Модернизация грузового автомобиля ГАЗ-3309 с проектированием конструкции муфты сцепления

Состав чертежей

1. Чертеж общего вида автомобиля грузового грузоподъемностью 4,5 т. (формат А1)
2. Общий вид привода сцепления гидравлического (формат А1)
3. Чертеж сборочный муфты сцепления (формат А1)
4. Сборочный чертеж диска ведомого и цилиндра главного (формат А1)
5. Чертежи сборочные: муфты выключения сцепления, цилиндра привода и картера (формат А1)
6. Деталировка: пружина диафрагменная и цилиндр привода сцепления (формат А_)
7. Сборочные ведомого диска и детали рычага (формат А1)
8. Рабочие чертежи деталей деталей: наладки фрикционной, муфты выключения сцепления, колпака защитного, диска сцепления и поршня главного цилиндра (формат А1)
9. Деталь ступица, заготовка и чертеж технологического маршрута (формат А1)
10. Плакат литературно-патентного обзора (формат А1)

Описание

В дипломной работе разработан автомобиль грузовой с грузоподъемностью 4,5 т. и спроектирована конструкция муфты сцепления.
Рассмотрена концепция автомобиля, а именно описана его конструкция, проведен анализ технических данных и эксплуатационных свойств аналогичного автомобиля.
Дана классификация муфты сцепления и рассмотрена ее схема, определены ее функции, требования и применяемость. Произведен обзор типовых конструкций сцепления и дана их оценка. Описано устройство и регулировка разрабатываемой муфты сцепления.

В выпускной квалификационной работе выполнены расчет и проектирование муфты сцепления автомобиля грузового, а именно: предоставлены данные к проектированию муфты сцепления; подобраны размеры основные и параметры для диска ведомого; рассчитана пружина сжатия диафрагменная; определены диск нажимной, ступица диска ведомого, пружина гасителя колебаний крутильных, привод сцепления и работа буксования сцепления.

Для конструирования технологического процесса обработки механической ступицы диска ведомого были выполнены следующие действия: описано служебное назначение детали, подобран метод получения заготовки, проведена технологичность конструкции детали, разработан маршрут технологический для изготовления детали, рассчитаны припуски и режимы резания.

В экономической части представлен план по труду в виде таблицы, спланирована заработная плата механика, рассчитаны отчисления на социальные нужды и затраты на запасные части и материалы. Определены затраты на услуги обслуживающих производств, а именно затраты на топливо для отопления, затраты на электроэнергию и затраты на водоснабжение. Предоставлен перечень оборудования подобранного, а также просчитан план себестоимости, а конкретно, составлена смета расходов на ТР и ТО.
Разработаны общие организационные мероприятия по охране труда. Рассчитана для двигателя виброизоляция. Определено влияние транспорта автомобильного на среду окружающую . Предложены мероприятия по снижению вредного влияния автотранспорта на среду окружающую.

В графической части ВКР выполнены чертежи: общего вида автомобиля грузового и привода сцепления гидравлического, муфты сцепления, диска ведомого, цилиндра главного, муфты выключения сцепления, цилиндра привода и картера, чертежи деталей пружины диафрагменной и цилиндра привода сцепления, ведомого диска и детали рычага, наладки фрикционной, колпака защитного, диска сцепления и поршня главного цилиндра, детали ступицы, детали заготовки и чертеж технологического маршрута, а также чертеж литературно-патентного обзора.

Отрывок из дипломной работы:

Описание конструкции и анализ данных технических аналогичного автомобиля:
В соответствии с заданием из совокупности выпускаемых автомобилей выбираем полноприводный грузовой автомобиль ГАЗ –3309. Данный автомобиль по грузоподъемности относится к среднему классу, для движения по дорогам общего пользования, с дизельным двигателем ММЗ Д-245.7, с предпусковым подогревателем-отопителем, ведущими мостами с коническими дифференциалами, рессорной подвеской с гидравлическими амортизаторами на передних колесах, с гидравлическим усилителем руля, с двухместной кабиной, расположенной за двигателем, платформой с откидными боковыми и задними бортами.
Компоновочная схема данного автомобиля позволяет обеспечить хороший доступ к двигателю, простота конструкции сцепления и коробки передач, расположение водителя и пассажиров в зоне пониженной вибронагруженности. Однако при этом увеличена база и длина автомобиля, ухудшена передняя обзорность.

