Проверка теплонапряженности нажимного диска
Маховик с одной стороны и нажимной диск с другой - впитывают тепловую энергию от поверхностей трения.
За одно трогание полностью груженого автомобиля с места по горизонтальному асфальту нажимной диск не должен нагреться от трения более, чем на 100…150:
≤ 100…150. (17.10)
γ – коэффициент распределения тепла между дисками (маховиком и нажимным). У однодискового сцепления γ = 0,5, то есть половину тепловой энергии забирает маховик и половину – нажимной диск. У двухдискового - γ = 0,25.
С – теплоемкость материала нажимного диска (≈ 482 Дж/кг∙градус).
m – масса диска.
Из этой формулы находится масса нажимного диска и, зная его наружный и внутренний диаметры (они соответственно равны диаметрам накладок) и плотность материала (как правило – чугун) определяется толщина диска.
Температура нагрева нажимного диска за одно трогание автомобиля с места 100…150 берется из расчета тяжелого дорожного случая, когда придется трогаться подряд двадцать раз (выезд из грязи «в раскачку») и его фактическая температура достигнет ≈ 2500…3000.
17.6. Расчет деталей сцепления на прочность
17.6.1.Расчет цилиндрических пружин
Максимальная сила, которую должна создавать каждая пружина, определяется по формуле:
1000 Н, (17.11)
При выключении сцепления пружина еще больше деформируется (на 20%) соответственно своей линейной характеристике, поэтому числитель в формуле умножается на 1,2. Z – количество нажимных пружин. Fн – общая сила сжатия дисков, создаваемая всеми пружинами.
С целью уменьшения напряженности работы пружины, обусловленной кривизной витка (чем сильнее закручена проволока, тем напряженнее работа витка), а также для повышения поперечной устойчивости пружин от центробежной силы при вращении сцепления рекомендуется определенное отношение между средним диаметром пружины и диаметром проволоки:
D/d = m =5…8 –модуль пружины.
| D |
| Fпр |
Рис. 17.21. Расчетная схема цилиндрической пружины
Напряжение кручения, которое испытывает каждый виток определяется по формуле:
(17.12)
Здесь: МКР – крутящий момент, действующий в сечении витка,
WP – момент сопротивления кручению круглого сечения,
- коэффициент, учитывающий влияние на прочность кривизны витка пружины.
Преобразуя формулу напряжения кручения (4.12) с учетом D = d∙m, можно определить диаметр проволоки пружины:
. (17.13)
Допускаемое напряжение кручения [τ] = 700…900 МПа.
Далее определяется средний диаметр D = d∙m.
Для определения числа рабочих витков можно воспользоваться формулой деформации цилиндрической витой пружины.
При выключении, как уже говорилось, пружина увеличивает усилие на 20%, т.е. на 0,2∙(Fн / Z). Деформируется же пружина на величину суммарного зазора между ведомым диском, маховиком и нажимным диском в выключенном положении, т.е. у однодискового сцепления Δfвыкл=1,2мм+1,2мм = 2,4мм (у двухдискового - Δfвыкл= 0,5 ∙ 4 = 2,0 мм).
Формула деформации пружины записывается так:
(17.14)
Из этой формулы определяется количество рабочих витков пружины nр. Все остальные величины уже известны. G – модуль упругости второго рода (кручения). Для стали G = 8∙104 МПа.
Существуют еще не рабочие поджатые опорные витки (1,5…2,0 шт.).
По этому полное число витков пружины будет n = nр + (1,5…2,0).
Дата добавления: 2016-05-25; просмотров: 688;