Шлицы вала рассчитывают на смятие. Допускаемое напряжение при этом не должно превышать 25 МПа.
Валы и шлицы следует проверять на «пиковые» нагрузки. С учетом влияния упругости деталей расчетный момент может быть равен 𝑀м.
Допускаемое напряжение при этом не должно превышать предела текучести.
Размерность шлицев ступицы ведомого диска 4х23х29 мм, число шлицев 10.
Шлицы рассчитывают на смятие и срез по формулам:
,
где 𝐷ш и 𝑑ш - наружный и внутренний диаметр шлицевого
соединения, м;
𝑙ш - длина контакта шлицевой части ступицы с валом, м;
𝑍ш - число шлиц (от 6 до 16); 𝑏ш - ширина шлица, м.
.
Условие прочности выполняется.
Валы муфт сцепления изготавливают из углеродистых сталей с последующей термической обработкой (сталь 40 Х, HRC 35…40; сталь 45, HRC 40…50; сталь 33ХСА, HRC 48…56 и т.д.).
Расчет нажимной пружины
На данном автомобиле используется центральная нажимная пружина диафрагменного типа. Использование пружин диафрагменного типа имеет ряд преимуществ: упрощается конструкция сцепления, уменьшаются его размеры и число деталей, обеспечивается плавное включение, равномерное давление на нажимной диск, малое изменение нажимного усилия при износе накладок.
Схема для расчета диафрагменной пружины представлена на рис. 2.6.
При проектировании рекомендуется принимать:
-количество лепестков 8... 20;
Рис. 2.6 - Схема для расчета диафрагменной пружины: 𝑃н - сила, действующая на нажимной диск, 𝑃выкл - сила, действующая на пружину при выключении сцепления 
; 𝐷𝑒 – наружный диаметр пружины.
Значения сил 𝑃н и 𝑃выкл связаны следующей зависимостью:
.
Откуда:
При расчете на прочность определяют напряжения в наиболее нагруженном месте пружины - в середине основы лепестка В - при деформации пружины:
|
|
Полученное напряжение сравнивается с пределом текучести материала при растяжении (для стали 60С 
2А, из которой изготавливают пружину, это [𝜎] = 1400 МПа):
𝜎 = 802 МПа < [𝜎] = 1400 МПа.
Условие прочности выполняется.
Определение полного хода нажимной втулки
Полный ход нажимной втулки, необходимый для выключения муфты:
𝑆в = 𝑆𝑥 + 𝑆р,
где 𝑆𝑥 – холостой ход, необходимый для выборки зазора между
торцами нажимной втулки и концами рычагов выключения муфты;
𝑆р – рабочий ход, необходимый для разъединения трущихся поверхностей.
Наличие зазора между нажимной втулкой и концами рычагов выключения обуславливается необходимостью обеспечения полного включения муфты при некотором износе трущихся поверхностей, когда этот зазор уменьшается. В противном случае муфта не будет включаться полностью. Значение этого зазора определяется допустимым износом фрикционных накладок. В существующих конструкциях этот зазор обычно равен 3…5 мм.
Рабочий ход втулки зависит от конструкции муфты и определяется уравнением:
𝑆р = ∆𝑓 ∙ 𝑧,
где ∆𝑓 – зазор между каждой парой трущихся поверхностей в
выключенном положени 
и муфты (в однодисковых муфтах ∆𝑓 = 0,8 … 1 мм); 𝑧 – число пар трущихся поверхностей.
𝑆р = 1 ∙ 1 = 1 мм
𝑆в = 4 + 1 = 5 мм
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе был выполнен анализ существующих конструкций муфт сцепления, рассмотрены требования, предъявляемые к муфтам сцепления автомобилей, назначение и целесообразность применения муфт сцепления на автомобилях.
|
|
В ходе конструкторской разработки были выполнены обоснование и выбор конструкторско-технологической схемы проектируемого узла автомобиля, а также выполнен расчет муфты сцепления.
Проведенный конструкторский расчет подтвердил правильность выбора параметров муфты сцепления, размеров ее элементов и материалов, из которых они изготовлены.
Работоспособности и увеличения ресурса работы муфты сцепления удалось добиться за счет оптимизации ее конструктивных параметров.