1.2 Материалы, применяемые для изготовления основных элементов сцепления

Ведущий диск изготавливается из серого чугуна СЧ 28-48; СЧ 32-52. Чугун обладает хорошими противозадирными фрикционными свойствами.

Ведомый диск изготавливается из стали, которая имеет повышенную упругость.

Фрикционные материалы на накладках - смесь композиционных материалов и связующего звена (бронзовая, медная проволока).

Рычаги выключения сцепления, оси, опорные вилки изготавливаются из среднеуглеродистой стали, имеющей достаточную податливость.

1.3 Расчет основных элементов сцепления

В первую очередь определяется значение нажимного усилия Р_н, необходимое для передачи крутящего момента:

где - коэффициент трения накладок, который зависит от материала фракционных накладок, состояния их поверхностей, относительной скорости скольжения, удельной нагрузки и температуры;

- число поверхностей трения (для однодискового сцепления );

- коэффициент запаса сцепления = 1,5;

- средний радиус трения, эквивалентный плечу приложения силы , равный сумме всех элементарных сил трения:

где D – наружный диаметр фрикционных накладок;

d – внутренний диаметр фрикционных накладок.

Наружный и внутренний диаметры фрикционных накладок выбираются в зависимости от максимального крутящего момента по ГОСТ 12238-76. Также во внимание берутся существующие конструкции сцеплений однотипных автомобилей.

Для данного автомобиля D=200 мм, d=140 мм, b=4 мм. Накладки таких размеров рекомендуется применять на автомобилях, максимальный крутящий момент которых не превышает 142 Н'м.

Тогда средний радиус трения:

По формуле (1.1) рассчитываем:

Сила прижима Р_н - есть величина, которая используется для проектирования геометрических размеров упругих элементов.

На данном автомобиле используется центральная нажимная пружина тарельчатого типа. Использование пружин тарельчатого типа имеет ряд преимуществ: упрощается конструкция сцепления, уменьшаются его размеры и число деталей, обеспечивается плавное включение, равномерное давление на нажимной диск, малое изменение нажимного усилия при износе накладок.

1.3.1 Расчет тарельчатой пружины

Схема для расчета тарельчатой пружины представлена на рис. 1.1, где Р_Н – сила, действующая на нажимной диск, Р_выкл – сила, действующая напружину при выключении сцепления.

Рисунок 1.1 – Схема для расчета тарельчатой пружины

При проектировании рекомендуется принимать:

- количество лепестков 8 – 20;

Значение сил Р_Н и Р_выкл связаны следующей зависимостью:

Из формулы 1.3 определяем значение усилия Р_выкл:

где

При расчете на прочность определяют напряжение в наиболее нагруженном месте пружины – в середине основы лепестка В – при деформации пружины:

где

Из формулы 1.5 определяем:

1.3.2 Расчет нажимного диска

Расчет нажимного диска сводятся к определению его геометрических параметров, размеров и масс. Радиальный размер диска определяться размерами фрикционных накладок (0,045 … 0,06) D_H (где D_H наружный диаметр накладки), а затем уточню тио результатам теплового расчета сцепления:

где - часть теплоты, которая воспринимается нажимным (промежуточным) диском (для однодискового сцепления );

- масса диска, кг;

- Удельная теплоемкость чугуна (стали).

Допустимое повышение температуры за одно включение принимают 10°С для одиночных автомобилей и 20°С для автомобилей с прицепом.

Масса диска кг (назначаем по сцеплению аналогичной конструкции ВАЗ 2190).

Для определения работы буксования используем формулу:

где обороты двигателя при трогании, мин^-1;

- момент сопротивления движению, приведенный к коленчатому валу двигателя, Н м;

- момент инерции, приведённый к коленчатому валу двигателя, кгм².

Момент инерции определяться по формуле:

где - полная масса автомобиля , кг;

- радиус качения колеса, м;

- передаточное число трансмиссии;

- передаточное число первой передачи;

- передаточное число главной передачи.

Момент сопротивления движению автомобиля находим по формуле:

Обороты двигателя при трогании, с^-1:

Из формулы (1.7) определяем работу буксования:

По формуле (1.6) определяем температуру нагрева: