Mục lục
Lời nói đầu

Lời nói đầu
Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nớc ta hiện nay với chủ trơng
Công nghiệp hoá - hiện đại hoá đã có nhiều loại ô tô đợc nhập và lắp ráp tại
Việt Nam .
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật nói chung và
ngành công nghiệp chế tạo ô tô nói riêng trong những thập kỷ gần đây ,
ngành công nghiệp chế tạo ô tô đã có những bớc phát triển nhanh chóng vợt bậc
với nhiều loại ô tô hiện đại ra đời với nhiều cụm, nhiều bộ phận, chi tiết của ô tô
đã đợc cải tiến ,thay thế bằng những vật liệu mới nhẹ,bền hơn và dần đợc hoàn
thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con ngời cũng nh của các ngành
kinh tế khác .
Trong điều kiện đờng xá nớc ta còn khó khăn loại xe UAZ-469 vẫn đợc
nhập và sử dụng thông dụng bởi tính việt dã cao và đặc biệt là bảo dỡng sửa chữa
1

1


đơn giản .Có thể nói xe UAZ 469 từ khi ra đời cho đến nay đợc cải tiến rất ít ,
trong đó cụm ly hợp hầu nh không cải tiến .Với mục tiêu nghiên cứu cải tiến
cụm ly hợp theo hớng đơn giản hoá kết cấu và giảm cờng độ lao động cho ngời
lái em đợc giao nhiệm vụ thiết kế ly hợp dựa trên xe tham khảo là xe UAZ
469 .
Với nội dung,yêu cầu của đồ án tốt nghiệp , em đã tập trung nghiên cứu ,
tính toán , thiết kế để có thể thay thế lò xo ép loại lò xo trụ thành loại lò xo đĩa
mà công nghệ của các nhà máy cơ khí nớc ta có thể thực hiện đợc . Khi đó kết
cấu ly hợp trở nên đơn giản hơn vì bỏ đợc 8 lò xo trụ ,3 bộ đòn mở ly hợp đồng
thời đảm bảo lực ép đều . Phần còn lại của đồ án là tính toán thiết kế dẫn động ly

tải nh khi phanh đột ngột mà không nhả ly hợp (ly hợp lúc này sẽ bị trợt quay)
Nối và tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách êm dịu và dứt
khoát để giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực (phải đảm bảo đợc
khi khởi động tại chỗ,khi tăng tốc,khi sang số lúc ô tô chuyển động phải êm dịu
và các va đập ở các răng ,ở các khớp nối phải nhỏ để tăng tuổi thọ các chi tiết.
I.2. Phân loại
a) Theo phơng pháp truyền mô men chia ra:
+. Ly hợp ma sát : Mô men truyền động nhờ các mặt ma sát .
+. Ly hợp thuỷ lực : mô men truyền nhờ chất lỏng.
+. Ly hợp nam châm điện : Mô men truyền nhờ tác dụng của trờng nam
châm điện .
+. Loại liên hợp : Mô men truyền nhờ các loại trên kết hợp.
Đối với ô tô loại ly hợp ma sát đợc dùng nhiều nhất.
b) Tuỳ theo hình dạng của chi tiết ma sát chia ra:
+. Ly hợp đĩa : phần bị động gồm một , hai hoặc nhiều đĩa.
+. Ly hợp hình nón : Đĩa bị động có dạng hình nón
+. Ly hợp hình trống : Phần bị động làm theo kiểu má phanh và tang trống.
Loại ly hợp hình nón và hình trống ngày nay không dùng trên ôtô nữa vì
mô men quán tính của chi tiết bị động của chúng lớn gây nên tải trọng va đập lên
hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp.
c) Theo phơng pháp phát sinh lực ép trên đĩa chia ra :
+. Loại lò xo( lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm ,lò xo đĩa ): lực ép
sinh ra do các lò xo

