Memoriu justificativ de calculSkoda Octavia 1.9 TDI

1.Determinarea momentului de frecare :Pentru transmiterea de ctre ambreiaj a momentului motor maxim, fr patinare pe toat durata de funcionare (chiar i dup uzura garniturilor de frecare) este necesar ca momentul de frecare Ma al ambreiajului s fie mai mare dect momentul maxim al motorului. n acest scop se introduce n calcul un coeficient de siguran care pentru autoturisme ia valori ntre 1,3...1,75 - se alege coeficientul de siguran al ambreiajului :

:= 1.65

- se cunoate momentul motor maxim : Mmax := 23.5 daNm Momentul de calcul al ambreiajului este dat de relaia : Mc := Mmax Mc = 38.775 daNm

2.Determinarea razelor discului de ambreiaj:Raportul dintre raza interioar i raza exterioar a discului este pentru ambreiajele de automobilC := 0.53.. 0.75 C := 0.65

Coeficientul ce ine seama de tipul automobilului i de tipul ambreiajului este :

:= 25 .. 30

cm

2

daNm

:= 27

cm

2

daNm

Numrul perechilor suprafeelor de frecare ale ambreiajului : i := 2

14

15

Raza exterioar a discului de ambreiaj se determin cu relaia : Re :=

1 C icm

(

Mmax2

)

Re = 13.224

Re := 12

cm

Raza interioar a discului de ambreiaj este : Ri := C Re Ri = 7.8Se ia valoarea dat de producator:

cm cm

Ri := 7.75

Raza medie a discului de ambreiaj se calculeaz cu relaia : Rm :=2 3

Re Ri Re Ri2

3

3 2

Rm = 10 .027

cm

3.Calculul garniturilor de frecare:Se calculeaz suprafaa garniturii de friciune cu relaia : A := Re Ri i A = 527.395 - coeficientul de frecare

(

2

2

)

cm

2

:= 0.25.. 0.3

:= 0.27

- raza medie a garniturii de friciune Rm := 11.27 cm - momentul de calcul al ambreiajului Mc := 42.75102daNcm

16

Fora de apsare asupra discurilor ambreiajului: Mc F := i RmF = 702.455 daN

- diametrul exterior al garniturii de friciune De := 2Re De = 24mm cm De := 27.6

- diametrul interior al garniturii de friciune Di := 2Ri Di = 15.5mm

Di := 18

cm

- momentul motor maxim Mmax := 25.4102 daNcm

Presiunea specific dintre discurile ambreiajului se calculeaz cu relaia: p :=4 Mmax i

( Decm

2

Di Rm

2

)

p = 2.003

daN2

4.Calculul arcurilor ambreiajului: 4.1. Calculul arcurilor periferice- fora dat de un arc este : Fa1 := 40 0.. 800 Fa1 := 750 [N] [N]

- numrul arcurilor de presiune : na := 4 Fora total pe care trebuie s-o dezvolte arcurile periferice este : Fa := na Fa1 Fa = 3 103 [N]17

Fora dezvoltat de un singur arc pentru ambreiajul decuplat este : Fa2 := 1.15.. 1.25Fa1 Fa2 := 1.15Fa1 Fa2 = 862.5 [N] Raportul dintre diametrul mediu de nfurare al arcului i diametrul srmei arcului este:c=D/d

c := 5 .. 8

c := 5

Coeficientul de corecie al arcului se calculeaz cu relaia: 4 c 1 0.615 k := + 4( c 1) c k = 1.311 Arcurile periferice sunt solicitate la torsiune. Pentru arcurile de ambreiaj rezistena admisibil la torsiune este: ta

:= 7000 daN/cm2

Diametrul srmei arcului se determin cu relaia: d := 10d = 4.5348 k Fa2 c 10 ta

mm d := 4 mm

Se alege din STAS 893-67 :

Diametrul mediu de nfurare al arcului este:D := c d D := 20 mm

- numrul discurilor conduse: nd := 1 - jocul dintre o pereche de suprafee de frecare pentru decuplarea complet a ambreiajului: jd := 0.75.. 1.5 mm jd := 0.75 mm

