《汽車雙片摩擦片離合器設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《汽車雙片摩擦片離合器設(shè)計（29頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、0 汽車設(shè)計課程設(shè)計 題目: 汽車雙片摩擦片離合器設(shè)計 學(xué) 號： 姓 名： 專 業(yè)： 車 輛 工 程 班 級： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 1 摘要 離合器是汽車傳動系中的重要部件， 主要功用是是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機(jī)對傳動系的動力傳遞，保證汽車平穩(wěn)起步，保證傳動系統(tǒng)換擋時工作平順以及限制傳動系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載。膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型汽車上廣泛采用的一種離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。此設(shè)計說明書詳細(xì)的說明了輕型汽車膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)選擇以及計算過程。 本文采用系統(tǒng)化設(shè)計方法，把離合器分為主動

2、部分、從動部分、操縱機(jī)構(gòu)。通過對各個部分設(shè)計方案的原理闡釋和優(yōu)缺點(diǎn)的比較， 確定了相關(guān)部分的基本結(jié)構(gòu)及其零部件的制造材料。根據(jù)車輛使用條件和車輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設(shè)計步驟和要求，主要進(jìn)行了以下工作：選擇相關(guān)設(shè)計參數(shù)主要為：摩擦片外徑 D的確定，離合器后備系數(shù)的確定，單位壓力 P0 的確定。并進(jìn)行了總成設(shè)計主要為： 分離裝置的設(shè)計， 以及從動盤設(shè)計 （從動盤轂的設(shè)計） 和膜片彈簧設(shè)計等。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：離合器，雙片摩擦片，機(jī)械操縱，膜片彈簧 2 目錄 摘要 . 0 前言 . 4 第 1 章離合器的設(shè)計原理及其要求 . 5 1.1 離合器簡介 . 5 1.2 汽車離合器的主要的功用 . 5 1

3、.2.1 保證汽車平穩(wěn)起步： . 5 1.2.2 便于換檔： . 5 1.2.3 防止傳動系過載： . 5 第 2 章離合器設(shè)計的相關(guān)參數(shù)和要求 . 7 第 3 章離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計 . 8 3.1 離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計基本原理 . 8 3.2 離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計計算 . 8 3.2.1 摩擦因數(shù) f、摩擦面數(shù) Z 和離合器間隙t . 9 3.2.2 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 的確定 . 9 3.2.3 離合器后備系數(shù)的確定 . 10 3.2.4 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 TC . 10 3.5 單位壓力 P0 . 10 3.3 離合器摩擦片基本參數(shù)的校核 . 11 3.3.

4、1 最大圓周速度 . 11 3.3.2 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩c0T . 11 3.3.3 單位壓力0P. 11 3.3.4 單位摩擦面積滑磨功 . 12 第 4 章膜片彈簧設(shè)計 . 13 4.1 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 . 13 4.1.1H/h 比值的選擇 . 13 4.1.2 R 及 R/r 的確定 . 14 4.1.3 膜片彈簧起始圓錐底角 . 14 4.1.4 分離指的數(shù)目 n 和切槽寬1、2 及半徑 re . 14 4.2 繪制膜片彈簧的特性曲線 . 15 4.3 確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置 . 16 4.6 膜片彈簧強(qiáng)度校核 . 17 4.7 膜片彈簧材料及制造工藝 . 18 第

5、5 章扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計計算 . 19 5.1 扭轉(zhuǎn)減震器主要參數(shù)的選擇 . 19 5.1.1 極限轉(zhuǎn)矩jT . 19 5.1.2 扭轉(zhuǎn)剛度K. 19 3 5.1.3 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 T . 19 5.1.4 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 Tn . 19 5.1.5 減震彈簧的位置半徑 Ro . 20 5.1.6 減震彈簧的個數(shù) Zj . 20 5.1.7 減震彈簧總壓力 . 20 第 6 章從動盤總成設(shè)計計算 . 21 6.1 從動片. 21 6.2 從動盤轂. 21 第 7 章壓盤和離合器蓋得設(shè)計 . 23 7.1 壓盤幾何尺寸的確定 . 23 7.2 離合器蓋的設(shè)計 . 23 7.3 支承環(huán). 24 第 8 章

6、離合器的操縱系統(tǒng)設(shè)計 . 25 8.1 對離合器操縱機(jī)構(gòu)的基本要求 . 25 8.2 踏板位置. 25 8.3 踏板行程. 25 結(jié)論 . 27 參考文獻(xiàn). 28 4 前言 汽車從無到有并迅猛發(fā)展。從 20 世紀(jì)初到 20 世紀(jì) 50 年代，汽車產(chǎn)量大幅增加，汽車技術(shù)也有很大進(jìn)步，相繼出現(xiàn)了高速汽油機(jī)、柴油機(jī)：弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙面錐齒輪傳動、 帶同步器的齒輪變速器、 化油器、 差速器、 摩擦片式離合器、等速萬向節(jié)、液壓減震器、石棉制動片、充氣式橡膠輪胎等。 20 世紀(jì) 50 年代到 70 年代，汽車的主要技術(shù)是高速、方便、舒適、流線型車身、前輪獨(dú)立懸架、液力自動變速器、動力轉(zhuǎn)向、全輪驅(qū)動、低壓輪

7、胎、子午線輪胎都相繼出現(xiàn)。 20 世紀(jì) 70 年代至今，汽車技術(shù)的主要發(fā)展是提高安全性、降低排放污染。由此各種保障安全、減少排放污染的新技術(shù)、新車型相繼出現(xiàn)，如各種防抱死系統(tǒng)、電子控制噴油、電子點(diǎn)火、三元催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、電動汽車等。 現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展的方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1） 安全可靠應(yīng)用汽車防抱死制動系統(tǒng) （ABS） 、 汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng) （ASR） 、電控穩(wěn)定程序（ESP）、電子巡航控制系統(tǒng)（CCS）、安全帶、安全氣囊（SRS）等。 2）環(huán)境保護(hù)采用電控燃油噴射（EFI）、無分電器點(diǎn)火（DLI）、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、氣門升程與配氣相位可變控制系統(tǒng)、斷油控制、進(jìn)

8、氣壓力波增壓及廢氣渦輪增壓控制、共軌電控柴油噴射系統(tǒng)等技術(shù)。 3）節(jié)約能源 1、整車輕量化美國專家認(rèn)為今后輕量化的途徑主要是將目前汽車質(zhì)量 70%的鋼鐵材料換成輕的其他材料，特別是塑料和鋁。2、降低輪胎的滾動阻力采用子午線輪胎、高性能專用輪胎。3、降低空氣阻力汽車造型更加光順圓滑。 4）代用材料采用合成燃料、液化石油氣、壓縮天然氣、醇類燃料等代用燃料。 5）操縱輕便、乘坐舒適采用自動變速器、電控動力轉(zhuǎn)向、電控懸架、汽車空調(diào)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、不停車收費(fèi)系統(tǒng)、自動避撞系統(tǒng)等技術(shù)。 摩擦離合器是應(yīng)用的最廣泛也是歷史最久的一類離合器， 它基本上是由主動部分、從動部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主

9、、從動部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于結(jié)合狀態(tài)并能傳動動力的基本機(jī)構(gòu)， 而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。 在以內(nèi)燃機(jī)為動力的汽車機(jī)械傳動系中， 離合器用來切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證：在汽車豈不是將發(fā)動機(jī)與傳動系平順結(jié)合，使汽車能平穩(wěn)起步，在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系迅速徹底的分離，減少變速器中齒輪沖擊，以便于換擋：在工作中受過大的載荷時，考離合器打滑來保護(hù)傳動系，防止零件因過載而損壞。 隨著汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和功率的不斷提升、汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對離合器的要求越來越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片離合器結(jié)構(gòu)正在逐漸的向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展， 傳統(tǒng)的操

10、作形式正向自動操縱形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和使用壽命，適應(yīng)高轉(zhuǎn)速，增加傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操作，已成為離合器的發(fā)展趨勢。 5 第 1 章離合器的設(shè)計原理及其要求 1.1 離合器簡介 聯(lián)軸器、離合器和制動器是機(jī)械傳動系統(tǒng)中重要的組成部分，共同被稱為機(jī)械傳動中的三大器。它們涉及到了機(jī)械行業(yè)的各個領(lǐng)域。廣泛用于礦山、冶金、航空、兵器、水電、化工、輕紡和交通運(yùn)輸各部門。 離合器是一種可以通過各種操作方式，在機(jī)器運(yùn)行過程中，根據(jù)工作的需要使兩軸分離或結(jié)合的裝置。 對于以內(nèi)燃機(jī)為動力的汽車， 離合器在機(jī)械傳動系中是作為一個獨(dú)立的總成而存在的，它是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連的總成。目前，各種汽車

11、廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主從動部分之間的摩擦來傳遞動力且能分離的裝置。它主要包括主動部分、從動部分、壓緊機(jī)構(gòu)、和操縱機(jī)構(gòu)等四部分。 離合器作為一個獨(dú)立的部件而存在。它實際上是一種依靠其主、從動件之間的摩擦來傳遞動力且能分離的機(jī)構(gòu)。 1.2 汽車離合器的主要的功用 1.2.1 保證汽車平穩(wěn)起步： 起步前汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)， 如果發(fā)動機(jī)與變速箱是剛性連接的， 一旦掛上檔，汽車將由于突然接上動力突然前沖，不但會造成機(jī)件的損傷，而且驅(qū)動力也不足以克服汽車前沖產(chǎn)生的巨大慣性力，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降而熄火。如果在起步時利用離合器暫時將發(fā)動機(jī)和變速箱分離，然后離合器逐漸接合，由于離合器的主動部分與從動部

