3. Выбор и расчет основных размеров и параметров узла

Основные размеры и параметры сцепления: наружный D и внутренний d диаметры фрикционных накладок ведомых дисков; число ведомых дисков z_д; коэффициент запаса сцепления ; нажимное усилие пружин расчетный коэффициент трения ; удельная нагрузка q на фрикционные накладки.

Задаемся коэффициентом запаса сцепления, равным отношению момента трения сцепления к максимальному моменту двигателя

(3.1)

Откуда

Значение выбирается с учетом неизбежного изменения (уменьшения) коэффициента трения накладок при эксплуатации, усадки нажимной пружины, наличия возможности регулировки нажимного усилия, числа ведомых дисков. Из-за усадки пружины уменьшение составляет 8…10, изнашивания накладок --15…20 суммарное падение составляет 23…30. Средние значения для легковых автомобилей -- 1,2…1,75. [1] Принимаем .

м - коэффициент трения , м = 0,25.

z - число поверхностей трения z = 2 , т.к. сцепление однодисковое Находим момент сцепления :

Определяем внешний радиус накладки сцепления:

(3.2)

Принимаем фрикционные накладки:

Наружный диаметр : D = 280 мм;

Внутренний диаметр накладок d определяется по формуле

к=d/D=0,67,(3.3)

тогда

d=0,67*280=187,6 мм;

Принимаем внутренний диаметр d = 180 мм и толщину накладок д = 4мм.

Нажимное усилие F_н определяется исходя из момента трения , выраженного через параметры сцепления.

Радиус трения будет определяться по формуле:

(3.4)

где -- средний радиус накладки.

Ведомые диски сцеплений автомобилей обладают существенной податливостью в осевом направлении, что обусловливает q=const во всех точках поверхности трения. Тогда

(3.5)

Для легковых автомобилей отношение r/R составляет приблизительно 0,55 тогда:

С учетом числа пар поверхностей трения для однодискового сцепления .

(3.6)

где -- коэффициент, учитывающий уменьшение нажимного усилия , сжимающего трущиеся поверхности, вследствие трения в направляющих устройствах и шлицах ведущих и ведомых дисков. Для автомобильных сцеплений принимают . Тогда

(3.7)

Коэффициент трения накладок зависит от ряда факторов: материала фрикционных накладок, состояния их поверхностей, относительной скорости скольжения, удельной нагрузки, температуры. Определенный экспериментально коэффициент трения составляет в среднем 0,30...0,50. В реальных условиях эксплуатации сцеплений он несколько ниже. Для расчетов принимают .

Тогда

Удельная нагрузка определяется по формуле

(3.8)

где -- площадь рабочей поверхности одной стороны фрикционной накладки.

При наличии отверстий под заклепки значение q несколько увеличивается (до 5%), но в расчетах этим можно пренебречь. Значение q у сцеплений легковых автомобилей составляет 0,18….0,25. Число пар трения находится по формуле:

(3.9)

по которому определяется необходимое количество ведомых дисков сцепления:

(3.10)

Полученное значение должно быть не более единицы для однодисковых сцеплений. Условие соблюдается.

Ход нажимного диска должен обеспечивать полное выключение сцепления. Зазор между поверхностями трения принимают для однодисковых сцеплений 0,75...1 мм. Таким образом, ход нажимного диска у однодисковых сцеплений составляет 1,5...2 мм.