Устройство и регулировки разрабатываемой муфты сцепления

Прежде всего определимся в конструкции сцепления. Наиболее подходящим является конструкция изобретения RU 2291791. Муфта сцепления содержит опорный диск, закрепленный на маховике, нажимной диск, соединенный с опорным диском посредством тангенциальных пластин, ведомый диск, с присоединенной к нему ступицей, который установлен между нажимным диском и маховиком, диафрагменную пружину, установленную на опорном диске, связующую пластину с присоединенной к ней ступицей. Связующая пластина выполнена с радиально расходящимися лепестками и расположена между диафрагменной пружиной и нажимным диском, причем концами своих лепестков она соединена с опорным диском. При этом лепестки связующей пластины размещены в окнах, выполненных в опорном диске.

Рисунок 3 — Муфта сцепления с диафрагменной пружиной

Недостатком данной конструкции является ослабление диафрагменной пружины за счет выполнения в ней дополнительных отверстий, соединение осевых выступов соединительного элемента с кожухом при помощи заклепок ненадежно, конструкция неразборная и затрудняет возможность замены связующей пластины привода ВОМ.

Наиболее близкой является конструкция механизма сцепления , содержащего крышку (опорный диск), закрепленный на маховике, нажимной диск, соединенный с опорным диском посредством тангенциальных пластин, ведомый диск с присоединенной к нему ступицей, установленный между нажимным диском и маховиком, диафрагменную пружину, установленную на опорном диске с предварительным натягом по отношению к нажимному диску, связующую пластину с присоединенной к ней ступицей, выполненную с радиально расходящимися лепестками и расположенную между диафрагменной пружиной и нажимным диском, причем связующая пластина концами своих лепестков соединена с опорным диском. При этом опорный диск закреплен на маховике с помощью средств крепления, установленных с зазором относительно его, а связующая пластина размещена на центрирующих выступах с зазором относительно них, меньшим упомянутого зазора, и жестко связана с опорным диском посредством упомянутых средств крепления. В связующей пластине выполнены отверстия, в которых размещены осевые пальцы с зазором, меньшим зазора между средствами крепления и опорным диском, причем на связующей пластине выполнены лапки, контактирующие с опорным диском, а отверстия для осевых пальцев расположены на указанных лапках.

Недостатками данной конструкции является то, что связующая пластина устанавливается между маховиком и крышкой, что увеличивает осевой габарит конструкции. Относительное ориентирование деталей сцепления в процессе сборки обеспечивается за счет лапок с выполненными в них отверстиями для осевых пальцев, что не технологично. Установка связующей пластины относительно крышки на осевых пальцах с зазором усложняет центрирование ступицы связующей пластины.

Перечисленные выше недостатки устранены в муфте сцепления, содержащей опорный диск, закрепленный на маховике, нажимной диск, соединенный с опорным диском посредством тангенциальных пластин, ведомый диск с присоединенной к нему ступицей, установленный между нажимным диском и маховиком, диафрагменную пружину, установленную на опорном диске с предварительным натягом по отношению к нажимному диску, связующую пластину с присоединенной к ней ступицей, выполненную с радиально расходящимися лепестками и расположенную между диафрагменной пружиной и нажимным диском, причем связующая пластина концами своих лепестков соединена с опорным диском. При этом лепестки связующей пластины размещены в окнах, выполненных в опорном диске. Диафрагменная пружина может быть установлена на отбортованных с внутренней стороны опорного диска выступах между двумя кольцами. Лепестки связующей пластины выполнены предпочтительно сужающимися к концам. Связующая пластина выполнена предпочтительно с тремя лепестками с отверстиями на концах. При этом центр отверстия одного из лепестков может лежать на оси симметрии связующей пластины, а угол между радиальными осями, выходящими из центра вращения связующей пластины и проходящими через центры отверстий в двух других лепестках, выполнен меньше 90°. Присоединена связующая пластина к опорному диску может быть средствами крепления, установленными в отверстиях связующей пластины и опорного диска беззазорно, например, призонными болтами.