12、分之間存在著滑動磨擦的現(xiàn)象， 可以使離合器傳出的扭矩由零逐漸增大，而汽車的驅(qū)動力也逐漸增大，從而讓汽車平穩(wěn)地起步。 1.2.2 便于換檔： 汽車行駛過程中， 經(jīng)常換用不同的變速箱檔位， 以適應(yīng)不斷變化的行駛條件。如果沒有離合器將發(fā)動機(jī)與變速箱暫時分離， 那么變速箱中嚙合的傳動力齒輪會因載荷沒有卸除，其嚙合齒面間的壓力很大而難于分開。另一對待嚙合齒輪會因二者圓周速度不等而難于嚙合。即使強(qiáng)行進(jìn)入嚙合也會產(chǎn)生很大的齒端沖擊，容易損壞機(jī)件。利用離合器使發(fā)動機(jī)和變速箱暫時分離后進(jìn)行換檔，則原來嚙合的一對齒輪因載荷卸除，嚙合面間的壓力大大減小，就容易分開。而待嚙合的另一對齒輪，由于主動齒輪與發(fā)動機(jī)分開后轉(zhuǎn)

13、動慣量很小，采用合適的換檔動作就能使待嚙合的齒輪圓周速度相等或接近相等，從而避免或減輕齒輪間的沖擊。 1.2.3 防止傳動系過載： 6 汽車緊急制動時，車輪突然急劇降速，而與發(fā)動機(jī)相連的傳動系由于旋轉(zhuǎn)的慣性， 仍保持原有轉(zhuǎn)速， 這往往會在傳動系統(tǒng)中產(chǎn)生遠(yuǎn)大于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的慣性矩，使傳動系的零件容易損壞。由于離合器是靠摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩的，所以當(dāng)傳動系內(nèi)載荷超過摩擦力所能傳遞的轉(zhuǎn)矩時，離合器的主、從動部分就會自動打滑，因而起到了防止傳動系過載的作用。 膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)： 1、彈簧壓緊力均勻，受離心力影響小 2、即使摩擦片磨損，壓緊負(fù)荷也不減小 3、離合器結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，動平衡性能好 由于離

14、合器上述三方面的功用，使離合器在汽車結(jié)構(gòu)上有著舉足輕重的地位。 然而早期的離合器結(jié)構(gòu)尺寸大， 從動部分轉(zhuǎn)動慣量大， 引起變速器換檔困難，而且這種離合器在結(jié)合時也不夠柔和，容易卡住，散熱性差，操縱也不方便，平衡性能也欠佳。因此為了克服上述困難，可以選擇膜片彈簧離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大且較穩(wěn)定，操縱輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。7 第 2 章離合器設(shè)計的相關(guān)參數(shù)和要求 設(shè)計涉及的車輛技術(shù)參數(shù)：某貨車總5800amkg質(zhì)量，后橋驅(qū)動質(zhì)量分配前軸占 40%。后軸占 60%。軸距，2750Lmm，質(zhì)心高度980ghmm，要求設(shè)計最高車速max50/ukm h，最低車速為mi

15、n5.0/ukm h。 設(shè)計涉及的發(fā)動機(jī)參數(shù)；功率 150 馬力即 110KW，轉(zhuǎn)速 n=2000r/min，最大轉(zhuǎn)矩 Te max=545 N.m。 基本參數(shù)主要有性能參數(shù)和 P0，尺寸參數(shù) D 和 d 及摩擦片厚度 b。以及結(jié)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù) Z 和離合器間隙t，最后還有摩擦因數(shù) f。 為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計離合器應(yīng)滿足如下基本要求： 1）能可靠的傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 2）結(jié)合過程要平順柔和，使汽車豈不是沒有抖動和沖擊。 3）分離時要迅速徹底。 4）離合器從動部分的轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋是變速器輪齒間的沖擊力并方便換擋。 5）高速旋轉(zhuǎn)時具有可靠的強(qiáng)度，應(yīng)注意平衡免受離心力

16、的影響。 6）應(yīng)使汽車傳動系避免共振，具有吸收振動，沖擊和減小噪聲的能力。 7）操縱輕便，工作性能穩(wěn)定，使用壽命長。 以上這些要求中最重要的是使用可靠， 壽命長以及生產(chǎn)和使用中的良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)。 8 第 3 章離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計 3.1 離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計基本原理 摩擦離合器是靠存在于主從動部分摩擦表面尖的摩擦力矩來傳遞發(fā)動機(jī)扭矩的. 離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為 cCTfFZR (2.1) 式中 f 為摩擦面間的摩擦因數(shù)；F 為壓盤施加在摩擦面上的工作壓力；Rc 為摩擦片的平均摩擦半徑；Z 為摩擦面數(shù)；單片摩擦離合器 Z=2，雙片摩擦離合器Z=4。 假設(shè)摩擦片上工作

17、壓力均勻，則有 4)(2200dDAF (2.2) 式中 p0為單位壓力；D 為摩擦片外徑；d 為摩擦片內(nèi)徑。 摩擦片的平均摩擦半徑 RC根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示為 (2.3) 當(dāng) d/D0.6 時，RC可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計算 (2.4) 則有： (2.5) 式中，c 為摩擦片內(nèi)外徑之比，c=d/D，一般在 0.530.70 之間。 為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時TC應(yīng)大于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即 cmax=eTT (2.6) 式中，maxeT為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 為離合器的后備系數(shù)， 定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，必須大于 1。 基本參

18、數(shù)主要有性能參數(shù)和 P0，尺寸參數(shù) D 和 d 及摩擦片厚度 b。以及結(jié)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù) Z 和離合器間隙t，最后還有摩擦因數(shù) f。 3.2 離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計計算 )(32233dDdDRc4dDRc)1(12330cDfZTc9 3.2.1 摩擦因數(shù) f、摩擦面數(shù) Z 和離合器間隙t 表摩擦材料的摩擦因數(shù) f 的取值范圍 摩擦片材料 摩擦因數(shù) f 石棉基材料 模壓 0.20-0.25 編織 0.25-0.35 粉末冶金材料 銅基 0.25-0.35 鐵基 0.35-0.50 金屬陶瓷材料 0.70-1.50 本離合器選取摩擦因數(shù) f 為 0.3 本次設(shè)計為雙片摩擦片離合器，所以取 Z=4

19、離合器間隙t 是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回拉彈簧拉到后極限位置時，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿之間留有的間隙。 該間隙t 一般為 3-4mm。 3.2.2 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 的確定 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。顯然，傳遞大的轉(zhuǎn)矩，就需要有大的尺寸。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)，當(dāng)按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）來選定 D 時，有 maxD=100eTA(2.7) 式中，系數(shù) A 反映了不同結(jié)構(gòu)和使用條件對 D 的影響，可參考下列范圍：

20、 小轎車 A=47 一般載貨車 A=36（單片）或 A=50（雙片）； 本次設(shè)計選取 A=50。 所以求得 D=330.23mm。 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 D/mm 250 280 300 325 350 380 405 430 內(nèi)徑 d/mm 155 165 175 190 195 205 220 230 厚度 b/mm 3.5 3.5 3.5 3.5 4 4 4 4 c=d/D 0.620 0.589 0.583 0.585 0.557 0.540 0.543 0.535 1-c3 0.762 0.796 0.802 0.800 0.827 0.843 0.840 0.847 單

21、位面積 302 402 466 546 678 729 908 1037 根據(jù)離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)表 取得： D=350mm；d=195mm；b=4mm；C=0.557；1-c3=0.827 10 3.2.3 離合器后備系數(shù)的確定 后備系數(shù) 是離合器的重要參數(shù)， 反映離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇 時，應(yīng)從以下幾個方面考慮： 1.摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動機(jī)最大扭矩； 2.防止離合器本身滑磨程度過大；c.要求能夠防止傳動系 2 過載。 通常轎車和輕型貨車 =1.21.75。 本設(shè)計為總質(zhì)量5800amkg的輕型貨車的離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計質(zhì)料“離合器后備系

22、數(shù)的取值范圍”（見下表 2-2），并根據(jù)最大總質(zhì)量不超過 6 噸的載貨汽車=1.201.75，結(jié)合設(shè)計實際情況，故選擇 =2。 表 2-2 離合器后備系數(shù)的取值范圍 車型 后備系數(shù) 乘用車及最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車 1.201.75 最大總質(zhì)量為 614t 的商用車 1.502.25 掛車 1.804.00 3.2.4 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 TC cmax=2 545.251090meTTN 3.5 單位壓力 P0 摩擦面上的單位壓力 P0 的值和離合器本身的工作條件,摩擦片的直徑大小,后備系數(shù),摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān)。 離合器使用頻繁,工作條件比較惡劣單位壓力 P0 較小為好。

23、當(dāng)摩擦片的外徑較大時也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓 2 力因為在其它條件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時發(fā)熱厲害，再加上因整個零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力 P0 應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。 3330(1)12cdTfp ZDD（2.8） 由公式（2.8）的 03333331212 1090 20.196195(1)0.34 350 (1)350caTpMPdfZDD 式中，f 為摩擦因數(shù)取 0.3； P0 為單位壓力

24、（MPa） Z 為摩擦面數(shù)取 4； D 為摩擦片外徑取 350mm； d 為摩擦片內(nèi)徑取 195mm； 11 摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應(yīng)滿足以下幾個方面的要求： 應(yīng)具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對摩擦系數(shù)的影響小。 要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時應(yīng)耐磨。 要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其在高溫時的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)較好 熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時分離出的粘合劑較少，無味，不易燒焦 磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面 油水對摩擦性能的影響應(yīng)最小 結(jié)合時應(yīng)平順而無“咬住”和“抖動”現(xiàn)象 由以上的要求,目前車用離合器上廣

25、泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合劑及其它輔助材料混合熱壓而成， 其摩擦系數(shù)大約在 0.3 左右,在該設(shè)計中選取的是石棉合成物制成的摩擦片。 3.3 離合器摩擦片基本參數(shù)的校核 3.3.1 最大圓周速度 33max102000 350 1036.65/70/6060DevnDm sm s 式中，Dv為摩擦片最大圓周速度（m/s）； maxen為發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速取 2000r/min； D為摩擦片外徑徑取 350mm； 故符合條件。 3.3.2 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩c0T 0cT=)(422dDZTc224 1090.54 (350195 ) 0.004(Nm/2mm

26、) 式中，cT為離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 1090.5mN ； 當(dāng)摩擦片外徑 D325mm 時，0cT=0.0040Nm/2mm， 故符合要求 3.3.3 單位壓力0P 為降低離合器滑磨時的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，選取單位壓力0P的最大范圍為 0.101.50Mpa， 由于已確定單位壓力0P0.196Mpa，在規(guī)定范圍內(nèi)，故滿足要求 12 3.3.4 單位摩擦面積滑磨功 為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨， 防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功 w 應(yīng)小于其許用值w。 汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)為： W=1800n2e2(2g202rai

