Нажимные пружины

В нажимных механизмах сцепления применяют цилиндрические, конические и тарельчатые пружины, изготовленные из марганцовистой стали. Для пружин сцеплений автомобилей ГАЗ, ЗИЛ, УраЛ применяется сталь 65Г, для пружин сцеплений МАЗ, КрАЗ, КамАЗ – сталь 85Г, 50ХФА.

Цилиндрическая нажимная пружина. Число пружин в сцеплении с периферийным расположением цилиндрических пружин, как уже отмечалось, должно быть кратно числу рычагов выключения. Усилие одной пружины (где – число пружин) не должно превышать 800 Н.

Усилие и деформация пружины взаимосвязаны:

, Н, (30) [ 4 ]

где – деформация пружины, м;

– модуль сдвига, для стали МПа;

– диаметр проволоки, м;

– число рабочих витков, полное число витков ;

– средний диаметр витка, м.

Все параметры пружин принимают в соответствии с ГОСТ 16118-70.

В значительной степени эксплуатационные качества сцепления определяются жесткостью пружины

. (31) [ 4 ]

Напряжения цилиндрической пружины

(32) [ 4 ]

[ τ ] = 700…900 МПа.

Двойная цилиндрическая нажимная пружина. При подборе двойных пружин необходимо принять некоторые допущения, например при одинаковой деформации двух пружин следует считать напряжение в этих пружинах одинаковым:

. (33) [ 4 ]

Задавшись жесткостью пружин

, (34) [ 4 ]

находим связь между деформацией и другими параметрами пружин:

; (35) [ 4 ]

. (36) [ 4 ]

Выразим и через и :

; (37) [ 4 ]

. (38) [ 4 ]

Подставим полученные значения в формулы для и :

; (39) [ 4 ]

. (40) [ 4 ]

Так как и , то

; (41) [ 4 ]

. (42) [ 4 ]

Конструктивно задавшись значениями и и варьируя значениями , , , , можно подобрать необходимые параметры пружин.

Данные по цилиндрическим нажимным пружинам сцеплений некоторых автомобилей приведены в таблице 11.

Таблица 11.

Параметры цилиндрических пружин сцепления	Марки автомобилей
ГАЗ-3110	ГАЗ-3307	ЗИЛ-431410	МАЗ-6422
Число пружин	9х2			14х2
Число рычагов выключения
Усилие одной пружины, Н	260+¸220
Диаметр проволоки , мм		4.2	4.5	4.5
Средний диаметр витка , мм	28.5	24.8	25.5	31.5
Число рабочих витков	7+¸9.5		8.5
Коэффициент жесткости, Н/мм	6.2¸10.7	29.8…32.4	36…40	13.6…15.8

Коническая пружина. Минимальная высота пружины может быть обеспечена в том случае, если навивка пружины позволяет при полном сжатии совместить все витки в одной плоскости. Упругая характеристика конической пружины нелинейная. Для пружин прямоугольного сечения усилие

; (43) [ 4 ]

жесткость

. (44) [ 4 ]

Напряжение пружин

. (45) [ 4 ]

В этих формулах и – стороны сечения проволоки, соответственно параллельная и перпендикулярная оси пружины; и – соответственно большой и малый диаметр пружины; и – коэффициенты, значения которых зависят от отношения :

		2,5	3,0
	0,246	0,258	0,267
	1,713	1,256	0,995

Диафрагменная нажимная пружина. Расчетная схема для определения параметров диафрагменной пружины приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Расчетная схема диафрагменной пружины

Диафрагменная пружина представляет собой пружину Бельвиля, модифицированную для использования в автомобильных сцеплениях. Давление пружины создается ее участком между опорными кольцами, установленными на заклепках на кожухе сцепления и наружным краем пружины, упирающимся в нажимной диск сцепления. Лепестки диафрагменной пружины (в сцеплениях автомобилей ВАЗ и АЗЛК их 18) одновременно являются рычагами выключения, их упругость способствует плавному включению сцепления. Толщина диафрагменной пружины сцепления находится в пределах 2.0…2.5 мм для легковых и 3.0…5.0 мм для грузовых автомобилей.

Усилие пружины

, Н, (46) [ 4 ]

где – модуль упругости, , МПа; (47) [ 4 ]

– модуль упругости первого рода, МПа;

– коэффициент Пуассона, ;

– высота пружины, м;

– толщина пружины, м.

По этому уравнению может быть построена зависимость нажимного усилия диафрагменной пружины от ее деформации.

Усилие выключения может быть подсчитано из условия равновесия

; (48) [ 4 ]

. (49) [ 4 ]

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

; (50) [ 4 ]

; (51) [ 4 ]

, (52) [ 4 ]

где – угловое перемещение;

– жесткость лепестков.

Наибольшее напряжение испытывает элемент пружины со стороны малого торца при повороте пружины на угол , т.е. когда пружина становится плоской. Здесь суммируются напряжения растяжения σ _р и напряжения изгиба лепестков:

; (53) [ 4 ]

. (54) [ 4 ]

В свободном состоянии .

Лепестки диафрагменной пружины испытывают наибольшее изгибающее напряжение у основания:

, (55) [ 4 ]

где – число лепестков;

– момент сопротивления изгибу в опасном сечении.

Момент сопротивления изгибу в опасном сечении

, м³ (56) [ 4 ]

где b – ширина опасного сечения, м

h – толщина опасного сечения, м

Для пружин различных типов применяются высокоуглеродистые стали марок 65Г,85Г,60С2 и др., допускаемое напряжение МПа.

Поиск по сайту: