H−íng dÉn thiÕt kÕ «t«: (PhÇn truyÒn lùc trªn «t«) - Ngµnh C¬ khÝ ¤t«
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
=
−
=
=
−
−
=
[s] 084154,0
)705,10180.766832,1(
705,10
415846,2t
[s] 415846,2
)705,10180.766832,1(
266,1.2).0
1416.3
30.2800
(
t
1
2
KiÓm tra hÖ sè ®Æc tr−ng cho c−êng ®é t¨ng m«men K [Nm/s]:
K = Ma/t1
= 180/0,084154
= 127,21 [N.m/s]
So víi gi¸ trÞ kinh nghiÖm ®èi víi xe du lÞch : K = 50 ÷ 150 [N.m/s] tháa m·n.
3.2.5.4 TÝnh c«ng tr−ît tæng céng cña ly hîp:
C«ng tr−ît tæng céng cña ly hîp L [J] d−îc x¸c ®Þnh theo (1-5e):
2
aea2
1
aea ).(J
2
1
t
3
2
2
t
)..(ML ω−ω+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛+ω−ω= (1-23)
Trong ®ã :
t
1, t2 : Thêi gian tr−ît cña ly hîp trong hai giai ®o¹n, ®−îc x¸c ®Þnh tõ (1-22).
ThÕ sè c¸c ®¹i l−îng ®· biÕt vµo (1-23) ta tÝnh ®−îc c«ng tr−ît L [J]:
L = 2
)022,293.(266,1
2
1
415846,2.
3
2
2
084154,0
).022,293.(705,10 −+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛+−
= 59612,05 [J].
3.2.5.5 TÝnh c«ng tr−ît riªng cho ly hîp.
§Ó ®¸nh gi¸ tuæi thä cña ly hîp theo ®iÒu kiÖn tr−ît, ng−êi ta dïng chØ tiªu c«ng
tr−ît riªng; ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng tr−ît trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch lµm viÖc cña c¸c bÒ
mÆt ma s¸t (theo 1-5), kÝ hiÖu lr [J/m2] :
)RR(z
L
l2
1
2
2ms
r−π
= (1-23b)
Trong ®ã :
L : C«ng tr−ît tæng céng cña ly hîp, x¸c ®Þnh ®−îc tõ (1-23)[Jun].
z
ms : Sè ®«i bÒ mÆt ma s¸t, ly hîp mét ®Üa bÞ ®éng nªn zms = 2.
R
2, R1 : B¸n kÝnh t−¬ng øng vßng ngoµi, vßng trong cña h×nh vµnh kh¨n bÒ mÆt
ma s¸t, ®· ®−îc x¸c ®Þnh tõ (1-17)[m].
ThÕ sè ta cã :
GVC. Ths. Lª V¨n Tôy - Khoa C¬ khÝ Giao th«ng - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa - §H§N 28
H−íng dÉn thiÕt kÕ «t«: (PhÇn truyÒn lùc trªn «t«) - Ngµnh C¬ khÝ ¤t«
)078,0142,0.(.2
05,59612
l22
r−π
=
= 670927,37 [J/m2]
= 670,927 [KJ/m2].
VËy, so víi gi¸ trÞ cho phÐp vÒ c«ng tr−ît riªng cña xe du lÞch (lr ≤ 1000 [KJ/m2])
thi ly hîp thiÕt kÕ ®¹t yªu cÇu vÒ tuæi thä cho ly hîp.
3.2.6 NhiÖt sinh ra do tr−ît ly hîp :
Ngoµi viÖc tÝnh to¸n kiÓm tra c«ng tr−ît riªng, ly hîp cßn cÇn ph¶i tÝnh to¸n kiÓm
tra nhiÖt ®é nung nãng c¸c chi tiÕt cña ly hîp trong qu¸ tr×nh tr−ît ly hîp ®Ó b¶o ®¶m sù
lµm viÖc b×nh th−êng cña ly hîp, kh«ng ¶nh h−ëng nhiÒu ®Õn hÖ sè ma s¸t, kh«ng g©y
nªn sù ch¸y c¸c tÊm ma s¸t hoÆc ¶nh h−ëng ®Õn sù ®µn håi cña lß xo Ðp.v.v..
Víi ly hîp mét ®Üa, nhiÖt sinh ra lµm nung nãng ®Üa Ðp ®−îc x¸c ®Þnh theo (1-6):
ν.L = m.c.∆T (1-24)
Trong ®ã :
L : C«ng tr−ît cña toµn bé ly hîp, ®· x¸c ®Þnh tõ (1-23)[J].
