Upload
doanhanh
View
214
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
2
2
Tengelykapcsoló
Tervezési feladat
1. Méretezéshez szükséges járműadatok meghatározása:Motornyomaték, beépítési környezet, csatlakozó méretek, működtetőerő,járműtömeg, váltóáttételek, kerékméret.
2. Nyomatékátviteli biztonsági tényező számítása.3. Hőterhelés számítása.4. Tányérrugó geometria és beépítési helyzet meghatározása.5. Betétrugózási jelleggörbe kiválasztása.6. Áttétel, nyomólap-elemelkedés meghatározása7. Laprugók méretezése (merevség, előfeszítés).8. Szegecsek ellenőrzése nyírásra.9. Kuplung-jelleggörbék analitikus számítása új állapotban és kopásban:
működtetőerő, szorítóerő, nyomólap-elemelkedés.10. Torziós jelleggörbe meghatározása.11. Szerelhetőség ellenőrzése.12. Kopási tartalék ellenőrzése.13. Összeállítási rajz elkészítése (lendítőkerék, váltóharang, kuplungszerkezet,
kuplungtárcsa, kinyomócsapágy, működtető mechanizmus)
4
4
Tengelykapcsoló
1. Kiindulási adatok, jelölések
Mm : Motornyomatéki 1 : 1. fokozat áttételei d : Differenciálmű áttételeRk : Kerék gördülési sugara - számítandó a kerékméretbőlm : a jármű megengedett legnagyobb össztömegenm : Elinduláskor használt fordulatszám - ~1500-2500 1/percxp : pedálút - 120 .. 150 mmxa : Kinyomócsapágy útja (kinyomási út) - 7 .. 8 mmdk : Súrlódó felület külső, ésdb : Belső átmérőjev : Szükséges kopási tartomány - 1,5 .. 2 mms : Biztonsági tényező - 1,3 .. 1,5cz : Tányérrugó nyelvek merevsége - számítandó (analitikus / FEM)cd : Fedél merevsége - számítandó (FEM)dA : Kinyomócsapágy átmérője - Ø40 .. Ø50 mmFAx : Kuplungszerkezet szorítóereje - számítandó (2. pont)z : Súrlódó felületek száma - 2 ..4µ : Súrlódási tényező - 0,3 .. 0,35rm : Közepes súrlódási sugár - számítandó
5
5
Tengelykapcsoló
1. Kiindulási adatok, jelölések
vo: Járműsebesség nm fordulatszámnálFL: Laprugóelófeszítés adott üzemi pontbanB : A tányérrugó mindenkori beépítési helyzete (lásd 4. pont)B0 : A tányérrugó beépítési helyzete új állapotbanBk: A tányérrugó beépítési helyzete kioldott állapotbanBv : A tányérrugó beépítési helyzete kopott súrlódó betétek eseténFTR : A tányérrugó mindenkori előfeszítése - 3 000 .. 10 000 NlBR : Betétrugózás hossza - 0,6 .. 0,9 mma : A nyomólap elemelkedése a zárt állapotból, a tk. működtetésekor – 1,3 .. 1,6 mmFA : Kinyomóerő, a kinyomócsapágyon - 1000 .. 2000 NFD : Fedélerő (a tányérrugó és a fedél között ébredő erő)hAL : Nyomólapfül magassága a felcsavarozási felülettőlhDL : Laprugó felfekvő felületének magassága a fedélenEM : A tengelykapcsoló beállítási mérete: a felcsavarozási felület és a súrlódó felület
távolsága.
6
6
Tengelykapcsoló
1. Kiindulási adatok, jelölések
MTFl1
l2dA
dbk dk
k
FAx
FL
FTR
FTR
FD
FA
x
y+
B
hDL
hAL A
C
7
7
Tengelykapcsoló
2. Nyomatékátviteli biztonsági tényező számítása
zrFM mAxkuplung ×××= m
22
33
31
bk
bkm dd
ddr--
=
m
kuplung
MM
s =
, ahol
5,1....3,1=s
Cél:FAx meghatározása oly módon, hogy:
8
8
Tengelykapcsoló
3. Hőterhelés számítása
Cél:
sík úton, és
, ahol
A : az összes súrlódó felület nagysága, ésmn : a nyomólap tömege.
