Расчет пружин муфты сцепления

Нажимное усилие одной пружины:

 

(4.12)

где - нажимное усилие пружин, Н

- отжимное усилие. Н (применяется только для многодискового сцепления)

Максимально допустимая нажимная сила [ ] = 700 Н для легковых автомобилей.

Максимальная нажимная сила пружины:

 

(4.13)

где - жесткость пружины, Н/мм;

- общая величина перемещения, мм

Жесткость пружин рассчитаем из выражения:

 

(4.14)

 

где - прижимная сила одной пружины, Н;

- износ накладок, мм; находится в пределах 1.. .2,5мм;

- коэффициент запаса сцепления (из л/р№1)

- коэффициент запаса сцепления при изношенных накладках.

Жесткость пружин должна быть минимальной в пределах 10...20 Н/мм. В некоторых конструкциях жесткость пружин доходит до 40.. .45 Н/мм, что приводит к сокращению срока их надежной эксплуатации.

Из следующих выражений рассчитываем диаметр пружин, задав диаметр проволоки:

(4.15)

где - модуль сдвига стали, МПа; для стали - 8... 9 106 MПa

- диаметр проволоки, мм;

-число рабочих витков проволоки;

- жесткость пружины, Н/мм.

Напряжение цилиндрической пружины:

 

(4.16)

 

= 700...800 МПа - для пружинистой стали

 

Расчет пружин-гасителей крутильных колебаний

Нажимное усилие пружин гасителя

 

(4.17)

 

где - максимальный крутящий момент двигателя (по исходным данным)

- коэффициент запаса;

- средний радиус, на котором расположены пружины;

- количество пружин гасителя.

Принимая во внимание большую жесткость пружин гасителя, напряжение следует вычислять с учетом кривизны витка.

Выбор пружин по касательным напряжениям:

 

(4.18)

где -диаметр пружины;

-диаметр проволоки;

- поправочный коэффициент, учитывающий кривизну витка:

где:

,

 

Допустимое напряжение для пружинной стали [ ] 700...900 MПa

 

Расчет рычагов выключения сцепления

Для того чтобы начать рассчитывать рычаги, необходимо определиться, из какого материала и какого профиля будут они сделаны.

Изгибающий момент от действия силы, приложенной на концах рычагов, вызывает напряжение изгиба:

(4.19)

 

где - нажимное усилие пружин, Н;

- большое плечо рычага

- отношение плеч рычага, т.е iр = l/

- количество рычагов (кратно числу нажимных пружин)

— момент сопротивления профиля (выбрать по таблице 4.3, 4.4).

 

Таблица 4.3

Материалы, применяемые для рычагов выключения сцепления

Материал МПа
Сталь Ст 10
Сталь Ст 15
Ковкий чугун КЧ-40

а) б) в)

Рис.6.1 Схемы сечений: а) квадрат, б) прямоугольник, в) трапеция.

 

Таблица 4.4

Моменты сопротивления профилей различного сечения

Профиль Момент сопротивления
Квадрат Wc =0,118 а3
Прямоугольник Wc =0,167 b а2
Трапеция

Если напряжение изгиба не удовлетворяет условию, тогда изменим геометрию рычагов. Необходимо учитывать, что мы ограничены габаритными размерами.