Курсовая работа (т): Проектировочный расчет трансмиссии

Число лепестков n = 8  20. Примем n = 10.

Dс = Da + 2*b = 0,158 + 2*2,4 = 0,169 м, где b - ширина опорных колец.

Определим силу Pпр.вкл во включенном состоянии сцепления:

Задаваясь различными перемещениями пружины f в точке А с шагом по f, равным 1-2 мм, рассчитаем и построим характеристику Рпр ( f ) диафрагменной пружины в предположении отсутствия деформации сечения пружины по уравнению:

где: ; E - модуль упругости первого рода (для стали 60С2А

Е = 2*105 МПа);

 - модуль Пуассона (для сталей

Результат вычислений приведем в Таблице 2:

Таблица 2

Характеристика пружины

Отмечаем на построенной характеристике значение Pпр.вкл. По графику значение перемещения точки А во включенном состоянии f1 = 4,6 мм.

Вычисляем ход нажимного диска при выключении сцепления по формуле:

где:  = 0,75 - зазор между поверхностями трения в выключенном состоянии сцепления, для однодискового сцепления;

i = 2 - число поверхностей трения;

m = 1 - деформация ведомого диска во включенном состоянии;

nвел = 1 - число ведомых дисков

Используя характеристику диафрагменной пружины, определяем значение силы Рпр.выкл , приложенной в точке А в выключенном состоянии сцепления, по перемещению f2 = f1 + h = 4,6 + 2,5 = 7,1 мм.

Рассчитываем значение для Рпр.выкл при помощи той же формулы, что и для Рпр.вкл.

 Условие соблюдено.

Определяем максимальный износ ∆ фрикционных колец. Толщина
фрикционных колец составляет δн = 3,1 мм. Полный износ для
приклепываемых колец составляет 0,3 δн для приклеиваемых - 1,0 δн. При
вычислении износа следует иметь в виду, что ведомый диск имеет два
фрикционных кольца.

Получаем, что максимальный износ фрикционных колес равен:

это условие необходимо для обеспечения пружиной необходимой силы Рпр.вкл при полном износе фрикционных колец.

После износа колец перемещение f1 станет короче на величину :

Найдем Р’пр.вкл соответствующую включенному состоянию сцепления, при появившемся износе:

это условие необходимо, чтобы не происходило уменьшения коэффициента запаса сцепления b в результате износа фрикционных колец.

Найдем значения силы  для промежуточных значений износа с шагом по f равным 0,1 мм. Затем для каждого значения перемещения f , по формуле:

Н*м

4.1 Коэффициент запаса сцепления

Результат вычислений в Таблице 3:

Таблица 3

4.2 Расчет диафрагменной пружины на прочность

Определим напряжение в середине основания лепестка пружины, находящейся в плоском состоянии при выключенном состоянии сцепления.

Оно состоит из нормальных напряжений в окружном направлении ϭt и напряжений изгиба ϭu.

где:

где:  - усилие, возникающее в точке А при плоском состоянии пружины (приложенное к концам лепестков)

МПа  1400 Мпа, следовательно расчеты верны.

Предварительное перемещение пружины f1  fпл , а перемещение при выключенном сцеплении f2  fпл, т.е. при выключении сцепления пружина прогибается в другую сторону, проходя плоское положение.

5.      
Расчет ведущих и ведомых деталей

Нажимные (ведущие) диски передают крутящий момент двигателя ведомым дискам. Размеры нажимных дисков определяются размерами фрикционных колец. Для поглощения теплоты, выделяющейся при буксовании сцепления, нажимные диски изготавливают массивными. Для охлаждения в дисках могут выполняться радиальные вентиляционные каналы. Материалом нажимных дисков обычно является серый чугун. Нажимные диски вращаются вместе с маховиком. При включении и выключении сцепления диски должны перемещаться в осевом направлении относительно корпуса сцепления. Нажимные диски с маховиком могут соединяться при помощи штифтов, болтов, шипов-пазов. Эти элементы рассчитываются на смятие.

