推式膜片彈簧離合器設(shè)計【功率103KW 轉(zhuǎn)矩400 轉(zhuǎn)速2800】【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 1 目錄 第一章 概述 . 2 第二章 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析 . 4 離合器的主要結(jié)構(gòu) . 4 離合器的工作原理 . 5 離合器的功用及其結(jié)構(gòu)方案的選擇 . 5 第三章 離合器主要參數(shù)的選擇 . 8 離合器參數(shù)的 選擇 . 8 擦片的約束計算 . 9 第四章 離合器主要零部件的設(shè)計計算 . 11 片彈簧的設(shè)計 . 11 扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計計算 . 18 第五章 主要零件的設(shè)計計算 . 21 從動盤總成設(shè)計計算 . 21 徑的計算 . 22 壓盤和離合器蓋得設(shè)計 . 23 第六章 離合器的操縱系統(tǒng)設(shè)計 . 25 結(jié)論 . 28 參考文獻(xiàn) . 29 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 2 第一章 概述 汽車誕生之前馬車是人類最好的陸上交通工具。 1770 年法國人呢古拉斯古諾將蒸汽機(jī)裝在板車上，制造出第一輛蒸汽板車，這是世界上第一輛利用機(jī)器為動力的車輛。 1769 年，瑞士軍官普蘭捷爾也造出一輛以蒸汽機(jī)為動力的自由行駛的板車，于是又人將普蘭捷爾也認(rèn)定為汽車的始祖之一。 1860 年，法國人艾迪勒努瓦發(fā)明了一種內(nèi)部燃燒的汽油發(fā)動機(jī)， 1885 年德國工程師卡爾奔馳在曼海姆制成一部裝有 力汽油機(jī)的三輪車。德國另一位工程師戈特利布戴姆勒也同時造出了一輛用 們兩被公認(rèn)為以內(nèi)燃機(jī)為動力的現(xiàn)代汽車的發(fā)明者， 1886年 1月 29 日也被公認(rèn)為汽車的誕生日。 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)（ 汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ 電控穩(wěn)定程序（ 電子巡 航控制系統(tǒng)（ 安全帶、安全氣囊（ 。 2）環(huán)境保護(hù) 采用電控燃油噴射（ 無分電器點(diǎn)火（ 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)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、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(shí)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，防止零件因過買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 3 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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 4 第二章 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析 合器的主要結(jié)構(gòu) 一、主動部分 主動部分包括飛輪、離合器蓋、壓盤等機(jī)件組成。這部分與發(fā)動機(jī)曲軸連在一起。離合器蓋與飛輪靠螺栓連接，壓盤與離合器蓋之間是靠傳動片傳遞轉(zhuǎn)矩的。 二、從動部分 從動部分是由單片、雙片或多片從動盤所組成，它將主動部分通過摩擦傳來的動力傳給變速器的輸入軸。從動盤由從動盤本體，摩擦片和從動盤轂三個基本部分組成。為了避免傳動方向的共振，緩和傳動系受到的沖擊載荷，大對數(shù)汽車都不在離合器的從動盤上附裝有扭轉(zhuǎn)減震器。 三、扭轉(zhuǎn)減震器 離合器結(jié)合時，發(fā) 動機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤傳給了從動盤兩側(cè)的摩擦片，帶動從動盤本體和與從動盤本體鉚接在一起的減震器盤轉(zhuǎn)動。從動盤本體和減震器盤又通過六個減震器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動盤轂。因?yàn)橛袕椥原h(huán)節(jié)的作用，所以傳動系受的轉(zhuǎn)動沖擊可以在此得到緩和。傳動系中的扭轉(zhuǎn)振動會使從動盤轂相對于從動盤本體和減震器盤來回轉(zhuǎn)動，夾在它們之間的減震阻尼片靠摩擦消耗扭轉(zhuǎn)振動的能量，將扭轉(zhuǎn)振動衰減下來。 為了使汽車能平穩(wěn)起步，離合器應(yīng)能柔和結(jié)合，這就需要從動盤在軸向具有一定彈性。為此，往往在東盤本田圓周部分，沿徑向和周向切槽。再將分割形成的扇形部 分沿周向翹曲成波浪形，兩側(cè)的兩片摩擦片分別與其對應(yīng)的凸起部分相鉚接，這樣從動盤被壓縮時，壓緊力沿翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大，從而達(dá)到結(jié)合柔和的效果。 四、壓緊機(jī)構(gòu) 壓緊機(jī)構(gòu)主要由螺旋彈簧組成，與主動部分一起旋轉(zhuǎn)，它以離合器蓋為依托，將壓盤壓向飛輪，從而將處于飛輪和壓盤間的從動盤壓緊。 五、操縱結(jié)構(gòu)、 操縱機(jī)構(gòu)是為駕駛員控制離合器分離與結(jié)合程度的一套專設(shè)機(jī)構(gòu)，它是由位于離合器殼內(nèi)的分離杠桿（在膜片彈簧離合器中，膜片彈簧兼起分離杠桿的作用）、分離軸承、分離套筒、分離叉、回位彈簧等機(jī)件組成的分離機(jī)構(gòu)和位于離合 器殼外的離合器踏板及傳動機(jī)構(gòu)、阻力機(jī)構(gòu)等組成。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 5 合器的工作原理 發(fā)動機(jī)飛輪是離合器的主動件，帶有摩擦片的從動盤和從動轂借滑動花鍵與從動軸相連。壓緊彈簧則將從動盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動盤上，再由此經(jīng)過從動軸和傳動系中一系列部件傳給驅(qū)動輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。 由于汽車在行駛過程中，需經(jīng)常保持動力傳遞，而中斷傳動只是暫時的需要，因此汽車離合器的主動部分和從動部分是經(jīng)常處于結(jié)合狀態(tài)的。摩擦副采用彈簧壓緊裝置即是為了適應(yīng) 這一要求。當(dāng)希望離合器分離時，只要踩下離合器操縱機(jī)構(gòu)中的踏板，攤在分離套筒的環(huán)槽中的撥叉邊推動分離叉克服壓緊彈簧的壓力向松開的方向移動，而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動力的傳遞。 當(dāng)需要重新恢復(fù)動力傳遞時，為使汽車速度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化比較平穩(wěn)，應(yīng)該適當(dāng)控制離合器踏板回升的速度，使從動盤在壓緊彈簧壓力作用下，向結(jié)合的方向移動與飛輪恢復(fù)接觸。二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸增加。當(dāng)飛輪和從動盤結(jié)合還不緊密，二者之間摩擦力矩比較小時，二者可以不同步旋轉(zhuǎn)，既離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動盤 結(jié)合緊密程度的逐漸增大，二者轉(zhuǎn)速也逐漸相等。直到離合器完全結(jié)合而停止打滑時，汽車速度方能與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。 合器的功用及其結(jié)構(gòu)方案的選擇 離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)對傳動系的動力傳遞，保證汽車起步時將發(fā)動機(jī)與傳動系平順地結(jié)合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動系各零部件因過載而損害；有效地降低傳動系中的振動和噪聲。 一、 從動盤數(shù)及干、濕式的選擇 單片干式摩擦離合器其結(jié)構(gòu)簡單 ，調(diào)整方便，軸向尺寸緊湊，分離徹底，從動件轉(zhuǎn)動慣量小，散熱性好，采用軸向有彈性的從動盤時也能結(jié)合平順。因此，廣泛用于各級轎車及微、輕、中型客車與貨車，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩不大于 1000 牛 /米的大型客車和重型貨車上也有所推廣。當(dāng)轉(zhuǎn)矩更大時可采用雙片干式或雙片濕式摩擦離合器。因本設(shè)計的離合器是用于微型貨車上的，選用單片干式摩擦離合器。 二、 壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式及布置的選擇 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是采用一個膜片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺旋彈簧和分離杠桿。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下： 1）膜片彈簧的軸向尺寸較小而徑向尺寸很大，這有利于在提高離 合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力的情況下離合器的軸向尺寸。 