2/40 cmJA
W<
kgKJmW
N
/25<
9
9
A kuplungrendszerben elinduláskor hővé alakuló munkaveszteség :
Tengelykapcsoló
3. Hőterhelés számítása
Y-×××=
MMMvmW
i
i202
1d , ahol
Mψ : a váltó behajtó tengelyére redukált fékezőnyomaték(számítandó a menetellenállásokból)
Mi : a motor által nm fordulatszámon leadott nyomaték sík úton,(nyomatékjelleggörbe alapján, ennek hiányában:0,95 Mm dízelmotorra0,85 Mm benzinmotorra
Cél:
sík úton
A : az összes súrlódó felület nagysága, ésmn : a nyomólap tömege
2/40 cmJA
W<
11
11
Tengelykapcsoló
4. Tányérrugó geometria meghatározása
Változtatható paraméterek (bekeretezve):
Kritériumok:- anyagvastagság változtatása 0,05 mm-es lépcsőkben lehetséges;- meredekség változtatása 0,01 mm-es lépcsőkben lehetséges.
B
s10
dbk
dkk
10
12
12
Tengelykapcsoló
4. Tányérrugó geometria meghatározása
A tányérrugó jelleggörbéjének számítására az Almen – László képletalkalmazandó.Ez jó közelítést ad a tányérrugó út-erő jelleggörbéjére, és az egyes élekben ébredőfeszültségekre is.
13
13
Tengelykapcsoló
4. Tányérrugó geometria meghatározása
A tányérrugó geometriáját oly módon kell meghatározni, hogy a mellékelt ábraszerint számítható σm és σa megengedhetőek legyenek a választott anyagra.
B
FTR
B0
Inflexiós pont, sík állapot.
Bk-B0=a+Fkmaxcz
σa
σm
14
14
Tengelykapcsoló
4. Tányérrugó geometria meghatározása
Cél:Jelleggörbe kiszámítása az előző oldal szerint meghatározott geometriávala következő feltételek szerint:
B
FTR
min. v
B0
Inflexiós pont, sík állapot.Bv
min. FAx+FL
15
15
Tengelykapcsoló
5. Betétrugózási jelleggörbe kiválasztása
A motornyomaték függvényében kiszámított szorítóerő alapján történik.Az erő és a szükséges áttétel ismeretében határozandó meg.Kezdeti meredeksége döntően befolyásolja a jármű indíthatóságát.
lBR
FAx
Zárt tk.Oldott tk.
Nyomólap elmozdulás
16
16
Tengelykapcsoló
6. Áttétel, nyomólap-elemelkedés meghatározása
A nyomólap elemelkedése oldott állapotban:
Cél:
dTRk
zKa cFi
cFxa ×-×-
@ 0max
7,0min += BRla
17
17
Tengelykapcsoló
7. Laprugók méretezése
( )33
dlsbEC L
LR -×
×=
Egy laprugó merevsége:
l
sL
b d
18
18
Tengelykapcsoló
7. Laprugók méretezése
Cél:- Kiemelt kuplungnál a laprugók legyenek képesek megtartani kb. a nyomólap
súlyát.- Szállítási helyzetben a hajlítófeszültség ne haladja meg a választott anyag
folyáshatárát.A szállítási helyzetet az az állapot határozza meg, amikor a tányérrugó nyelvekfelütköznek a fedél belső átmérőjén (C pont), vagy ha a laprugók lépcsősszegeccsel vannak szerelve, akkor ezek felütköznek a fedélen (A pont).Ezt a helyzetet úgy kell meghatározni, hogy lehetővé tegye a teljes kopásitartomány kihasználását, de a laprugók a lehető legkisebb hajlító igénybevételtszenvedjék el.
- A laprugók a motornyomaték felét átviszik a fedélről a nyomólapra.Elhelyezésüket a motor forgásirányának ismeretében úgy kell meghatározni, hogyhúzásra legyenek igénybe véve.
