Курсовая работа (т): Расчет сцепления автомобиля МАЗ-437040 с двигателем ММЗ-Д-245.30Е2

14. В варианте «а» значение  превышает допустимое значение

Исходя из этого, следует выбрать значение

. Контроль выбранного диаметра DН с учётом максимально допустимой частоты вращения ведомого диска.

Сравнивая максимально допустимую частоту вращения ведомого диска для выбранного наружного диаметра накладки nе max = 4500мин-1 с частотой вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности nе N =2200 мин-1, убеждаемся в достаточной прочности накладки при действии центробежных сил.

Часть 2. Расчет параметров пружин сцепления

накладка сцепление трение педаль

Согласно техническим данным завода-изготовителя в конструкции сцепления автомобиля МАЗ-437040 применяется диафрагменная пружина. Поэтому все вычисления будем проводить в соответствии с методикой расчёта тарельчатых (диафрагменных) пружин [6].

Ход расчёта.

Исходные данные: Рном=10 кН; i=1; D1=325 мм; d1=185 мм.

.        Сила, создаваемая пружиной при включенном положении сцепления,

Р1=Рном+Р0, (2.1.1)

где Р0 - суммарная сила отжимных пружин сцепления; можно принять Р0 = (0,05…0,08)Рном.

Р0 = 0,65·Рном.

Р1 = Рном+0,65·Рном = 10+0,65·Рном = 10,65 кН.

.        Рабочий ход hp пружины

Hp=(2Δн+ω)i, (2.2.1)

где Δн - зазор для новых накладок между поверхностями трения при полностью выключенном сцеплении, Δн=0,75…1,0 мм;

ω - осевая деформация ведомого диска, равная 1…1,5 мм.

hp=(2·0,85+1,25)·1=2,95 мм.

.        Ход пружины h0, соответствующий допустимому суммарному линейному износу фрикционных пар. Обычно принимают равным 4…8 мм.

Примем h0=6 мм.

.        В существующих конструкциях диафрагменных пружин имеют место следующие соотношения: D ≥ 2,5d’; D = (1,15…1,5)d; H = (1,6…2,2)δ; D = (75…100)δ; α = 10…150; n = 8…20 [5]- число лепестков пружины.

Рассчитываем параметры пружины. Для этого принимаем наружный диаметр пружины равным наружному диаметру фрикционных накладок= Dн = 325 мм, тогда

δ = D / (75…100) = 325 / (75…100) = 3,25…4,3 = 4 мм;

H = (1,6…2,2)δ = (1,6…2,2) 4 = 6,4…8,8 = 8 мм;

ϒ = 13;= D / (1,15…1,5) = 325 / (1,15…1,5) = 283…217 = 250 мм;’ ≤ D / 2,5 = 325 / 2,5 ≤ 130 мм.

.        Выбрав размеры пружины в указанных пределах, рассчитаем и построим характеристику пружины, т.е. зависимость силы Р, действующей на нажимной диск, от перемещения λ этого диска:

, (2.5.1)

где Е = 2·105 МПа;

μ = 0,26;

k1 = d/D;

k2 = Dc/D;

k1 = 250/325=0,769;= 250+(325-250)/5 = 265 мм

k2 = 250/325 = 0,815.

Рисунок 2. Зависимость нажимного усилия от деформации пружины

Значения силы Р при различных λ занесены в таблицу :

Таблица 4 - Значение силы Р в зависимости от деформации λ

.        Вычисляем вспомогательные величины:

 (2.6.1)

.

 (2.6.2)

.

7.      Вычисляем напряжение в сечении основания лепестка:

 (2.7.1)

где Рmax - максимальная сила Р.

Рmax = 17,025 кН.

Полученное напряжение  МПа меньше допускаемого напряжения в диафрагменных пружинах , которое составляет  = 700-800МПа для материалов, из которых изготавливают пружины(сталь 65Г, 85Г, 60С2), следовательно, данная пружина работоспособна.

Часть 3. Расчет привода сцепления [6]

На автомобиле МАЗ-437040 установлено сцепление с гидравлическим приводом.

Ход расчёта.

1.      Определяем ход нажимного диска при выключении сцепления hр, мм.

р = (2Δн + ω) zд = (2 ・ 0,85 + 1,25) ・ 1 = 2,95 мм

где, Δн = 0,85мм - необходимый зазор для новых накладок между поверхностями трения при полностью выключенном сцеплении;

ω = 1,25 мм - осевая деформация ведомого диска.

2.      Задаем величину зазора между концами рычагов сцепления и подшипником выключения сцепления , мм.

=2…4 мм.

Примем  = 3 мм.

3.      Определяем передаточное число привода uпр и ход педали Sп, мм.

        (3.3.1)

где a1, a2, b1, b2, c1, c2 - геометрические размеры привода сцепления, мм;- диаметр главного цилиндра сцепления, мм;

d2 - диаметр рабочего цилиндра сцепления, мм;

(обычно d2/d1 ≈ 1,0).

  (3.3.2)

мм.

Согласно ГОСТ 21398-75 допускаемый ход педали при выключении сцепления для грузового автомобилей должен находиться в пределах 150-180 мм. Полученный ход педали не превышает допускаемое значение.

4.      Определяем максимальное усилие на педаль Рп мах, Н.

 ,  (3.4.1)

где Рмах - максимальная сила, действующая на нажимной диск, Н;

 - КПД привода, примем = 0,9.

Н.

По ГОСТ Р 52280-2004 допускаемое усилие на педаль при выключении сцепления [Рп] = 147 Н - для легковых и грузовых автомобилей с усилителем и [Рп] = 245 Н - для грузовых автомобилей без усилителя. Если Рп мах > [Pп], необходимо ставить усилитель.

