輕型貨車離合器總成設(shè)計(jì)

河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 作 者： 仲昭遠(yuǎn) 學(xué) 號(hào)： 085259 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 系 (專業(yè) )： 車輛工程 題 目： 輕型貨車離合器設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 劉芳 講師 (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 評(píng)閱者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 2012 年 6 月 4 日 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要 輕型貨車離合器設(shè)計(jì) 摘要 : 此次設(shè)計(jì)是對(duì)輕型載貨汽車的離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)，目前較流行的是膜片彈簧離合器，其工作性能穩(wěn)定、效率較高，應(yīng)用較為廣泛，鑒于拉式結(jié)構(gòu)較以往的推式結(jié)構(gòu)有較多優(yōu)點(diǎn)，所以 此次離合器設(shè)計(jì)為拉式結(jié)構(gòu)。 離合器的設(shè)計(jì)有比 較成熟的系統(tǒng)方法，對(duì)行駛條件和載重要求等，對(duì)離合器進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)： （ 1） 離合器的零部件結(jié)構(gòu)尺寸確定，如摩擦片的直徑、減震彈簧 及從動(dòng)盤 數(shù)目 選擇、扭轉(zhuǎn)減震器 等 （ 2） 離合器的零部件受力及強(qiáng)度校核 （ 3）離合器相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化 （ 4） 離合器的操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞： 離合器 膜片彈簧 從動(dòng)盤 扭轉(zhuǎn)減 震 器 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要 Title The clutch design of light truck Abstract： The design is more popular light truck clutch design, the diaphragm spring clutch, its performance and stability, high efficiency, is widely used in view of the pull-type structure than the previous push-type structure moreadvantages, so the clutch is designed to pull the structure More mature systems approach to the design of the clutch, clutch driving conditions and load requirements, the following design: (1) clutch size of the parts structure to determine, such as the diameter of the friction plate, shock absorber spring and follower plate number the design of choice, to reverse the shock absorber (2) clutch parts the force and strength check (3) the optimization of the parameters of the clutch (4) clutch control mechanism Keywords： Clutch Diaphragm spring Driven disc Torsion dampers 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 目 錄 1 緒論 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 離合器國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 . 1 1.3 國(guó)內(nèi)離合器設(shè)計(jì)理論概況 . 2 2 輕型貨車離合器的設(shè)計(jì)方案的確定及主要參數(shù) 的選擇 . 3 2.1 離合器的設(shè)計(jì)問題分析與解決方案 . 3 2.2 離合器工作原理 . 3 2.3 離合器的功用及設(shè)計(jì)要求 . 6 2.4 離合器的型式比較與選擇 . 7 2.5 離合器主要參數(shù)的選擇 . 10 3 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 14 3.1 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì) . 14 3.2 從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì) . 19 3.3 離合器蓋總成的設(shè)計(jì) . 24 3.4 離合器的分離裝置 . 27 3.5 分離軸承的壽命計(jì)算 . 28 3.6 操縱機(jī)構(gòu)的計(jì)算 . 29 3.7 離合器膜片彈簧的設(shè)計(jì) . 32 4 本次設(shè)計(jì)的總裝配圖及爆炸圖 . 40 4.1 拉式膜片彈簧離合器總裝圖 . 40 4.2 拉式膜片彈簧離合器爆炸圖 . 41 結(jié)論 . 42 參 考 文 獻(xiàn) . 43 致 謝 . 44 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 1 緒論 1.1 引言 近 些 年 來隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國(guó)都在資金和技術(shù)方面大力支持汽車工業(yè)。我國(guó)人民的生活水平也在日益提高，對(duì)汽車等惡需求量也在與日俱增，我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展前景廣闊，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)在 2010 年度作為一個(gè)整體，汽車產(chǎn)銷量均突破1800 萬輛，產(chǎn)銷量在世界均排在第一位，由此可見汽車行業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)至速度毋庸置疑，汽車工業(yè)已經(jīng)成為我過支柱產(chǎn)業(yè)之一，其同時(shí)也是國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平之標(biāo)志，再次契機(jī)，中國(guó)離合器行業(yè)正面臨重要機(jī)遇。 