Анализ конструкции и методика расчета автомобиля ВАЗ-2108

Выделив на поверхности ведомого диска элементарную площадку ds, найдем элементарную силу трения

dT = po μ ds = po μ p dp dα

и элементарный момент

dM = p0 μ p2 dp dα,

где - давление, характеризуемое отношением усилия Рпр пружин к площади ведомого диска; μ — коэффициент трения.

Момент, передаваемый одной парой поверхностей трения,

.

Подставив значение р0 в это уравнение, получим

М'с = Рпр µ Rср,

где — радиус приложения результирующей сил трения или средний радиус ведомого диска, который с достаточной степенью приближения может быть принят Rср = 0,5 (R + r). Момент, передаваемый сцеплением, у которого i пар трения,

MC = MKmax β = Pnp μ Rср i.

Предохранение трансмиссии от динамических нагрузок.Динамические нагрузки в трансмиссии могут быть единичными (пиковыми) и периодическими.

Пиковые нагрузки возникают в следующих случаях: при резком изменении скорости движения (например, при резком торможении с невыключенным сцеплением); при резком включении сцепления; при наезде на неровность.

Наибольшие пиковые нагрузки элементы трансмиссии испытывают при резком включении сцепления. В этом случае трансмиссия закручивается не только крутящим моментом двигателя МК, но в большей степени моментом касательных сил инерции МИ вращающихся частей двигателя

МС=МК + МИ.

При условии, что момент касательных сил инерции полностью используется на закручивание валов,

МИ = сβ αТР,

где сβ — крутильная жесткость трансмиссии; αТР — угол закручивания валов трансмиссии.

Элементарная работа по закручиванию валов трансмиссии dL = сβ αТР dαТР или после интегрирования

L = сβ /2.

С учетом принятого выше допущения в момент резкого включения сцепления

Je /2 = сβ /2

Подставив αТР = МИ / (сβ), получим

.

Таким образом, инерционный момент зависит от угловой скорости коленчатого вала в момент резкого включения сцепления и от крутильной жесткости трансмиссии.

Периодические нагрузки возникают в результате неравномерности крутящегомомента двигателя. Они являются источником шума в зубчатых передачах, повышенного напряжения в элементах трансмиссии, а часто — причиной поломок деталей от усталости, особенно при резонансе.

Для гашения крутильных колебаний трансмиссии в сцеплении устанавливают гаситель крутильных колебаний.

Работа трения гасителя определяется усилием Рr, сжимающим его фрикционные кольца, коэффициентом трения ц, средним радиусом rср фрикционных колец, относительным углом φ перемещения элементов (углом буксования), числом пар трения i гасителя крутильных колебаний:

Lтp.г = Рг μ rcp φi = Мтр.г i.

Момент трения Мтр.г = (0,15 .0,20)Мкmах. По мере износа фрикционных колец Мтр.г снижается, что может привести к полному прекращению выполнения этим механизмом функций гасителя.

Привод сцепления.

Для гидравлического привода

; ;

Ход педали зависит от величины s, на которую отводится нажимной диск при выключении сцепления, и зазора Δ2 между рычагами выключения и выжимным подшипником

Sпед = suп.с + Δ2u1.

Нагрузки в сцеплении

Диафрагменная нажимная пружина. Расчетная схема для определения параметров диафрагменной пружины приведена на рис.3.

Рис. 3. Расчетная схема диафрагменной пружины

Усилие пружины:

где E' = E / (1 — μ2) (Е— модуль упругости первого рода; μ — коэффициент Пуассона, μ = 0,25); Н — высота пружины; h — толщина пружины.

Усилие выключения может быть подсчитано из условия равновесия

Рвык (с — е) = Рпр (b — с); .

Ход подшипника муфты выключения определяется суммой перемещений сечения пружины (принимается недеформируемым в осевом направлении) и лепестков при их деформации:

fпр = f1 + f2; f1 = (c — e) Δα; f2 = Pвык / сл,

где Δα — угловое перемещение; сл — жесткость лепестков.

Наибольшие напряжения испытывает элемент пружины со стороны малого торца при повороте пружины на угол α, т. е. когда пружина становится плоской. Здесь суммируются напряжения растяжения σр и напряжения изгиба σи лепестков:

σр + σи = σmax; .

В свободном состоянии α ≈10 .12°.

Лепестки диафрагменной пружины испытывают наибольшее изгибающее напряжение у основания:

,

где nл — число лепестков; ωи — момент сопротивления изгибу в опасном сечении.

Фрикционные диски. Основным расчетным параметром является давление

.

В выполненных конструкциях р0= 0,15 .0,25 МПа.

Пружины гасителя крутильных колебаний

Максимальное усилие, сжимающее одну пружину гасителя:

,

где rпр.г — радиус приложения усилия к пружине; zпр.г — число пружин гасителя. Принимая во внимание большую жесткость пружин гасителя, напряжение пружины следует вычислять с учетом кривизны витка:

,

где kк.в — коэффициент, учитывающий кривизну витка пружины:

; .

Для пружинной стали допускаемое напряжение [τ] =700 .900 МПа.

Рычаги выключения сцепления. Изгибающий момент от действия силы, приложенной на концах рычагов, вызывает напряжение изгиба

,

где Р'пр— усилие пружин сцепления при выключении; l — расстояние до опасного сечения; uр— передаточное число рычага; nр— число рычагов; ωи — момент сопротивления изгибу.

 Скачать реферат