ν : HÖ sè x¸c ®Þnh phÇn nhiÖt ®Ó nung nãng ®Üa Ðp. Víi ly hîp mét ®Üa bÞ
®éng th× ν = 0,50.
c : NhiÖt dung riªng cña chi tiÕt bÞ nung nãng, víi vËt liÖu b»ng thÐp hoÆc
gang cã thÓ lÊy c = 481,5 [J/kg0K].
m : Khèi l−îng chi tiÕt bÞ nung nãng, [kg].
∆T : §é t¨ng nhiÖt ®é cña chi tiÕt bÞ nung nãng, [0K].
§é t¨ng nhiÖt ®é cho phÐp cña chi tiÕt tÝnh to¸n ®èi víi mçi lÇn khëi hµnh cña «t«
(øng víi hÖ sè c¶n cña ®−êng ψ = 0,02) kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 100K.
Tõ ®ã suy ra khèi l−îng ®Üa Ðp tèi thiÓu ph¶i lµ :
m ≥ 10.5,481
05,59612.5,0
≥ 6,19 [kg]
3.2.7. BÒ dµy tèi thiÓu ®Üa Ðp (theo chÕ ®é nhiÖt) :
BÒ dµy tèi thiÓu ®Üa Ðp δ[m] ®−îc x¸c ®Þnh theo khèi l−îng tÝnh to¸n chÕ ®é
nhiÖt (m) ë trªn cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
δ ≥ ρ−π )RR(
m
2
1
2
2
(1-24b)
GVC. Ths. Lª V¨n Tôy - Khoa C¬ khÝ Giao th«ng - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa - §H§N 29
H−íng dÉn thiÕt kÕ «t«: (PhÇn truyÒn lùc trªn «t«) - Ngµnh C¬ khÝ ¤t«
Trong ®ã:
ρ : Khèi l−îng riªng cña ®Üa Ðp.
Víi vËt liÖu lµm b»ng gang ρ ≈ 7800 [kg/m3]
ThÕ sè c¸c ®¹i l−îng ®· biÕt, ta x¸c ®Þnh ®−îc bÒ dµy tèi thiÓu cña ®Üa Ðp theo chÕ
®é nhiÖt do tr−ît:
δ ≥ 7800).078,0142,0(
19,6
22 −π
δ ≥ 0,017864 [m] ≈ 18 [mm].
3.2.8 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña c¬ cÊu Ðp:
C¬ cÊu Ðp ®−îc dïng ®Ó t¹o lùc Ðp cho ®Üa Ðp cña “ly hîp th−êng ®ãng” xe du lÞch
lµ lß xo ®Üa kiÓu nãn côt nhê nã cã nhiÒu −u ®iÓm næi bËc h¬n h¼n kiÓu lß xo d©y xo¾n.
Lß xo ly hîp ®−îc chÕ t¹o b»ng thÐp Silic 60C, 60C2A hoÆc thÐp m¨ng-gan 65 cã
øng suÊt tiÕp cho phÐp [τ] = 650 ÷ 850 [MN/m2] vµ [σ] =1000 [MN/m2].
Lß xo ®−îc tÝnh to¸n nh»m x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè h×nh häc c¬ b¶n nh»m tháa m·n
lùc Ðp F cÇn thiÕt cho ly hîp. KÝch th−íc cña lß xo ®Üa nãn côt cßn ph¶i b¶o ®¶m ®iÒu
kiÖn bÒn víi chøc n¨ng lµ ®ßn më.
3.2.8.1 Lùc Ðp cÇn thiÕt cña lß xo ®Üa nãn côt:
Lùc Ðp cÇn thiÕt cña lß xo Ðp ®Üa nãn côt ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
F
lx = k0.F (1-25)
Trong ®ã :
F : Lùc Ðp cÇn thiÕt cña ly hîp, [N]. Tõ kÕt qu¶ (1-19): F = 4456,114 [N]
k0 : HÖ sè tÝnh ®Õn sù gi·n, sù níi láng lß xo. Chän k0 = 1,05 (1,05 ÷1,08).
ThÕ sè ta cã:
F
lx = 1,05.4456,114
= 4678,92 [N]
3.2.8.2 KÝch th−íc c¬ b¶n vµ ®Æc tÝnh cña lß xo Ðp ®Üa nãn côt xÎ r¶nh :
S¬ ®å ®Ó tÝnh to¸n lß xo ®Üa nãn côt cã xÎ r·nh h−íng t©m thÓ hiÖn trªn h×nh H1-4.
Lùc nÐn do lß xo nãn côt t¹o ra Flx ®Ó Ðp lªn ®Üa Ðp nh»m t¹o ra m«-men ma s¸t cho ly
hîp ®−îc x¸c ®Þnh theo c¸c th«ng sè cña lß xo theo (1-8) nh− sau:
GVC. Ths. Lª V¨n Tôy - Khoa C¬ khÝ Giao th«ng - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa - §H§N 30
H−íng dÉn thiÕt kÕ «t«: (PhÇn truyÒn lùc trªn «t«) - Ngµnh C¬ khÝ ¤t«
H×nh H1-4 : S¬ ®å tÝnh lß xo ®Üa nãn côt.
