Проектирование сцепления

Они должны удовлетворять следующее
Т.к. и принимаем
3.5. Выводы
В качестве исходного задания мы имели расчет и конструирование сцепления грузовой платформы с колесной формулой 4х2, грузоподъемностью 78,42 кН (8000 кг.) с максимальной скоростью 23,6 м/с (95 км/ч). В качестве прототипа принята конструкция автомобиля семейства МАЗ – МАЗ 5336А5
Сцепление фрикционное сухое, двухдисковое, с переферийным расположением нажимных пружин.
Передаточные числа КПП:
1-7,5, 5-1
Масса автомобиля с грузом
Шины по ГОСТ 5513-97 12,00-24
мм.
Максимальная мощность двигателя

Частота вращения двигателя при максимальной мощности принимается:

Таким образом, по сравнению с прототипом, рассматриваемый вариант имеет при меньше грузоподъемности меньший вес, большую удельную мощность двигателя, что важно, учитывая плохое качество дорог и большую максимальную скорость на трассе.
4. Расчет и проектирование сцепления
4.1. Цель и задачи расчета
1. Определение статического момента трения, передаваемого сцеплением
2. Расчет показателей нагружения с последующей их оценкой путем сравнения данных с аналогами
3.Расчет отдельных элементов на прочность, расчет упругих характеристик пружин.
4. Расчет привода управления сцеплением.

4.2. Исходные данные
1. Полная масса автомобиля ma=16500 кг.
2. Общее число мостов, число и расположение ведущих мостов
Коэффициент загрузки задней оси грузового автомобиля
3. Дорожные условия, характеризуемые комплексным коэффициентом сопротивления движениюи коэффициентом сцепления
4. Максимальный крутящий момент и соответствующая ему частота Меmax= nеmax=
5. Вращение коленчатого вала двигателя
6. Размер шин, а именно радиус качения
7. Момент инерции маховика с коленчатым валом и поршневой группой.

4.3. Расчет статического момента трения, передаваемого сцеплением

Где: коэффициент запаса.

4.4. Определение нажимного усилия

Где: - средний радиус трения
- число поверхностей трения
коэффициент трения
Принимаем q=0.2МПа
Рассчитаем радиус ведомого диска



Принимаем
Где: С=0,5…0,7 (принимаем 0,5) – отношение внутреннего радиуса накладки к наружному;
- коэффициент, учитывающий уменьшение площади накладки за счет отверстий и канавок.
Внутренний радиус ведомого диска

Средний радиус трения

Окончательно, нажимное усилие:


4.5. Определение основных размеров ведомых дисков
На основании выполненных расчетов и стандартов принимаем окончательные размеры ведомого диска


Рисунок 10. Ведомый диск
4.6. Определение основных размеров нажимного диска
Наружный и внутренний размеры нажимного диска определяются размерами ведомого диска. Так как для нажимных дисков применяют чугун окружная скорость, ограниченная прочностью под действием центробежных сил, не должна превышать 65…70 м/с. Для этого рассчитываем окружную скорость :


Масса нажимного диска:



Рисунок 11. Нажимной диск
5. Расчет показателей нагруженности сцепления
5.1. Определение величины работы буксования


Где: - работа буксования, Дж
- угловая скорость коленчатого вала;
угловая скорость коленчатого вала при максимальном крутящем моменте
угловая скорость коленчатого вала при номинальном крутящем моменте
- момент инерции автомобиля и вращающихся масс, приведенный к маховику


- коэффициент учета вращающихся масс


-максимальный крутящий момент двигателя, Нм
- момент сопротивления движению автомобиля, приведенный к коленчатому валу двигателя
комплексный коэффициент сопротивления









Таблица 4


Сравнивая полученное значение =20994Дж с аналогами видим, что оно вполне соответствует лучшим образцам.

5.2. Расчет удельной работы буксования
Работа буксования является минимально возможной, не зависящей от плавности включения, и пригодна для сопоставления работы сцепления различных марок автомобилей.
Оценку износостойкости сцепления можно проводить по величине удельной работы буксования, отнесенной к площади трения ведомых дисков сцепления.


Где: - суммарная поверхность трения накладок сцепления
i – количество ведомых дисков


5.3. Расчет на нагрев нажимного диска
Расчет на нагрев заключается в определении повышения средней температуры нажимного диска при трогании автомобиля с места. Принимают, что теплопередача в окружающую среду отсутствует и вся работа буксования идет на нагрев деталей.
Для нажимного диска:


Полученная расчетная температура является условной (определение ее проведено при одном трогании автомобиля), и используется при сравнении конструкций сцеплений различных типов. Действительный процесс нагрева дисков значительно сложнее.



6. Расчет деталей на прочность


Рисунок 12. Пружина
Расчет нажимных пружин
Расчет требуемой силы, при выключенном состоянии сцепления

Где ; Н Нажимное усилие на диски
число пружин
Выбор значения индекса пружины.
Индекс пружины – это отношение среднего диаметра пружины к диаметру проволоки
С=Do/d, индекс пружины задается от 4 до 12. Для нажимных пружин сцеплений принимают С=5…9, Принимаем С=6
Определение коэффициента учитывающего кривизну витков и влияние поперечной силы К

Выбор материала пружины и допускаемое напряжение на кручение пружинных сталей в зависимости от класса пружины
Где - придел прочности для стали, МПа. Для пружинной стали 1900 МПа
Определение диаметра проволоки пружины


Принимаем поГОСТ 9389-75, ГОСТ 14963-78

Определение среднего диаметра пружины

Жесткость пружины
Рабочий ход пружины

где: - число пар трения
- зазор между соседними дисками в выключенном состоянии сцепления, мм
Жесткость пружины

Н/мм.
Определение числа рабочих витков

где - модуль упругости второго рода

Полное число витков пружины
Полное число витков должно быть кратно 0,5

Определение зазора между витками при Р2

Регулировочный ход пружины

Определение полного хода пружины до соприкосновения витков

Сила сжимающая пружину до соприкосновения витков

Наибольшее фактическое напряжение в витках пружины



Расчет наружного диаметра пружины

Шаг пружины в свободном состоянии

Расчет длины полностью сжатой пружины.

Длина пружины в свободном состоянии

Длина пружины при предварительной деформации (под нагрузкой Р1)







Литература
Автосервис. Проектирование и расчет автомобиля (общий раздел) /Капустин А.А., Кашарин В.Т. Учебное пособие для студентов специальностей 230100 и 230700 – СПб: Издательство СПбГИСЭ, 2001г.
Автосервис. Проектирование и расчет автомобиля (раздел 1 Сцепления) /Капустин А.А., Кашарин В.Т. Учебное пособие для студентов специальностей 230100 и 230700 – СПб: Издательство СПбГИСЭ, 2001г.
Современные грузовые автотранспортные средства. Справочник/ Пойченко В.В., Кондрашов П.В. –М.: агенство «Доринформсервис», 2004г.





















Изм. Лист № докум. Подпись Дата Студент Лит. Лист Листов Руковод. КП 2 Консульт. Н. Контр. Зав. Каф

Лист Изм Лист № докум. Подпись Дата 34