Гатовая ВКР по практике кпп. Сцепление легкового автомобиля
 Скачать 6.58 Mb.
|
|
2. Выбор и обоснование принятой конструкции Для проектируемого автомобиля выбираем конструкцию сцепления с диафрагменной (тарельчатой) пружиной. При использовании тарельчатых пружин упрощается конструкция сцепления, уменьшаются его размеры, число деталей, обеспечивается плавное включение, равномерная нагрузка на нажимной диск, малое изменение нажимного усилия при изнашивании накладок. Сцепление ¾ однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной пружиной 3, помещённой между нажимным диском 2 и кожухом сцепления, прикрепленным к маховику шестью винтами. Картер сцепления крепится четырьмя винтами к двигателю. Крутящий момент от двигателя передаётся через маховик и нажимной диск 2 на ведомый диск сцепления 1, а от него через пружины демпфера 4, ступицу ведомого диска и шлицевое соединение ¾ ведущему валу коробки передач. При нажатии на педаль муфта выключения, перемещаясь вместе с подшипником 5 в сторону маховика, давит через упорный фланец, к которому прикреплено фрикционное кольцо, на лепестки диафрагменной пружины 3. При этом наружная кромка пружины, перемещаясь в обратном направлении, отходит от кольцевого выступа на нажимном диске 2 и через фиксаторы отводит его от ведомого диска 1, освобождая последний от крутящего момента двигателя. Сцепление с центральной диафрагменной пружиной  I - ведомый диск; 2 - нажимной диск; 3 - диафрагменная пружина; 4 - гаситель; 5 -выжимной подшипник . Выбор основных параметров Основные размеры и параметры сцепления: наружный  и внутренний  диаметры фрикционных накладок ведомых дисков; число ведомых дисков  ; коэффициент запаса сцепления  ; нажимное усилие пружины  ; расчетный коэффициент трения  ; число  и жесткость  нажимных пружин; удельная нагрузка  на фрикционные накладки.При проектировании сцепления в первую очередь выбирают по ГОСТ 12238-76 число ведомых дисков и размеры фрикционных накладок (наружный, внутренний диаметры и толщину) в зависимости от максимального момента двигателя  .Так как автомобиль БМВ-525i имеет  то принимается  .Наружный диаметр фрикционной накладок ведомого диска  Внутренний диаметр фрикционной накладки ведомого диска  Толщина фрикционных накладок  Затем задаются коэффициентом запаса сцепления, равным отношению момента трения сцепления к максимальному моменту двигателя  откуда  Значение выбирается с учетом неизбежного изменения (уменьшения) коэффициента трения накладок при эксплуатации, усадки нажимных пружин, наличия возможности регулировки нажимного усилия, числа ведомых дисков. Из-за усадки пружин уменьшение составляет  , изнашивания накладок - , суммарное падение составляет  . Средние значения для легковых автомобилей -  . Принимается  . Тогда Нажимное усилие  определяется исходя из момента трения  , выраженного через параметры сцепления. Момент трения на поверхности диска (рис. 12) определяется по формуле где  - полная тангенциальная сила трения; - радиус трения, эквивалентный плечу приложения силы , которая равна сумме всех элементарных сил трения.Элементарные сила и момент трения:   где  - элементарная нормальная сила, действующая на элементарную площадку  , которая расположена на радиусе  : Схема для определения момента трения сцепления  Таким образом   и  Тогда радиус трения будет определяться по формуле  Отсюда следует, что при постоянном значении радиус трения зависит от закона распределения нагрузки. Для металлических пар трения, а также пар металл - металлокерамика установлено, что изнашивание поверхностей трения происходит равномерно. Можно считать, что скорость изнашивания  пропорциональна произведению удельной нагрузки на относительную скорость скольжения поверхностей трения  : где  - коэффициент пропорциональности.При равномерном изнашивании нагрузка линейно уменьшается в радиальном направлении к наружной кромке диска, т. е.  .В этом случае  где  - средний радиус накладки.