Сцепление ЗИЛ-130

курсовая работа

2.3 Устройство сцепления ЗИЛ-130

Он закреплён на маховике коленчатого вала двигателя восемью центрирующими болтами. Нажимное усилие сцепления создаётся шестнадцатью пружинами, установленными между кожухом и нажимным чугунным диском. Под пружины со стороны нажимного диска подложены теплоизолирующие кольца.

Крутящий момент от кожуха сцепления передаётся на нажимный ведущий диск четырьмя парами пластичных пружин. Пластины создают жёсткую связь нажимного диска с кожухом сцепления в окружности и радиальном направлении, обеспечивая в то же время возможность перемещения нажимного диска относительно кожуха сцепления в осевом направлении за счёт гибкости, что необходимо для более плавного включения и выключения сцепления. Пластины одной стороны крепятся к кожуху, а другой специальными втулками и болтами к нажимному диску.

Выключающее устройство.

Состоит из четырёх рычагов, которые пальцами соединяются с ведущим диском, а вилкой с кожухом сцепления. Между пальцами и рычагами поставлены игольчатые ролики. Точками опоры рычагов на кожухе служат регулировочные сферические гайки, навинченные на резьбовые концы вилок. Гайки прижаты к кожуху упругими пластинами, каждая из которых закреплена на кожухе двумя болтами. Вследствие упругости пластин и сферической поверхности гаек вилки могут совершать небольшие качательные движения при включении и выключении сцепления.

После регулирования выжимных рычагов в одной плоскости гайки закренивают, и в процессе эксплуатации рычаги не регулируют.

Все перечисленные части сцепления, вращаясь вместе с маховиком, являются ведущими. Между ведомым диском и маховиком установлен ведомый диск с функционными накладками, который усилием нажимных пружин зажат между маховиком и нажимным диском с силой 1320 кг. Ведомый диск через шлицы ступицы передает крутящий момент на ведущий вал коробки передач.

В момент включения сцепления возникают крутильные колебания валов силовой передачи, увеличившие нагрузку на шлицы ступицы ведомого диска, на зубья шестерёнки коробки передач, на подшипники карданов.

Демпферентный гаситель.

Для расчёта пружин демпфера сцепления принимаем:

z 8 - число пружин;

d 4 мм - диаметр проволоки;

Dср 16 мм - средний диаметр витка;

nп 5 - полное число витков;

С 300 Н/мм - жёсткость пружины;

Мтр 100 200 Нм - момент трения фрикционных элементов демпфера.

Момент предварительной затяжки пружин:

Нм

Максимальное напряжение пружины демпфера определяется по формуле:

,

где n - число ведомых дисков сцепления,

таким образом,

Нм.

Усилие, сжимающее одну пружину демпфера:

,

где R 0,08 м - радиус приложения усилия к пружине;

z - число пружин.

Н.

Принимая во внимание большую жёсткость пружин демпфера, напряжение вычисляем по формуле, учитывающей форму сечения, кривизну витка и влияние поперечной силы:

, МПа

где К - коэффициент, учитывающий форму сечения, кривизну витка и влияние поперечной силы на прочность;

[] = 700 900 МПа.

,

где ,

тогда ,

а МПа,

таким образом, условие прочности выполняется.

Для гашения крутильных колебаний служит демпферентный гаситель. Упругой муфтой гасителя служат восемь равномерно расположенных по окружности пружин. Каждая пружина вместе с двумя опорными пластинами помещается в отверстие ведомого диска и диска гасителя. Ступица ведомого диска вместе с приклепанными дисками гасителя и маслоотражателями может поворачиваться относительно ведомого диска.

При включении сцепления усилие от диска на ступицу передаётся через пружины. Пружины сжимаются и диск несколько смещается относительно ступицы, что обеспечивает плавное включение сцепления. Кроме того, крутильные колебания гасятся трением стали о сталь между дисками гасителя и пластинами ведомого диска сцепления. Привод выключения сцепления гидравлический.

Привод сцепления.

Усилие на педали выключения вычисляем с учётом увеличения силы нажимных пружин при включении на 20%:

где Рпр 12125 Н - сила давления пружины; u - общее передаточное число привода; т0,8 - кпд привода.

,

где u1 и u2 - передаточное число соответственно педального привода и механизма выключения сцепления.

Для механического привода:

,

где а 400; b 85; с 110; d 60; l 88; f 17,

откуда ; ;

,

тогда

Н.

На проектируемом автомобиле сила давления на педаль не должна превышать 200Н. Следовательно, необходимо предусмотреть установку в приводе сцепления усилителя. Свободный ход педали должен составлять 35 50 мм, а полный ход - не менее 180 мм.

Привод выключения сцепления состоит из педали, которая установлена на оси подшипником и через рычаг соединяется с толкателем главного цилиндра, который через трубку соединяется с рабочим цилиндром. Рабочий цилиндр через шток соединён с рычагом, а рычаг, в свою очередь, соединён с вилкой. Вилка своими выступами охватывает муфту выключения сцепления.