1.2 離合器國(guó)內(nèi)外 發(fā)展概況 以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力源的汽車來說，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中是一個(gè)獨(dú)立的總成，在汽車傳 動(dòng)系中直接相連于發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)今，各類汽車廣泛采用的摩擦式離合器主要依靠主、從動(dòng)部分在同軸線上傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有接合或分離功能的裝置。 在歷史前期研發(fā)的離合器中，錐形離合器性能較優(yōu)越，目今所使用的盤片式離合器先驅(qū)是多盤離合器，自 1925 年以后出現(xiàn)，二十世紀(jì)三十年代初，只有一些工程車輛、大功率高級(jí)轎車、比賽用車上才會(huì)采用多片離合器。隨著人們對(duì)技術(shù)上的不斷改進(jìn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，使單片干式離合器趨于首選。 人們對(duì)汽車的各種性能要求越來越高，當(dāng)然隨之對(duì)離合器的要求也越來越高，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)越發(fā)地向拉式 膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，相對(duì)于傳統(tǒng)的操縱形式，自動(dòng)操縱形式則顯現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，所以，提高離合器的穩(wěn)定可靠性，延長(zhǎng)其使用年限，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不斷提高的轉(zhuǎn)速，增大離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩和提高其操縱方便性、快捷性，稱為離合器當(dāng)今發(fā)展的主題，是大勢(shì)所趨。 據(jù)行業(yè)分析報(bào)告指出，目前國(guó)內(nèi)汽車離合器廠家較多，分布比較廣泛，主要分布在汽車工業(yè)較密集地區(qū)，如長(zhǎng)春、上海、廣州、南京、重慶等地 。隨著離合器新技術(shù)如 DCT 在國(guó)內(nèi)的推廣，這將使國(guó)內(nèi)的離合器行業(yè)有一個(gè)嶄新的開始。另外雙質(zhì)量飛輪一直是我國(guó)離合器發(fā)展探索的方向，已經(jīng)有相關(guān)外資 企業(yè)駐足國(guó)內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，但其未來發(fā)展前景是否廣闊我們還不能完全明朗，還有待于時(shí)間的驗(yàn)證。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)資源的越發(fā)豐富，以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)材料和技術(shù)的不斷革新，促使整個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的全面提高。以往的手工設(shè)計(jì)已逐漸轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，包括前期計(jì)算、 計(jì)算機(jī)二維繪圖， 計(jì)算機(jī)三維繪圖、 有限元分析、仿真運(yùn)動(dòng)分析、 計(jì)算機(jī)虛擬演示等等，這不僅大大縮短了設(shè)計(jì)周期、提高了工作效率，而且還節(jié)約了可觀的成本 ，提高了企業(yè)的效益 。 1.3 國(guó)內(nèi)離合器設(shè)計(jì)理論概況 汽車工業(yè)在世界發(fā)展史上已超過百年，隨著時(shí)間的延續(xù)，在對(duì)實(shí)踐與理論的不斷整 合、不斷完善的過程中，離合器的設(shè)計(jì)早已趨于系統(tǒng)化，已形成一套有理可循、有據(jù)可依的可靠的設(shè)計(jì)方案，類似于計(jì)算機(jī)程序一樣，把每一步要如何去做都很系統(tǒng)的做了很好的規(guī)劃，再次系統(tǒng)中把該領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)都有機(jī)的結(jié)合在一起 ，對(duì)于對(duì)設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)品質(zhì)的提升具有重要指導(dǎo)作用。 在對(duì)理論和實(shí)踐的不斷探索和創(chuàng)新上，有關(guān)智能優(yōu)化方面，學(xué)者對(duì)以往的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，得出了新的適應(yīng)性更強(qiáng)的模型創(chuàng)建方法，通過結(jié)構(gòu)細(xì)化，對(duì)離合器相關(guān)零件做出更加精確的分析，這樣使得設(shè)計(jì)非常的合理精準(zhǔn)，使離合器的設(shè)計(jì)變的不再?gòu)?fù)雜繁瑣，這種方法還可以用于更多零 部件的設(shè)計(jì)，對(duì)于提高汽車整體研究和設(shè)計(jì)質(zhì)量有著不可忽視的意義。 在汽車動(dòng)力系統(tǒng)中離合器時(shí)非常重要的部件，對(duì)于手動(dòng)擋的汽車來說，不論在復(fù)雜多變的路段駕駛，還是在平坦的城市公路上行駛，最頻繁的使用部件之一即是離合器，能最客觀反映駕駛員駕駛技術(shù)的水平高低，其中離合器的使用好壞是非常直接的體現(xiàn)，正確使用離合器能有效的保護(hù)車輛，對(duì)車輛的震動(dòng)噪聲和車輛使用年限都有重要的影響，理解離合器工作原理以及如何在狀況特殊的情況下利用離合器來解決問題和困難，是每一個(gè)手動(dòng)擋車型車友的最根本常識(shí)。 汽車離合器較類似于開關(guān)，所謂離合器， 從其字面意思來看，無非是“離”與“合”的相輔相成，對(duì)立統(tǒng)一。具有斷離或者接合動(dòng)力傳遞的作用，因此，任何形式的汽車都有離合裝置，而對(duì)于不同形式的汽車來說，只是其形式有一定的區(qū)別而已。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 2 輕型貨車離合器的 設(shè)計(jì)方案的確定及主要參數(shù)的選擇 2.1 離合器 的設(shè)計(jì)問題分析 與 解決方案 2.1.1 離合器 主要設(shè)計(jì)問題分析 離合器的設(shè)計(jì)問題主歸結(jié)于離合器的壽命耐久性和工作可靠性。對(duì)于離合器壽命影響因素包括內(nèi)在和外在因素共同影響，內(nèi)在包括離合器的零件材料選擇及強(qiáng)度預(yù)算等，外在因素包括離合器的工作環(huán)境，工作環(huán)境是否惡劣最直接影 響離合器壽命。離合器的工作穩(wěn)定性則由摩擦片與飛輪之間的摩擦系數(shù)、彈簧的壓緊程度共同決定，壓緊彈簧的安裝位置對(duì)壓緊程度有重要影響，摩擦系數(shù)則由相接觸面的表面質(zhì)量和工作環(huán)境所影響。我們可以在離合器廠家選用分離軸承，直接選用即可，無需做過多設(shè)計(jì)。另外，對(duì)離合器的操縱機(jī)構(gòu)要做精確度較高的計(jì)算，包括踏板力和踏板行程，要分布較為合理，以免發(fā)生干涉。 