Новым в заявленной конструкции является то, что лепестки связующей пластины размещены в окнах, выполненных в опорном диске. Диафрагменная пружина может быть установлена на отбортованных с внутренней стороны опорного диска выступах между двумя кольцами. Лепестки связующей пластины выполнены предпочтительно сужающимися к концам. Связующая пластина выполнена предпочтительно с тремя лепестками с отверстиями на концах. При этом центр отверстия одного из лепестков может лежать на оси симметрии связующей пластины, а угол между радиальными осями, выходящими из центра вращения связующей пластины и проходящими через центры отверстий в двух других лепестках, выполнена меньше 90°. Присоединена связующая пластина к опорному диску может быть средствами крепления, установленными в отверстиях связующей пластины и опорного диска беззазорно, например, призонными болтами.

Предлагается муфта сцепления, содержащая опорный диск 1, закрепленный на маховике 2 двигателя с помощью болтов 3 через втулки 4. Нажимной диск 5 соединен с опорным диском 1 и смонтирован на нем посредством соединительных тангенциальных пластин 6  с возможностью осевого перемещения и совместного вращения.

К ведомому диску 7 присоединена ступица 8 для подключения первого вала 9. Ведомый диск 7 либо зажимается между маховиком 2 и нажимным диском 5 для обеспечения сцепления, либо освобождается при выключении сцепления.

Диафрагменная пружина 10 смонтирована на опорном диске 1 с возможностью взаимодействия с нажимным диском 5. Диафрагменная пружина 10 имеет форму круглой пластины, периферийная часть которой образует пружину, а в центральной части выполнены радиальные прорези с окнами 11, образующие лепестки 12 . Диафрагменная пружина 10 устанавливается между опорными кольцами 13 и завальцовывается отбортованными с внутренней стороны опорного диска 1 выступами через окна 11.

Диафрагменная пружина 10 установлена на опорном диске с предварительным натягом по отношению к нажимному диску 5 и взаимодействует с нажимным диском 5 путем прижимания своей периферийной части к центрирующим выступам 15 нажимного диска 5.

Для выключения муфты сцепления имеется упорный подшипник 16, воздействующий на лепестки 12 диафрагменной пружины 10 в осевом направлении с отгибанием их влево.

Муфта сцепления содержит вторую ступицу 17, предназначенную для подключения вала отбора мощности 18, концентричного валу 9. Ступица 17 жестко присоединена к связующей пластине 19 , связанной с опорным диском 1. Связующая пластина 19 расположена между диафрагменной пружиной 10 и нажимным диском 5 и имеет в приведенном на фиг.4 примере форму круглой пластины предпочтительно с тремя радиально расходящимися лепестками, предпочтительно сужающимися к концам. На концах лепестков выполнены отверстия для крепления к опорному диску 1. Центр отверстия одного лепестка 20 лежит на оси симметрии связующей пластины 19, а угол между радиальными осями, выходящими из центра вращения связующей пластины 19 и проходящими через центры отверстий в двух других лепестках 21 и 22, меньше 90°. Это позволяет разместить лепестки связующей пластины 19 в специально выполненных окнах 23, 24 и 25 опорного диска 1, ширина которых выполнена больше, чем ширина лепестков. Такая конструкция связующей пластины 19 наиболее удобна для установки ее лепестков в окнах опорного диска. При сборке сначала два лепестка 21 и 22 вставляются в окна 23 и 24, а затем верхний лепесток 19 вставляется в окно 25. В центрирующих выступах 15 нажимного диска 5 выполнены пазы 26 для прохождения лепестков связующей пластины 19. Связующая пластина 19 крепится к опорному диску 1 средствами крепления (болтами, шпильками, втулками и т.п.), установленными в отверстиях лепестков связующей пластины 19 и опорного диска 1, беззазорно. В приведенном примере связующая пластина 19 крепится к опорному диску 1 призонными болтами 27, которые одновременно обеспечивают точное центрирование ступицы 17.

Связующая пластина 19 может быть выполнена тарельчатой формы и с числом лепестков, отличным от трех, если условия ее размещения в муфте сцепления позволяют это.