Sgeata suplimentar corespunzatoare deformrii arcului la decuplarea ambreiajului se determin cu relaia: f1 := 2 nd jd f1 = 1.5 mm18

Rigiditatea arcului este: k1 := Fa2 Fa1 f1

k1 = 75 - modulul de elasticitate transversal: N 4 G := 810 2 mm Numrul de spire active se calculeaz cu relaia: ns := G d8 D3 4

k1

ns = 4.267 Se recomand ca numrul de spire active s fie: ns 5 Se alege numarul de spire ns := 5 Sgeata arcului f1 corespunzatoare ambreiajului decuplat se determin cu relaia:8 Fa2 D3

f1 :=

ns

Gd

4

f1 = 13.477

mm

Distana minim dintre spire pentru ambreiajele de automobil este: js := 1 Lungimea arcului n poziia decuplat a ambreiajului este: L1 := ( ns + 2) d + js ( ns + 1) L1 = 34 mm

Lungimea arcului n stare liber se determin cu relaia: L0 := L1 + f1 L0 = 47.477 mm19

- uzura admisibil pentru o garnitur de frecare este:u 1 u 1

:= 1.5 .. 2 := 1.5

mm

mm

Uzura admisibil pentru garniturile de frecare ale ambreiajului se determin cu relaia:u u

:= 2nd u 1 =38 Fa1 D3

Sgeata f a arcului elicoidal se determin cu relaia: f := ns4

Gd

f = 11.719 mm Sgeata arcului corespunztoare ambreiajului cuplat avnd uzura maxim a garniturilor de frecare este: f2 := f u

f2 = 8.719 f2 f

mm

Fora dezvoltat de arc cnd ambreiajul este decuplat se determin cu relaia: Fa3 := Fa1 Fa3 = 558

N

- raza medie a garniturii de friciune Rm := 84.1 mm - coeficientul de frecare

= 0.27

Momentul de frecare al ambreiajului dup uzura garniturilor de frecare este: M'a := Fa3 na Rm M'a = 5.0 68 104 Nmm

- momentul motor maxim este: Mmax := 25410 320

Nmm

- coeficientul de siguran dup uzura garniturilor de frecare este: M'a u := Mmaxu

= 1.995 105

Pentru transmiterea de ctre ambreiaj a momentului Mmax fr patinare, cnd garniturile de frecare sunt uzate, trebuie ca u 1 - randamentul mecanismului de acionare este:a

:= 0.8.. 0.98 := 0.85

Se alege:

a

Pentru calculul lucrului mecanic necesar debreierii se utilizeaz relaia: Ld := Fa1 + Fa2 1 na2 a

Ld = 3.794 103 Nmm Ld are valori cuprinse n intervalul 5..25 Nm

Ld := 5.82

Nm

4.2. Calculul arcurilor centrale- momentul motor maxim Mmax = 0.254Nmm

- raza medie a garniturii de friciune Rm = 84.1mm

- coeficientul de siguran al ambreiajului

= 1.65= 0.27 Mmax i Rm

- coeficientul de frecare

Fora de apsare asupra discurilor ambreiajului este: F :=

21

F = 9.228 10 3

N

- coeficientul care ine seama de forele de frecare pentru ambreiajul monodisc cf := 0.9.. 0.95 Fora de apsare a arcurilor de presiune este: F Fa := cf Fa = 0.01 N Fora datorat arcurilor care ajut la obinerea unei debreieri complete este: Fr := F + cf Fa Fr = 0.0 18 ip := 4.5 .. 8 N ip := 6.5 cf := 0.92

- raportul de multiplicare al prghiilor lamelare este:

Fora dezvoltat n arcul central se determin cu relaia: Mmax

Fc :=

i Rm

+ Fr

cf ip

Fc = 4.63 10 3N

5. Elemente de calcul pentru dimensionarea i verificarea arborelui ambreiajului 5.1. Determinarea diametrului interior al arborelui ambreiajuluiArborele ambreiajului este solicitat la torsiune de ctre momentul de calcul al ambreiajului Mc. Se cunoate: - coeficientul de siguran al ambreiajului - momentul motor maxim - solicitarea admisibil la torsiune ta

= 1.65 daNcm daN

Mmax ta

:= 1000.. 1300

cm Arborele ambreiajului are o poriune canelat pe care se deplaseaza butucul discului condus22

