Выбор параметров диафрагменной нажимной пружины вдавливаемого типа для однодискового сцепления автомобиля КамАЗ-4310 (6х6)

Исходные данные. Усилие на нажимной диск Р∑ = 12605 Н; zд = 1; наружный и внутренний диаметры фрикционных накладок, соответственно Dн = 380 мм, dн = 200 мм; необходимый зазор для новых накладок между поверхностями трения при полностью выключенном сцеплении ∆н = 0,875 мм; осевая деформация ведомого диска ω = 1,25 мм; суммарная сила, создаваемая соединительными упругими пластинами, Ро = 0,065 Р∑ .

Решение.

1. Определяем силу, создаваемую пружиной при включенном положении сцепления

Р1 = Р∑ + Ро = 1,065 ∙12605 = 13424 Н.

2. Вычисляем рабочий ход пружины

hр = (2∆н + ω) zд = (2 ∙ 0,875 + 1,25) ∙ 1 = 3,0 мм.

3. Принимаем допустимый суммарный износ фрикционных накладок

hо = 6 мм.

4. В качестве материала пружины выбираем сталь марки 50ХФА, у которой

допускаемое напряжение изгиба [σ]и = σт = 1175 МПа.

5. Рассчитываем параметры пружины. Для этого принимаем наружный диаметр пружины равным наружному диаметру фрикционных накладок D = Dн = 380 мм, тогда

δ = D / (75…100) = 380 / (75…100) = 5,1…3,8 = 4,5 мм;

h = (1,6…2,2)δ = (1,6…2,2) 4,5 = 8,5 мм;

α = 12⁰; Е = 2,1∙10⁵ МПа; μ = 0,26;

d = D / (1,15…1,5) = 380 / (1,15…1,5) = 330…253 = 290 мм;

d1 ≤ D / 2,5 = 380 : 2,5 = 152 мм, принимаем d1 = 150 мм.

6. Вычисляем

m1 = d / D = 290 : 380 = 0,763;

Dс = d + (D – d) / 5 = 290 + (380 – 290) : 5 = 308 мм;

m2 = Dс / D = 308 : 380 = 0,811.

Подставляя полученные значения в выражение (7.3), находим

Рпр = 0,981 ∙ 10⁷ ƒ – 0,1695 ∙ 10¹⁰ ƒ² + 0,834 ∙ 10¹¹ ƒ³ .

7. Задавая различные значения перемещению ƒ пружины, определяем Рпр и строим характеристику упругости пружины (рисунок П.4)

ƒ, мм……1 2 4 5 7 8 9 10 11

Рпр, Н…8198 13507 17458 17100 14221 12701 11794 12000 13820

Рисунок П.4 – Характеристика упругости пружины

Анализируя характеристику упругости пружины, можно сделать вывод, что пружина, в основном, обеспечивает требуемые характеристики:

- при сжатии на 7,5 мм Рпр ≈ Р1 = 13424 Н;

- при износе накладок на 5,5 мм (ƒ = 2,0…7,5 мм) Рпр ≥ Р1 = 13424 Н;

- при рабочем ходе hр = 3 мм Рпр < Р1 (ƒ = 7,5…10,5 мм).

8. Определяем по характеристике упругости пружины Рпр max = 17458 Н.

9. Вычислив вспомогательные величины b = 0,333 и a = 0,189, и подставив их в выражение (7.4), определяем напряжение изгиба и сравниваем его с допускаемым напряжением σи = 1116 МПа < [σ]и = σт = 1175 МПа,

т.е. пружина имеет достаточную прочность.