Монтаж диафрагменной пружины 10, нажимного диска 5 и связующей пластины 19 на опорном диске 1, как отдельной сборочной единицы, значительно облегчает сборку и упрощает крепление опорного диска 1 к маховику 2.

Работает муфта сцепления следующим образом.

В исходном состоянии муфта сцепления является постоянно включенной. Для выключения сцепления упорным подшипником 16 воздействуют на лепестки 12 диафрагменной пружины 10 в осевом направлении, отгибая их влево (рисунок 3). При этом диафрагменная пружина 10 периферийной частью прекращает воздействие на нажимной диск 5, который под действием тангенциальных пластин 6 отходит от ведомого диска 7. При этом ведомый диск 7 перестает передавать крутящий момент от маховика 2 двигателя на вал 9.

После того как упорный подшипник 16 прекращает свое воздействие на лепестки 12 диафрагменной пружины 10, последняя принимает свое исходное положение и периферийной частью давит на нажимной диск 5 и прижимает его к ведомому диску 7, который в свою очередь прижимается к маховику 2. В результате крутящий момент передается от маховика 2 двигателя через ступицу 8 ведомого диска 7 на вал 9.

Вал 18 отбора мощности постоянно соединен с связующей пластиной 19 через ступицу 17. Т.е. крутящий момент при вращении маховика 2 двигателя постоянно передается на опорный диск 1, а от него через средства крепления, например призонные болты 27, на связующую пластину 19, ступицу 17 и далее на вал 18.

Сцепление регулируют до установки его на автомобиль. Для этого используют специально приспособленный маховик. На него кладут шайбу (металлическое кольцо) толщиной 10,2 мм, равной толщине нажимного диска, и кожух в сборе с нажимным диском, затем плотно их соединяют с помощью болтов. Регулировочными гайками устанавливают расстояние 53 мм 0,75 мм от плоскости маховика до плоскости, проходящей через концы отжимных рычагов. При этом концы рычагов должны находится в одной плоскости.

Сцепление устанавливают на автомобиль в такой последовательности. В картер сцепления сначала помешают ведомый диск короткой частью ступицы к маховику и, максимально приподняв вводят кожух в сборе, опустив одну из опорных лап кожуха прижав ее к маховику. Поворачивают коленчатый вал и по меткам слегка привертывают опорные лапы кожуха к маховику. Центрируют ведомый диск, используя специальную оправку или свободный первичный вал коробки передач, после чего плотно приворачивают кожух к маховику.

В процессе эксплуатации зазор между выжимным подшипником и отжимными рычагами 2,5…3 мм устанавливают, регулируя свободный ход педали сцепления. для этого отсоединяют пружину и измеряют свободный ход конца вилки выключения сцепления. Если он не равен 4…5 мм, то ослабляют контргайку и, вращая толкатель в регулировочной гайке, придерживают гаечным ключом, устанавливают требуемый свободный ход конца вилки, чему будет соответствовать свободный ход педали 40…55 мм.

 4 Расчет и проектирование муфты сцепления автомобиля грузового с грузоподъемностью 4,5 т.

 4.1 Данные исходные к проектированию муфты сцепления         

Для расчета и конструирования муфты сцепления задаемся необходимыми исходными данными.

Необходимыми исходными данными для расчета является крутящий момент двигателя М_е=413 Н·м.

 4.2 Подбор размеров основных и параметров диска ведомого        

В первую очередь выбираем по ГОСТ 12238 – 76 число ведомых дисков z_д в зависимости от от максимального момента двигателя M_{e max}. Так как наш автомобиль средней грузоподъемности и М_{e max}£ 465 Н×м, проектируемое сцепление должно быть однодисковым т. е. , z_д =1.

Далее задаем размеры фрикционных накладок (наружный D_фн, внутренний d_фн диаметры и толщину d_фн). Для всех типов автомобилей D  = 190… 400 мм, для двухдисковых сцеплений D = 340 … 400 мм. Толщина фрикционных накладок d_фн = 3,0 … 3,5 мм для легковых автомобилей и d = 4,0 … 5,0 мм для грузовых. Примем D_фн=0,3 м, d_фн=0,16 м и d_фн = 4,5 мм.

