Определение силы сжатия дисков

Исходные данные

Автомобиль МАЗ5335

Крутящий момент двигателя М_emax = 600,12 Н·м

Угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной мощности ω_N= 2100 об/мин

ω_N=  = 210 рад/с

Выбор основных параметров ведомого диска

Выбор диаметра ведомого диска

Наружный диаметр ведомого диска принимается по рекомендациям ГОСТа с учетом максимального крутящего момента двигателя[2,Таблица 3] для автомобилей с двухдисковым сцеплением и с крутящим моментом не более 800 Н·м.

Дополнительным фактором при выборе является максимальнаяугловая скорость коленчатого вала двигателя. У проектируемого автомобиля она не должна превышать величину, указанную в таблицеГОСТа – в данном случае не более 400рад/с, что удовлетворяет условия.

Наружный диаметр ведомогодиска D_д = 350 мм = 0,35 м.

Выбор накладок ведомого диска

Наружный диаметр фрикционных накладок будет равен выбранному наружному диаметру ведомого диска.Внутренний диаметр фрикционных накладок и их толщина принимается по таблице 4[1], взятой также из ГОСТа.

Наружный диаметр накладокD_н=195 мм.

Внутренний диаметрнакладок D_в= 195 мм.

Толщина накладок, δ_накл = 4 мм.

Определение силы сжатия дисков

Диски (маховик, ведомый, нажимной) должны быть сжаты силойР_н для создания между ними момента трения М_сц. Этот момент должен превышать максимальный момент двигателя, чтобы избежатьпробуксовки дисков. В то же время величина момента трения М_сцдолжна быть ограничена с целью предотвращения перегрузки трансмиссии. При чрезмерном росте закручивающего момента в трансмиссии (например, экстренное торможение без отсоединения двигателяот трансмиссии) диски в сцеплении должны пробуксовать, предотвращая перегрузку.Таким образом, момент трения между дисками М_сц превышаетмаксимальный крутящий момент двигателя М_emaxна величину, определяемую коэффициентом запаса сцепления β = М_сц/ М_emax.

В данном расчёте принимаем β =1,65.

Сила нажатия пружин на диски (сила сжатия дисков) Р_н рассчитывается по формуле:

где М_emax – берется из тягового расчета курсового проекта, Н·м, μ –коэффициент трения между накладками ведомого диска и ведущими дисками ≈ 0,3;

z – число пар трения в сцеплении – 4;

R_ср – средний радиус фрикционной накладки, м:

Cила Р_н обеспечит необходимый момент трения между дисками, однако, эта же сила может при малой площади накладки создать высокое давление и выдавить из накладок смолу, которая склеит диски. Кроме того, малая площадь накладок вовремя трогания автомобиля с места приведет к высокой удельной работе буксования на поверхности накладок и вызовет в итоге их повышенный износ.

Чтобы избежать указанных выше недостатков, после расчета силы Р_н производятся проверочные расчеты по давлению и удельной работе буксования.

Максимальное рабочее давление на поверхность накладки q определяется по формуле:

где S_н – фактическая рабочая площадь одной накладки с учетом отверстий под заклепки, м²:

[q] – предельно допускаемое давление, 0,2…0,25 МПа.

108,3Па = 0,108МПа<[q]

Максимальное рабочее давление на поверхность накладки не превышает предельно допускаемое значение.

Удельная работа буксования (МДж/м²):

где ΣS_н – суммарная (с обеих сторон ведомых дисков) площадь рабочих поверхностей накладок, м²;

 [А_уд] – предельно допускаемая удельная работа буксования для двухдискового сцепления составляет 2,0 МДж/м²[2,Таблица5];

А – полная работа буксования сцепления при трогании автомобиля с места, МДж:

где M_emax – максимальный момент двигателя, Нм;

ω_н – угловая скорость коленчатого вала начала трогания сместа, рад/с, определяется для дизельных - ω_н= 0,75· ω_N .

в – коэффициент, равный 0,72 – дизельных двигателей;

J_а - момент инерции автомобиля, приведенный кведущему валу коробки передач, кг·м²

где m_а – полная масса автомобиля, кг;

r_к – радиус качения колеса, автомобиль МАЗ 5335 укомплектовывается шинами 300-508Р, которые, имеют радиус качения = 0,505 м[1];

δ – коэффициент учета вращающихся масс ≈ 1,05;

i_к,i_рк, i₀ – передаточные числа коробки передач, раздаточной коробки,главной передачи соответственно, согласно техническим характеристикам автомобиля МАЗ 5335 [1]

i_к= 5,26,

i_рк=1, так как у автомобиля МАЗ 5335 отсутствует раздаточная коробка,

i₀=7,24;

M_с – момент сопротивления движению при трогании автомобиля с места, приведенный к ведущемувалу коробки передач, Нм:

где g – ускорение свободного падения 9,81м/с²;

f – коэффициент сопротивления качению по горизонтальному асфальту, 0,015;

η – КПДтрансмиссии [2,см.п.8, стр. 9], для автомобиль МАЗ 5335 имеет конструкцию с одинарной главной передачей, поэтому принимается 0,92.

Удельная работа буксования не превышает допускаемую.