4

4


+. Loại nửa ly tâm : lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm

Các ly hợp của ô tô là loại ly hợp luôn luôn đóng. ở ô tô thờng dùng loại ly
hợp một hoặc hai đĩa bị động .
+. Loại ly hợp một đĩa bị động :
Ưu điểm: -Kết cấu đơn giản, dẻ tiền.
-Thoát nhiệt tốt.
-Mở dứt khoát.
Nhợc điểm: Đóng không êm dịu.
+. Loại ly hợp nhiều đĩa bị động : Nếu ly hợp phải truyền mô men lớn (lớn
hơn 70ữ80KGm) thì đờng kính của đĩa ly hợp một đĩa quá lớn ,trờng hợp nh vậy
ngời ta dùng ly hợp hai hay nhiều đĩa , sẽ giảm đợc đờng kính đĩa và kích thớc
chung của ly hợp mặc dù kết cấu của ly hợp này phức tạp hơn nhiều .
Ưu điểm: Đóng êm dịu.
Nhợc điểm: Mở không dứt khoát .
ở ly hợp thờng đóng , lực đóng nhờ có các lò xo ép
II.1. Phơng án chọn lò xo ép :
a)Lò xo trụ :
Ưu điểm: Kết cấu nhỏ gọn , khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép lên
đĩa ép qua nhiều lò xo tác dụng cùng một lúc .
Nhợc điểm: Các lò xo thờng không đảm bảo đợc các thông số cơ bám
giống nhau hoàn toàn . Do đó phải chọn thật kỹ , nếu không thì lực ép trên đĩa sẽ
không đều làm tấm ma sát mòn không đều .
b)Lò xo hình côn :
Ưu điểm :
- Lực ép tác dụng lên đĩa ép đều vì có một lò xo đặt trung tâm. Thờng
dùng trên ôtô có mô men quay cần truyền lớn hơn 50KGm.
- Có thể rút ngắn đợc chiều dài của ly hợp vì lò xo ép hình côn có thể ép
cho đến khi lò xo nằm trên một mặt phẳng.
Nhợc điểm:
6


phẳng mà làm cong. Đĩa bị động đợc nối với trục ly hợp nhờ moay-ơ, moay-ơ
nối với đĩa bị động nhờ đinh tán . Đĩa bị động có thể làm với bộ phận giảm chấn
hoặc không có giảm chấn.

7

7


Hình 1 : Xơng đĩa bị động của ly hợp
II.3. Giảm chấn.
Giảm chấn dùng trong ly hợp để tránh cho hệ thống truyền lực của ô tô
khỏi những dao động cộng hởng sinh ra khi có sự trùng hợp một trong số những
tần số dao động riêng của hệ thống truyền lực với tần số dao động của lực gây
nên bởi sự thay đổi mô men quay của động cơ . Chi tiết đàn hồi của giảm chấn
dùng để giảm độ cứng của hệ thống truyền lực do đó giảm đợc tần số dao động
riêng của hệ thống truyền lực và khắc phục khả năng xuất hiện cộng hởng ở tần
số cao .

8

8


Hình 2 : Kết cấu giảm chấn của ly hợp
Do độ cứng tối thiểu của các chi tiết đàn hồi của giảm chấn bị giới hạn bởi
điều kiện kết cấu cuả ly hợp cho nên hệ thống truyền lực của ô tô máy kéo
không thể tránh khỏi cộng hởng ở tần số thấp . Bởi vậy ngoài chi tiết đàn hồi ra
cần phải có chi tiết thu năng lợng của các dao động cộng hởng ở tần số thấp
bằng phơng pháp ma sát gọi là chi tiết ma sát .

+. Trở lại khả năng ma sát ban đầu đợc nhanh chóng sau khi bị nung nóng
hay bị làm lạnh .
+. Làm việc tốt ở nhiệt độ cao ít bị sùi các chất dính , không bị khét ,
không bị sùi bề mặt .
+. Có tính chất cơ học cao.
Nguyên liệu hiện nay thờng dùng là phê ra đô, phê ra đô đồng rai bét hoặc
át bét đồng và trong một số trờng hợp dùng kim loại sứ . Chiều dày tấm ma sát
độ 3ữ4 mm.

10

10


PhÇn II.
TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm ly hîp.