Указанные параметры соответствуют требованиям  ГОСТ  12238 – 76 и  ГОСТ 1786 – 80, в которых указаны наружные диаметры ведомых дисков сцепления, частота вращения и крутящие моменты двигателей, оговорены типы, основные параметры, размеры, технические требования и методы испытаний асбестовых фрикционных накладок.

Задаем значение коэффициента запаса сцепления, равным отношению момента трения сцепления М_с к максимальному моменту двигателя М _{е max}:

Значение b выбираем с учетом неизбежного изменения (уменьшения) коэффициента трения накладок при эксплуатации, усадки нажимных пружин, наличия возможности регулировки нажимного усилия, числа ведомых дисков. Среднее значение b для легковых автомобилей – 1,2…1,75; для грузовых – 1,5…2,2; для автомобилей повышенной проходимости –1,8…3,0. Примем b=2,2.

Из формулы (1) определим момента трения сцепления М_с: Н×м.

Нажимное усилие Р_н определим исходя из момента трения М_с, выраженного через параметры сцепления:

где m_тр – коэффициент трения накладок, зависящий от рада факторов: материала фрикционных накладок, состояния их поверхностей, относительной скорости скольжения, удельной нагрузке, температуры. Для расчетов принимают m_тр=0,22…0,3. Примем m_тр =0,3.

z_m ­– число пар поверхностей трения. В нашем случае z_m=2.

r_m – радиус трения, равный среднему радиусу накладки:

Подставив численные значения, получим:

13054,59Н = 13,05 кН.

Далее определяем давление на поверхности фрикционных накладок равное отношению нажимного усилия Р_н, создаваемое пружинами к площади рабочей поверхности одной стороны фрикционной накладки А_н:

Откуда  Па = 0,142 МПа.

С учетом формул (2) и (4) проверяем число пар трения по формуле:

Подставляя численные значения, получаем:

По значению z_m определим необходимое количество ведомых дисков сцепления z_g:

Полученное значение z_g не более единицы, это условие соответствует для принятия ранее заданных размеров фрикционных накладок и заданному числу ведомых дисков.

4.3 Расчет пружины сжатия диафрагменной

Главное достоинство диафрагменных пружин заключается в нелинейной силовой характеристике, обеспечивающей стабильность нажимного усилия в определенном диапазоне деформаций.  Расчет тарельной пружины заключается в определении ее размеров, обеспечивающее требуемое нажимное усилие и прочность. Предварительно задаем материал для изготовления пружины. Тарельные изготавливаются из качественной пружинной горячекатаной сортовой стали. В зависимости от назначения, условий работы и степени ответственности применяются высокоуглеродистые, марганцовистые, кремнистые, хромокремнистые и хромованадиевые стали. Примем материал диска – высокоуглеродистая сталь 65Г. Механические характеристики этой стали, представим в табличном виде.

Таблица 4.1 – Механические характеристики высокоуглеродистой стали 65Г

Сталь	Температура закалки, оС	Температура отпуска, оС	Предел прочности sв, МПа	Предел текучести sт, МПа	Модуль упругости при кручении G, МПа
65Г	630	480	980	785	8,3×104

Далее приводим схему для расчета тарельной пружины:

Рисунок 4.1 – Схема для расчета тарельной пружины

Вводим следующие обозначения:

P – силы, действующие на нажимной диск, Н;

Н – высота неразрезной части пружины, м;

D₀, d₁₀ – диаметры приложения сил, действующие на нажимной диск ,м;

D, d₁ – диаметры пружины, м;

Р, Р₀, Р₁ и Р₂ – усилия действующие на пружину, Н;

F₀, F₁ и F₂ – деформации пружины, м;

d – толщина пружины;

h₀ – ход пружины, в м, соответствующий допустимому суммарному линейному износу фрикционных пар;

h – рабочий ход пружины, в м, соответствующий выключенной муфте сцепления.

Для расчета принимаем D = 0,28 м, d₁=0,06 м , d=0,184 м, d₂=0,164 h₀=0,004 м, тогда

примем d = 3 мм.

