Расчет и проектирование планетарных коробок передач (1034674), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Подвоздействием то же центробежной силы в этой камере формируется давление, равное давлениюмасла в бустере, возникающему под действием центробежной силы. Таким образом, на поршень сдвух сторон действует одинаковое давление, что приводит к его уравновешенному состоянию приотсутствии в бустере давления системы управления.
Преимуществом такого способа борьбы свозникающим под действием центробежной силы давлением заключается в том, что в этом случаеэто давление не участвует в формировании силы сжатия пакета фрикционных дисков, т.е.FП =P − PПР.pM4.4. Расчет ленточных тормозовРассмотрим равновесие элементарного участка тормозной ленты (рис.4.6). На концах участка действуют силы натяжения S и S+dS. Приращение натяжения обеспечивается силой тренияdS = dT = µdN ,где dN - нормальная сила давления ленты на тормозной барабан;µ - коэффициент трения.Проецируя все действующие силы на вертикальную ось, и пренебрегая бесконечно малымивеличинами высших порядков, имеемdN = Sdαили84dS= µ dαSРис.4.6.Интегрируя полученное уравнение в пределах 0≤α≤αx и S0≤S≤Sx, где αx и Sx - текущие значения угла и силы натяжения, получимlnSx= µα x ,S0откудаS x = S 0 e µα x .(4.6)Определим создаваемый тормозом момент при условии, что один конец тормозной лентыжестко закреплен, а ко второму приложена сила S0 (рис.4.6).
В соответствии с (4.6), сила на закрепленном конце лентыS1 = S 0 e µα .Из условия равновесия ленты, на которую действует тормозной момент Мт и натяжениеконцов S0 и S1, имеемM т = ( S1 − S 0 ) R = S 0 (e µα − 1) R.(4.7)При вращении барабана в противоположном направленииS1 =S0,e µαe µα − 1M т = ( S0 − S1 ) R = S0 µα R.e(4.8)85Сравнивая правые части формул (4.7) и (4.8), замечаем, что во втором случае тормозноймомент в еµα раз меньше, чем в первом. Таким образом, ленточный тормоз с одним закрепленнымконцом ленты может эффективно работать при вращении барабана лишь в одном направлении,поскольку в этом случае реализуется эффект самозатягивания.При затяжке ленточного тормоза равнодействующая сил S0 и SХ действует на барабан, вызывая изгибные напряжения в валу и нагружая его опоры. Геометрическое сложение сил S0 и SХдаетP = S 0 + S1 − 2S 0 S1 cos(2π − α ) .22При проектировании ленточного тормоза радиус тормозного барабана R и угол охвата αопределяются обычно конструктивными соображениями.
Ширина ленты b находится из условияобеспечения требуемого удельного давления qтах. Для его определения поделим обе части выражения dN=Sdα, на длину элементарного участка ленты dl и ширину ленты bdNdα=S.bdlbdlУчитывая, чтоdl= R , получимdαq=SSS= 0 e µα x = 1 .bR bRbRОткуда видно, что удельное давление возрастает от одного конца ленты к другому противнаправления вращения барабана (рис.4.4). Максимальное значение давленияqmax =S 0 µα S1.e =bRbRТаким образом, требуемая ширина тормозной лентыb=S1,R[q ]где [q] – допускаемое давление.4.4. Расчет обгонных муфтЧасто в автоматических коробках передач в качестве фрикционного элемента управленияиспользуются обгонные муфты (или муфты свободного хода), которые представляет собой механизм, позволяющий передавать крутящий момент только в одном направлении.Муфты свободного хода - это самоопределяющиеся механизмы, принцип работы которыхпостроен на их заклинивании при вращении только в направлении.
Они сами точно определяютмомент их включения и выключения. Кроме того, они не требуют привода управления ими. Это86обстоятельство значительно упрощает конструкцию и уменьшает габаритные размеры коробкипередач и, кроме того, в процессе эксплуатации муфты свободного хода не требуют регулировки.В настоящее время используются два типа муфт свободного хода: роликовые (рис.