2）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，故不需專門的分離杠桿，使離合買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 6 器結(jié)構(gòu)大大簡化，零件數(shù)目少，質(zhì)量輕。 3）由于膜片彈簧軸向尺寸小，所以可以適當(dāng)增加壓盤的厚度，提高熱容量；而且還可以在壓盤上增設(shè)散熱筋及在離合器蓋上開設(shè)較大的通風(fēng)孔來改善散熱條件。 4）膜片彈簧離合器的主要部件形狀簡單，可以采用沖壓加工，大批量生產(chǎn)時可以降低生產(chǎn)成本。 由于膜片彈簧離合器具有上述一系列的優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧的工藝水平也在不斷地提高，因而這種離合器在轎車及微型和中型客車、貨車上得到廣 泛的應(yīng)用，而且逐漸擴(kuò)展到大型貨車上。 本設(shè)計采用膜片彈簧。 三、 操縱機(jī)構(gòu)的選擇 由于機(jī)械式結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠多應(yīng)用于貨車，但該裝置質(zhì)量大，杠桿之間餃點(diǎn)多，因而摩擦損失較大，傳動效率低，其工作受到發(fā)動機(jī)震動以及車身或車架變形的影響，不采用那種吊掛式的踏板結(jié)構(gòu)。在平頭汽車上桿系的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合理布置桿系也較困難，踏板的自由行程將加大，剛度也變差。然而，液力操縱機(jī)構(gòu)具有摩擦阻力小，轉(zhuǎn)動效率高，質(zhì)量小，布置方便，便于采用吊掛踏板，駕駛室容易密封，發(fā)動機(jī)的振動和車架或駕駛室的變形不會影響其正常工作，離合器接 合柔和等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，本次設(shè)計選用液壓式操縱機(jī)構(gòu)。 四、 離合器的通風(fēng)散熱 實(shí)驗(yàn)表明，離合器的磨損是隨溫度的升高而增大的，當(dāng)壓盤工作表面溫度超過一定溫度時，摩擦片磨損急劇增加。在正常使用條件下的離合器壓盤工作表面溫度在 180。在特別嚴(yán)酷的使用條件下，壓盤表面的瞬時溫度有可能高達(dá)1000。過高的溫度能使壓盤受熱變形產(chǎn)生裂紋。為了使摩擦表面溫度不致過高，除要求壓盤有足夠的重量以保證足夠的熱容量外，還要求通風(fēng)散熱性良好。改善離合器的通風(fēng)措施有： 1）在壓盤上設(shè)置散熱筋； 2）在離合器蓋上開較大的通風(fēng)口，在離 合器外殼上設(shè)有通風(fēng)窗； 五、 膜片彈簧的支承形式 推式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)按支承環(huán)數(shù)目不同可分三種： 1）雙支承環(huán)形式 用臺肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個支承環(huán)與離合器蓋定位鉚合在一起，結(jié)構(gòu)簡單； 2）單支承環(huán)形式 在沖壓離合器蓋上沖出一個環(huán)形凸臺來代替后支承環(huán)，使架構(gòu)簡單，或在鉚釘前側(cè)以彈性當(dāng)環(huán)代替前支承環(huán)，以消除膜片彈簧與支承環(huán)之間的軸向間隙； 3）無支承環(huán)形式 利用斜頭鉚釘?shù)念^部與沖壓離合器蓋上沖出的環(huán)形凸臺將膜片彈簧鉚合在一起，取消前后支承環(huán)，或在鉚釘前側(cè)以彈性當(dāng)環(huán)代替前支承環(huán)，離合器蓋上的環(huán)形凸臺代替后支承 環(huán)，使結(jié)構(gòu)更簡化或取消鉚釘，離合器蓋內(nèi)邊緣處伸出的許多舌片將膜片彈簧與彈性擋環(huán)和離合器蓋上的環(huán)形凸臺彎合在一起，結(jié)構(gòu)最為簡單。本次設(shè)計選用雙支承環(huán)式。 六 、壓盤的驅(qū)動方式 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 7 壓盤是離合器的主動部分，在傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩時它和飛輪一同帶動從動盤轉(zhuǎn)動，所以他應(yīng)與飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器分離過程中能自由作軸向移動。 壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊 窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動片式等多種。