Ведомые диски сцеплений автомобилей обладают существенной податливостью в осевом направлении, что обусловливает  во всех точках поверхности трения. Тогда Для легковых автомобилей отношение  составляет приблизительно  и  С учетом числа пар поверхностей трения для однодискового сцепления   где  - коэффициент, учитывающий уменьшение нажимного усилия , сжимающего трущиеся поверхности, вследствие трения в направляющих устройствах и шлицах ведущих и ведомых дисков. Для автомобильных сцеплений принимают  . Тогда Коэффициент трения накладок зависит от ряда факторов: материала фрикционных накладок, состояния их поверхностей, относительной скорости скольжения, удельной нагрузки, температуры. Для расчетов принимают  , принимаем  Тогда  Удельная нагрузка определяется по формуле  где  - площадь рабочей поверхности одной стороны фрикционной накладки. При наличии отверстий под заклепки значение несколько увеличивается (до 5%), но в расчетах этим можно пренебречь. Давление должно быть равно  . Значение у сцеплений легковых автомобилей составляет  .Число пар трения находится по формуле   по которому определяется необходимое количество ведомых дисков сцепления:   Полученное значение  должно быть не более единицы для однодисковых сцеплений. Условие соблюдается.Ход нажимного диска должен обеспечивать полное выключение сцепления. Зазор между поверхностями трения принимают для однодисковых сцеплений 0,75...1 мм. Таким образом, ход нажимного диска у однодисковых сцеплений составляет 1,5...2 мм. 4. Расчет сцепления на нагруженность К показателям нагруженности относят удельную работу буксования  при трогании автомобиля с места и повышение температуры при нагреве  ведущего диска за одно включение.На основании отечественного и зарубежного опыта для расчета нагруженности сцеплений по работе буксования можно использовать следующую формулу:  где  -момент инерции автомобиля, приведённый к ведущему валу коробки передач; -угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя; -максимальный крутящий момент двигателя; -момент сопротивления движению при трогании, приведённый к ведущему валу коробки передач;Угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя определяется по формуле  где  - частота вращения коленчатого вала, соответствующие максимальному моменту двигателя. Момент инерции автомобиля, приведенный к маховику определяется по формуле  где  - полная масса автомобиля; - передаточное число трансмиссии; - радиус качения колеса; (по технической характеристике автомобиля). =1,05.Передаточное число трансмиссии определяется по формуле  где  - передаточное число карданной передачи; - передаточное число главной передачи; - передаточное число коробки передач на первой передаче; Радиус качения колеса определяется по формуле  где  - коэффициент радиальной деформации шины ¾ параметры автомобильного колеса, берутся из обозначения автомобильной шины: 215/60-R15, т.е.:    Тогда момент инерции автомобиля будет равен  Момент сопротивления движению при трогании, приведённый к ведущему валу коробки передач определяется по формуле  где  - коэффициент сопротивления дороги; - передаточное число трансмиссии; - коэффициент полезного действия трансмиссии;Коэффициент полезного действия трансмиссии определяется по формуле  где  - коэффициент полезного действия карданной передачи; - коэффициент полезного действия главной передачи; - коэффициент полезного действия коробки передач на первой передаче; Тогда момент сопротивления движению при трогании, приведённый к ведущему валу коробки передач будет равен   Подставив все рассчитанные значения в первоначальную формулу определяем работу буксования   Удельная работа буксования равна работе буксования, отнесенной к площади трения ведомых дисков:  где  - суммарная площадь накладок сцепления; где - число поверхностей трения   Тогда удельная работа буксования равна  Расчет на нагрев заключается в определении повышения средней температуры нажимного диска при трогании автомобиля с места. При этом принимают, что теплоотдача в окружающую среду отсутствует, и вся работа буксования преобразуется в теплоту. где  - доля теплоты, воспринимаемой нажимным диском; ¾ масса нажимного диска; - удельная теплоемкость чугуна; По показателям нагруженности (  и  ) сцепление соответствует требованиям стандартов. Указанные величины не превышают допустимых значений. |