Расчет сцепления. Расчет шлицев ступицы ведомого диска

Расчёт сцепления

1.1  Задача расчёта.

Задачей расчёта сцепления является выбор параметров сцепления, обеспечивающих удовлетворение основным требованиям, предъявляемым к нему. Требования следующие:

·  Надёжная передача сцеплением максимального крутящего момента двигателя.

·  Предохранение трансмиссии от перегрузок.

·  Долговечность сцепления, связанная с удельным давлением на фрикционные накладки, работой буксования и нагревом рабочих поверхностей.

·  Лёгкость управления.

1.2  Выбор основных параметров сцепления.

1.2.1  Коэффициент запаса сцепления β.

Коэффициент запаса сцепления должен обеспечивать:

·  Надёжную передачу М_max двигателя;

·  Долговечность сцепления и трансмиссии;

·  Приемлемую величину усилия на педали сцепления.

Первые два требования удовлетворяются за счёт увеличения β, усилие на педали с увеличением β увеличивается, что недопустимо и приводит к усложнению конструкции привода. С учётом противоречивости требований к β, он устанавливается в следующих пределах:

·  Легковые автомобили – 1,30*1,75;

·  Грузовые автомобили – 1,60*2,20;

·  Автомобили-тягачи – 2,00*3,00.

= М_с/М_max,                                                (1),

где М_с – статический момент трения сцепления.

М_max – максимальный крутящий момент двигателя.

М_с = Р_Σ·μ·R_с·i,                                             (2),

где Р_Σ·– суммарное давление нажимных пружин, Н/м²;

μ – коэффициент трения между ведущими и ведомыми частями сцепления;

R_с·– средний радиус трения фрикционной накладки ведомого диска, м;

i – суммарное число поверхностей трения (для однодискового сцепления i = 2, для двухдискового i = 4)

1.2.2  Размеры фрикционных накладок.

Наружный диаметр фрикционной накладки D_н.

D_н определяется размерами маховика двигателя. Ограничение D_н. – 350*360 мм, если расчёт дал большие значения, следует применять двухдисковое сцепление. Ограничение связано с увеличением окружной скорости на трущихся поверхностях.

Приближённо D_н. Можно определить:

,                                              (3)

где М_max – максимальный крутящий момент двигателя, выраженный в кгс*см;

К – коэффициент, учитывающий степень эксплуатационной загрузки сцепления.

·  Легковые автомобили – К = 4,7;

·  Грузовые автомобили – К = 3,6;

·  Автомобили-тягачи – К = 1,9.

1.2.3  Внутренний диаметр D_в в расчётах принимается равным:

D_в = 0,6·D_н ,                                                (4)

По вычисленным значениям D_н из ГОСТ 1786-74 выбирают окончательные размеры фрикционной накладки(D_н, D_в, S) и рассчитывают средний радиус трения R_с:

R_с = (D_н + D_в)/4,                                          (5)

1.2.4 Коэффициент трения μ. зависит от применяемого фрикционного материала и режимов работы сцепления (скорость буксования, температура и т.д.). значения μ колеблются в пределах от 0,2 до 0,5. Для расчётов μ обычно берут в пределах от 0,25 до 0,35.

1.2.5  Удельное давление представляет собой суммарную силу давления нажимных пружин, отнесённую к площади одной стороны фрикционной накладки ведомого диска.

Р_о = 4 Р_Σ/π·( D_н² - D_в²),                                         (6)

(устно) Удельное давление колеблется в пределах 15 – 35 Н/см². Меньшие значения имеют сцепления, работающие в тяжёлых условиях эксплуатации при больших наружных диаметрах фрикционных накладок. Обычно удельное давление не выбирают а проверяют, после выбора размера сцепления, на основе формул (2) и (6)

1.3  Проверка выбранных параметров сцепления.

1.3.5  Работа буксования.

Каждое включение сцепления происходит при проскальзывании ведомых и ведущих дисков, в результате которого совершается работа буксования. Работа переходит в тепло, нагревающее детали сцепления. Работа сцепления с повышенной температурой приводит к ускоренному его износу. При трогании автомобиля с места работа буксования больше, чем при переключении передач. Величина работы буксования зависит от темпа включения сцепления, плавное включение увеличивает работу буксования, резкое включение уменьшает работу трения, но ухудшается плавность трогания и увеличиваются динамические нагрузки в трансмиссии.

Минимально возможная работа буксования:

                                                    (7)

где ω_о – угловая скорость коленчатого вала двигателя в момент отпускания педали сцепления, рад/сек;