ngoài ; 23. Nút xả mạt ; 24. Bánh
đà ; 25. Đĩa ma sát ; 26. Đĩa ép trung gian ; 27. Thanh tựa ; 28. Moayơ ; 29.
Bulông bắt chặt các tấm đĩa ; 30. Lò xo giảm chấn.
- Hệ thống dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng cơ khí có trợ lực
bằng khí nén. Đòn mở ly hợp 5 đợc chế tạo bằng thép và có số lợng là 4 đòn. Mỗi
đòn mở thì đầu trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bi kim. Phần
giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 6 thông qua ổ bi kim. Đòn mở ly hợp đợc
điều chỉnh tơng tự nh ly hợp trên xe ZIN-130.
2.2.2. Kết cấu ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511
Ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511 là ly hợp hai đĩa ma sát khô (hình 2.6).
- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm có bánh đà 21 lắp ghép với vỏ trong
ly hợp 17 bằng các bu lông. Đĩa ép trung gian 2 và đĩa ép ngoài 4 đợc chế tạo
bằng gang. Các đĩa ép chủ động liên kết với bánh đà bằng ngõng (đòn tách).
Ngõng đợc bắt vào đĩa ép trung gian bằng các bulông 27 và lắp với rãnh của mặt
trụ bánh đà. Mặt ngoài của đĩa ép ngoài có phần lồi để lắp các lò xo ép 16. Lò xo
ép đợc chế tạo bằng thép 60C
2
, gồm có 12 lò xo đợc bố trí xung quanh, giữa lò