27、irm)=1800200014. 322(2225800 0.7756.02.92)=2486.6(J) 式中，W 為汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J) ma為汽車總質(zhì)量取 5800kg； rr為輪胎滾動半徑 0.775m； ig為汽車起步時所用變速器檔位的傳動比 6.0； i0為主減速器傳動比 2.92； ne為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 2000r/min; =)(422dDZW=2243.14 4 (3502486.6195 ) =-39.38 10J/mm2 式中，W 為汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功取 2486.6J 滿足2。本設(shè)計取 n=18，1=3.2mm；2=10mm。

28、15 3.1.5 支承圈平均半徑 l 和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑 L l 應(yīng)略大于且盡量接近 r，L 應(yīng)略小于 R 且盡量接近 R。本設(shè)計取 L=275mm，l=225mm。膜片彈簧應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。國內(nèi)常用的碟簧材料的為 60Si2MnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為 17001900N/mm2。 4.2 繪制膜片彈簧的特性曲線 根據(jù)工作壓力 F1 和膜片彈簧在壓盤接觸點(diǎn)處的軸向變形1 關(guān)系式 211112226 1RInEhRrRrrFHHhLlLlLl（4.4） 畫出 F11 特性曲線。 設(shè)21146(1)()LlFFEh，11h則 111112RHRrHRrFInrh

29、LlhLl（4.5） 已知52.0 10aEMp，0.3，把數(shù)值代入得， 1111413FF 112.1 2311110.7720.620.158F 由不同的1計算出的1F及1F和1，結(jié)果列表如下： 表 4-2 載荷 F 與變形之間的關(guān)系 1 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.026 1.2 1.4 1.6 1.896 2.0 1F 0.071 0.131 0.220 0.274 0.302 0.310 0.307 0.299 0.295 0.312 0.328 1mm 0.21 0.42 0.84 1.26 1.68 2.15 2.52 2.94 3.36 3.98 4.20 1F

30、N 812 1494 2508 3129 3443 3539 3499 3414 3367 3559 3743 16 畫出 F11 特性曲線，如圖 4.2。 圖膜片彈簧的 F1-1 彈性特性曲線 4.3 確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置 取離合器接合時膜片彈簧的大端變形量為10.750.75 3.32.475bHmm， 由特性曲線圖可查的膜片彈簧的壓緊力：13500FFN 校核后備系數(shù)：max3500 0.3 76.25 21.21150000cceFR ZT 離合器徹底分離時，膜片彈簧大端的變形量為111()dbfff 即為 壓盤的行程12 0.751.5fcfZSmm ， 故12.475 1.53

31、.975dmm 離合器剛開始分離時，壓盤的行程1fmm，此時膜片彈簧大端的變形量為 112.475 13.475cbfmm 摩擦片磨損后，其最大磨損量1.2mm，故112.475 1.21.275abmm 4.4 求離合器徹底分離時分離軸承作用的載荷 F2 17 由膜片彈簧小端分離軸承處作用有分離力 F2 時膜片彈簧壓盤接觸處的變形1 和 F2 的關(guān)系式12121226 1pREh InRrRrrFHHhLlLlLllr（4.6） 取11d則得 121212522ln26 1802.0 102.1 3.975 ln8063.63.975 8063.663.63.33.9753.32.17864

32、278646 1 0.3786464 181055ddpREhRrRrrFHHhLlLlLllrN 4.5 求分離軸承的行程2 由膜片彈簧壓盤接觸處的軸向變形1 和小端分離軸承處的軸向變形2的關(guān)系式 21plrLl，取1f 得，264 181.54.937864plrfmmLl 寬度系數(shù)113.2 18110.73()(1553.6)fenrr 2210 18110.51()(53.663.6)enrr 在 F2 力作用下膜片彈簧的小端變形2 由兩部分組成：在 F2 力作用下，由于壓盤接觸處膜片彈簧的軸向變形1 而引起的小端變形2，以及因分離指受 F2 力作用引起的彎曲附加變形2。 即222

33、22222232221261111121ln2ln22peeeeeppppppppF rrrrrrrrrEhrrrrrrrr（4.7） 代人有關(guān)數(shù)值，得21.9mm，則2224.93 1.96.83mm 4.6 膜片彈簧強(qiáng)度校核 膜片彈簧的大端的最大變形（離合器徹底分離時）13.975dmm。 18 1112222311122 ()lnpdddBrrFERrHhRrhRrLlLlr Llrr 當(dāng)（4.8） 代人有關(guān)數(shù)值，得1580aBMp當(dāng)=1700aMp 故滿足強(qiáng)度要求。 4.7 膜片彈簧材料及制造工藝 國內(nèi)膜片彈簧一般采用 60Si2MnA 或 50CrVA 等優(yōu)質(zhì)高精度鋼板材料。為了保證

34、其硬度、幾何形狀、金相組織、載荷特性和表面質(zhì)量等要求，需進(jìn)行一系列熱處理。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理，即沿其分離狀態(tài)的工作方向，超過徹底分離點(diǎn)后繼續(xù)施加過量的位移，使其過分離 38次，并使其高應(yīng)力區(qū)發(fā)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應(yīng)力。另外，對膜片彈簧的凹面或雙面進(jìn)行噴丸處理，即以高速彈丸流噴射到膜片彈簧表面，使表層產(chǎn)生塑性變形，形成一定厚度的表面強(qiáng)化層，起到冷作硬化的作用，同樣也可提高疲勞壽命。為提高分離指的耐磨性，可對其端部進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱淬火或鍍鉻。為了防止膜片彈簧與壓盤接觸圓形處由于拉應(yīng)力的作用產(chǎn)生裂紋， 可對該處進(jìn)行擠壓處理，以消除應(yīng)力源。 膜片彈簧表面不得有毛刺

35、、 裂紋、 劃痕等缺陷。 碟簧部分的硬度一般為 4550HRC，分離指端硬度為 5562HRC，在同一片上同一范圍內(nèi)的硬度差不大于 3個單位。碟簧部分應(yīng)為均勻的回火托氏體和少量的索氏體。單面脫碳層的深度一般不得超過厚度 3。膜片彈簧的內(nèi)外半徑公差一般為 H1l 和 h11，厚度公差為0025mm，初始底錐角公差為10。上、下表面的表面粗糙度為 1.6m，底面的平面度一般要求小于 0.1mm。膜片彈簧處于接合狀態(tài)時，其分離指端的相互高度差一般要求小于 0.81.0mm。 19 第 5 章扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計計算 5.1 扭轉(zhuǎn)減震器主要參數(shù)的選擇 5.1.1 極限轉(zhuǎn)矩jT 有減震彈簧的最大變形量來確定

36、，它規(guī)定了其作用的轉(zhuǎn)矩上線，極限轉(zhuǎn)矩為減震器在消除限位銷與從動盤轂缺口間的間隙時所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。 jT=（1.52.0）max eT（4-15） 式中的微型貨車取jT=1.5max eT=1635N.m 5.1.2 扭轉(zhuǎn)剛度K 為了避免引起系統(tǒng)的共振，要合理選擇減震器的扭轉(zhuǎn)剛度K，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動機(jī)常用的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 K決定于減震器彈簧得線剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸。設(shè)減震彈簧分布在半徑為oR的圓周上， 當(dāng)從動片相對從動盤轂轉(zhuǎn)過弧度時， 彈簧相應(yīng)變形量為oR。此時所需加在從動片上的轉(zhuǎn)矩為 T=1000K2ojRZ（4-16） 式中，T 為是從動片相對從動盤轂轉(zhuǎn)過弧度所需加的轉(zhuǎn)矩:；K

37、為每個減震彈簧的線剛度；jZ為減震彈簧的個數(shù)；oR為減震彈簧位置半徑。 根據(jù)扭轉(zhuǎn)減震器扭轉(zhuǎn)剛度的定義，K=T則 K=10002KojRZ（4-17） 式中，K為減震器扭轉(zhuǎn)剛度 設(shè)計時可按經(jīng)驗來處選取 K13jT本設(shè)計中取K=20000N.m/rad 5.1.3 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 T 由于減震器扭轉(zhuǎn)剛度 T，受結(jié)構(gòu)及發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效的消振， 必須合理選擇減震器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 T。一般可按下式初選 T=（0.060.17）max eT(4-18) 本設(shè)計中初選 T=80N.m 5.1.4 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 Tn 20 減震彈簧在安裝時都有一定的預(yù)緊。

38、研究表明，Tn增加，共振頻率將向減小頻率的方向移動，這是有利的。但是 Tn不應(yīng)大于 T，否則在反向工作時，扭轉(zhuǎn)減震器將提前停止工作， 故取 Tn= （0.050.15） Tmaxe， 本設(shè)計中初選 Tn=70N.m 5.1.5 減震彈簧的位置半徑 Ro Ro的尺寸引進(jìn)可能大些，一般取 Ro=（0.600.75）2d（4-19） 式中的 d 為摩擦片的直徑。 本設(shè)計中取 Ro=120mm 5.1.6 減震彈簧的個數(shù) Zj 摩擦片外徑為 350mm，減震彈簧的個數(shù)可取 46 本設(shè)計中 Zj=6 5.1.7 減震彈簧總壓力 當(dāng)限位銷與從動盤轂之間的間隙1 與2 被消除，減震彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值jT

39、時，減震彈簧收到的壓力 F為： F=jT/oR（4-20） 得到 F=2121N 21 第 6 章從動盤總成設(shè)計計算 從動盤有兩種結(jié)構(gòu)形式，帶扭轉(zhuǎn)減震器的和不帶扭轉(zhuǎn)減震器的，本次設(shè)計從動盤為帶扭轉(zhuǎn)減震器的形式。 從動盤總成設(shè)計時應(yīng)滿足一下幾個方面的要求： 為了減少變速器換擋是輪齒間的沖擊，從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小；為了保證汽車平穩(wěn)起步，摩擦面上的壓力分布更均勻等，從動盤應(yīng)具有軸向彈性；為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減震器；具有足夠的抗暴裂強(qiáng)度。 6.1 從動片 設(shè)計從動片時，應(yīng)盡量減輕其重量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分布盡可能的靠近旋轉(zhuǎn)中心， 以獲得最小的轉(zhuǎn)動慣量。 從動

40、片一般都做的比較薄， 通常使用 1.32.0mm厚的鋼板沖制而成。本次設(shè)計的微型貨車，故取從動片厚度為 1.5mm。 為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。這樣，在離合器的結(jié)合過程中，主動盤和從動盤之間的壓力是逐漸增加的。 具有軸向彈性的從動片有整體式、分開式和組合式三種型式。比較三種型式的優(yōu)缺點(diǎn)，本次設(shè)計從動片采用整體式彈性從動片。整體式彈性從動片能達(dá)到軸向彈性的要求，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。 6.2 從動盤轂 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩是經(jīng)從動盤轂的花鍵孔輸出，變速器輸入軸就插在該花鍵孔內(nèi)。從動盤轂和變速器輸入軸的花鍵結(jié)合方式采用齒側(cè)定心的矩形花鍵。 設(shè)

41、計花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸時參照國標(biāo) GB1144-1974 的花鍵標(biāo)準(zhǔn) 表 5-1 從動盤轂花鍵的尺寸 摩擦片外徑 mm 發(fā)動機(jī)最大 轉(zhuǎn) 矩N.m 齒數(shù) n 外徑 mm 內(nèi)徑 mm 齒厚 mm 有效齒長mm 擠壓應(yīng)力MPa 160 49 10 23 18 3 20 9.8 180 69 10 26 21 3 20 11.6 200 108 10 29 23 4 25 11.1 225 147 10 32 26 4 30 11.3 250 196 10 35 28 4 35 10.2 280 275 10 35 32 4 40 12.5 300 304 10 40 32 5 40 10.5 22 325

42、 373 10 40 32 5 45 11.4 350 471 10 40 32 5 50 13.0 從動盤轂花鍵尺寸如下：花鍵齒數(shù)：n=10；花鍵外徑：D=32mm；花鍵內(nèi)徑：d=26mm；齒厚：B=4mm；有效齒長：l=30mm。 由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過大而全破壞， 所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計算。有公式： nhlP（5-1） 式中：P-花鍵的齒側(cè)面壓力，由下式確定： P=ZdD)(T4maxe（5-2） 式中：d，D-花鍵的內(nèi)外徑，； Z-從動盤轂的數(shù)目； maxeT-發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，N.m； -花鍵齒數(shù)； -花鍵工作高度，（D）2； -花鍵有效長度，。 由已知條件： P

43、126.00030. 0.7704）（4876N 3.0003.001048765.4MaP 從動盤轂由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過 20MPa。故所選花鍵尺寸滿足要求。 23 第 7 章壓盤和離合器蓋得設(shè)計 7.1 壓盤幾何尺寸的確定 在摩擦片的尺寸確定以后， 與它摩擦相接觸的壓盤內(nèi)外徑尺寸也就基本確定下來了。這樣，壓盤幾何尺寸最后歸結(jié)為如何去確定它的厚度。 壓盤厚度的確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)： 1）壓盤應(yīng)具有足夠的質(zhì)量，以增大熱熔，減少升溫，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎，有時可設(shè)各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，以以幫助散熱通風(fēng)，使每次結(jié)合時的溫升不至于過高： 2）壓盤應(yīng)具有較大的剛度，使

44、壓緊力在摩擦面上的壓力分布均勻并減少受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊及離合器的分離，厚度約 1525mm。 3）與飛輪應(yīng)保持良好的對中，并要進(jìn)行靜平衡，壓盤單件的平衡精度應(yīng)不低于 1520g.cm。 4）壓盤高度公差要小。 鑒于以上原因，本次設(shè)計壓盤厚度取 20mm。在初步確定壓盤厚度以后，應(yīng)校核離合器結(jié)合一次的溫升，它不應(yīng)超過 810。 校核公式： mcL（5-4） 式中：-溫升，； L-滑磨功，N.m； -分配到壓盤上的滑磨功所占的百分比，單片離合器壓盤=0.50； C-壓盤的熱容量，對于鑄鐵壓盤：c=481.4J/(Kg.K)； m-壓盤質(zhì)量，Kg。 m=v=7.03103.1

45、4（0.2250.2250.150.145）40.020=2.78Kg =3.1.448140064.1.50=9.810符合要求 7.2 離合器蓋的設(shè)計 離合器蓋與飛輪用螺栓固定在一起，通過它傳遞發(fā)動機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩給壓盤。 對離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求： 1）應(yīng)具有足夠的剛度，否則將會影響離合器的工作特性，增大操縱時的分離行程，減少壓盤升程，嚴(yán)重時使摩擦面不能徹底分離。為此采取以下措施：適當(dāng)增大蓋得板厚，一般為 2.54mm。 2）應(yīng)與飛輪保持良好的隊中性，以免影響總成的平衡和正常的工作。 24 3）蓋的膜片彈簧支承處應(yīng)具有高的尺寸精度。 4）為了便于通風(fēng)散熱，防止摩擦表面溫度過高，可在離合器蓋

46、上開較大的通風(fēng)窗孔，或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等。 經(jīng)以上敘述與實物類比，本次設(shè)計取厚度 4mm。 7.3 支承環(huán) 支承環(huán)和支承鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性要好。支承環(huán)一般采用 34mm 的碳素彈簧鋼絲。本次設(shè)計取 4mm。 25 第 8 章離合器的操縱系統(tǒng)設(shè)計 本次離合器的操縱系統(tǒng)采用機(jī)械操縱的方式 8.1 對離合器操縱機(jī)構(gòu)的基本要求 1）踏板力要盡可能小， 2）踏板行程一般在 80150mm 內(nèi)，最大不要超過 180mm。 3）應(yīng)有踏板行程調(diào)整裝置，以保證摩擦片磨損后，分離軸承的自由行程可以復(fù)原。 4）應(yīng)有踏板行程限位裝置，以防止操縱機(jī)構(gòu)的零件因受力過大而損壞。 5）應(yīng)有足夠的剛度，傳動效率要

47、高，工作可靠，壽命長，維修保養(yǎng)方便。 8.2 踏板位置 離合器踏板位置以人體左右對稱中心向左移動 80100mm，作為離合器踏板中心線的位置。 8.3 踏板行程 26 踏板行程 S 由自由行程1S和工作行程2S兩部分組成，即 S=1S+2S=222o11 1fca bSZ Scab（6-1） 式中ofS為分離軸承的自由行程，一般為 1.53.0mm，反映到踏板上的自由行程1S一般為 2030mm；本次取 20mm。Z 為摩擦片面數(shù)；S為離合器分離時對偶摩擦面間的間隙，雙片：S=1.72.6mm，本次取 2mm。1a=90mm、a2=280mm、1b=90mm、2b=80mm、1c=18mm、2

48、c=71mm 為杠桿尺寸。 S=1S+2S=71 280 802021890 90 4=142.5mm 符合設(shè)計要求。 27 結(jié)論 回顧本次設(shè)計，其不可避免的存在著一些問題，主要體現(xiàn)在對本專業(yè)知識掌握不夠扎實，另外缺少實戰(zhàn)經(jīng)驗，故而在設(shè)計的過程中走了不少的彎路。所以我要在以后的學(xué)習(xí)與工作中對這方面加強(qiáng)練習(xí)，更深入、務(wù)實。 本次設(shè)計， 感到離合器液壓操縱機(jī)構(gòu)比較難， 實驗室中沒有可以參考的資料，唯在網(wǎng)上收索部分的圖片和很少一部分的參數(shù)，結(jié)合課本所講解的原理畫圖。最簡單的部分應(yīng)該是計算， 尤其是膜片彈簧的計算， 這部分可以找到相當(dāng)多的資料，計算起來比較輕松。 問題是存在的，但是收獲也是頗豐的。深入

49、的了解了設(shè)計一個產(chǎn)品的基本過程及怎么樣處理設(shè)計過程中遇到的問題；學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題，并切實與團(tuán)隊合作的精神。所謂穩(wěn)固知新，在溫習(xí)與回顧所學(xué)的知識的同時，得到新的體會與認(rèn)識，將新接觸到的與以前所知道的練習(xí)在一起，從新的角度出發(fā)另辟蹊徑，開創(chuàng)新思維，使我受益匪淺。 設(shè)計的過程本是枯燥無味，但在本次老師與同學(xué)給創(chuàng)造的學(xué)習(xí)氛圍中，我并到每位同學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，為我向他們學(xué)習(xí)提供了便沒有感到其中乏味。相反從中尋覓到不少的樂趣，同學(xué)們的交流增多，進(jìn)而認(rèn)識利的條件，同時通過本次設(shè)計，也使我跟家了解自己，從新給自己定位，以便于自己在今后的工作與學(xué)習(xí)中能夠快速的進(jìn)步。 此次設(shè)計由于我能力有限，故設(shè)計中存在

50、不少的不合理的地方，希望老師給予指正，使我可以更進(jìn)一步。 28 參考文獻(xiàn) 1王望予汽車設(shè)計4 版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 2徐石安，江發(fā)潮汽車離合器北京：清華大學(xué)出版社，2005 3張毅離合器及機(jī)械變速器北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 4林世裕 膜片彈簧與蝶形彈簧離合器設(shè)計與制造 南京： 東南大學(xué)出版社 1995 5汽車工程手冊基礎(chǔ)篇北京：人民交通出版社，2001 6阮忠唐聯(lián)軸器、離合器設(shè)計與選用指南北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 7林秉華最新汽車設(shè)計使用手冊哈爾濱：黑龍江人民出版社，2005 8國產(chǎn)微型汽車車型及配件目錄北京：中國物質(zhì)出版社，1990 9周明衡離合器、制動器選用手冊北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 10張樸汽車計算機(jī)輔助開發(fā)技術(shù)北京：北京理工大學(xué)出版社，1999 11陳家瑞汽車構(gòu)造第三版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 12劉小年機(jī)械制圖第二版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 13機(jī)械零件設(shè)計手冊.北京：冶金出版社，1992 14汽車百科全書.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989 15機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計高等教育出版社 16工程力學(xué)第二版蘭州大學(xué)出版社