2.1.2 針對(duì)離合器設(shè)計(jì)的 相關(guān) 問題的解決方案 前面已經(jīng)提到，汽車相關(guān)零部件包括離合器的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)都早已成熟，有著比較系統(tǒng)的流程，此次設(shè)計(jì)主要是對(duì)離合器零部件進(jìn)行更加細(xì)致的 計(jì)算和分析，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終提高離合器的工作可靠性和使用壽命。 離合器在工作過程中由于摩擦的原因會(huì)產(chǎn)生大量的熱，這對(duì)于摩擦系數(shù)有很大影響，鑒于此我們可以選擇通過傳感器來提醒駕駛員，通過采取相關(guān)措施或方案來主動(dòng)避免離合器失效。經(jīng)過綜合考慮我們選擇如下方案： 將溫度傳感器直入摩擦產(chǎn)生部位，傳感器信號(hào)直接輸送到汽車 ECU 進(jìn)行處理，然后給出相關(guān)警告或提醒，是的駕駛員注意。但此方案具有局限性，我們選擇另外一種方案，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)可以加強(qiáng)離合器的通風(fēng)散熱，使產(chǎn)生的熱量可以更快的散發(fā)出去，這關(guān)鍵在于離合器蓋的 通風(fēng)散熱，方法簡(jiǎn)單有效，我們決定采用此方案。 2.2 離合器工作原理 2.2.1 離合器工作原理描述 摩擦離合器由彈簧片、摩擦片、壓盤以及動(dòng)力輸出軸組成。如前所述，其屬于動(dòng)力總成范疇。在半連動(dòng)的情況下，適量的動(dòng)力通過其轉(zhuǎn)速差實(shí)現(xiàn)，也就是動(dòng)力輸出端與輸入端可以允許有轉(zhuǎn)速差。按離合器的工作狀態(tài)不同，可分為三種，踩下離合器的河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 斷開連接即是不聯(lián)動(dòng)，部分踩下不完全結(jié)合時(shí)的半連動(dòng)，還有不踩下離合器讓其完全結(jié)合的全連動(dòng)狀態(tài)。 當(dāng)汽車處于正常行駛狀態(tài)時(shí)，飛輪的摩擦片與壓盤是緊緊的接合的，即具有相同的轉(zhuǎn)速，輸出軸與輸入軸之間一 直保持相對(duì)的靜摩擦，在此時(shí)摩擦片與壓盤之間的摩擦力達(dá)到最大。在車輛起步時(shí)，離合器被司機(jī)踩下之后，壓盤被離合器踏板的運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)而隨之向后靠，飛輪在此時(shí)與壓盤完全斷開連接，不接觸，也就是摩擦片與壓盤分離開來，此時(shí)相對(duì)摩擦不存在。最后一種狀態(tài)，摩擦片與壓盤之間的摩擦力小于全連動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)候，就是離合器工作的半連動(dòng)狀態(tài)，飛輪上的摩擦片與離合器壓盤之間處于相對(duì)的滑動(dòng)摩擦狀態(tài)。輸出軸的轉(zhuǎn)速小于飛輪的轉(zhuǎn)速，傳給變速箱的部分動(dòng)力就來自于飛輪，此時(shí)驅(qū)動(dòng)輪與發(fā)動(dòng)機(jī)之間處在一種軟連接狀態(tài)。 除特殊情況下，車輛換擋和起步時(shí)候是 離合器發(fā)揮主要作用，此時(shí)位于變速箱內(nèi)的一軸二軸轉(zhuǎn)速不同，有一定的差速度，一軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的連接必須切開，此后，同步器發(fā)揮作用，它將兩軸速度同步，掛進(jìn)檔位以后，離合器再將發(fā)動(dòng)機(jī)與一軸動(dòng)力結(jié)合，動(dòng)力得以繼續(xù)傳遞。 另外，離合器中有一個(gè)緩沖裝置，它非常必要，不可或缺，兩個(gè)圓盤對(duì)在 一起，圓盤形狀與飛輪較相似，盤上打有凹槽，凹槽形狀為矩形，其內(nèi)布置彈簧，每當(dāng)遇到激烈沖擊時(shí)，圓盤之間的彈簧因彈性而相互作用，對(duì)外界刺激起到緩沖作用，保護(hù)了離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)。 離合器的關(guān)鍵性能取決于摩擦片的摩擦系數(shù)、壓盤彈簧的剛度、摩擦片的位置 、離合器的直徑以及離合器的數(shù)目等離合器的各個(gè)配件，摩擦片的摩擦系數(shù)越高彈簧的剛度越大，離合器的直徑越大，離合器性能就越好。 我們結(jié)合圖 2.1 進(jìn)行說明：離合器處于壓緊狀態(tài)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力通過曲軸轉(zhuǎn)入離合器，通過飛輪 2 和壓盤 4 摩擦片之間的相互作用傳給從動(dòng)盤 3，然后通過變速器 1軸 9 傳入變速器。當(dāng)離合器處于松開狀態(tài)時(shí)，通過桿機(jī)構(gòu)以及液壓系統(tǒng)，然后再到分離叉，將膜片彈簧拉動(dòng)，離合器蓋上 5 上的支撐圈和膜片彈簧外端緊貼在一起，其外端又與壓盤連接，這時(shí)候，作用在從動(dòng)盤上的壓力消失，摩擦力也因此消失，此時(shí)扭矩不再傳遞。這樣在每 次駕駛員踩動(dòng)踏板時(shí)候離合器就這樣工作。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 圖 2.1 離合器裝配圖 2.2.2 膜片彈簧離合器工作過程示意圖 圖 2.2 為推式膜片彈簧離合器的工作過程 。安裝后，膜片彈簧會(huì)加上預(yù)緊力。 分離軸承和膜片彈簧離合器之間會(huì)有間隙，這個(gè)間隙是自由間隙，是為了離合器磨損 后仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩 而預(yù)留的間隙。 如圖 2.2c，離合器分離時(shí)分離軸承把膜片彈簧小端推到左邊極限位置，帶動(dòng)壓盤脫離摩擦。松開踏板時(shí)，在回位彈簧作用下回到 b 位置。 拉式膜片彈簧離合器的工作原理與推式基本相同，只是分離軸承 的作用方向相反而已。 圖 2.2 膜片彈簧離合器工作原理示意圖 1-軸承 2-飛輪 3-從動(dòng)盤 4-壓盤 5-離合器蓋螺栓 6-離合器蓋 7-膜片彈簧 8-分離軸承 9-軸 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 2.3 離合器的功用及設(shè)計(jì)要求 2.3.1 離合器的主要功用 保證汽車平穩(wěn)起步。在汽車起步掛檔之前汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)，掛檔后，假如變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)是剛性連接的，那么汽車會(huì)突然向前沖，驅(qū)動(dòng)力不足以克服汽車前沖所產(chǎn)生的慣性力，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到臨界轉(zhuǎn)速，而使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，還會(huì)造成機(jī)件的損傷破壞。所以在起步時(shí)應(yīng)使變速箱和發(fā)動(dòng)機(jī)暫時(shí)處于分離狀態(tài)，這就需要用到離合器，然后逐漸使離合器接合，是由離合器傳出 的扭矩不斷增大，離合器的主、從動(dòng)部分之間有滑磨狀態(tài)，隨著汽車的驅(qū)動(dòng)力逐漸增大，之后汽車平穩(wěn)起步。 便于換擋。