前三種的共同缺點(diǎn)是在連接件之間有間隙，在傳動中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低了離合器的 傳動效率。彈性傳動片式是最近廣泛采用的驅(qū)動方式，沿圓周切向布置的三組或四組薄彈簧鋼帶傳動片兩端分別于離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓連接，傳動片的彈性允許壓盤做軸向移動。彈性傳動片驅(qū)動方式簡單，壓盤與飛輪對中性能好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長。故本次選用彈性傳動片式。 七 、分離軸承的類型的選擇 分離軸承和支持總成由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工作中主要承受軸向分離時，他那個是還承受在高速旋轉(zhuǎn)時離心力作用下的徑向力。以前主要采用推力球軸承或向心球軸承，但其潤滑條件差，磨損嚴(yán)重、噪聲大、可靠性差、使用壽 命低。目前國外以采用角接觸推力軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鋰基潤滑脂，其端部形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時采用球形端面，舌尖部為弧形面時采用平斷面或凹弧形端面。本次設(shè)計選用推力球軸承。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 8 第三章 離合器主要參數(shù)的選擇 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)。 合器參數(shù)的選擇 設(shè)計所選發(fā)動機(jī)參數(shù)；最大功率 103速 2800r/最大轉(zhuǎn)矩 400 速 1600 一、摩擦片外徑的確定 摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩的大小有一定關(guān) 系。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要參數(shù)，安發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 e （ 選定 D，由下列公式可得： D=K(3取 17 e =400 入數(shù)據(jù) D=17 20=340主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中摩擦片的外徑選 350右。 查摩擦片尺寸的系列化合標(biāo)準(zhǔn)化，選取標(biāo)準(zhǔn)摩擦片外徑 D=350徑d=195度 b=4外徑之比 d/D=位面積 A=678 二、離合器后備系數(shù)的確定 后備系數(shù)是離合器設(shè)計時應(yīng)該確定的一個重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時，應(yīng)考慮一下幾點(diǎn)： 1）摩擦片在使用中磨損后，離合器還能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 2）要能防止離合器滑磨過大。 3）要能防止傳動系過載。 為可靠傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，不宜選取太小，當(dāng)使買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 9 用條件惡劣，為提高起步能力，減小離合器滑磨，應(yīng)選取大些。采用柴油機(jī)時，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取值應(yīng)大些。發(fā)動機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動越小，可選取小些。 考慮以上影響因素和設(shè)計車型為 據(jù)的取值范圍 =時參考其他同類車型選取 = 三、單位壓力 單位壓力 離合器工作性能和使用壽命有很大的影響，選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件，發(fā)動機(jī)后備功率大小，摩擦片尺寸，材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。離合器使用頻繁，發(fā)動機(jī)后備系數(shù)較小時， 取小些。當(dāng)摩擦片外徑較大時，為降低摩擦片外源出的熱負(fù)荷， 取小些，后備系數(shù)較大時可適當(dāng)增大 采用石棉基材料時 擦片的約束計算 1）摩擦片的外徑 不超過 65 75m/s。 100060（ 3 式中： n r/ ； V=100060 D s 65m/s 符合條件 2）摩擦片的內(nèi)外徑比 在本設(shè)計中 c= 符合要求 3）后備系數(shù)的最大范圍 在本設(shè)計中 = 4）為了保證扭轉(zhuǎn)減震器的安裝，摩擦片內(nèi)徑 d 必須大于減震器彈簧位置直徑 2R。約 50 d2R。 +50 5）為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值 6）單位壓力。 摩擦離合器是靠摩擦表面的摩擦力矩來傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩。離合器的靜摩擦力買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 10 矩根據(jù)摩擦定律可表示為： f c （ 3 式中： 為靜摩擦力矩牛每米。 f 靜摩擦因數(shù)，取 f= 位： N。 從動盤數(shù)兩倍。 Z=2。 摩擦片的平均摩擦半徑，單位： 假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有： F= = （ （ 3 式中： 摩擦面單位壓力，單位： M m 2m ； d 摩擦片的平均摩擦半徑 據(jù)壓力均勻假設(shè)，可表示 )(3 D 22 33 dD d （ 3 將式（ 2（ 2入（ 3： 12 f Z （ 33 1D c （ 3 式中： c= 為了保證離合器在任何情況下都能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時大于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即 （ 3 則根據(jù)以上相應(yīng)計算公式及相關(guān)數(shù)據(jù)可得： 由（ 3： =400=720 （ 3算單位壓力 則： 240= ）（ 33o 在所要求范圍內(nèi)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 11 第四章 離合器主要零部件的設(shè)計計算 片彈簧的設(shè)計 一、膜片彈簧主要參數(shù)的選取 1）比值 H和板厚的選擇。比值 H對于膜片彈簧的彈性特性影響極大，如圖 4過分析可知，當(dāng) H 2 時， 1F )(f 1 為增函數(shù)； H2 時， 1F )(f 1 有一極值，該極值點(diǎn)恰為拐點(diǎn)；當(dāng) H 2 時， 1F )(f 1 有一極大值和一極小值；當(dāng) H 2 2 時， 1F )(f 1 的極小值落在橫坐標(biāo)上。為保證離合器壓緊力變化不大和操作輕便，汽車離合器用膜片彈簧的 H一般為 厚為 24 圖 4片彈簧的彈性特性曲線 2）比值 R/、 究 表明， R/簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲線受直徑誤差的影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求， R/使摩擦片上的壓力分布較均勻，推式膜片彈簧的 3）的選擇。膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角與內(nèi)截錐高度關(guān)系密切，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 12 H/（ R），一般在 9 15的范圍內(nèi)。 4）膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇。膜片彈簧工作點(diǎn)拐點(diǎn) H 對著膜片彈簧的壓平位置，而且 2/ 。新離合器在結(jié)合狀態(tài)時，一般 =（ 1 ，以保證摩擦片在最大磨損限度 范圍內(nèi)的壓緊力從 化不大。當(dāng)分離時，膜片彈簧工作點(diǎn)從 B 到 C。為了最大限度的減小踏板力， C 點(diǎn)應(yīng)盡量靠近 圖 4片彈簧工作點(diǎn)位置 5）分離指數(shù)的選取。分離指數(shù)常取 18，大尺寸膜片彈簧可 取 24，小尺寸彈簧可取 12。 6）膜片彈簧小端半徑0r，及分離軸承作用半徑最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑。 7）切槽寬度 1 、 2 及半徑1 2 9 10，2 的要求。 8）壓盤加載半徑 1R 和支撐環(huán)加載點(diǎn)半徑 1r 的確定。 1R 和 1r 的取值將影響膜片彈簧得剛度。 1r 應(yīng)略大于， 1R 應(yīng)略小于 R 且盡量接近 R。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 13 本次設(shè)計取， H/h=H=6h=4R/r=R=170r=120 =n=20，0r=301 =2 =10mm，00mm，2 二、膜片彈簧的彈性特性 假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點(diǎn) 通過支持環(huán)和壓盤加載膜片彈簧上的載荷 1F 集中在支承點(diǎn)處，加載點(diǎn)間的相對軸向變形為 1 （ 則膜片彈簧的彈性特性如下式表達(dá) 1F = 2111111211211 R （ 4 式中， E 為材料的彈性模量（ 對于鋼： E=510 為材料的泊松比，對于鋼： = R、 端半徑（ 1 R 、 1r 分別為壓盤加載點(diǎn)和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑（ 代入數(shù)據(jù) 1F = =2038N 當(dāng)離合器分離時，膜片彈簧的加載點(diǎn)將發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對分離指端所加載荷為 2F ，相應(yīng)作用點(diǎn)變形為 2 (另外，在分離與壓緊狀態(tài)下，只要膜片彈簧變形到相同的位置，其子午斷面從自由狀態(tài)也轉(zhuǎn)過相同的角度，則有如下關(guān)系 2 = 1111 rR f （ 4 2 = 191 =F = 1111 （ 4 式中， 2F = 20382191 91107 =466N 三、膜片彈簧得強(qiáng)度校核 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 14 子午斷面在中性點(diǎn) 立坐標(biāo) 斷面上任意點(diǎn)（ x、 y）的切向應(yīng)力t（ t= 2/（ 4 式中，為自由狀態(tài)時圓錐底 角 （ 為從自由狀態(tài)起，子午斷面的轉(zhuǎn)角（ e= ln/ 。 由上公式可知，當(dāng) 一定時，一定的切向應(yīng)力t在坐標(biāo)軸系中呈現(xiàn)線性分布，當(dāng)t=0時有 y= (4因 2/ 很小， 2/ )2/ 則表明：對于一定的 零應(yīng)力分布在過 O 點(diǎn)而與 x 軸成 2/ 角的直線上。實(shí)際上，當(dāng) x= e 時，無論t為何值，均存在 y= ，即對于一定的 ，等應(yīng)力線都匯交與 坐標(biāo)為 x= e ， y= 。顯然，為零應(yīng)力直線，其內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力區(qū)，外側(cè)為拉應(yīng)力區(qū)；等應(yīng)力線越遠(yuǎn)離零應(yīng)力線，其應(yīng)力值越高。由此可見，彈簧部分內(nèi)上緣點(diǎn)的切向壓應(yīng)力最大。當(dāng)點(diǎn)的縱坐標(biāo) 2/h 時， 、A 點(diǎn)的切向拉應(yīng)力最大。 分析表明， B 點(diǎn)的應(yīng)力值最高，通常只計算 B 點(diǎn)的應(yīng)力來校核其強(qiáng)度。將 和 2/y h 代入（ 4可得 22（ 4 代入數(shù)據(jù)可得：1329令 0，可求出到極大值時的轉(zhuǎn)角pp r2 h e（ 4 式（ 4明， B 點(diǎn)最大壓應(yīng)力發(fā)生在比其壓平位置再多轉(zhuǎn)動一個角度買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 15 。 當(dāng)離合器徹底分離時，膜片彈簧子午斷面的實(shí)際轉(zhuǎn)角p f，計 算， 取 p ；如果 p f ，則 取 f 。， 在分離軸承推力 2F 的作用下，點(diǎn)還受彎曲應(yīng)力 ，其值為 22r6 （ 4 式中，為分離指數(shù)目； 一個分離指根部的寬度（）。 代入數(shù)據(jù)可得： =136 考慮到彎曲應(yīng)力 是與切向壓應(yīng)力互垂直的拉力，根據(jù)最大切應(yīng)力強(qiáng)度理論， rB（ 4 代入數(shù)據(jù)可得1465 實(shí)驗(yàn)表明，裂紋首先在最大應(yīng)力點(diǎn)點(diǎn)產(chǎn)生，但此時裂紋并不發(fā)展到損壞，且不明顯影響其承載能力。繼后，在 A 點(diǎn)由于拉應(yīng)力產(chǎn)生裂紋，這種裂紋是發(fā)展性的，一直發(fā)展到使其破壞。在實(shí)際設(shè)計中，當(dāng)膜片彈簧采用 n 時，應(yīng)大于 1700. 四、膜片彈簧材料及制造工藝 國內(nèi)膜片彈簧一般采用 n 和 r 等優(yōu)質(zhì)高精度鋼板材料。為了保證其硬度、幾何尺寸、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 3 8次，以產(chǎn)生一定的塑性變形，從而是膜片彈簧的表面產(chǎn)生于使用狀態(tài)反方向的殘余應(yīng)力而達(dá)到強(qiáng)化的目的。一般說，經(jīng)強(qiáng)化處理后，在同樣的工作條件下，可提高膜片彈簧的疲勞壽命 5% 30%。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表面，使表面產(chǎn)生塑性變形，從而形成一定厚度的表面強(qiáng)化層，起到冷作硬化的作用，同樣也可以提高承載能力和疲勞強(qiáng)度。 為了提高分離指的耐磨性，可對其端部進(jìn)行高溫淬火、噴鍍鉻和鍍鎘或四氟乙烯。在膜片彈簧與壓盤接觸處，為了防止由于拉應(yīng)力的作用而產(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、裂紋、劃痕、銹蝕等缺陷。碟簧部分的硬度一般買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 16 在 45 50離指端硬度為 55 62同一片上同一范圍的硬度差不應(yīng)大于 3個單位，碟簧部分應(yīng)為均勻的回火屈氏體和少量的索氏體。單面脫碳層得深度一般不得超過厚度的 3%。膜片彈簧的內(nèi)、外半徑公差一般為 度公差為 始底錐角公差為 10。膜片彈簧上下表面的表面粗糙度為 1.6 m ，地面的平面度一般要求小于 片彈簧處 于接合狀態(tài)時，其分離指端得相互高度差一般要求小于 五、膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計就是要確定一組彈簧得基本參數(shù)，使彈性特性滿足離合器的使用性能要求，而且彈簧強(qiáng)度也滿足設(shè)計要求，以達(dá)到最佳的綜合效果。 a)目標(biāo)函數(shù) 目前，國內(nèi)關(guān)于膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)主要有以下幾點(diǎn)： 1)彈簧工作時的最大應(yīng)力為最小。 2)在從動盤摩擦片磨損前后，彈簧壓緊力之差的絕對值為最小。 3)在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承扇的分離操縱力的平均值為最小。 4)在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕 對值得平均值為最小。 5)選 3）和 4）兩個目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。 為了既保證離合器使用過程中傳遞轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性，又不致嚴(yán)重過載，且能保證操縱省力，選取 5）作為目標(biāo)函數(shù)，通過兩個目標(biāo)函數(shù)分配不同的權(quán)重來協(xié)調(diào)他們之間的矛盾，并用轉(zhuǎn)化函數(shù)將兩個目標(biāo)合成一個目標(biāo)，構(gòu)成統(tǒng)一的總目標(biāo)函數(shù)，則 2 （ 4 式中 1w 和 2w 分別為兩個目標(biāo)函數(shù) 加權(quán)因子，視設(shè)計要求選定。 b)設(shè)計變量 從膜片彈簧彈性特性計算式可以看出，應(yīng)選取 H、 h、 R、 r、 1R 、 1r 這六個尺寸參數(shù)以及在結(jié)合工作點(diǎn)相應(yīng)與彈簧工作壓緊力 大端變形量 為優(yōu) 化設(shè)計變量，即 X= 11H （ 4 c)約束條件 1)應(yīng)保證所設(shè)計的彈簧工作壓緊力 要求的壓緊力 等，即 2)為了保證各工作點(diǎn) A、 B、 正確選擇 相對于拐點(diǎn) 位置，一般 = 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 17 11H rR r （ 4 3)為了保證摩擦片磨損后離合器仍可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，并考慮到摩擦因數(shù)的下降，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力 大于或等于新摩擦片的壓緊力 即 4)為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧得 H/ r/H H/h r/H R 15 5)彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即 R/r )為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑1R 應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 推式： 2/4/ 7)根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求， 1R 與 R， 1r 與 r， 1 1 7 0 r1r 6 00r4 8)膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此其杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選擇，即 推式： 11 R f )彈簧在工作過程中， 不超過其允許值，即 0)彈簧在工作過程中， 不超過其相應(yīng)的需用值，即 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 18 1)彈簧在制造的過程中，由于其主要尺寸參數(shù) H、 h、 R 和 r 都存在誤差，對彈簧得壓緊力有一定的影響。因此，為了保證在加工精度范圍內(nèi)彈簧得工作性能，必須使由制造誤差引起的彈簧壓緊力的相對偏差不超過某一范圍，即 F F FF （ 4 式中， 、 、 分別為由于 H、 h、 R 和 r 的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差。 12)在離合器裝配誤差范圍內(nèi)引起的彈簧壓緊力的相對偏差，也不得超過某一范圍即 （ 4 式中， 為離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值。 轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計計算 扭轉(zhuǎn)減震器主 要參數(shù)的選擇 1)極限轉(zhuǎn)矩減震彈簧的最大變形量來確定，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。 2.0）4 式中的微型貨車取00 )扭轉(zhuǎn)剛度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)。 減震彈簧分布在半徑為從動片相對從動盤轂轉(zhuǎn)過 弧度時，彈簧相應(yīng)變形量為。此時所需加在從動片上的轉(zhuǎn)矩為 T=1000K 24 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 19 式中， 弧度所需加的轉(zhuǎn)矩 :； 根據(jù)扭轉(zhuǎn)減震器扭轉(zhuǎn)剛度的定義，K=K=1000 24 式中，設(shè)計時可按經(jīng)驗(yàn)來處選取 K 13=7000N.m/)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=（ 本設(shè)計中初選 T=)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 減震彈簧在安裝時都有一定的預(yù)緊。研究表明， 加，共振頻率將向減小頻率的方向移動，這是有利的。但是 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 （ 設(shè)計中初選 38 )減震彈簧的位置半徑 般取 d 195 2= （ 4 式中的 本設(shè)計中取 0文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 20 6)減震彈簧的個數(shù) 考下表） 摩擦片外徑為 350 式減震彈簧的個數(shù)可取 4 6 本設(shè)計中 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)到最大值震彈簧收到的壓力 F 為 F =jT/4 F =8571紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 21 第五章 主要零件的設(shè)計計算 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。 一、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。從動片一般都做的比較薄，通常使用 次設(shè)計的微型貨車，故取從動片厚度為 2 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。 二、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)計花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸時參照國標(biāo) 花鍵標(biāo)準(zhǔn)， 表 5動盤轂花鍵的尺寸 摩擦片外徑 動機(jī)最大 轉(zhuǎn) 數(shù) n 外徑 徑 厚 效齒長壓應(yīng)力160 49 10 23 18 3 20 80 69 10 26 21 3 20 00 108 10 29 23 4 25 25 147 10 32 26 4 30 50 196 10 35 28 4 35 80 275 10 35 32 4 40 00 304 10 40 32 5 40 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 22 325 373 10 40 32 5 45 50 471 10 40 32 5 50 動盤轂花鍵尺寸如下：花鍵齒數(shù)： n=10；花鍵外徑： D=40鍵內(nèi)徑：d=32厚： B=5效齒長： l=50 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： （ 5 式中： 下式確定： P=(T4 5 式中： d， ； ，（ D） 2； 。 由已知條件： P 22222n 20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 20所選花鍵尺寸滿足要求。 徑的 計算 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為