11

11


Số liệu Xe tham khảo :
Xe tham khảo :UAZ-469
- Công suất Nemax =67 (mã lực)
- Mô men cực đại : Memax=17(KGm)
- Tốc độ cực đại : nM = 2800 (v/p)
- Trọng lợng toàn xe : G=2400 (KG)
- Trọng lợng phân bổ lên cầu trớc : 1000 (KG)
- Trọng lợng phân bổ lên cầu sau : 1400 (KG)

Vậy Ml = 1,6 .17 =27,2KGm.

II. Xác định kích thớc cơ bản của ly hợp .
II.1.Mô men ma sát của ly hợp đợc tính theo công thức :
Ml= .Mđ=à .P .Rtb.i
Trong đó :
Ml:Mô men ma sát của ly hợp .
Mđ: Mô men xoắn của động cơ.
a) : Hệ số dự trữ của ly hợp .
a) : Hệ số ma sát .
P : Tổng lực ép lên các đĩa ma sát .
Rtb :Bán kính ma sát trung bình .
13

13


R1
R2

Hình 3 : Kích thớc vành đĩa ma sát
Khi thiết kế có thể chọn sơ bộ đờng kính ngoài của đĩa ma sát theo công
thức kinh nghiệm :

M
D2=2.R2=3,16.

e max

C

3

Rtb= .

3

3

2
2

1
2

2

1

R R
R R

2
3

= .

2

2


=

2

2 .b.à[q ] Rtb

Trong đó :
b: Bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động .
b=R2-R1=125-75=50 mm=0,05 m
[q] : áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát .
Chọn [q] =200KN/m2 .
à : Hệ số ma sát . Chọn à=0,3 .
Từ đó ta tính đợc :
27,2.9,81
2.3,14.0,102.0,05.0,3.200.10 3

i=
=1,36
Khi tính i ta phải làm tròn theo giá trị nguyên chẵn gần nhất .
Chọn i=2
Vậy số lợng đĩa bị động là : n= i/2 =2/2=1

III. Xác định công trợt sinh ra trong quá trình
đóng ly hợp .
Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trờng hợp :
15

15



B : chiều rộng lốp
d : đờng kính vành xe
16

Vậy rb= .( B +d/2).25,4=0,935.(8,4+15/2).25,4 =377,6 mm=0,3776m
16


tl :hiệu suất của hệ thống truyền lực
tl=lh.h.f.cđ.0
Trong đó :
lh: hiệu suất ly hợp ,lh=1
h :hiệu suất hộp số chính ở số 1 ,h=0,98
f : hiệu suất hộp số phụ , f =0,98
cđ: hiệu suất các đăng ,cđ=0,99
0 : hiệu suất truyền lực chính ,0=0,97
Vậy :
tl=1.0,98.0,98.0,99.0,97=0,922
v : vận tốc xe ( xe đứng yên nên v= 0)
F : diện tích cản chính diện của xe
Ta có :
Ma= [ (2400+ 0).0,03 + 0 ].0,3776/(5,125.4,124.1,94.0,922)
= 0,917 KGm
m : tốc độ góc của động cơ lấy tơng ứng với mô men cực đại của
động cơ (rad/s)
m=.nM/30 với nM là số vòng quay cực đại của động cơ .
m=3,14.2800/30 =293,07 (rad/s)
a : tốc độ góc của trục ly hợp ,khi bắt đầu khởi hành xe đứng yên
tại chỗ nên a= 0
Ja : mô men quán tính của ôtô qui dẫn đến trục ly hợp đợc xác định


A=
2.0,0207.( 293,07 0)

A=
=3,486
Ta có :
t1=Ma/ k= 719/10 =0,0719 (s)
A

3,486

k

10

t2=
=
= 1,1 (s)
Thay số vào biểu thức tính công trợt ta có :
L = 0,719(297,03-0).( 0,0719/ 2 + 2.1,1/3) + 0,0207(293,07 0 )2
= 1051,063 KGm
III.2.Xác định công trợt riêng .
Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát ta phải xác định công trợt riêng
theo công thức sau :
l0 =L/F.i [l0] (KGm/cm2)
Trong đó :
L0 : Công trợt riêng
L : Công trợt của ly hợp
F : Diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động (cm2)

Thay số ta có :

T =

1
.1051,063
2
427.0,115.4,2

= 2,55oC

Đối với ô tô [T] =80ữ100
Vậy T thoả mãn .

V. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly
hợp .
V.1.Tính sức bền đĩa bị động .
Để giảm kích thớc 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 xơng
đĩa , tấm ma sát đợc gắn với xơng đĩa bị động bằng đinh tán . Vật liệu làm đinh
19

19


tán bằng đồng hoặc nhôm . Chiều dày xơng đĩa thờng chọn từ (1,5ữ 2) mm .
Chiều dày tấm ma sát thờng chọn từ (3ữ 5) mm . Vật liệu của tấm ma sát thờng
là loại phê-ra-đo hoặc at bet đồng .

Hình 4 : Sơ đồ đĩa bị động

cd1=
Trong đó :

[cd] (KG/cm2 )

c1 : ứng suất cắt của đinh tán ở vòng trong .
cd1 : ứng suất chèn dập của đinh tán .
n1 : số đinh tán bố trí ở vòng trong
F1 : lực tác dụng lên dãy đinh tán vòng trong
d : đờng kính đinh tán
Với vòng ngoài đinh tán cũng đợc kiểm tra tơng tự :

c2=

F2
d2
n2 .
4

[c] (KG/cm2 )

F2
n 21 .l.d

21

cd2=
[cd] (KG/cm2 )
Trong đó :
F2 : lực tác dụng lên dãy đinh tán vòng ngoài


c =

cd =

4.M e max
Z 1 .Z 2 .L.b.( D + d )

[c] (KG/cm2)

8.M e max
Z 1 .Z 2 .L.( D 2 d 2 )

[cd] (KG/cm2)

Trong đó :
Memax : mô men cực đại của động cơ .
Z1
: số lợng moay-ơ riêng biệt ,với ly hợp một đĩa bị động Z1 =1.
Z2
: số then hoa của một moay-ơ , Z2 =10
22

22


d
D
b
L

Chiều dài bị chèn dập l = 6 mm
Bán kính làm việc R1 =62 mm
23
23


Số đinh tán n = 4
Lực tác dụng lên đinh tán:
F = Memax / R1 =17.103/6,2 =274,19 KG
Khi làm việc đinh tán chịu ứng suất cắt và chèn dập đợc tính theo công
thức sau :
F
n. .

c=

2

d
4

F
n.l.d

=

274,19
0,8 2
4.3,14.
4

RBY
Pa1
Pr1
Pv1
24

24


MX

Trong đó :
Trục I : là trục ly hợp đồng thời là trục sơ cấp của hộp số. ở cuối của trục
có lắp bánh răng nghiêng và đợc khhoét rộng lỗ ở tâm để lắp ổ bi kim đỡ một
đầu trục số III.
Trục II : là trục trung gian của hộp số, hai đầu trục đợc đỡ bởi hai ổ bi trụ
lắp trên vỏ hộp số.
Trục III : là trục thứ cấp của hộp số, một đầu đợc tỳ lên ổ bi kim ở trong
trục sơ cấp, đầu còn lại là đầu a và đợc tỳ lên ổ bi lắp trên thân hộp số.
Để kiểm nghiệm trục ta cần kiểm tra trục ở chế độ mômen lớn nhất khi đó
công suất của động cơ truyền qua ly hợp là cực đại và hộp số để ở tay số 1 với :
mômen lớn nhất của động cơ : Memax = MI = 1700 (KG.cm)
đờng kính vòng lăn bánh răng trục sơ cấp
: d1 = 50 mm
đờng kính vòng lăn bánh răng trục trung gian : d2 = 115 mm
d3 = 40 mm
đờng kính vòng lăn bánh răng trục thứ cấp
: d4 = 130 mm
Từ các kích thớc bộ truyền bánh răng ta xác định đợc mômen truyền đến
các trục của hộp số là :