- A laprugókat szükséges kihajlásra méretezni. A számítás során a mindkét végénbefogott rúd esetét kell alkalmazni. A terhelő erőt a max. motornyomaték 10-szereseként kell figyelembe venni.
19
19
Tengelykapcsoló
7. Laprugók méretezése
Δh
FB
1.
1. Új állapot
2. Kinyomott állapot (a)
3. Kopás (v)
4. Szállítási helyzet (t)
4.
t
3.
v
2.
a
Feladat:- A laprugómerevség ismeretében a laprugóerő jelleggörbe felrajzolása- A nyomólap és a fedél geometriájának ismeretében (hAL, hDL, EM) az
egyes pontok berajzolása a laprugó-jelleggörbébe.
20
20
Tengelykapcsoló
8. Szegecsek méretezése
A laprugószegecseket a motornyomaték nyírásra veszi igénybe, ezértszükséges ennek az ellenőrzése. Mivel a motornyomaték fele alendítőkerékről közvetlenül a tárcsára adódik, a laprugóknak a motornyomatékfelét kell átvinniük a fedélről a nyomólapra.A szegecseket (és a laprugókat) terhelő erő optimálása érdekében a laprugót anyomólaphoz és a fedélhez rögzítő szegecsek gyakran nem azonos átmérőnhelyezkednek el.
Cél:- 2-es biztonsági tényező nyírásra, a motor forgatónyomatékából származó
igénybevétellel szemben.- A szegecsszárak átmérője általában 5, 6 vagy 7 mm.
21
21
Tengelykapcsoló
8. Szegecsek méretezése
A súrldó betétet a rugószegmensekhez és a szegmenseket amenesztőtárcsához rögzítő szegecseket hasonló módon nyírásra szükségesellenőrizni. Ezeknek azonban a teljes motornyomatékot át kell vinniük.A tk. tárcsákon általában 8 (vagy 8x2) rugószegmens található, így a motornyomaték16 szegecs között oszlik meg a betéten.
22
22
Tengelykapcsoló
9. Kuplung jelleggörbék analitikus számítása
Meghatározandó a tengelykapcsoló szorítóerő (FAx), működtetőerő (FA),nyomólap- elemelkedés (a) és fedélerő (FD) jelleggörbéje a kinyomócsapágyáltal megtett út függvényeként.
Képletek a mellékletben, még le kell ellenőriznem.
25
25
Tengelykapcsoló
10. Torziós jelleggörbe meghatározása
1
2
3
4
5
6
7
Meghatározandó a torziós jelleggörbe a fentiperemfeltételekkel.A hiszterézis (súrlódó nyomaték) létrehozásatányérrugóval (6) történik, mely nyelvekkel kapcsolódikaz 5 (tárcsához), hogy elfordulás ellen biztosítvalegyen. A súrlódó erő/nyomaték a (7) műanyag gyűrűnébred.
Cél, kritériumok:- nyomórugók száma 4 vagy 6- a maximális elfordulást a (3) távtartócsapon
felütköző (4) agykarima kell korlátozza oly módon,hogy a rugó menetei nem ütközhetnek felegymáson.
26
26
Tengelykapcsoló
10. Torziós jelleggörbe meghatározása
A valóságban gyakran alkalmaznak többfokozatú jelleggörbét (általában max. 4)a jobb izoláció eléréséhez alacsony terheléseknél.
28
28
Tengelykapcsoló
10. Torziós jelleggörbe meghatározása
F
m
MRr1r2
a [°]H
MR M
R
M[N
m]
Súrl.erő:
FR = F x m
Súrl. nyomaték
MR = FR x rm
Köz. súrl. sugár:
rm = (r1 + r2) / 2
Hiszterézis
H = 2 x MR
Az F előfeszítő erőt a (4) agykarima és az (5) ellentárcsa által előfeszített (6)tányérrugó biztosítja.