由于行駛條件不同，為了適應(yīng)形勢(shì)條件，駕駛員在駕駛汽車的過程中需要經(jīng)常變換檔位，變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)必須暫時(shí)分離，否則變速箱中相互嚙合的傳力齒輪依然有載荷沒有被卸除，由于相互壓力很大，導(dǎo)致嚙合齒很難分開，因?yàn)閳A周速度不同，另一對(duì)即將嚙合的齒輪因?yàn)閳A周速度不同而很難嚙合。如果強(qiáng)行使其嚙合，則齒端對(duì)產(chǎn)生很大的沖擊，會(huì)導(dǎo)致機(jī)件的損壞。通過離合器使變速箱和發(fā)動(dòng)機(jī)暫時(shí)分離，之后進(jìn)行換擋，由于先前嚙合的齒輪卸除載荷，相 嚙合的齒面間壓力相對(duì)減小很多，就容易分離。由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在發(fā)動(dòng)機(jī)與主動(dòng)齒輪分開后變的很小，另一對(duì)即將進(jìn)入嚙合的齒輪，通過適當(dāng)?shù)膿Q擋動(dòng)作，就可以使其圓周速度接近相等或者相等，從而有效減輕或避免齒輪間的沖擊。 防止傳動(dòng)系過載。駕駛員緊急制動(dòng)汽車時(shí)，車輪轉(zhuǎn)速急劇下降，但是傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，傳動(dòng)系仍具有旋轉(zhuǎn)的慣性，會(huì)保持原有轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的這個(gè)慣性矩甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的慣性矩，導(dǎo)致傳動(dòng)系零件易損壞。而離合器傳遞轉(zhuǎn)矩是通過摩擦力的，當(dāng)傳動(dòng)系內(nèi)載荷超過摩擦力所能傳遞的極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，離合器的主、從動(dòng)部分，會(huì)打滑 ，這樣就起到了過載保護(hù)的作用。 降低扭振沖擊。輸出轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理所決定，在內(nèi)燃機(jī)做功沖程，燃燒室內(nèi)可燃?xì)怏w因爆炸而產(chǎn)生極大沖擊扭矩，其他沖程中，反托發(fā)動(dòng)機(jī)主要依靠慣性。扭振雖然可被發(fā)動(dòng)機(jī)本身轉(zhuǎn)動(dòng)系所具有的慣性降低，但后續(xù)變速箱、傳動(dòng)軸仍然由于剩余沖擊力產(chǎn)生不好的影響。減震彈簧（切向分布）位于離合其中則可以有效降低來自于發(fā)動(dòng)機(jī)的扭振沖擊，延長(zhǎng)和提高變速齒輪壽命。 2.3.2 離合器的設(shè)計(jì)要求 為保證離合器有良好的工作性能，離合器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求： 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 維修保養(yǎng)方便，操縱簡(jiǎn)單省力； 接合 柔和，分離徹底，散熱能力較強(qiáng)； 噪音小，緩和轉(zhuǎn)動(dòng)方向沖擊，并且具有衰減來自該方向的震動(dòng)的能力； 有一定的傳遞轉(zhuǎn)矩余力，并且能保證，可以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的最大轉(zhuǎn)矩； 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小。以便于在離合器分離換擋時(shí)，與變速器輸入軸相連部分轉(zhuǎn)速變化相對(duì)較容易，以減輕齒輪間的沖擊； 工作穩(wěn)定，摩擦片和壓盤壓力的摩擦系數(shù)變化??； 2.3.3 離合器的設(shè)計(jì)要 點(diǎn) 離合器的可傳遞最大轉(zhuǎn)矩是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)和前提，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下條件： 分離軸承與分離彈簧之間應(yīng)留有一定的間隙，這是因?yàn)殡x合器接合時(shí)為使摩擦片與壓盤 接合的很好，離合器運(yùn)動(dòng)零件需要加以限位。對(duì)踏板的最大行程加以限制，這是分離軸承回位彈簧加以保證。 前面已經(jīng)提及，為保證離合器接合柔和應(yīng)在從動(dòng)盤上設(shè)置扭轉(zhuǎn)減震器，扇形波狀彈簧對(duì)稱布置鉚接在從動(dòng)鋼片上，摩擦片應(yīng)制成一定錐度其錐度大概為 0.5mm，并使其大端面相飛輪，這樣從動(dòng)轂安裝在位于變速器第一軸（即從動(dòng)軸）上的花鍵上時(shí)容易滑動(dòng)，容易使離合器分離更徹底。 為了方便從動(dòng)軸在拆卸時(shí)容易從離合器中抽出來，離合器的從動(dòng)軸需要在安裝后保持軸向定位，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使飛輪與從動(dòng)軸軸承外圓為過渡配合，但是從動(dòng)軸與前軸承內(nèi)圈 是間隙配合，通過從動(dòng)軸后軸承來保證離合器的從動(dòng)軸軸向定位。從動(dòng)軸前軸承靠油杯按期注入進(jìn)行潤(rùn)滑，而離合器分離軸承靠注入黃油潤(rùn)滑。為防止離合器打滑，不僅要在軸承處安裝自緊油封還要在飛輪上開泄油孔，以防止?jié)櫥土鞯滥Σ烈r面。 離合器的主、從動(dòng)部分分別為：主動(dòng)（飛輪、離合器蓋與它們一起轉(zhuǎn)動(dòng)并且能軸向移動(dòng)的壓盤）、從動(dòng)（從動(dòng)盤、從動(dòng)軸），壓盤通過鋼片與離合器蓋相連接。從動(dòng)軸安裝在飛輪與壓盤之間并且可在從動(dòng)軸花鍵上滑動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)需要把離合器從動(dòng)的前軸安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的中心孔內(nèi)。 2.4 離合器的型式比較與選擇 2.4.1 離合器種類 及 選擇 離合器的種類比較繁多，按其工作性質(zhì)劃分為兩大類： 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 操縱式離合器。其操縱方法有液力的、氣動(dòng)的、電磁的、機(jī)械的，例如嵌入離合器（通過鍵、齒、牙的嵌合傳遞扭矩）、電磁轉(zhuǎn)差離合器（用激磁電流產(chǎn)生磁力來傳遞扭矩）、空氣柔性離合器（用壓縮空氣胎脹縮以操縱摩擦件接合或分離的離合器）、摩擦離合器（利用摩擦力傳遞扭矩）、磁粉離合器（用激磁線圈使磁粉磁化，形成磁粉鏈以傳遞扭矩）。 自動(dòng)式離合器。通過簡(jiǎn)單的機(jī)械方法自動(dòng)完成分開或接合動(dòng)作，又分為離心離合器（當(dāng)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，由于離心力的作用能 使傳動(dòng)軸間自行聯(lián)接或超過某一轉(zhuǎn)速后能自行分離）、安全離合器（當(dāng)傳遞扭矩達(dá)到一定值時(shí)傳動(dòng)軸能自動(dòng)分離，從而防止過載，避免機(jī)器中重要零件損壞）、定向離合器（又將其稱為超越離合器，利用棘輪 -棘爪的嚙合或滾柱、楔塊的楔緊作用單向傳遞運(yùn)動(dòng)或扭矩，當(dāng)主動(dòng)軸反轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速低于從動(dòng)軸時(shí)，離合器就自動(dòng)分開）。 