4.7) и ссухариками (рис. 4.8).Рис.4.7.Рис.4.8.Использование муфт свободного хода в автоматических коробках передач позволяет, помимо улучшения качества включения, двигаться транспортному средству накатом без использования режима торможения двигателем.Рис.4.9.Рис.4.10.Рис.4.11.Рассмотрим более подробно работу муфты свободного хода на примере установки ее в одном планетарном ряду. В активном режиме работы двигателя мощность подводится к МЦК(рис.4.9). Сопротивление движению транспортного средства создает опору момента на водиле иМЦК через сателлиты стремится вращать БЦК против часовой стрелки. Муфта свободного ходасрабатывает и замыкает его на картер трансмиссии.
БЦК полностью останавливается, что позволяет водилу планетарного ряда вращаться, передавая момент двигателя к ведущим колесам автомо87биля. Планетарный ряд будет работать до тех пор, пока двигатель находится в активном режимеработы и БЦК пытается вращаться против часовой стрелки.При уменьшении частоты вращения двигателя, вызванного, например, закрытием дроссельной заслонки, водило становится ведущим звеном планетарного ряда. Это приводит к тому,что БЦК стремится вращаться по часовой стрелке, и ролики муфты расклиниваются.
Планетарныймеханизм переходит в нейтральное состояние и связи между ведущими колесами и двигателемнет. Хотя свободный ход обгонной муфты - ценное качество для выключения механизма при закрытии дроссельной заслонки, оно, однако, небезопасно в случае движения транспортного средства под уклон, когда необходимо иметь режим торможения двигателем. Для предотвращения такого режима работы планетарного ряда необходимо исключить муфту свободного хода из силовогопотока, и обеспечит рабочий режим планетарного ряда. В данном случае это можно сделать путемустановки тормоза БЦК (рис.4.10). Во время активного движения транспортного средства, допустим при разгоне или движении на подъем, тормоз не работает, потому что эффективна обгоннаямуфта.
При спуске или замедлении ленточный тормоз можно включить, и удерживать тем самымнеподвижным БЦК. Это обеспечивает связь двигателя с колесами, и, тем самым эффективное торможение двигателем.Муфта свободного хода не всегда имеет постоянную связь с картером. Из технических соображений она может быть отключена от картера АКПП (рис.4.11). Обгонная муфта в этом варианте может быть не эффективна, если дисковый тормоз, соединяющий ее внешнее кольцо с картером, выключен.На рисунке 4.12 показана схема сил, действующих в линиях контакта ролика с поверхностями внутреннего и внешнего кольца. Сила Р передается с ведущего на ведомое кольцо через ролик.Рис.4.12.Разложим силу Р, с которой ролик действует на ведомое кольцо, на нормальную N и тангенциальную или касательную F составляющие. Связь между этими двумя составляющими выражается зависимостью88F = Ntgϕгде φ - угол наклона.Тангенциальная составляющая F стремится заставить ролик проскользнуть по ведомомуэлементу.
Для того, чтобы обгонная муфта работала без проскальзывания, угол φ должен быть несколько меньше, чем угол трения α, определяемый соотношениемα=F.NЕсли угол φ больше угла трения α, то муфта не сможет передавать крутящий момент, т. е.она будет проскальзывать. С другой стороны, если угол φ будет значительно меньше угла трения,то для получения необходимой касательной силы потребуется большая нормальная сила, а поскольку эта сила ограничивается допускаемым напряжением сжатия ролика, то максимальная допустимая касательная сила и величина передаваемого крутящего момента муфты также будут ограничены. Поэтому рекомендуется конструировать муфты так, чтобы угол φ был несколько меньше угла трения. Обычно величина этого угла выбирается равной, примерно, 6°.В результате многочисленных исследований разработчики обгонных муфт пришли к выводу, что лучшей формой кулачковой поверхности или поверхности заклинивания является такаяформа, при которой угол наклона φ не изменяется в зависимости от диаметра ролика.
Для этогозаклинивающая поверхность должна иметь форму логарифмической спирали. Схема роликовоймуфты с заклинивающей поверхностью, выполненной по логарифмической спирали, показана нарисунке 4.13, на котором использованы следующие обозначения:Rr - радиус ролика;Rd - радиус цилиндрической поверхности ведомого кольца;Rc - радиус кривизны в точке контакта;Rv - радиус-вектор в точке контакта;L - длина перпендикуляра, проведенного из оси муфты (О) к радиусу ролика, проведенногочерез точку его контакта с внутренним кольцом.Линия, соединяющая две точки контакта ролика, образует с диаметром ролика, проведенным через одну из этих точек угол φ. Угол между этим диаметром и радиусом ролика, проведенного к другой точке контакта, равен 2φ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
