Расчет сцепления на износ

4.2 Расчет сцепления на износ

Требуемое нажимное усилие на поверхностях трения вычисляется по формуле

где b - коэффициент запаса сцепления, принимаем b = 1,8;

m - коэффициент трения, принимаем m = 0,3;

i – число поверхностей трения, у однодискового сцепления i = 2

Удельное давление на фрикционные накладки

Величина q оказывает существенное влияние на интенсивность износа накладок и не должна превышать рекомендуемых значений (0,15…0,25 МПа)

Для расчета работы буксования используют формулы, базирующиеся на статической обработке экспериментальных данных. Для практических расчетов может быть использована следующая формула

где J_a – приведенный момент инерции автомобиля, Н×м×с²;

w_е – угловая скорость вращения коленчатого вала, с^-1;

М_y - момент сопротивления движению автомобиля, приведенный к коленчатому валу двигателя, Н×м

Момент инерции J_aопределяют по формуле

где i_k и i₀ – передаточные числа коробки перемены передач и главной передачи, по заданию i_k = 3,1 и i₀ = 5,3;

m_a – полная масса автомобиля, по заданию m_a = 3550 кг

Угловая скорость коленчатого вала двигателя при максимальной скорости

Угловая частота вращения коленчатого вала двигателя в момент включения сцепления

Приведенный момент сопротивления движению

где y - коэффициент суммарного сопротивления дороги;

h_тр – коэффициент полезного действия трансмиссии

Расчет работы буксования

Удельная работа буксования

Массу нажимного диска находим из формулы

где g - доля теплоты, приходящаяся на рассчитываемую деталь, g = 0,5;

с – удельная массовая доля чугуна, с = 481,5 (Дж/(кг×град))

Исходя из массы диска и плотности материала определим толщину нажимного диска

4.3 Расчет деталей

 

4.3.1 Нажимной диск

Нажимной диск обычно выполняется из чугуна, который имеет низкое сопротивление растяжению и при воздействии центробежных сил может разрушится. Поэтому он проверяется по величине окружной скорости

 

4.3.2 Цилиндрическая нажимная пружина

Нажимное усилие одной пружины вычисляют по формуле

где Р₁ – номинальная сила, действующая на пружину;

Z_n – число пружин;

Dl – рабочий ход пружины, принимаем равным 3,0 мм

При выключении сцепления деформация пружин увеличивается на величину хода Dl, в результате чего сила упругости возрастает до значения Р₂. Управление сцеплением не затрудняется, если усилие пружин при деформации увеличится на величину не более 10-20%,т.е.

Задаемся индексом пружины

Определяем коэффициент, учитывающий кривизну витков и влияние поперечной силы

Диаметр проволоки

С ГОСТ 14963-78 номинальный диаметр принимаем d = 5,0 мм

Средний диаметр пружины:

Жесткость пружины составляет величину

Число рабочих витков пружины:

где G – модуль упругости при кручении;

принимаем G = 80 Гпа

Полное число витков

Так как посадка витка на виток не допустима, то при предельной нагрузке Р₂, должен оставаться зазор между витками

Шаг пружины t, в свободном состоянии

Высота полностью сжатой пружины

Высота пружины в свободном состоянии

Высота пружины при предварительной деформации (под нагрузкой Р₁)