:= 1300

daN2

cm

2

Diametrul interior al arborelui se determin cu relaia:3

di :=

Mmax

0.2 ta

di = 0.117

cm

Din STAS 1768-68 se alege arborele canelat cu urmtoarele caracteristici: -diametrul interior - diametrul exterior - numrul de caneluri - limea canelurii di := 12 D := 30 z := 6 b := 5 mm mm mm

5.2. Verificarea canelurilorAtt canelurile arborelui ct i cele ale butucului trebuie verificate la strivire i forfecare. Pentru determinarea forei care solicit canelurile se cunosc: - diametrul interior - diametrul exterior di := 1.2 cmD := 3 cm

- coeficientul de siguran al ambreiajului - momentul motor maxim

= 1.65 daNcm

Mmax := 285103

Fora F care solicit canelurile se consider c este aplicat la o distan egal cu raza medie a arborelui canelat i se determin cu relaia: F :=2

Mmax

D + di

F = 2.239 105 daN Lungimea butucului discului condus este l := D l =3 cm

23

nlimea canelurii este data de relaia: h := D di2

h = 0.9 cm

Verificarea la strivire n cazul ambreiajului monodisc se efectueaz cu relaia F ps := zl h daN ps = 1.382 104 2 cm Solicitarea admisibil la strivire este conform relaiei psa := 200.. 250 daN2

cm Efortul unitar de forfecare se determin cu relaia:f

:=

F zl b

f

= 2.488 103

daN cm daN cm2 2

Solicitarea admisibil la forfecare este

af

:= 20 0.. 300

6. Calculul discurilor ambreiajului 6.1 Calculul elementelor de fixare i ghidare ale discurilor de presiunen cazul discurilor de presiune ale ambreiajelor monodisc se face numai o verificare la strivire a suprafeelor de legatur ntre disc i carcas sau ntre disc i boluri.z := 4 R := 60 mm

- numrul de boluri de ghidare: - raza cercului pe care sunt dispuse prezoanele: - suprafaa de strivire: - momentul motor maxim Presiunea specific de strivire este: ps :=

A := 3.829 104 Mmax = 2.85 105

mm

2

N mm

Mmax

R zA

ps := 10

N mm2

24

Presiunea specific admisibil la strivire este 10..12

N mm2

- braul forei tangeniale care revine discului de presiunea' := 14 mm

- numrul de prezoane Z := 4 Fora tangenial care revine discului de presiune este: F1 := Mmax 2 ZR

F1 = 979.688 N Momentul ncovoietor care solicit prezonul este: Mi := F1a' Mi = 1.372 104 Nmm - diametrul prezonuluid := 7 mm Solicitarea la ncovoiere se determin cu relaia:i

:=

Mi0.1d3

i

= 399.872

N mm2

-fora dezvoltat de arcurile de presiune este Fa = 0.01N

Prezoanele sunt solicitate i la ntindere de ctre arcurile de presiune. Fora care revine unui prezon se determin cu relaia: Fp := 1.2 Fa ZN

Fp = 3.009 10 34 Fp

Solicitarea la ntindere se calculeaz cu relaia:t

:=

d

2

25

t

= 7.819 10 5

N mm2

Efortul unitar total n prezon este: rez := i + t

rez := 60

N mm N mm2 2

Se admite:

a

:= 60 .. 80

6.2.Calculul discului condusNiturile de fixare a discului propriu-zis de butuc sunt confecionate din OL34 i se verific la forfecare i la strivire. - numrul niturilor - raza cercului pe care sunt dispuse niturile - seciunea transversal a nitului Verificarea niturilor la forfecare se face cu relaia:f

Zn := 16 rn := 60 mm An := 36 mm2

:=f

Mmax

rn Zn An = 13.607 fa

Solicitarea admisibil la forfecare este

30

N mm2

- lungimea parii active a nitului ln := 9 mm - diametrul nitului dn := 4 mm Verificarea niturilor la strivire se face cu relaia: ps :=

