Обґрунтування та вибір конструкції зчеплення.

Для вибору і обґрунтування конструкції зчеплення його кінематична схема вміщується до розрахунково-пояснювальної записки.

Середній радіус тертя фрикційного дискового зчеплення дорівнює:

(6.1)

де - коефіцієнт запасу зчеплення (М_с - статичний момент тертя зчеплення);

M_e _max – максимальний крутний момент двигуна;

q_ф = 0,14….0,3 МПа – тиск на фрикційну накладку;

Z = 2n – кількість поверхонь тертя (n – кількість ведених дисків зчеплення);

K == 0,38….0,63 – коефіцієнт ширини фрикційної накладки

(В = R_з – R_в – ширина накладки);

= 0,25…0,50 – коефіцієнт тертя фрикційних накладак по чавуну.

Значення коефіцієнта k прямопропорційно залежить від величини .

Значення коефіцієнта запасу зчеплення вибирають з урахуванням зміни (зменшення) коефіцієнта тертя накладок в процесі експлуатації, усадки натискних пружин, наявності регулювання натискного зусилля, кількості ведених дисків в залежності від типу автомобілів, що проектуються:

легковий автомобіль - = 1,2….1,75;

вантажний (автобус) - = 1,5….2,2;

автомобіль підвищеної, високої прохідності = 1,8….3,0.

Використовуючи значення середнього радіусу R_с, обчисленого за формулою (6.1), визначають зовнішній діаметр фрикційної накладки Д_з=2R_с+В.

За обчисленою величиною Д, підбирають в таблиці 6.1 найближче значення і вважають його дійсним значенням зовнішнього діаметра фрикційної накладки Д_в.

Враховуючи стандартизовані значення Д_з і d_в, обчислюють дійсне значення середнього радіуса тертя:

R_c = ;

Для визначення необхідності використання підсилювача приводу зчеплення, кількості поверхонь тертя необхідно визначити силу, що діє на поверхні тертя:

;

Таблиця 6.1

Накладки зчеплення фрикційні азбестові

(витяг з ГОСТу 1786-88)

Розміри накладок, мм	Тиск, q_ф, МПа	Тип накла-дки	Допустима температура нагрівання, ⁰С
Зовнішній діаметр,Д_з	Внутрішній діаметр,d_в	Товщина, S	Тривала	Короткочасна
		3,3	0,14….0,25
		3,5	0,14…0,25
		3,5	0.14….0,25
		3,5	0,14….0,25
		3,3	0,14…0,25
		3,5	0,14….0,25
		3,3	0,14….0,25
		3,5	0,14…0,25
		3,5	0,14…0,25
		4,0	0,14…0,25
		4,0	0,14….0,30
		4,0	0,14….0,30
		4,7	0,14…0,30
		4,2	0,14…0,30

При Р_н>9 кН для полегшення керування зчепленням необхідно передбачити збільшення кількості поверхонь тертя , або використання підсилювача. В зчепленнях використовуються багатопружинні натискні елементи і тарільчасті натискні пружини.

При використанні багатопружинних натискних елементів натискне зусилля однієї пружини дорівнює:

Р_пр =;

де Р_о = (0,05….0,08)·Р_н – сумарне зусилля відтяжних і відтискних пружин зчеплення;

_n – кількість натискних пружин; тобто Р_пр = ;

Натискні пружини зчеплення розраховують на міцність, виходячи з розрахункового зусилля , яка виникає за додаткової деформації f пружини під час виключення зчеплення

Ð_пр·р = 1,2·Ð_пр· k;

де k = 1,1…1,2 – коефіцієнт, який враховує нерівність навантаження пружин, викликану розбіжністю їх довжин і жорсткостей.

Діаметр дроту, з якого виготовлюють пружину, визначають з виразу:

;

де Д_с – обраний з конструктивних міркувань середній діаметр пружини, мм;

- допустимі напруги кручення витків пружини

(= 800МПа).

Робоча кількість витків пружини дорівнює:

;

де ∆f=3 – для однодискового і ∆f=4 – для дводискового зчеплення;

G=85ГПа – модуль зсуву матеріалу пружини (сталь);

∆Р= Р_пр·р – Р_пр - величина збільшення сили пружності при виключенні зчеплення, Н.

Повна кількість витків натискної пружини n_n = n+(1.5…2.0).

При розробці конструкції місця встановлення натискних пружин слід враховувати дію на них відцентрових сил. Для запобігання нагріву пружин під них встановлюють теплоізолюючі шайби.

Зчеплення з тарільчастими пружинами, завдяки своїм властивостям, широко застосовуються, особливо на легкових автомобілях.

Використання тарільчастих пружин спрощує конструкцію зчеплення, зменшує його розміри, число деталей, забезпечує плавне включення, рівномірний тиск, незначну зміну натискного зусилля при зношенні накладок.

Схема для розрахунку натискної тарільчастої пружини наведена у [6]. При проектуванні рекомендовано приймати: Д₁/Д₂=1,2…1,5; Д₁/Д_вн=2,5…3,5; Д₁/=75…100;

Д₁Д_зовн; = 1,6…2,8.

Сила, необхідна для виключення зчеплення, розраховується за формулою:

Р_вик=Р_н; (6.6)

Тарільчаста пружина відповідає вимогам міцності, якщо розрахункове значення напруги в середині пелюстків розрізаної частини пружини за найбільшої деформації не буде перевищувати :

, (6.7)

де Д=; ; ;

Е= 210 ГПа.