在此我們選擇摩擦式離合器。 2.4.2 從動(dòng)盤數(shù)選擇 對(duì)于輕型汽車而言，因發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值一般不太大，在使用時(shí)能保證接合平順分離徹底，選用單片離合器即可滿足要求。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、從動(dòng)部分 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、維修調(diào)整方便、散熱良好，應(yīng) 用十分廣泛。 2.4.3 壓緊彈簧形式選擇 通過對(duì)離合器的作用、所應(yīng)滿足的要求、基本參數(shù)和尺寸要求，又因?yàn)楝F(xiàn)今汽車市場(chǎng)上對(duì)壓緊的摩擦式彈簧離合器應(yīng)用最為廣泛，等因素進(jìn)行綜合考慮，最后選擇，膜片彈簧離合器，相對(duì)于螺旋彈簧離合器其在技術(shù)上比較先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性合理、操作輕便、性能良好、緊湊，其優(yōu)點(diǎn)如下： 散熱性能很好； 可輕便操縱； 震動(dòng)、沖擊很小，接合很平和、柔順； 經(jīng)久耐用，使用年限較長(zhǎng)； 工作性能（最大摩擦力矩和后備系數(shù)保持穩(wěn)定）； 離合器可以徹底分離 從動(dòng)部分慣量小，有利于減輕換擋時(shí)齒輪副的 沖擊； 具有吸收震動(dòng)、較小噪聲和沖擊的能力，可以避免汽車傳動(dòng)系共振； 在高速回轉(zhuǎn)時(shí)，強(qiáng)度可靠； 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 摩擦片在使用過程中磨損達(dá)到允許極限位置時(shí)，彈簧壓縮變形量減小，膜片彈簧壓緊力相差無幾，而螺旋彈簧壓緊力下降較大，這時(shí)膜片彈簧離合器仍能繼續(xù)工作，螺旋彈簧離合器則會(huì)產(chǎn)生滑磨。對(duì)于相同的分力量來說，膜片彈簧離合器操縱輕便許多，所需作用力更小。 因?yàn)閴罕P的整個(gè)圓周與膜片彈簧相接觸，摩擦片接觸良好，壓力呈均勻分布，磨損均勻。 另外膜片彈簧旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，在轉(zhuǎn)速很高情況下，其平衡性好，壓緊力降低小，而在高速旋轉(zhuǎn)下周置螺旋彈 簧離合器在離心力作用下會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，影響彈簧性能使彈簧鼓出，使其對(duì)壓盤壓緊力降低。 在一般的壓式膜片彈簧離合器中，在支承環(huán)磨損時(shí) ,在膜片彈簧與支承環(huán)之間形成的間隙導(dǎo)致離合器踏板自由行程增大，但在拉式膜片彈簧離合器中能消除上述缺點(diǎn)。 所以我們最后選擇拉式膜片彈簧離合器。 2.4.4 分離時(shí)離合器受力形式選擇 推式摸片彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝拆卸較簡(jiǎn)單，分離行程比拉式小。 膜片彈簧將分離杠桿和壓緊彈簧的作用集于一身，顯著地縮短了離合器的軸間尺寸，很好地簡(jiǎn)化了離合器結(jié)構(gòu)；另外，非線性特性良好是膜片彈簧所具有的，相對(duì)合適的設(shè)計(jì)，即使摩擦片磨損到極限，壓緊力仍可維持很少改變，會(huì)對(duì)離合器分離時(shí)的踏板力減輕有很好的效果，操縱更加輕便。 綜合比較，選擇拉式膜片彈簧。 2.4.5 壓盤驅(qū)動(dòng)形式選擇 扭矩在膜片彈簧離合器中從離合器蓋傳到壓盤有三種方式： （ 1）徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)式：這種傳動(dòng)方式略微復(fù)雜，但是操縱方便，壓盤和離合器蓋被彈簧鋼制的徑向片連接在一起，它沒有相對(duì)滑動(dòng)部分，在工作時(shí)離合器蓋和壓盤的徑向相對(duì)位置不會(huì)發(fā)生變化，它們不存在磨損，需要的踏板力小，因此旋轉(zhuǎn)件不會(huì)因?yàn)槭テ胶舛a(chǎn)生震顫和噪音。 （ 2）徑向傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式：壓盤與離 合器蓋被彈簧鋼制的傳動(dòng)片連接在一起，與徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)基本相同，只是傳動(dòng)片的布置方向是沿壓盤的弦向外布置。 （ 3）凸臺(tái) -窗孔式：這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，通過壓盤背面的凸起部分嵌入離合器蓋上的窗孔內(nèi)，扭矩在二者的正確配合后開始傳遞，應(yīng)用較多，但是在傳動(dòng)過程中壓盤上凸臺(tái)與窗孔之間存在滑動(dòng)摩擦，所以分離可能不夠徹底。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 本次選用徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。 2.4.6 扭轉(zhuǎn)減振器 它 可以 降低發(fā)動(dòng)機(jī) 輸出的扭矩給傳動(dòng)系帶來的沖擊 ，調(diào)諧傳動(dòng)系扭振固有頻率，使其在預(yù)想范圍之內(nèi)， 增加傳動(dòng)系扭振阻尼，抑制扭 轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài) 扭振， 并有效控制 怠速時(shí)離合器與變速器的扭振與噪聲，緩和 在 非穩(wěn)定工 作環(huán)境 下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷和改善離合器的接合平順性。 故要有扭轉(zhuǎn)減振器。 2.4.7 離合器的操縱機(jī)構(gòu)選擇 對(duì)于機(jī)械式而言，因其整體質(zhì)量較大，在長(zhǎng)距離操控時(shí)較為麻煩，而且效率較低，維修不方便，現(xiàn)在流行的液力式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于效率較高，反應(yīng)快，容易布置等許多優(yōu)點(diǎn)，被越來越廣泛的應(yīng)用于各類汽車上，而且其結(jié)構(gòu)日趨成熟。 故此次設(shè)計(jì)選用液壓式。 2.5 離合器主要參數(shù)的選擇 2.5.1 后備系數(shù) 后備系數(shù) 是離合器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了離合器 傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。 結(jié)合實(shí)際情況 ， 表 2.1 查得 ， 本次設(shè)計(jì) 取 。 表 2.1 離合器后備系數(shù)的取值范圍2.5.2 摩擦因數(shù) f、摩擦面數(shù) Z 和離合器間隙 t 摩擦片的摩擦因數(shù) f 取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。摩擦因數(shù) f 的取值范圍見下表 2.2。 表 2.2 摩擦材料的摩擦因數(shù) f 的取值范圍 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 本次設(shè)計(jì)取 0.3f 。 