6. Расчёт диафрагменной пружины.

На рис. 5 приведена расчётная схема для определения параметров диафрагменной пружины.

Рис. 5 Расчётная схема диафрагменной пружины.

Расчёты ведутся в предположении недеформированности сечения пружины.

1. Усилие пружины (нажимное усилие на ведомый диск)

,

где Е^/=Е/(1-m²), (Е - модуль упругости I рода; Е=2*10⁵ МПа; m - коэффициент Пуассона; m=0,26);

h - толщина;

H - высота сплошной части пружины;

а, b, с, е - геометрические размеры;

f - деформация пружины в месте приложения силы Р_пр. Параметры пружины находятся в пределах:

h=2...2,5 мм - для легковых а/м.;

h=3...5 мм - для грузовых а/м.;

H/h=1,5...2; b/c=1,2...1,5; b/e=2.5; b/h=75...100; число лепестков n=8...20.

При известных геометрических параметрах пружины, задавая деформацию f (с интервалом в 2 мм), рассчитывают соответствующие значения Р_пр. По результатам расчётов строиться упругая характеристика пружины и по заданным параметрам двигателя и сцепления определяется потребная деформация пружины во включённом f₁ и выключенном f₂ состоянии.

На рис. 6 представлена упругая характеристика пружины, имеющей следующие геометрические размеры:

b=100 мм; а=75,5 мм; с=72 мм; е=25 мм;

H_п=9 мм; H=4,5 мм; h=2,2 мм; n=18.

Эта пружина установлена в сцеплении, имеющем следующие параметры:

D=200 мм; d=142 мм; d=1 мм; d₁=1 мм; b=1,4 мм; М _{к max}=89,3 Нм.

Для обеспечения потребного усилия пружины во включённом состоянии сцепления в соответствии с графиком (рис. 6) необходима предварительная деформация пружины f₁=5,6 мм. Деформация пружины при выключенном сцеплении f₂=8,6 мм

Рис. 6. Упругая характеристика пружины.

7. Расчёт гасителя крутильных колебаний.

Этот расчёт связан с решением сложной задачи колебаний трансмиссии. В этой связи ограничиваются подбором гасителя. При этом на основании анализа существующих конструкций конструктивные параметры можно принимать следующие:

• число пружин Z_г=6...8;

• диаметр проволоки d_прг=3...4 мм;

• средний диаметр витка D_прг=16...18 мм;

• полное число витков n_пг=5...6;

• жёсткость пружин С_г=100...300 Н/мм;

• момент трения фрикционных элементов М_трг=20...100 Нм;

• момент предварительной затяжки пружин М_пр=(0,15...0,2) М _{к max};

• усилие, сжимающее одну пружину:

где r - радиус приложения усилий к пружине;

m - число ведомых дисков.

[t_max]=700...900 МПа

1. Ступица ведомого диска.

Проверяется:

а) на смятие шлиц [б_см]=15...30 МПа (150..300 кг*с/см²);

б_см=Р/(F*a), где Р=М _{к max} *b/r_ср; r_ср=(d _нар +d _вн )/4;

F=(d _нар -d _вн )*l*i/2,

где l - длина шлиц, i - число шлиц,

a=0,75 - коэффициент точности прилегания шлиц.

б) на срез шлиц

t=Р/i*l*b*a, где b - ширина шлиц, [t]=5...15 МПа (50...150 кг*с/см²).

Шлицы выполняются прямобочными и эвольвентными.

Материал ступицы: ст. 35, ст. 40Х.

Ведомый диск обычно изготавливают из пружинной стали.

2. Накладки ведомого диска.

Требования к накладкам:

0. высокий коэффициент трения, мало изменяющийся от температуры, удельного давления, скорости;

1. высокие механические свойства: прочность (в том числе и от разноса при n=2*n_max об/мин.), износостойкость;

2. хорошая теплопроводность;

3. плавное, пропорциональное нажимной силе, нарастание силы трения.

Для а/м сцеплений применяют в основном асбестовые накладки (асбест, наполнители и связующие). Асбест обладает хорошей термической и химической стойкостью.

Наполнители органические и неорганические, смоляные частицы увеличивают износостойкость.

Металлы - Сu, латунь, бронза, Al (порошок, стружка, куски проволоки) - улучшают теплопроводность и плавность включения. Zn - стабилизирует m. Pb - уменьшает износ, задиры, но ухудшает стойкость при повышении температуры. Графит увеличивает износостойкость.

Связующие определяют фрикционные свойства, износостойкость и термическую устойчивость. Применяют фенолформальдегидные смолы и их модификации и синтетические каучуки, а также комбинации смол и каучуков.

Накладки выполняют формованными, навитыми и тканными.

Формованные накладки применяют на большинстве грузовых а/м.

Примерный состав: асбест 40% (в виде коротких волокон),

наполнители 30...40%

связующие 20...30%.

Навитые накладки применяют главным образом на легковых а/м. (ЗАЗ, ВАЗ, АЗЛК).

Примерный состав: асбест -50%

проволока -10%

хлопок -10%

наполнители -5...10%

связующие -20%

Тканые накладки применяют на грузовых (ГАЗ) и легковых а/м.