Далее определяем опорные диаметры пружины по формулам:

Высота неразрезной части пружины Н определяется по формуле:

где i – коэффициент равный

Усилия пружины определяется по формуле:

здесь Е – модуль упругости первого рода, МПа;

μ – коэффициент Пуассона.

Деформация пружины под номинальной нагрузкой F_пр, м:

Подставляя известные значения в формулу (4.12) получим:

Усилие выключения Р_вык определяется по формуле:

Для расчета на прочность определим напряжение в наиболее нагруженном месте пружины – в середине основания лепестка по формуле:

Тогда из формулы (16) получаем:

Следовательно  (=785 МПа).

4.4 Определение диска нажимного

Материал для изготовления нажимного ведущего диска выбираем наиболее распространенных марок серого чугуна СЧ22. Радиальные размеры диска выберем исходя из размеров фрикционных накладок и маховика. Толщину диска предварительно примем равной 5% от наружного диаметра накладки, т. е. 0,016 м.

Далее проводим расчет ведущего диска на смятие элементов, соединяющих его с маховиком по формуле:

где k – коэффициент, учитывающий число и расположение дисков: k=0,5 – для однодискового сцепления; k=0,5 и 0,25 соответственно для промежуточного и нажимного дмсков двухдискового сцепления. – для однодискового сцепления. Примем k=0,5.

М_emax – максимальный динамический момент;

r_km – радиус расположения контактов трения, равный среднему радиусу фрикционной накладки;

А_к – площадь контакта равная

Подставляя численные значения в формулу (4.19) получим: Па =0,19 МПа.

Для выполненной конструкции (=800 МПа).

4.5 Определение ступицы диска ведомого

 Материал ступицы – легированная сталь типа 40Х. Шлицы ступицы ведомого диска проверяем на смятие и изгиб, допускаемое напряжение смятия [σ_см]=15…30 МПа, напряжение среза [τ]=5…15 МПа.

Напряжение смятия определим по формуле:

где α – коэффициент точности прилегания шлица, принимается α=0,75;

β – коэффициент запаса, примем β=1,3;

l_ш – длина шлицов, l_ш=28 мм;

i_ш – число шлицов, i_ш=16;

d_н и d_в – соответственно наружный и внутренний диаметры шлицев, примем d_н= 30 мм и d_в=26 мм;

Подставив найденные значения в формулу (21) получим: Па=1,56 МПа.

Получаем  ([σ_т]=15…30 МПа).

Напряжение среза

где b_ш – ширина шлица, примем b_ш=0,004 м.

Тогда Па=10 МПа.

Следовавтельно  ([τ]=15…30 МПа).

4.6 Определение пружин гасителя колебаний крутильных

Число пружин гасителя обычно шесть или восемь, редко — больше. Параметры пружины: диаметр проволоки d_пр =3…4 мм, примем d_пр =4 мм;

средний диаметр витка D_вит=15…18 мм, принимаем D_вит=18;

полное число витков 5.. .6;

жесткость пружины P_пр =100…300 Н/мм.

Максимальное усилие, сжнмающее одну пружину гасителя определяется по формуле:

где r_пр.г— радиус приложения усилия к пружине;

z_пр.г — число пружин гасителя;

β – коэффициент запаса, примем β=1,3.

Подставив численное значение получим: Н/мм.

Принимая во внимание большую жесткость пружин гасителя, напряжение пружины следует вычислять с учетом кривизны витка по формуле:

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

Подставляя численные значения получим:

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

4.7 Определение привода сцепления

На рис. 28 приведены схема гидравлического привода сцепления. Общее передаточное число привода сцепления включает передаточное число рычагов выключения в передаточное число педального привода, а в случае гидравлического привода в передаточное число гидравлической части привода. Общее передаточное число привода сцепления определяется из условия, что усилие на педали при отсутствии усилителя не должно превосходить для легковых автомобилей 150 Н, для грузовых 250 Н. Полный ход педали должен лежать в этом пределе 120…190 мм, включая свободный ход педали. Для существующих конструкций общее передаточное число привода сцепления лежит в пределах 25…50.