摩擦面數(shù) Z 為離合器從動(dòng)盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小及 其結(jié)構(gòu)尺寸。本次設(shè)計(jì)取單片離合器 2z 離合器間隙 t 是指離合器處于正常結(jié)合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能完全結(jié)合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。該間隙 t 一般為 3 4mm 。本次設(shè)計(jì)取 t =3 mm 。 2.5.3 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 摩 擦 片 外 徑 是 離 合 器 的 重 要 參 數(shù) ， 它 對(duì) 離 合 器 的 輪 廓 尺 寸 、 質(zhì) 量 和 使 用 壽 命 有 決定 性 的 影 響 。 在 確 定 外 徑 時(shí) ， 可 以 根 據(jù) 以 下 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 選 用 ： maxD eD TK（ 2.1） 式中： D 摩擦片外徑， Tmaxe 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩， N.m DK 為直徑系數(shù)，取值見表 2.3 表 2.3 直徑系數(shù)的取值范圍 取 DK 為 16，則 D 16 170 =208.6，可取 D 為 225 mm 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 當(dāng)摩擦片外徑 D 確定后，摩擦片內(nèi)徑 d 可根據(jù) d/D 在 0.53 0.70 之間來確定。 取 c d / D 0 .6 6 ， d 0 . 6 6 D 0 . 6 6 2 2 5 1 4 8 . 5 m m ，取 d 150mm 摩擦片厚度 b 主要有 3 . 2 m m 3 . 5 m m 4 . 0 m m、 、三種。取 b 3.5 mm 。 2.5.4 單位壓力 p0 離合器工作可靠性能和使用耐久性在很大程度上取決于單位壓力， 在選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮多方面的因素，如離合器的工作環(huán)境、選用材料、摩擦接觸面積、發(fā)動(dòng)機(jī)功率以及質(zhì)量等。 離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩 mNTTec 2551705.1m a x（ 2.2） 而 12)1( 330 cfZDpTc ， （ 2.3） 則 M P acf Z DTp c 23.0)1(12330 （ 2.4） 單位壓力 p0 取值范圍見表 2.4。 表 2.4 摩擦片單位壓力 p0的取值范圍 2.5.5 離合器基本參數(shù)的優(yōu)化 在離合器的設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)其尺寸及性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，這將對(duì)離合器的工作可靠性、 穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)尺寸產(chǎn)生影響。其確定方式是提前預(yù)選，然后在經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證、校核，最后確定這些參數(shù)。 1） 摩擦片外徑 D mm（ ） 的選取應(yīng)使最大圓周速度 vD 在 65 70m / s 之間 ，即 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 vD =60nemaxD 10 3 =60 4500 225 10 3 =52.99m/ s 65 70m / s （ 2.5） 符合要求。 式中 , Dv m / s ； n r / m i n為 摩 擦 片 最 大 圓 周 速 度 為 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 最 高 轉(zhuǎn) 速。 2）摩擦片的內(nèi)、外徑比 c 應(yīng)在 0.53 0.70 范圍內(nèi)，本次設(shè)計(jì)取 c 0.67 。 3） 為了使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩能有效可靠的傳遞 ， 傳遞過程中不發(fā)生過載 ， 根據(jù) 不同的車型 選取不同 的 值 ，其選取應(yīng)該在適當(dāng)范圍內(nèi) ， 其 范圍為 1.2 4.0 之間 ，本 次設(shè)計(jì)取 1.5 。 4） 扭轉(zhuǎn)減震器在安裝時(shí)應(yīng)保證其位置正確 ，摩擦片內(nèi)徑 d 必須大于減振器彈簧位置直徑 2R0約 50 mm ，即 d 2R050 mm 5） 為了體現(xiàn)出離合器 工作過程中能有效 傳遞轉(zhuǎn)矩并 且有 過載保護(hù)的能力 ，單位摩擦面積 所 傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng) 該 小于其許用值，即 0220 2 1 2.04 ccc TdDZ TT （ 2.6） 式中，0cT為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 (Nm/mm2)，可按表 2.4 選取 經(jīng)檢查 ,合格。 表 2.4 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 (Nm/mm2) 6） 為了降低離合器在工作過程中產(chǎn)生的熱 ,預(yù)防 摩擦片 因過熱而 損傷 ,可根據(jù) 不同車型 以及 單位壓力 p0， 根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取， p0的最大范圍為0 .10 1.5 0 M p a 。 本次設(shè)計(jì)取 p0= 0.23 MPa 。 7） 摩擦片在滑磨過程中因溫度過高很容易被燒傷，所以應(yīng)當(dāng)控制離合器在車輛起步過程中的滑磨 ，離合器每一次結(jié)合 時(shí) 的單位摩擦面積滑磨功 應(yīng)該 小于其許用值。 汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功 (J)為： 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 W = 1800n2e2 (2g202rarmii) = 1800150014.322 (222913.517.6 6.04325 ) 14431.153 (J) （ 2.7） 式中， ma 為汽車總質(zhì)量 (kg)； rr 為輪胎滾動(dòng)半徑 (m)； ig為汽車起步時(shí)所用變速器檔位的傳動(dòng)比； i0為主減速器傳動(dòng)比； ne為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ( /minr )；商用車 ne取1500 r / min。 224 dDZ W = )1 4 02 1 0(214.3 9.1 4 4 1 64 22 0 . 3 2 7 w 0 . 3 3 J / m m （ 2.8） 滿足要求。 