Mmax N mm2

rn Zn dn ln

ps = 13.607

26

Solicitarea admisibil la strivire este

psa := 80 .. 90

N mm2

Calculul arcurilor elementului elastic suplimentar se face punnd condiia ca momentul Me care comprim arcurile pn la opritor s fie egal cu momentul determinat de fora de aderen a roilor motoare ale automobilului. - sarcina dinamica ce revine punii motoare G2 := 4109.81 G2 = 4.022 103N

- coeficientul de aderen

:= 0.8

- turaia la puterea maxim rot nP := 4100 min - turaia la viteza maxim nvmax := 1.2nP nvmax = 4.92 103 rot min

- viteza maxim a automobilului vmax := 55.83 - marca anvelopei m s 205/55 R16

- limea profilului anvelopeiB := 205 mm

- diametrul interior al anvelopei d := 16 toli d := 1625.4 d = 406.4 mm

- nlimea profilului anvelopei H := 0.85B H = 174.25 - diametrul exterior 27 anvelopei al mm

Du := d + 2 H - raza nominal a roii rn := Du2

Du = 754.9

mm

rn = 377.45 mm

- raza liber a roii r0 := rn r0 = 377.45mm

- coeficientul de deformare

:= 0.930.. 0.935:= 0.930

pentru pneurile de joas presiune

- raza de rulare a roii rr := r0 rr := 0.351 m - raportul de transmitere al transmisiei principale i0 :=

rr = 351.0 29 mm

nvmaxrr30vmax

i0 = 3.239 - raza de rulare a roii rr = 0 .351m

- raportul de transmitere al treptei nti a schimbtorului de viteze is := 3.8 Me := G2 rr i0 is

Me = 91.756 Nm - numrul arcurilor elementului elastic suplimentar Ze := 6 - raza de dispunere a arcurilor Re := 0.04 m Fora care solicit un arc al elementului elastic suplimentar este dat de relaia: Fe := Me Ze Re28

Fe = 382.316 D := 15 mm

N

- diametrul exterior al arcului

- diametrul srmeid := 3 mm

- raportul dintre diametre D c := c =5 d - coeficientul de corecie al arcului k := 1 0.615 + 4 ( c 1) c4 c

k = 1.311

- numrul total de spire ns := 6 Arcul elementului elastic suplimentar se verific la torsiune cu relaia:t t

:=

8 k Fe D

d

3

= 70 8.80 5 := 800.. 1000 daN mm2

ta

7. Calculul mecanismului de acionareSe definesc urmatoarele mrimi: - raportul de transmitere al mecanismului de acionare mecanic ia := 30 .. 45 m := 0.8.. 0.85

ia := 40m

- randamentul mecanismului de acionare mecanic := 0.85 - raza medie a garniturilor de frecare Rm = 84.1 - coeficientul de frecare

mm

= 0.27

29

- numrul de perechi de suprafee de frecare sp := ( sl + j - coeficientul de siguran al ambreiajului d ip i ) it

i := Cursa total a pedalei2este: = 1.65

- momentul motor maxim

sp = 154.5 mmdaNmm

8. Calculul pedalei de acionareMmax := 10 .2103 8.1 Calculul furcii

Fora de acionare aeste solicitat la ncovoiere. Furca de decuplare pedalei la decuplarea ambreiajului este dat de expresia: Mmax Fp :=- braele prghiei de debreiere: i Rmia m f := 20 mm

Fp = 10.9

e := ip f daN

e = 84

mm

- fora complete ambreiajului presiune Fora Fp necesar decuplrii dezvoltatade arcurile de trebuie s fie cuprins ntre limitele: Fa = 0.01 Npentru autoturisme Fp := 10 .. cu daN Fora cu care furca acioneaz 15 ambele brae asupra mansonului de decuplare se determin cu relaia: - cursa libera a mansonului f F2 := 1.2Fa e sl := 2 .. 4 mm sl := 4 mm

- jocul=care trebuie realizat ntre fiecare pereche de F2 2.866 10 3 N suprafee de frecare pentru o decuplare complet a ambreiajului jd = 0.75 mm - raportul de transmitere al prghiilor de debreiere ip := 4.2 - numrul perechilor de suprafee de frecare i := 2 Deplasarea total a mansonului rulmentului de presiune sm := sl + jd ip i sm = 10.3mm

- raportul de transmitere al pedalei i al furcii it := 1530