4 Расчет проектируемого узла и прочностной расчет деталей

4.1 Вычисляем момент трения сцепления

Mc = β • Mc max = 1,3 • 201 = 261,3 H•м

4.2 Усилие нажимной пружины на поверхности трения при включенном сцеплении

Р = = = 4 686,9 H

где μ = 0,3 – коэффициент трения;

D и d – наружный и внутренний диаметры функциональных накладок;

i = 2 – число поверхностей трения;

r = 1 – число пружин.

4.3 Удельное давление на поверхность фрикционной накладки

р ₀ = = = 1,02 кгс / см²

где η = 0,82 – коэффициент, учитывающий снижение усилия нажимной пружины на поверхность трения из-за действия возвратных пружин и сил трения в шлицевых соединениях ведомого диска.

Удельное давление должно быть в пределах [p₀] = 0,13 .. 2,5 кгс / см²

4.4 Работа буксования сцепления при трогании автомобиля с места

A = 3,57 • Ga • = 3,57 • 5350 • 9,81 • = 76,9 кДж

где Ga - вес автомобиля с полной нагрузкой;

Rк – радиус качения колеса;

Uкп₁ - передаточное число низшей ступени коробки передач;

Uо – передаточное число главной передачи.

4.5 Удельная работа буксования сцепления, которая оценивается износостойкостью фрикционных накладок

q = = = 998,7 кДж / м²

где F₂ – суммарная площадь трения всех фрикционных накладок.

Значение удельной работы буксования не должно превышать 1000 кДж / м²

4.6 Нажимной диск

Наружный диаметр принимаем на 2-3 мм больше, а внутренний на 2-3 мм меньше соответствующих диаметров фрикционных накладок: Dнд = 255 мм, d нд = 117 мм.

Определяем массу нажимного диска:

Gнд =

где j = 0,5 – доля тепла, поглощаемая нажимным диском при буксовании сцепления (для однодисковых)

С = 0,482 кДж / кг•с – теплоемкость чугуна

τ = 10^оС – допустимая температура нагрева диска за одно включение сцепления

4.7 Толщина нажимного диска

h н.д. = =

где ρ – плотность чугуна.

4.8 Прочность нажимного диска оценивается по максимальной окружной скорости

υ _нд max =

где n = 4000 об/мин – максимальное число оборотов для сцепления, взято из ГОСТ 12238-81.

Окружная скорость не должна превышать 65 м/с.

4.9 Проектирование сцепления с центральной диафрагменной пружиной

Геометрические параметры пружины выбираются на основании анализа существующих конструкций и следующих зависимостей: Dп – наружный диаметр пружины обычно на 8..12 мм меньше наружного диаметра нажимного диска: Dп = 247 мм; dп – внутренний диаметр неразрезной части (кольца) пружины:

dп = ,

где k1 = 1,23

H – высота неразрезной части пружины без нагрузки

H = k2•t = 1,7 • 0,0046 = 0,0,0078 м,

где t – толщина пружины, d – диаметр малого торца пружины

d = dп / 3,8 = 0,201 / 3,8 = 0,053 м

n – число лепестков пружины, n = 16

σ2 – размеры овальных отверстий под болты (заклепки опорных колец):

σ2 = 10..11 мм и σ = σ2 + (1,5..2) мм; σ = 10+1,5 = 11,5 мм

σ1 – ширина прореза между лепестками: σ1 = 4 мм (примерно равна толщине пружины t)

Полная высота пружины без нагрузки

Hп =

Диаметр опорной поверхности пружины

Dо = Dп – (2..3) мм

Dо = Dп – 2 = 247 – 2 = 245 мм

Средний диаметр опорных колец

do = dп+dк = 201+3 = 204 мм

где dк – диаметр проволоки опорного кольца, dк = 3..5 мм