3 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 與計(jì)算 3.1 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì) 3.1.1 扭轉(zhuǎn)減振器的概述 發(fā)動(dòng)機(jī)將轉(zhuǎn)矩傳遞傳動(dòng)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩一直是變化的，這樣就會(huì)在傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，假如這個(gè)振動(dòng)頻率與傳動(dòng)系的自振動(dòng)頻率相 吻合，那么系統(tǒng)將發(fā)生共振，傳動(dòng)系中的零件會(huì)因此而受到很大的影響，直接降低其壽命。此外，在不分離離合器的情況下進(jìn)行緊急制動(dòng)或進(jìn)行猛烈接合離合器時(shí)，瞬間將會(huì)對(duì)傳動(dòng)系的零件造成嚴(yán)重的沖擊，造成零件使用壽命降低，因此，絕大部分的汽車上都裝有扭轉(zhuǎn)減震器，這是很必要的。扭轉(zhuǎn)減震器的彈性特性又可以分為兩種，即是線性和非線性，彈性元件采用圓柱螺旋彈簧的減振器，其彈性特點(diǎn)為線性。 它主要由彈性元件和阻尼元件組成。彈性元件可以降低固有頻率從而改變固有振型，防止共振的發(fā)生。 阻尼元件采用摩擦片通過蝶形彈簧建立阻尼膜片彈簧建立阻尼膜 片的正應(yīng)力，其阻尼力矩比較穩(wěn)定 ，主要功用是耗散振動(dòng)過程中所產(chǎn)生的能量 。扭矩在最開始從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到一些彈性元件最后傳遞到傳動(dòng)系。 摩擦式扭轉(zhuǎn)減震器的工作原理：離合器在工作的過程中，扭矩逐級(jí)傳遞，先從摩擦片開始再傳遞到從動(dòng)鋼片、從動(dòng)盤轂，于是彈簧就被壓縮，此時(shí)從動(dòng)鋼片相對(duì)于從動(dòng)盤轂向前移動(dòng)，（從動(dòng)轂邊 緣上的缺口控制著鋼片與轂的最大位移）。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 3.1.2 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì) 1）極限轉(zhuǎn)矩 Tj限位銷和從動(dòng)盤轂缺口之間留有一 定間隙 1 ，當(dāng)這個(gè)間隙被消除時(shí)能傳遞的最大有效轉(zhuǎn)矩就被稱為極限轉(zhuǎn)矩。它受較多因素影響，其中主要影響因素為減震彈簧許用應(yīng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞最大轉(zhuǎn)矩。可取 Tj(1.5 2.0) Temax一般貨車：系數(shù)取 1.5 即 Tj =1.5 Temax = 255 N .m （ 3.1） 2）扭轉(zhuǎn)角剛度 k13Tj=1 3 2 5 5 3 3 1 5 N m/rad （ 3.2） 3）阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 T由于發(fā)動(dòng)機(jī)所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩會(huì)對(duì)材料剛度要求較高，又為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)振動(dòng)過于劇烈，在設(shè)計(jì)過程中必須 對(duì)減震阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 T做出較為合理的選擇。 根據(jù)已有公式 初選： T= (0 .0 6 0 .1 7 )Temax（ 3.3） 取 T= 0.15Temax = 25.5 N m （ 3.4） 4）預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 T n 為保證減振彈簧在工作過程中不論正向或者反向，都能正常的工作，根據(jù)相關(guān)資料表明在 Tn 增加時(shí)共振頻率有所降低，這對(duì)工作可靠性很有利， Tn 小于等于 T，這樣就可以取 T n ( 0 .0 5 0 .1 5 ) Temax取 T n = 0.14 Temax =23.8 N m （ 3.5） 5）減振彈簧的位置半徑 R0 R0 的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取 ( 0 . 6 0 0 . 7 5 ) d / 2 ? （ 3.6） 又由 d 2R 0 50mm ，取0R 48 m m6）減振彈簧個(gè)數(shù) ZjZ j 參照表 3.1 選取。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 表 3.1 減振彈簧個(gè)數(shù)的選取 摩擦片外徑 D 225mm ，可選擇 Zj為 46 ，選取 Zj 67）減振彈簧總壓力 F 前所述及的間隙 1 或 2 減小至零時(shí)，減振彈簧所傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大，其最大值為 Tj，此時(shí)總壓力 F F = Tj / R 0 2 5 5 0 0 0 / 4 8 5 3 1 2 . 5 N （ 3.7） 8） 單個(gè)減振彈簧的工作負(fù)荷 P P=F Zj 5 3 1 2 . 5 N 6 8 8 5 . 4 N （ 3.8） 3.1.3 扭轉(zhuǎn)彈簧的尺寸設(shè)計(jì) 減振彈簧尺寸圖，如下圖 3.1： 圖 3.1 減震彈簧示意圖 彈簧中徑 Dc:通常 取 Dc 11 15 之間 ,取 Dc 15 ， 彈簧鋼絲直徑 d : 通常 d 取 34 之間 ， 本次 取 d3 在選定 Ti過后， 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選取一定的轉(zhuǎn)角 ，一般 為 4，極限可達(dá) 12，此次設(shè)計(jì)選 6。 目前較流行單級(jí) ， 故本次 設(shè)計(jì)也采用單級(jí)， 可取： 扭轉(zhuǎn)剛度 Kd=10Tj 2 5 5 0 N .m r a d （ 3.9） 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 彈簧剛度 K ： K =nRKd01000147.6N （ 3.10） 減振彈簧的有效圈數(shù) i： i=kDGdc348（ 3.11） 式中， G 為材料的剪切模量，對(duì)碳鋼可取 G 8.3 104 MPa 代入相關(guān)數(shù)據(jù) i 4.5 減振彈簧的總?cè)?shù) n, n=i+（ 1.5 2） =4.5+1.5=6 （ 3.12） 所以取 n=6 減振彈簧的最小高度 minl : minl =n(d+ ) 1 . 1 d n 1 . 1 3 6 1 9 . 8 （ 3.13） 減振彈簧總變形量： l P R 8 8 5 . 4 1 4 7 . 6 5 . 9 9 8 6 （ 3.14） 減振彈簧自由高度0l= minl + l =1 9 .8 6 2 5.8 （ 3.15） 減振彈簧預(yù)變形量： l =0RkZTjn 0.56 mm（ 3.16） 減振彈簧安裝 作高度 lll 25.24 （ 3.17） 從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角極限轉(zhuǎn)角 02ar cs in2Rlj （ 3.18） 因?yàn)?l = l - l 6 0 . 5 6 5 . 