Для однодискового сцепления автомобиля КамАЗ-4310 (6х6)

Исходные данные. Полная масса автомобиля mа = 14940 кг; полная масса прицепа mпр = 7000 кг; ДВС – КамАЗ-740, дизельный; крутящий момент двигателя Ме mах = 650 Нм при nе М = 1600 мин^–1; Nе mах = 155 кВт при nе N = 2600 мин^–1; размер шин 1200х400–533; радиус качения rк = 0,582 м; передаточные числа: 1-й и 2-й передач в КП iк1 = 7,82 и iк2 = 4,03, высшей передачи в РК iрк в = 0,917, главной передачи iо = 7,22; КПД трансмиссии ηтр = 0,8; коэффициент сопротивления качению ψ = 0,03 (для сухой грунтовой дороги в удовлетворительном состоянии); коэффициент, характеризующий тип двигателя, h = 0,724; число ведомых дисков сцепления zд = 1 (число поверхностей трения z = 2).

I. Решение для случая постоянной работы автомобиля с прицепом:

Размеры фрикционных накладок выбираем при трогании полностью груженого автомобиля с прицепом на 1-й передаче в КП и на высшей – в РК.

1. Вычисляем вспомогательные величины:

iтр = iк1 ∙ iрк в ∙ iо = 7,82 ∙ 0,917 ∙ 7,22 = 51,744;

Jn = (mа + mпр) rк² / iтр² = (14940 + 7000) ∙ 0,582² / 51,774² = 2,77 кг∙м² ;

Мψ = (mа + mпр) g ψ rк / iтр ηтр = (14940 + 7000) ∙ 9,81 ∙ 0,03 ∙ 0,582 / 51,774 ∙ 0,8 = 90, 73 Нм;

ωм = 0,75∙ ωе N = 0,75 π nе N / 30 = 0,75 π 2600 / 30 = 204,2 рад /с;

h Мe max Jn ωм² 0,72 ∙ 650 ∙ 2,77 ∙ 204,2²

Aб = ─────────── = ─────────────── = 157778 Дж;

0,67 Мe max – Мψ 0,67 ∙ 650 – 90,73

ωм Jn 204,2 ∙ 2,77

tб = ─────────── = ─────────── = 1,65 с;

0,67 Мe max – Мψ 0,67 ∙ 650 – 90,73

Nб = Aб / tб = 157778 / 1,65 = 95565 Вт.

2. Принимаем β = 1,85;μ = 0,3; λн = 0,55.

3. Определяем статический момент трения сцепления:

Мс = β·Мe max = 1,85 ∙ 650 = 1202,5 Нм.

4. Определяем наружный диаметр D (из формулы 1.3), обеспечивающий допускаемое удельное давление на фрикционную накладку [ po ] = 0,2 МПа

5. Вычисляем d = λн D = 0,55 ∙ 0,358 = 0,197 м.

6. Выбираем по ГОСТ 1786: D = 380 мм, d = 200 мм.

7. Вычисляем площадь трения одной накладки ведомого диска и радиус расположения равнодействующей сил трения:

Fн = 0,25 · π · (D² – d²) = 0,25 · π · (380² – 200²) = 81954 мм² ≈ 0,082 м²,

Rc = π (D³ – d³) / 12 Fн = π · (380³ – 200³) / 12 · 81954 = 15 см = 0,15 м.

8. Вычисляем усилие на нажимной диск сцепления

Мс 1202,5

PΣ= ────── = ──────── = 13361 Н

z ∙ μ ∙ Rc 2 · 0,3 · 0,15

9. Определяем удельное давление на фрикционную накладку и сравниваем его с допустимым:

po = PΣ / Fн=13361 / 0,082 = 162939 Па ≈0,163 МПа < [ po ] = 0,2 МПа.

10. Определяем удельную работу буксования, по которой оценивается износостойкость сцепления, и сравниваем ее с допустимой:

Aуд = Aб / FΣ = Aб / 2 Fн = 157778 / 2 · 820 = 96,2 Дж / см²

< [Aуд] = 350 Дж / см².

11. Определяем удельную мощность буксования и сравниваем ее с допустимой:

Nуд = Nб / 2 Fн = 95565 / 2 · 820 = 58,3 Вт/см² < [Nуд] = 110 Вт/см²

12. Сравнивая максимально допустимую частоту вращения ведомого диска для выбранного наружного диаметра накладки nе max = 3500 мин^–1 с частотой вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности nе N = 2600 мин^–1, убеждаемся в достаточной прочности накладки при действии центробежных сил.

II. Решение для случая эксплуатации одиночного автомобиля:

Размеры фрикционных накладок выбираем при трогании полностью груженого автомобиля на 2-й передаче в КП и на высшей передаче в РК.

1. Вычисляем вспомогательные величины:

iтр = iк2 ∙ iрк в ∙ iо = 4,03 ∙ 0,917 ∙ 7,22 = 26,682;

Jn = mа rк² / iтр² = 14940 ∙ 0,582² / 26,682² = 7,11 кг∙м² ;

Мψ = mа g ψ rк / iтр ηтр = 14940 ∙ 9,81 ∙ 0,03 ∙ 0,582 / 26,682 ∙ 0,8 = 120 Н∙м;

ωм = 0,75∙ ωе N = 0,75 π nе N / 30 = 0,75 π 2600 / 30 = 204,2 рад /с;

h Мe max Jn ωм² 0,72 ∙ 650 ∙ 7,11 ∙ 204,2²

Aб = ─────────── = ─────────────── = 442813 Дж;

0,67 Мe max – Мψ 0,67 ∙ 650 – 120

ωм Jn 204,2 ∙ 7,11

tб = ─────────── = ─────────── = 4,6 с;

0,67 Мe max – Мψ 0,67 ∙ 650 – 120

Nб = Aб / tб =442813 / 4,6 = 96264 Вт.

Пункты 2 – 9 остаются без изменений.

10. Определяем удельную работу буксования, по которой оценивается износостойкость сцепления, и сравниваем ее с допустимой:

Aуд = Aб / FΣ = Aб / 2 Fн = 442813 / 2 · 820 = 270 Дж / см² < [Aуд] = 350 Дж / см²

11. Определяем удельную мощность буксования и сравниваем ее с допустимой:

Nуд = Nб / 2 Fн = 96264 / 2 · 820 = 58,7 Вт/см² < [Nуд] = 110 Вт/см²

Пункт 12 остается без изменений.