Fm
α
Da
Flx
h
Di
De
B
Da
Flx = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
λ
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
λ−+δ
−
λδ
µ−
π
)k1(
)k1(
2
h.
)k1(
)k1(
h
)k1(
)k/1(Ln
D)1(
E
3
2
2
1
2
1
2
d
2
2
1
2
e
d
2
p
(1-26)
Trong ®ã :
De : §−êng kÝnh lín cña lß xo ®Üa nãn côt øng víi vÞ trÝ tú lªn ®Üa Ðp, [m].
Chän De = 0,95.(2R2) ThÕ sè :
D
e = 0,95.2.0,142
≈ 0,270 [m].
S¬ bé chän ®−êng kÝnh qua mÐp xÎ r¶nh (xem h×nh H1-4).
Da = De / 1,3 (De / Da = 1,2 ÷ 1,5)
≈ 0,200 [m]
λ : §é dÞch chuyÓn (biÕn d¹ng) cu¶ lß xo, [m].
E : M«-duyn ®µn håi kÐo nÐn.
E = 2,1.1011 [N/m2].
µp : HÖ sè poat-x«ng, ®èi víi thÐp lß xo :
µp = 0,26
δd : §é dµy cña lß xo ®Üa, [m].
S¬ bé chän:
δd = De / 100 (De / δd = 75 ÷ 100).
≈ 0,0027 [mm]
h : §é cao phÇn kh«ng xÎ r·nh cña nãn côt ë tr¹ng th¸i tù do, [m].
S¬ bé chän h = 1,55.δd ( h / δd = 1,5 ÷ 2,0).
≈ 4,2 [mm].
k1, k2 : C¸c tû sè kÝch th−íc cña ®Üa nãn côt, ®−îc x¸c ®Þnh b»ng :
GVC. Ths. Lª V¨n Tôy - Khoa C¬ khÝ Giao th«ng - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa - §H§N 31
H−íng dÉn thiÕt kÕ «t«: (PhÇn truyÒn lùc trªn «t«) - Ngµnh C¬ khÝ ¤t«
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
+
=
=
D2
)DD(
k
D
D
k
e
ae
2
e
a
1
(1-26b)
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
=
+
=
==
0,87037
270,0.2
)200,0270,0(
k
740741,0
270,0
200,0
k
2
1
C¸c kÝch th−íc Da, δd, h sÏ ®−îc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c sao cho khi lß xo nãn côt
®−îc Ðp ph¼ng vµo ly hîp (λ = h/2) th× lùc Ðp cña lß xo Flx ®¹t b»ng lùc Ðp yªu cÇu k0.F
x¸c ®Þnh tõ (3-13) lµ : Flx = 4678,92 [N].
§Ó thuËn lîi cho tÝnh to¸n, nªn viÕt (3-14) l¹i nh− sau:
()
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎨
⎧
−
−
=
−
δ
=
µ−
π
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛λ−λ−+δλ=
)k1(
)k1(
C
)k1(
)k/1(Ln
D
B
)1(
E
A
2
C
h..Ch..B.A
3
2
F
2
1
2
2
1
2
e
d
2
p
2
dlx
(1-26c)
TÝnh to¸n tr−íc c¸c h»ng sè ®Æc tr−ng cho vËt liÖu vµ kÕt cÊu A, B, C:
()
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎨
⎧
=
−
−
=
−
−
=
=
−
=
−
δ
=
=
−
=
µ−
π
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛λ−λ−+δλ=
2
)87037,01(
)740741,01(
)k1(
)k1(
C
647921,0
)87037,01(
)740741,0/1(Ln
27,0
0027,0
)k1(
)k/1(Ln
D
B
10.07568,7
)26,01(
10.1,2.1416,3
)1(
E
A
2
C
h..Ch..B.A
3
2
F
2
1
222
2
1
2
e
d
11
2
11
2
p
2
dlx
Còng nhê c«ng cô Solver, ta cã diÔn biÕn Flx = f(λ) ®−îc cho ë b¶ng B1-4 vµ ®Æc
tÝnh phi tuyÕn lß xo ®Üa nãn côt ®−îc thÓ hiÖn trªn h×nh H1-5 víi kÝch th−íc c¬ b¶n:
Da ≈ 198[mm]; δd = 2,7 [mm]; h = 4,2 [mm].
GVC. Ths. Lª V¨n Tôy - Khoa C¬ khÝ Giao th«ng - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa - §H§N 32