5.1 Расчет для нажимных дисков

Рассчитываем на прочность шипы-пазы нажимного диска, соединяющие его с маховиком:

где:  = 0,5 - коэффициент, учитывающий распределение крутящего момента на ведущих дисках;

z = 3 - число работающих элементов (штифтов);

R = 0,104 м - радиус расположения элемента;

F = 0,00002 м - площадь контакта (определяется по чертежу)

5.2 Ведомые диски

Для обеспечения плавного включения сцепления, равномерной упругости диска, хорошего контакта поверхностей трения и предохранение ведомых дисков от коробления при нагреве применю упругие ведомые диски. Это достигается тем, что к основному стальному диску на заклепках присоединяют тонкие волнообразные сегменты, располагающиеся на большом диаметре. Фрикционные кольца с обеих сторон приклепываются к сегментам. В свободном состоянии между кольцами имеется зазор. При сжатии сегменты выпрямляются, придавая определенные упругие свойства ведомому диску. Стальной диск при помощи заклепок соединяется со шлицевой ступицей (сталь 40Х). Шлицевое соединение ступицы ведомого диска и вала рассчитывается на прочность. Боковые поверхности зубьев прямобочного шлицевого соединения работают на смятие, а их основание - на срез. Рассчитаем эти напряжения следующим образом:

где:  = 32 мм - наружный диаметр шлиц;

 = 26 мм - внутренний диаметр шлиц;

z = 3 - число шлиц;

l = 32 мм - длина шлиц;

b = 6 мм - ширина шлиц.

Гасители крутильных колебаний предназначены для снижения колебаний, возникающих в трансмиссии автомобиля. Они состоят из упругого элемента, который допускает относительное перемещение ведущей и ведомой частей сцепления, и диссипативного элемента.

zг = 8 - число пружин;

dг = 3 мм - диаметр проволоки пружины;

Dг = 15 мм - средний диаметр пружины;

nг = 5 - полное число витков;

dп = 100 мм - диаметр установки пружин;

lо = 25 мм - длина окон пружины.

6.      
Расчет привода управления сцеплением

Рассчитываем передаточное отношение привода управления сцеплением. Для механического привода его вычисляют, задавшись длинами плеч рычагов как:

где a, b, c, d - длины плеч рычагов, передающих усилие к муфте включения;

e, f - длины плеч рычагов, передающих усилие к нажимному диску;

В соответствии с рекомендациями принимаем c/d = 2, e/f = 4, d1 = d2 = 22.

Для гидравлического привода передаточное отношение вычисляют по формуле:

uпр = 20  90, найденное нами значение входит в указанные пределы.

Вычислим усилие на педали при полном выключении сцепления:

где n = 1 - число нажимных пружин для диафрагменной пружины;

 = 0,7  0,8, примем  = 0,75 - КПД механического привода.

Вычислим усилие на педали при включении сцепления:

Рассчитаем полный ход педали, используя формулу:

где  = 120 мм - рабочий ход педали;

 = 48 мм - свободный ход педали, который гарантирует полное включение сцепления;

 - зазор между муфтой выключения и нижним концами рычагов при включении сцепления (

Полный ход педали составляет 150  200 мм, свободный ход -

 50 мм, рабочий ход - 100  170 мм. Найденные значения попадают в указанный интервал.

Работа, затрачиваемая водителем на перемещение педали сцепления, определяется как:

Заключение

сцепление привод управление

Данная курсовая работа посвящена проектировочному расчету трансмиссии на основании данных задания.

В первой главе работы производится расчет основных параметров сцепления, определены диаметры фрикционных колец, производится проверка на прочность.

Во второй главе работы рассчитывается диафрагменная пружина, определяются ее геометрические и механические параметры.

В третьей части работы производится проверка на прочность ведущих и ведомых деталей сцепления, показано, что все детали удовлетворяют условиям прочности.

В четвертой главе производится расчет привода управления сцеплением. Найденное значение работы, затрачиваемой водителем на перемещение педали, лежит в допустимых пределах, следовательно, сцепление спроектировано верно.