5.      Определяем параметры пневмоусилителя

.1. Вычисляем необходимую силу на штоке пневмоусилителя Рш, Н.

 (3.5.1)

где  - КПД механизма сцепления, примем =0,9.

.2. Определяем максимальную допустимую силу, передаваемую на шток через гидросистему [PГ], Н.

; (3.5.2)

В данном случае РГ = 147 Н.

.

.3. Рассчитываем максимальную необходимую силу, развиваемую в цилиндре пневмоусилителя и передаваемую на шток РЦ max, Н.

, (3.5.3)

где Рвоз - максимальная сила, развиваемая пружиной возврата пневмоусилителя, Н.

.

5.3.   Определяем диаметр цилиндра пневмоусилителя d3, мм.

, (3.5.4)

где рw- давление в ресивере (обычно рw = 0,65…0,75 МПа).

.

Проектный расчёт элементов сцепления на базе автомобиля-прототипа МАЗ-437040 с дизельным двигателем ММЗ-Д-245.30Е2 завершён. Сведём все наиболее характерные параметры в таблицу.

Таблица 5. - Параметры элементов сцепления

Приложение

Рисунок №1. Сцепление в сборе с пружиной

- картер сцепления; 2 - маховик; 3 - ведомый диск сцепления; 4,5 - опорные кольца; 6 - нажимной диск; 7 - пружина нажимная диафрагменная; 8 - подшипник выключения сцепления; 9 -поролоновые кольца; 10 - муфта выключения сцепления; 11 - шаровая опора; 12 - кожух; 13 - вилка выключения сцепления; 14 - толкатель рабочего цилиндра; 15 - пластины соединительные; 16 - рабочий цилиндр

Рисунок 2. Эскиз сцепления

- маховик; 2 - картер сцепления; 3 - болт крепления кожуха сцепления; 4 - кожух сцепления ведущий диск; 5 - диафрагменная пружина болт крепления пружины; 6 - ведомый диск; 7 - муфта; 8 - вал; 9 - шаровая опора; 10 - вилка; 11 - ведущий диск

Рисунок 3. Диафрагменная пружина

Рисунок №4. Эскиз диафрагменной пружины

Рисунок №5. Гидравлический привод с пневмоусилителем

- педаль; 2 - главный цилиндр; 3 - нижний упор; 4 - кронштейн; 5 - компенсационный бачок; 6 - сервопружина; 7 - рычаг; 8 - толкатель поршня главного цилиндра; 9 - эксцентриковый палец; 10 - верхний упор; 11 - отжимная пружина; 12 - трубка подачи жидкости; 13 - трубка подвода воздуха; 14 - клапан выпуска воздуха; 15 - сферическая регулировочная гайка; 16 - толкатель поршня пневмогидроусилителя; 17 - защитный чехол; 18 - пневмогидроусилитель; I - сжатый воздух

Рисунок 6. Эскиз привода сцепления

- педаль сцепления, 2 - расширительный бачок гидропривода выключения сцепления, 3 - главный цилиндр гидропривода выключения сцепления, 4 - трубопровод гидропривода выключения сцепления, 5 - пневмо- гидроусилитель, 6 - шток поршня пневмогидроусилителя; 7 - вилка выключения сцепления, 8 - подшипник выключения сцепления с муфтой, 9 - нажимной диск, 10 - трубка подвода воздуха.

a1, a2, b1, b2, c1, c2 -размеры для расчёта привода сцепления;

d1-диаметр главного цилиндра;

d2-диаметр рабочего цилиндра;

d3-диаметр цилиндра пневмоусилителя;

- давление в ресивере

Рисунок №7. Пневмогидроусилитель привода сцепления

1 - сферическая гайка; 2 - контргайка; 3 - толкатель поршня выключения сцепления; 4 - защитный чехол; 5 - поршень выключения сцепления; 6 - корпус следящего поршня; 7, 21, 24, 26 - манжеты; 8 - перепускной клапан; 9 - предохранительный клапан; 10 - мембрана следящего устройства; 11 - седло мембраны; 12 - пробка; 13 - возвратная пружина; 14 - крышка подвода воздуха; 15 - стержень клапанов; 16 - впускной клапан; 17 - выпускной клапан; 18 - пружина мембраны; 19 - передний корпус; 20 - пневматический поршень; 22 - пружина поршня; 23 - корпус уплотнения поршня; 25 - крышка подвода воздуха; 27 - задний корпус; I - подвод тормозной жидкости; II - подвод воздуха

Библиографический список.

1. Багин Ю.И. Автомобили. Конструкция и элементы расчета шасси: Учебное пособие/Ю.И. Багин, А.В. Ильин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. 354 с.

. Кальмансон Л.Д. и др. Автомобили ГАЗ-31105. Руководство по ремонту, эксплуатации и обслуживанию. М.: РусьАвтокнига, 2005. 256 с., илл.

. Сайт http://www.mmz.ru/ - Миасский машиностроительный завод.

. Сайт http://www. car-exotic.com / - информация об автомобилях отечественно и иностранного производства.

. Острецов А.В., Красавин П.А., Воронин В.В. Автомобильные сцепления: Учебное пособие по дисциплинам «Конструкция автомобиля и трактора» и «Конструирование и расчет автомобиля» для студентов вузов, обучающихся по специальности 190201 «Автомобиле - и тракторостроение». - М.: МГТУ «МАМИ», 2011. - 99 с.

. Проектирование полноприводных колесных машин: В 2 т. Т. 2. Учебник для вузов / Б.А. Афанасьев, Б.Н. Белоусов, Л.Ф. Жеглов, и др.; Под обш. ред. А.А. Полунгяна. - М.: Иэд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 640 с.