Рисунок 4.2 – Схема гидравлического привода сцепления

Задаем геометрические параметры:

а = 0,3 м;

b = 0,044 м;

c = 0,14 м;

d = 0,07 м;

e = 0,08 м;

f = 0,02 м;

d_r1 = 0,022 м;

d_r2 = 0,018 м.

Общее передаточное число привода определяется по формуле:

где  u₁ – передаточное число педального привода;

u₂ – передаточное число рычагов выключения сцепления.

Для гидравлического привода:

Подставив известные значения в формулу (4.33) получим:

Ход педали зависит от величины s, на которую отводится нажимной диск при выключении сцепления, и зазора ∆₂ между рычагами выключения и выжимным подшипником:

В зависимости от конструкции сцепления ∆₂ = 2,5…4 мм. Принимаем s=0,008, ∆₂ = 3. Тогда получим:

4.8 Работа буксования сцепления

Для расчета работы буксования используем формулу базирующуюся на статической обработке экспериментальных данных:

Где M_ψ – момент сопротивления движению при трогании, равный:

здесь G_a – полный вес автомобиля_, кН;

ψ – коэффициент сопротивлению движения, для дорог с асфальтобетонным покрытием ψ =0,02;

r_д – динамический радиус, для шины (8,25R20) r_д =0,458 м;

u_тр – передаточное число трансмиссии, u_тр=6,55;

η_тр – КПД трансмиссии,. η_тр=0,9.

J_a – момент инерции автомобиля, определяется по формуле:

здесь δ – коэффициент учитывающий вращающиеся массы автомобиля:

М – масса автомобиля, М= 8180 кг;

r_к – радиус качения колеса:

r_к=λ_ш·r_с                                                                (4.39)

r_к=0,96·(8,25/2+20)=23,16 дюйма=0,588 м.

Подставляем все найденные значения в формулу (4.37): кг·м².

ω_е – угловая скорость коленчатого вала, для дизельных двигателей:

М_{к max} – максимальный крутящий момент двигателя, 413 Н·м.

Для дизелей b=0,72.

Работа буксования из формулы (4.35):

Дж/м²=6,4 Дж/см².

Оценочным параметром буксования сцепления служит величина удельной работы буксования, которая отражает также износостойкость сцепления.

Удельной работы буксования сцепления:

где А_нс – суммарная площадь накладок сцепления равная:

Дж/м²=35 Дж/см².

Удельная работа буксования сцепления грузового автомобиля при нормальных условиях трогания находится в пределах [L_б0]=15…120 Дж/см². Таким образом, при трогании работа буксования минимальна, в результате чего динамическое нагружение трансмиссии максимально.

5 Разработка технологического процесса механической обработки ступицы ведомого диска

5.1 Описание служебного назначения детали

Конструкция механизма сцепления , содержит крышку (опорный диск), закрепленный на маховике, нажимной диск, соединенный с опорным диском посредством тангенциальных пластин, ведомый диск с присоединенной к нему ступицей, установленный между нажимным диском и маховиком, диафрагменную пружину, установленную на опорном диске с предварительным натягом по отношению к нажимному диску, связующую пластину с присоединенной к ней ступицей, выполненную с радиально расходящимися лепестками и расположенную между диафрагменной пружиной и нажимным диском, причем связующая пластина концами своих лепестков соединена с опорным диском.

Основной функцией ступицы ведомого диска является передача крутящего момента от двигателя внутреннего к полуосям связанных с коробкой переменных передач и далее к колесам автомобиля

Ступица ведомого диска выполнена в виде диска со шлицевым отверстием. Шлицы выполнены прямыми.

Ступица широко применяется в механизмах в основном для передачи крутящего момента валам, на которых она посажена, посредством шпоночного или шлицевого соединения.

Условия работы данного изделия это высокоскоростной режим с большими кратковременными перегрузками. Во избежание перегрева и заклинивания данное изделие работает в масляной среде.

Шлицы после обработки шлифуются и обтачиваются, так же подвергаются термообработке.

Материал для детали принимаем «Сталь А35 ГОСТ 3766-86» для деталей с высокой прочностью, с твердой износоустойчивой поверхностью при достаточно прочной и вязкой сердцевине, работающей при больших скоростях и средних давлениях.