При нажатии на педаль сцепления давлением жидкости шток выходит из полости цилиндра и через рычаг поворачивает вилку.

Вилка своими выступами перемещает муфту вместе с подшипниками в строну выжимных рычагов, которые, поворачиваясь вокруг осей вилок и сжимая нажимные пружины, отводят ведущий диск от маховика и этим освобождает ведомый диск - сцепление выключается.

При включении сцепления, когда педаль отпускается, детали гидравлического привода возвращаются возвратными пружинами.

При правильно отрегулированном приводе сцепления ЗИЛ-130 зазор между рычагами выключения и подшипником выжимной муфты должен быть 3 - 4 мм.

Для удаления воздуха из гидропривода рабочий цилиндр имеет перепускной клапан. Для смазки оси педали установлена пресс - маслёнка. Выжимной подшипник, установленный на муфте при эксплуатации не смазывают, он заполнен «вечной» смазкой.

Гидравлический привод сцепления

Вал сцепления

Вал сцепления рассчитывается на скручивание по диаметру впадин шлицевой части. Задав допустимое напряжение кручения [max]70 МПа, находим:

м.

Проверку шлицов на смятие проводим по формуле:

, МПа

где - средний радиус приложения окружной силы, м;

h, l - высота и длина шлицов ступицы ведомого диска, см.

МПа.

Проверку шлицов на срез проводим по формуле:

, МПа

где b 8 мм - ширина шлицов ступицы ведомого диска, см.

МПа.

[см] 15 30 МПа, [срmax] 5 15 МПа

, - условие прочности выполняется.

Ступицы ведомого диска.

Напряжение смятия шлицов ступицы определяется по формуле:

, МПа

где , а dн 40 мм - наружный диаметр шлицов; dв 30 мм - внутренний диаметр шлицов; ; l 60 мм длина шлицов; z 10 число шлицов; 0,75 - коэффициент точности прилегания шлицов; [см] 1530 МПа - допустимое напряжение смятия.

мм,

мм2,

Н,

тогда

МПа,

22,97 МПа < 30 МПа - условие выполняется.

Напряжение среза шлицов ступицы определяется по формуле:

,

где b 8 мм - ширина шлицов; [срmax] 515 МПа - допустимое напряжение среза.

МПа,

таким образом, 14,36 МПа < 15 МПа - условие выполняется.

Материал ступицы - Сталь 35, 40Х.

Материал ведомого диска - Сталь 50, 65Г.

Нажимные пружин сцепления

Определение усилия, развиваемого одной пружиной:

Н,

где Z 18 - число пружин.

Н.

Принимаем, что отношение диаметров , тогда потребный диаметр проволоки для пружин сцепления определим по формуле:

,

где y - коэффициент концентраций напряжений, при m 6, y 1,25;

[пр] 700 900 МПа - допускаемое напряжение кручения.

мм.

Принимаем значение d 4,5 мм.

Определяем диаметр витка пружины по известным d и m: мм.

Число рабочих витков пружины:

,

где G 9 104 МПа - модуль упругости при кручении;

с - жёсткость пружины, ,

где Н - приращение сил сопротивления пружины выключения сцепления; - приращение сжатия пружины при выключении сцепления,

где i - число пар трения;

1,0 1,5 мм - осевая деформация ведомого диска, тогда

мм.

Н/мм < 50 90 Н/мм.

.

Материалы, применяемые для изготовления основных деталей сцепления. Рабочие пружины изготавливаются из стали Сталь 65Г.

Ведущий диск изготавливают из серого чугуна СЧ 28-48, СЧ 32-52, обладающего хорошими противозадирными и фрикционными свойствами при работе в сочетании с фрикционными накладками.

Ведомый диск изготавливают из стали, обладающей повышенной упругостью.

Ступица ведомого диска изготавливают из стали марок Сталь 40 и Сталь 40Х.

Фрикционные накладки ранее изготавливались из асбеста, металлических наполнителей и связующего вещества (синтетические смолы, каучук), теперь из-за токсичности асбест заменён другими веществами.

Рычаг выключения сцепления, их оси и опорные вилки изготавливаются из мало- или среднеуглеродистой стали и подвергают цианированию до твёрдости HRC 56-60.

Кожух сцепления изготавливают из стали Сталь 10.

Расчёт сцепления.

Выбираем наружный диаметр ведомого диска из условия, что Мдmax 402 Нм и максимальной частоты вращения коленвала двигателя max 335,1 рад/с:

Dн 342 мм - наружный диаметр накладки,

dв 186 мм - внутренний диаметр накладки,

5 мм - толщина фрикционной накладки,

i 2 - число пар поверхностей трения.

Делись добром ;)