1
2
3
4
5
6
7
29
29
Tengelykapcsoló
10. Torziós jelleggörbe meghatározása
A nyomórugók geometriáját úgy kell meghatározni, hogy a menetek Mzár
nyomaték hatására bekövetkező elfordulás esetén se ütközzenek fel egymáson.Ezt a terhelést a (3) távtartócsapok kell felvegyék. Ezeket az Mzár
nyomaték által okozott nyírásra kell ellenőrizni. A másik fontosszempont a méretezésük során a középső hengeres részhosszának meghatározása. Ez és az (5) ellentárcsa geometriájahatározza meg a (6) tányérrugó előfeszítését.Utóbbit úgy kell megállapítani, hogy a (7) műagyag gyűrű néhánytized mm-es kopása esetén is legyen elég szorítóereje a szükségeshiszterézis létrehozásához.
1
2
3
4
5
6
7
30
30
Tengelykapcsoló
11. Szerelhetőség ellenőrzése
Ellenőrizni kell a tervezett szerkezet sorozatgyártásra való alkalmasságát.- a rugók előfeszítése megoldható –e- a távtatócsapok, szegecsek betalálnak –e a számukra kialakított furatokba- tk. csavar hossza elegendő –e a tányérrugó előfeszítéséhez- a szegecskötések alkalmasak –e arra, hogy a szegecselés sorána szerszám ellentarthasson a szegecselő bélyegnek- megoldandó az egyes alkatrészek pozicionálása, központosításapl. a tárcsa súrlódó gyűrűje, vagy a tk. tányérrugója.
1
2
3
4
5
6
7
31
31
Tengelykapcsoló
12. Kopási tartalék ellenőrzése
min. v/2
A súrlódó betétek axiális méretét úgy kell meghatározni, hogy a tk. kopásitartományát kihasználva is maradjon légrés a súrlódó felület és abetétszegecsek feje között.Mivel a lendítőkerék tömege általában nagyobb, mint a nyomólapé, ezértkevésbé melegszik fel, így a tárcsa motoroldali betétjén általában kisebbkopás jelentkezik, mint a váltóoldali betéten.
32
32
Tengelykapcsoló
13. Működtető rendszer
Hidraulikus kuplung kinyomó csapágy
Hidraulikus kuplung kinyomó munkahenger
Sebességváltó hajtótengely
Tengelykapcsoló szerkezet
KuplungtárcsaLendítőkerék
Kuplung ház
VezetékPedálbox
KuplungpedálCsillapítók
Holtponti rugóKiegyenlítő tartály
34
34
Tengelykapcsoló
13. Működtető rendszer
Központi kinyomócsapágy munkahenger műanyag házzal, acél vezető-persellyel:
35
35
Tengelykapcsoló
14. Összeállítási rajz
Tartalmazza a tengelykapcsoló, és a tárcsa keresztmetszetét zárt, oldottállapotban, és kopásban, lásd 3. oldal.Felülnézet mindkét alkatrészről:- kuplungszerkezet: a felcsavarozási kép ábrázolásával,- kuplungtárcsa: a rugók elhelyezésének és az elfordulási szöget behatároló
agykarima/távtartócsapok ábrázolásával.Oldalnézet a laprugók környezetéről.Kinyomócsapágy, működtető mechanizmus (pedálig).
36
36
Tengelykapcsoló
14. Összeállítási rajz
Ellenőrzendők a következők:
- tányérrugó pozíciója kinyomott állapotban (nem ütközhet a tárcsával, és nemérhet hozzá a kinyomócsapágyhoz a kinyomási átmérőn kívül),
- kinyomott állapotban a nyomólap és a tányérrugó nem ütközhetnek a fedélnek.- Ellenőrizni kell a kinyomócsapágy működési tartományát. A két legszélső
pozíciója lehetővé kell tegye a tk. teljes oldását, ill. kopott állapotban semütközhet fel a visszanyomott munkahenger.
- Az egyes rendszerelemek között megfelelő távolságokat kell biztosítani kopottbetétek esetén is:
- kopott betéteknél ellenőrzendő a tányérrugó mozgási tartománya. Nem ütközhet afedélnek vagy a váltóháznak,
- a tárcsa csillapító / agy része a betétek kopásával párhuzamosan elmozdul amotor felé (zárt tk. esetén), a lendítőkerék felé ehhez helyet kell biztosítani.
- Oldott tk.nál a tárcsa a betétrugózás miatt elmozdul a váltó irányába, a tk. feléennek helyet kell biztosítani.