商用汽車離合器設(shè)計(jì)2（課程設(shè)計(jì)）,商用,汽車,離合器,設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì) 《車輛工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)任務(wù)書 機(jī)械與汽車學(xué)院 班級(jí) ：車輛工程三班 姓名：韋國(guó)平 一．設(shè)計(jì)任務(wù)：商用汽車離合器設(shè)計(jì) 二．基本參數(shù)： 額定裝載質(zhì)量 5000KG 最大總質(zhì)量 8930KG 最大車速 100KM/h 比功率 15KW/t 比轉(zhuǎn)矩 40N·m/t 三．設(shè)計(jì)內(nèi)容 主要進(jìn)行離合器總成設(shè)計(jì)。離合器總成設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括： 1．查閱資料、調(diào)查研究、制定設(shè)計(jì)原則 2．根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)(發(fā)動(dòng)機(jī)最大力矩，傳動(dòng)系傳動(dòng)比，驅(qū)動(dòng)輪類型與規(guī)格，汽車總質(zhì)量和使用工況)，選擇離合器總成的結(jié)構(gòu)型式及主要特性參數(shù)，設(shè)計(jì)出一套完整的離合器裝置，設(shè)計(jì)過程中要進(jìn)行必要的計(jì)算。 3．離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要技術(shù)參數(shù)的確定 （1）從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì) （2）壓盤和離合器蓋設(shè)計(jì) （3）離合器分離裝置設(shè)計(jì) （4）扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) （5）操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3．繪制裝配圖及主要零部件的零件圖 四．設(shè)計(jì)要求 1．離合器總成的裝配圖，1號(hào)圖紙一張。 裝配圖要求表達(dá)清楚各部件之間的裝配關(guān)系，標(biāo)注出總體尺寸，配合關(guān)系及其它需要標(biāo)注的尺寸，在技術(shù)要求部分應(yīng)寫出總成的調(diào)整方法和裝配要求。 2．主要零部件的零件圖，3號(hào)圖紙4張。 要求零件形狀表達(dá)清楚、尺寸標(biāo)注完整，有必要的尺寸公差和形位公差。在技術(shù)要求應(yīng)標(biāo)明對(duì)零件毛胚的要求，材料的熱處理方法、標(biāo)明處理方法及其它特殊要求。 3．編寫設(shè)計(jì)說明書。 五．設(shè)計(jì)進(jìn)度與時(shí)間安排 本課程設(shè)計(jì)為3周 １．明確任務(wù)，分析有關(guān)原始資料，復(fù)習(xí)有關(guān)講課內(nèi)容及熟悉參考資料0.5周。 ２．設(shè)計(jì)計(jì)算 1.0周 ３．繪圖 1.0周 ４．編寫說明書、答辯 0.5周 六、主要參考文獻(xiàn) 1．成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版） 2．汽車工程手冊(cè)???? 機(jī)械工業(yè)出版社 3．陳家瑞 汽車構(gòu)造（下冊(cè)） 人民交通出版社 4．王望予 汽車設(shè)計(jì)?????機(jī)械工業(yè)出版社 5．余志生 汽車?yán)碚???? 機(jī)械工業(yè)出版社 七．注意事項(xiàng) （1）為保證設(shè)計(jì)進(jìn)度及質(zhì)量，設(shè)計(jì)方案的確定、設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果等必須取得指導(dǎo)教師的認(rèn)可，尤其在繪制總布置圖前，設(shè)計(jì)方案應(yīng)由指導(dǎo)教師審閱。圖面要清晰干凈；尺寸標(biāo)注正確。 （2）編寫設(shè)計(jì)說明書時(shí)，必須條理清楚，語(yǔ)言通達(dá)，圖表、公式及其標(biāo)注要清晰明確，對(duì)重點(diǎn)部分，應(yīng)有分析論證，要能反應(yīng)出學(xué)生獨(dú)立工作和解決問題的能力。 （3）獨(dú)立完成圖紙的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說明書的編寫，若發(fā)現(xiàn)抄襲或雷同按不及格處理。 八．成績(jī)?cè)u(píng)定 成 績(jī) 內(nèi) 容 優(yōu) 良 中 及格 不及格 出勤情況（20%） 設(shè)計(jì)方案（20%） 性能計(jì)算（20%） 圖紙質(zhì)量（20%） 說明書質(zhì)量（20%） 評(píng) 語(yǔ) 總 成 績(jī) 指導(dǎo)教師 注意：此任務(wù)書要妥善保管，最后要裝訂在設(shè)計(jì)說明書的第一頁(yè)，如有丟失，后果自負(fù)。 商用汽車離合器設(shè)計(jì) 目錄 概述…………………………………………………………………………………………… 2 1 摩擦片的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 2 1．1摩擦片的外徑D及其他尺寸的確定………………………………………………… 2 1.2離合器后備系數(shù)β的確定…………………………………………………………… 3 1．3單位壓力P0的確定…………………………………………………………………… 4 2膜片彈簧的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… 5 2.1 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)………………………………………………………………… 5 2.2 膜片彈簧的彈性變形特性………………………………………………………………6 2.3 膜片彈簧的參數(shù)尺寸確定…………………………………………………………7 3壓盤和離合器蓋的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………8 3.1 壓盤幾何尺寸的確定…………………………………………………………………… 8 3.2 壓盤傳力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 9 3.3離合器蓋設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 10 4 離合器分離裝置的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………10 5扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… 11 5.2減震彈簧設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 11 5.1主要參數(shù)選擇…………………………………………………………………………… 12 6操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 12 6.3初選離合器傳動(dòng)比……………………………………………………………………… 12 6.2操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇……………………………………………………………………13 6.4校驗(yàn)離合器踏板力Fn…………………………………………………………………… 14 7離合器殼的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 14 8結(jié)論…………………………………………………………………………………………… 15 9參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… 16 概述 對(duì)于以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的，它是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。它主要包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)是使離合器主、從動(dòng)部分分離的裝置。 隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)離合器要求越來(lái)越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式正向自動(dòng)操縱的形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。 以下進(jìn)行離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要技術(shù)參數(shù)的確定： 1.摩擦片的設(shè)計(jì) 1.1.1 摩擦片的外徑D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。設(shè)計(jì)上通常首先確定摩擦片的外徑D。 在確定外徑D時(shí)，有下列經(jīng)驗(yàn)公式可供初選時(shí)使用： D= （1-1） 輕、中型貨車：?jiǎn)纹琄D=16.0～18.5 雙片KD=13.5～15.0 本次設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的中型型載重車（Temax/nT為754Nm/2310rpm、Pemax為150kw的膜片彈簧離合器。 所設(shè)計(jì)的離合器摩擦片為雙片，初選擇KD =13.8。所以 D=13.8×=379（mm） 取D=380mm。 1.1.2 摩擦片的內(nèi)徑d及摩擦片厚度b 由表1所示的摩擦片儲(chǔ)存系列可確定摩擦片的內(nèi)徑D及摩擦片厚度b 表1：摩擦片的尺寸系列 D(mm) 160 180 200 225 250 280 300 325 350 380 405 430 d(mm) 110 125 140 150 155 165 175 190 195 205 220 230 B(mm) 3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4.0 4.0 4.0 4.0 因此，由表1選?。篋=380mm d=205mm B=4mm 1.2 離合器后備系數(shù)β的確定 后備系數(shù)β保證了離合器能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)，它有助于減少汽車起步時(shí)的滑磨，提高離合器的使用壽命。 為可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，β不宜選取太?。坏菫榱耸闺x合器尺寸不致過大，減少傳動(dòng)系的過載，使操縱更輕便等，后備系數(shù)不宜過大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件較好時(shí)，β取小些；當(dāng)使用條件惡劣，需要拖帶掛車時(shí)，為了提高起步能力，減少離合器滑磨，β取大些；貨車總質(zhì)量較大，β也應(yīng)該選取大些；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取β應(yīng)比汽油機(jī)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，β也應(yīng)選取小些。 載貨汽車離合器后備系數(shù)推薦如下： β=1.7—2.25 取β=1.7 1.3 單位壓力p的確定 對(duì)于載貨車，D=230 mm 時(shí)，p 約為0.2Mpa；D=380—480 mm 時(shí)，p 約為 0.14Mpa 本次設(shè)計(jì)中我們選取摩擦片的材料為金屬陶瓷材料。 摩擦系數(shù)μ=0.25—0.4，取μ=0.3 1.3.1離合器轉(zhuǎn)矩容量Te ，根據(jù)壓盤壓力分布的兩種假設(shè)，有兩種計(jì)算公式 （1）假設(shè)壓盤壓力均勻分布 （2）假設(shè)壓盤壓力從Ri 到R0遞減 式中，Te-------離合器轉(zhuǎn)矩容量； Ri R0--------摩擦盤的內(nèi)、外半徑，Ri=102.5 mm，R0=190 mm F--------壓盤施加在摩擦面上的工作壓力； Z--------摩擦盤工作面數(shù)，為4 1.3.2離合器的轉(zhuǎn)矩容量與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的基本性能關(guān)系 β=ZReμpA Re------------摩擦盤上摩擦力等效作用半徑 A-------------摩擦片單面面積，㎡ 1.3.3驗(yàn)算單位壓力p 已知 D=380mm，d=205 mm，h=4.0mm，β=1.7，μ=0.3，A=729㎜2 驗(yàn)算單位壓力p： （1）取Re= 時(shí) 1.7×754=4×（）×0.3×p×0.0729 p≈129736pa≈0.13Mpa （2）取Re= 時(shí) 1.7×754=4×﹝1/2×（0.19+0.1025）﹞×0.3×p×0.0729 p≈101000≈0.10Mpa 單位壓力p在容許的范圍之內(nèi)，認(rèn)為所選離合器的尺寸，參數(shù)合適。 1.4從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì) 花鍵轂軸向工作長(zhǎng)度應(yīng)滿足以下兩個(gè)方面的要求。 a、導(dǎo)向要求。為了保證從動(dòng)盤轂在變速器第一軸上滑動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生自鎖，花鍵轂的軸向長(zhǎng)度不宜過小，一般應(yīng)與花鍵外徑大小相同。 b、強(qiáng)度要求。 擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式如下： 式中：F為花鍵的齒側(cè)面壓力，N；，分別為花鍵的內(nèi)外直徑，m；Z為從動(dòng)盤轂的數(shù)目；為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；n為花鍵齒數(shù)；h為花鍵齒工作高度，m；l為花鍵有效長(zhǎng)度，m。 從動(dòng)盤轂一般都由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過20Mpa。 從動(dòng)盤轂花鍵尺寸如下表： 從動(dòng)盤外徑D(mm) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te（） 花鍵齒數(shù)n 花鍵外徑（mm） 花鍵內(nèi)徑（mm） 齒厚b （mm） 有效齒長(zhǎng) L（mm） 擠壓應(yīng)力 σ（Mpa） 410 720 10 45 36 5 60 13.1 代入數(shù)據(jù)，得： 合適 2 離合器膜片彈簧設(shè)計(jì) 2.1 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 由前面可以知道，本設(shè)計(jì)中的壓緊彈簧是膜片彈簧。而膜片彈簧離合器分推式和拉式，在本設(shè)計(jì)中采用拉式結(jié)構(gòu)。 膜片彈簧在結(jié)構(gòu)形狀上分為兩部分。在膜片彈簧的大端處為一完整的截錐體，它的形狀像一個(gè)無(wú)底的碟子和一般機(jī)械上用的碟形彈簧完全一樣，故稱作碟簧部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。碟形彈簧的彈性作用是這樣：沿其軸線方向加載，碟簧受壓變平，卸載后又恢復(fù)原形所。可以說膜片彈簧是碟形彈簧的一種特殊結(jié)構(gòu)形式。所不同的是，在膜片彈簧上還包括有徑向開槽部分。膜片彈簧上的徑向開槽部分像一圈瓣片，它的作用是，當(dāng)離合器分離時(shí)作為分離杠桿。故它又稱分離爪。分離爪與碟簧部分交接處的徑向槽較寬呈長(zhǎng)方圓形孔。這樣做，一方面可以減少分離爪根部應(yīng)力集中，一方面又可用來(lái)安置銷釘固定膜片彈簧，分離爪根部的過渡圓角R＞4.5。 2.2 膜片彈簧的彈性變形特性 前面說過膜片彈簧起彈性作用的部分是其碟簧部分，碟簧部分的彈性變形特性和螺旋彈簧是不一樣的，它是一中非線性的彈簧，其特性和碟簧部分的原始內(nèi)截錐高H及彈簧片厚h的比值H/h有關(guān)。不同的H/h值可以得到不同的特性變形特性。一般可以分成下列四中情況： ⑴ ＜ 如下圖7.1中H/h=0.5的曲線,其曲線形狀表現(xiàn)為:載荷P的增加,變形總是不斷增加.這種彈簧的剛度很大,可以承受很大的載荷,適合與作為緩沖裝置中的行程限制器。 ⑵ = 如圖7.1中H/h=1.5≈的曲線,彈性特性曲線在中間有一段很平直,變形的增加,載荷P幾乎不變.這種彈簧叫做零剛度彈簧. ⑶＜＜2 如圖7.1中=2.75者,彈簧的特性曲線中有一段負(fù)剛度區(qū)域,即當(dāng)變形增加時(shí),載荷反而減少具有這種特性的膜片彈簧很適合用于作為離合器的壓緊彈簧,因?yàn)榭衫闷湄?fù)剛度區(qū),達(dá)到分離離合器時(shí)載荷下降,操縱省力的目的,當(dāng)然負(fù)剛度過大也不適宜,以免彈簧工作位置略微變動(dòng)造成彈簧壓緊力過大. ⑷＞ 如下圖7.2,這種彈簧的的特性曲線中具有更大的負(fù)剛度不穩(wěn)定工作區(qū),而且有載荷為負(fù)值的區(qū)域.這種彈簧適合于汽車液力傳動(dòng)中的鎖止機(jī)構(gòu)。 圖7.1 三種不同H/h值時(shí)的無(wú)因次特曲線 圖7.2 各種不同H/h值時(shí)的無(wú)因次彈性變形特性 2.3 膜片彈簧的參數(shù)尺寸確定 在設(shè)計(jì)膜片彈簧時(shí)，一般初步選定其全部尺寸然后進(jìn)行一系列的驗(yàn)算，最后優(yōu)選最合適的尺寸。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖7.3 圖7.3 膜片彈簧示意簡(jiǎn)圖 2.3.1 H/h比值的選取 設(shè)計(jì)膜片彈簧時(shí)，要利用其非線性的彈性變形規(guī)律，因此要正確選擇其特性曲線的形狀，以獲得最佳性能。一般汽車汽車膜片彈簧的H/h值的范圍在1.5～2.5之間。 我設(shè)計(jì)的膜片彈簧，H=5.0mm；h=2.5mm 所以，==2 2.3.2 R及R/r確定 比值R/r對(duì)彈簧的載荷及應(yīng)力特性都有影響，從材料利用率的角度，比值在1.8～2.0時(shí)，碟形彈簧儲(chǔ)存彈性的能力為最大，就是說彈簧的質(zhì)量利用率和好。因此設(shè)計(jì)用來(lái)緩和沖擊，吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能時(shí)的碟簧時(shí)選用。對(duì)于汽車離合器的膜片彈簧，設(shè)計(jì)上并不需要儲(chǔ)存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)布置與分離的需要來(lái)決定，一般R/r取值為1.2～1.3.對(duì)于R,膜片彈簧大端外徑R應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求和摩擦片的外徑相適應(yīng)，大于摩擦片內(nèi)徑，近于摩擦片外徑。此外，當(dāng)H，h及R/r等不變時(shí)，增加R有利于膜片彈簧應(yīng)力的下降。參考下表可7-1 表 7-1 一些車型膜片彈簧的R和R/r的值 車型 外徑（㎜） 內(nèi)徑（㎜） 半徑2R（㎜） R/r 豐田 225 160 206 103/81=1.27 北京BJ751 228 150 210 105/8.5=1.25 上海SH771 280 165 252 126/103.5=1.21 初步確定R=100mm；r=76mm 所以，R/r=1.3 2.3.3 膜片彈簧起始圓錐底角 汽車膜片彈簧一般起始圓錐底角在10°～14°之間，≈代入數(shù)值計(jì)算可得：=13° 2.3.4 膜片彈簧小端半徑r及分離軸承的作用半徑r r的值主要由結(jié)構(gòu)決定，最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵外徑，分離軸承作用半徑r大于 r。 因?yàn)榛ㄦI外徑D=26㎜，要使2 r＞D，所以取r=20㎜，r=22㎜ 2．3．5 分離指數(shù)目n、切槽寬、窗孔槽寬、及半徑r 汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)目n＞12，一般在18左右，采用偶數(shù)，便于制造時(shí)模具分度切槽寬≈3㎜，≈10㎜，窗孔半徑r一般情況下由 （r－r）≈(0.8～1.4) ,所以取r－r=1=10㎜ 可取n=18, ≈3㎜，≈10㎜, r=60 3、壓盤和離合器蓋設(shè)計(jì) 3.1 壓盤幾何尺寸的確定 可以根據(jù)1.1中所確定摩擦片的內(nèi)、外徑尺寸來(lái)確定壓盤的內(nèi)外徑： 壓盤外徑=D+（2～5）mm，壓盤內(nèi)徑=d-（1～4）mm 在設(shè)計(jì)中選取壓盤外徑=D+54=385mm，壓盤內(nèi)徑=d-4mm=201mm 為了使壓盤具有足夠的質(zhì)量和剛度，要求壓盤有足夠的厚度，選取壓盤厚度為b=12mm，選材為灰鑄鐵。 校核離合器結(jié)合一次時(shí)的溫升： L=0.5Jaω02 式中：為溫升；L為滑磨功，；Ja為汽車整車質(zhì)量轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ma為汽車總質(zhì)量；rk為車輪滾動(dòng)半徑；i0為主傳動(dòng)比，ik為變速器起步檔傳動(dòng)比；ω0為離合器開始滑磨時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度；γ為分配到壓盤上的滑磨功所占的百分比，雙片離合器，γ=0.25；c為壓盤的比熱容，對(duì)鑄鐵壓盤c=544.28J/（kg·K）；my為壓盤質(zhì)量，kg。 L=0.5Jaω02=0.5×5.25×（2310/60·2∏）2=153451J 在初步確定壓盤厚度后，校核的離合器接合一次時(shí)的溫升，不應(yīng)超過8～10℃，顯然合適。 3.2 壓盤傳力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪有一定聯(lián)系，但這種聯(lián)系又允許壓盤在離合器分離過程中能夠自由地做軸向移動(dòng)，使壓盤和從動(dòng)盤脫離接觸。驅(qū)動(dòng)部位的形式有離合器蓋和壓盤的窗孔與凸臺(tái)、傳動(dòng)片、傳動(dòng)銷等，應(yīng)用較廣泛的是傳動(dòng)片式。 我們選擇壓盤的傳力方式為傳力片傳動(dòng)方式。 已知：=942.33 ，共設(shè)3組傳力片（i=3），每組4片（n=4），傳力片寬b=25mm，厚h=1mm，兩孔距離l=86mm，螺釘孔直徑d=10mm，傳力片圓周半徑R=230mm，E=2×105Mpa，fmax=4.74mm。 校核傳力片： 計(jì)算傳力片的有效長(zhǎng)度：L=86-1.5×10=71mm 計(jì)算傳力片的彎曲總剛度：K∑=12×2×105×1/12×25×13×4×（3/713）×1/100=0.17（MN/m） 計(jì)算正向驅(qū)動(dòng)應(yīng)力（發(fā)動(dòng)機(jī)到車輪）： 計(jì)算反向驅(qū)動(dòng)應(yīng)力（車輪到發(fā)動(dòng)機(jī)）： 鑒于上述傳力片的盈利狀況，應(yīng)選用80號(hào)鋼。 傳力片的最小分離力Ftan發(fā)生在新裝離合器的時(shí)候，從動(dòng)盤尚未磨損，離合器在結(jié)合狀態(tài)下的彈性彎曲變形量此時(shí)最小，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定f=1.74mm 所以：Ftan= K∑×f=0.17×106×1.74/1000=295.8（N） 認(rèn)為可以。 3.3離合器蓋設(shè)計(jì) 3.3.1 剛度問題 離合器分離桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，則當(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會(huì)降低離合器操縱部分的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會(huì)造成變速器換擋困難。 為了減輕重量和增加剛度，一般轎車的離合器蓋通常用厚度約為3～5mm的低碳鋼板（如08鋼板）沖壓成比較復(fù)雜的形狀。本次設(shè)計(jì)中選取離合器蓋厚度為3mm。 3.3.2 通風(fēng)散熱問題 為了加強(qiáng)離合器的冷卻，離合器蓋上必須開許多通風(fēng)窗口。 3.3.3 對(duì)中問題 離合器蓋內(nèi)裝有壓盤、分離桿等零件，因此它相對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪曲軸中心線必須要有良好的定心對(duì)中，否則會(huì)破壞系統(tǒng)整體的平衡，嚴(yán)重影響離合器的正常工作。 在本次離合器的設(shè)計(jì)中我們采用定位銷對(duì)中方式，離合器蓋根據(jù)離合器蓋上4個(gè)定位銷孔φ5與飛輪上4個(gè)定位銷φ4相配合進(jìn)行定位。將4個(gè)孔加工到所要求的尺寸，孔的準(zhǔn)確度為0.05mm。 4、離合器分離裝置設(shè)計(jì) 4.1分離桿：由膜片彈簧的分離指來(lái)完成 分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔(dān)，其作用是通過分離軸承克服離合器彈簧的推力并推動(dòng)壓盤移動(dòng)，從而使壓盤與從動(dòng)盤和從動(dòng)盤與飛輪相互分離，截?cái)鄤?dòng)力的傳遞，分離杠桿要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受反復(fù)作用在其上面的彎曲應(yīng)力。 在設(shè)計(jì)分離桿時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： （1）分離桿要有足夠的剛度 （2）分離桿的鉸接處應(yīng)避免運(yùn)動(dòng)上的干涉 （3）分離桿內(nèi)端的高度可以調(diào)整 4.2分離軸承：選用推力調(diào)心滾子軸承29412，分離軸承的作用是通過分離叉的作用使分離軸承沿變速器前端蓋導(dǎo)向套作軸向移動(dòng)，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。分離本次設(shè)計(jì)選用的是油封軸承，它可以將潤(rùn)滑脂密封在軸承殼內(nèi)，使用中不需要增加潤(rùn)滑，相比供油式軸承則需增加。參數(shù)如下： 軸承代號(hào)|29000型: 29412 基本尺寸/mm|d: 60 基本尺寸/mm| D: 130 基本尺寸/mm|T: 42 安裝尺寸/mm|da(min): 90 安裝尺寸/mm|Da(max): 107 安裝尺寸/mm|ra(max): 1.5 其他尺寸/mm|d1(max): 89 其他尺寸/mm| D1(max): 123 其他尺寸/mm|B(min): 15 其他尺寸/mm|C: 20.1 其他尺寸/mm|H: 38 其他尺寸/mm|r(min): 1.5 基本額定載荷/kN|Ca: 319 基本額定載荷/kN|C0a: 897 最小載荷常數(shù)|A: 0.086 極限轉(zhuǎn)速/(r/min)|油: 2400 4.3分離套筒：鑄鐵模壓成形 5、扭轉(zhuǎn)減震器設(shè)計(jì) 扭轉(zhuǎn)減震器主要由兩部分組成：彈性元件和阻尼元件。依據(jù)彈簧元件的不同，扭轉(zhuǎn)減震器又可分為彈簧摩擦式、液阻式、和橡膠金屬式三種。本本設(shè)計(jì)選用彈簧摩擦式減震器。 5.1主要參數(shù)選擇： （1）極限轉(zhuǎn)矩：Tj=1.5Temax=1.5×854=1131 （2）扭轉(zhuǎn)剛度：初選13Tj=14730 /rad 取=14500 /rad （3）阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩：初選=0.1 Temax=7504 （4）預(yù)緊轉(zhuǎn)矩：Tn=0.1 Temax=131.934 （5）減震彈簧的位置半徑：R0=0.7·d/2=0.7×205/2=72 mm （6）減震彈簧個(gè)數(shù)：取zj=12個(gè) （7）減震彈簧總壓力：=15708 N 5.2減震彈簧設(shè)計(jì)（選用碳鋼材料） 5.2.1單個(gè)減震彈簧的工作負(fù)荷F= /Zj=1570817558.9/12=1309N 5.2.2減震彈簧尺寸 （1）彈簧中徑DC。一般由結(jié)構(gòu)布置來(lái)決定，通常DC=11～15mm。取DC=13mm （2）彈簧鋼絲直徑d。 式中：扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 可取550～600Mpa；通常d=3～4mm。 通過計(jì)算，d=3.4mm （3）減震彈簧剛度K。應(yīng)根據(jù)已選定的減震器扭轉(zhuǎn)剛度及其分布半徑尺寸R0，由下式算出，即： （4）減震彈簧有效圈數(shù)i。 式中：E為材料的剪切彈性模量，對(duì)碳鋼可取E=8.3×104Mpa。 經(jīng)計(jì)算得：i=4.0 （5）減震彈簧總?cè)?shù)n。一般在6圈左右，總?cè)?shù)n和有效圈數(shù)i間的關(guān)系為 n=i+（1.5～2） 取n=i+2=6圈 （6）減震彈簧最小長(zhǎng)（高）度lmin。指減震彈簧在最大工作負(fù)荷下的工作長(zhǎng)（高）度，考慮到此時(shí)彈簧的被壓縮各圈之間仍需留一定的間隙，可確定為 lmin=n（d+δ）≈1.1dn=1.1×3.8×6=25.08mm （7）減震彈簧總變形量。=F/K=1309/233.1=5.6mm （8）減震彈簧自由高度l0。l0= lmin+ =30.68mm （9）減震彈簧預(yù)變形量。 （10）減震彈簧安裝工作高度l。l=l0-=30.38mm 5.2.3從動(dòng)盤鋼片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角 減震器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，從動(dòng)鋼片相對(duì)從動(dòng)盤轂的極限轉(zhuǎn)角與減震彈簧的工作變形量（=-）有關(guān)，其值為 在3～12之間即符合要求 5.2.4限位銷與從動(dòng)盤轂缺口側(cè)邊的間隙λ λ=R2sin==4mm λ一般為2.5～4mm，符合要求。 5.2.5限位銷直徑，一般為9.5～12mm。 取=10mm 6、操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的要求 1)踏板力要小，轎車一般在80～1 50N范圍內(nèi)，貨車不大于1 50～200N。 2)踏板行程對(duì)轎車一般在80～1 50ram范圍內(nèi)，對(duì)貨車最大不超過1 80mm。 3)踏板行程應(yīng)能調(diào)整，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)有對(duì)踏板行程進(jìn)行限位的裝置，以防止操縱機(jī)構(gòu)因受力過大而損壞。 5)應(yīng)具有足夠的剛度。 6)傳動(dòng)效率要高。 7)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及車架和駕駛室的變形不會(huì)影響其正常工作。 6.2操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有桿系和繩索兩種形式。桿系傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，廣泛應(yīng)用于各種汽車中。但其質(zhì)量大，機(jī)械效率低，車架和駕駛室的變形會(huì)影響其正常工作，在遠(yuǎn)距離操縱時(shí)布置較困難。繩索傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可克服上述缺點(diǎn)，且可采用適宜駕駛員操縱的吊掛式踏板結(jié)構(gòu)。但其壽命較短，機(jī)械效率仍不高。此形式多用于輕型轎車中。 液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由主缸、工作缸和管路等部分組成，具有傳動(dòng)效率高、質(zhì)量小、布置方便、便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、駕駛室和車架變形不會(huì)影響其正常工作、離接合較柔和等優(yōu)點(diǎn)。此形式廣泛應(yīng)用于各種形式的汽車中。 本設(shè)計(jì)采用液壓式操縱機(jī)構(gòu) 6.3初選離合器傳動(dòng)比 離合器操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 壓緊彈簧類型 if iC 膜片彈簧 2.7～5.4 10～16 式中：取150mm · 為考慮傳動(dòng)中由于變形等原因造成的行程損失，<1,取0.9 s0為分離軸承與分離桿之間的間隙，有間隙自調(diào)裝置，s0=0。 為摩擦片與壓盤、飛輪之間的間隙，雙片離合器可取0.5～0.9mm，這里取=0.7mm。 Zc為摩擦面數(shù)目，雙片為4。 if=c2/c1。這里取3.5。 代入數(shù)據(jù)，得 iC=13.78 6.4校驗(yàn)離合器踏板力Fn Fn≈Ff/（icifηt） 式中：Ff為壓盤的分離載荷；ηt為系統(tǒng)效率，一般為0.8～0.9，這里取0.85 代入數(shù)據(jù)，得Fn=126.59 N 合適 6.5離合器踏板行程的確定 Sn=（s0+Zcif）iC/ 代入數(shù)據(jù)得Sn=150.05mm 6.6確定操縱機(jī)構(gòu)各方面尺寸 iC= 式中：d1，d2分別為主缸和分缸的油缸直徑 取iC= 7. 離合器殼設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中,由于不知道發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸,飛輪等零件的尺寸,因而只有本設(shè)計(jì)計(jì)算出的壓盤以及該離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。該離合器殼采用灰鑄鐵鑄造而成，離合器外殼底蓋的尺寸的確定也是根據(jù)壓盤的尺寸來(lái)確定的，該零件的工作圖參見設(shè)計(jì)圖。該離合器蓋外殼底蓋采用厚為1.5㎜的08鋼板材料沖壓而成,再在表面圖防銹漆。 結(jié)　　 論 本次課程設(shè)計(jì)根據(jù)給出的設(shè)計(jì)要求和原始設(shè)計(jì)參數(shù)，以及拉式膜片彈簧離合器及其操縱機(jī)構(gòu)的工作原理和使用要求，通過對(duì)其工作原理的闡述、結(jié)構(gòu)方案的比較和選擇、相關(guān)零件參數(shù)的計(jì)算，大致確定了離合器及其操縱機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和主要尺寸以及制造相關(guān)零部件所用的材料。 結(jié)構(gòu)方面：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，考慮到使用條件和其顯著的優(yōu)點(diǎn)，選用帶扭轉(zhuǎn)減振器的單片拉式膜片彈簧離合器，壓盤驅(qū)動(dòng)方式采用傳動(dòng)片傳動(dòng)，分離軸承采用自動(dòng)調(diào)心式分離軸承，操縱機(jī)構(gòu)采用液壓式。 計(jì)算方面：確定了離合器的主要參數(shù)β、P0、D、d，結(jié)果按照基本公式運(yùn)算得出并通過約束條件，檢驗(yàn)合格。根據(jù)膜片彈簧基本參數(shù)之間的約束關(guān)系，初步確定了膜片彈簧的尺寸參數(shù)，并通過優(yōu)化程序得出了膜片彈簧尺寸的優(yōu)化值，并進(jìn)一步確定了膜片彈簧的工作點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行了強(qiáng)度校核。 選材方面：摩擦片選用編織石棉基材料，保證其有足夠的強(qiáng)度和耐磨性、熱穩(wěn)定性、磨合性，不會(huì)發(fā)生粘著現(xiàn)象。膜片彈簧采用65Si2MnA，其中所含硅成分提高了機(jī)件的彈性，所含錳，加強(qiáng)了耐高溫性；傳動(dòng)片采用80剛，滿足其強(qiáng)度需要；壓盤采用HT200，提高了耐磨性；離合器蓋從用鑄鐵，提高了散熱能力；設(shè)計(jì)后的離合器溫升校核合格。 綜上所述，本次設(shè)計(jì)遵從了：（1）分離徹底；（2）接合柔和；（3）操縱輕便，工作特征穩(wěn)定；（4）從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，數(shù)據(jù)全部通過約束條件檢驗(yàn)，原件所使用的材料基本上符合耐磨，耐壓和耐高溫的要求，而且離合器尺寸合適，適宜安裝，能最高效率傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，符合計(jì)劃書及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 由于此次設(shè)計(jì)中因選取的部分零件作為主要設(shè)計(jì)對(duì)象，存在很多的不完善，設(shè)計(jì)過程中也遇到很多的困難，所以在本次設(shè)計(jì)中可能有很多錯(cuò)誤和遺漏，希望各位老師批評(píng)指正。 參考文獻(xiàn) [1] 王豐元 馬明星 主編. 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 中國(guó)電力出版社，2009年 [2] 徐石安、江發(fā)潮主編. 汽車離合器. 北京：清華大學(xué)出版社，2005年 [3] 陳家瑞主編. 汽車構(gòu)造. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000年 [4] 劉朝儒、彭福蔭、高政一主編.機(jī)械制圖.北京：清華大學(xué)出版社，2001年 [5] 王望予.汽車設(shè)計(jì)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社.2006. [6] 余志生 汽車?yán)碚???? 機(jī)械工業(yè)出版社