4 4 m m 所以 j 6.497 6.5 （ 3.19） 限位銷與從動(dòng)盤轂缺口間隙 1 =R2 sinj（ 3.20） 式中 R2 為限位銷的安裝尺寸，取 R2 53 所以 1 5 , 限位銷直徑 d d按結(jié)構(gòu)布置選定，一般 d 9.5 12 ,所以取 d 10 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 3.1.4 本設(shè)計(jì) 扭轉(zhuǎn)彈簧設(shè)計(jì) 圖 圖 3.2 減震彈簧 減振彈簧（如圖 3.2）采用 65Mn，彈簧采用磨平處理，彈簧總?cè)?shù)為 6,工作圈數(shù)為4，彈簧剛度 147.6N/mm，右旋 ,兩端部并緊。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 3.1.5 本設(shè)計(jì) 扭轉(zhuǎn) 減震器總成 設(shè)計(jì) 圖 圖 3.3 扭轉(zhuǎn)減震器 設(shè)計(jì)圖 扭轉(zhuǎn)減振器（如圖 3.3）中的阻尼片常采用摩擦材料制成，表面不得有毛刺，裂紋，劃痕，銹蝕等缺陷。減震彈簧為周布，數(shù)目為 6，詳細(xì)數(shù)據(jù)和加工要求可參看零件圖和前文。此外扭轉(zhuǎn)減震器總成上還有減震彈簧限位銷和兩種鉚釘。 3.2 從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì) 在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是很重要的，從動(dòng)盤對(duì)離合器的工作性能有很大的影響，它由扭轉(zhuǎn)減震器、從動(dòng)片、從動(dòng)盤轂和摩擦片組成，工作壽命短是其主要缺點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)主要應(yīng)具有下面幾點(diǎn)： A 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要盡可能的小，以減小變速器在換擋時(shí)因?yàn)閼T性而引起的沖擊； B 緩和沖擊，以避免傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生共振，應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減震器； C 離合器應(yīng)接合平順，且具有軸向彈性，便于起步而且使摩擦表面的壓力相對(duì)均勻，降低磨損程度。 3.2.1 從動(dòng)盤的軸向特性 需要單獨(dú)制造扇形波狀彈簧與從動(dòng)鋼片鉚接，這樣可使從動(dòng)盤有軸向彈性，這種彈性特 性可改善離合器的工作性能，摩擦面接觸均勻，接合柔和而且磨損小。波狀彈簧有諸多優(yōu)點(diǎn)，譬如說軸向彈性好、彈簧對(duì)置分布、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、彈性好適宜高速旋轉(zhuǎn)，而且可以用比較輕薄的材料制作。所以我們選用這類彈簧。 3.2.2 從動(dòng)盤轂 在離合器中承受載荷最大的零件就是從動(dòng)盤轂，他需要承受全部的來自發(fā)動(dòng)機(jī)的河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 轉(zhuǎn)矩，材料一般都選擇用碳鋼，需要經(jīng)過調(diào)制處理，對(duì)硬度要求較高，一般為26 32HRC 。 另外需要對(duì)花鍵內(nèi)孔表面進(jìn)行鍍鉻，這樣可有效的提高其硬度和耐磨性，另外對(duì)減震彈簧窗口與從動(dòng)片配合處 需要進(jìn)行高頻處理。 它一般采用齒側(cè)對(duì)中的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑 D 與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 Tmaxe由表 3.2 選取。 表 3.2 從動(dòng)盤轂花鍵的尺寸 本次設(shè)計(jì) D 225 mm ， Tmaxe 170 Nm 綜合考慮選擇花鍵類型為： 表 3.3 花鍵尺寸 花鍵在工作過程中會(huì)受到較大的擠壓應(yīng)力，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行校核，以防止預(yù)算強(qiáng)度不夠而在工作過程中因受力過大而破壞。應(yīng)力如果超出一定范圍，可以增河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 加花鍵轂的軸向長(zhǎng)度。 擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式為：nltRc （ 3.21） 式中 ， P 為花鍵的齒側(cè)面壓力，它由下式確定： ZdDTP e)(4 m a x（ 3.22） 從動(dòng)盤轂軸向長(zhǎng)度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底， D ， d 分別為花鍵的內(nèi)外徑； Z 為從動(dòng)盤轂的數(shù)目；取 1Z h 為花鍵齒工作高度； 2/)( dDh （ 3.23） 得 44.12P N， 16.10cMPa 2.10 MPa （ 3.24） 所以該花鍵轂花鍵的尺寸合適 3.2.3 本設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤轂 設(shè)計(jì)圖 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 圖 3.4 從動(dòng)盤轂 從動(dòng)盤轂（如圖 3.4）的材料為 40Cr，加工時(shí)須經(jīng)過鍛壓和調(diào)質(zhì)處理。從動(dòng)盤轂內(nèi)花鍵為漸開線花鍵， 可查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 并最終確定加工方式。 從動(dòng)盤轂上的相關(guān)孔槽具有嚴(yán)格的定位要求，在加工時(shí)須謹(jǐn)慎。 3.2.4 摩擦片的設(shè)計(jì) 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，摩擦系數(shù)穩(wěn)定耐磨性好，熱穩(wěn)定性好，溫度的變化對(duì)其影響要小，密度小以減小其質(zhì)量，單位壓力的變化對(duì)其影響程度要小，接合平順，并且在停置較長(zhǎng)時(shí)間后不會(huì)出現(xiàn)粘著現(xiàn)象。 根據(jù)以上，我們選擇價(jià)格相對(duì)便宜、質(zhì)量輕耐磨、摩擦系數(shù)較小的石棉基材料。它由石棉織物、粘結(jié)劑（硅膠或樹脂）、特種添加劑熱壓而成，在汽車離合器上久經(jīng)考驗(yàn)，使用效果很好，摩擦片需要用鉚釘連接，這樣更換摩擦片較為方便又可以保證可靠連接，把波形彈簧片安 裝在從動(dòng)鋼片上來獲得軸向彈性。 摩擦片在性能上需要滿足一下幾點(diǎn)： A：接合平順，長(zhǎng)期停放時(shí)離合器摩擦面不至于發(fā)生粘著的狀況。 B：熱穩(wěn)定性要好，受溫度的影響要小，還要具有很好的耐磨性以及機(jī)械強(qiáng)度。 C：摩擦系數(shù)要比較穩(wěn)定，單位壓力以及滑磨速度對(duì)其影響要小。 D：石棉基的摩擦系數(shù)為 0.20.35，其工作溫度小于 180，效果好而且價(jià)格便宜。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 3.2.5 本設(shè)計(jì) 摩擦片的設(shè)計(jì) 圖 圖 3.5 摩擦片 摩擦片（如圖 3.5）采用石棉基材料，石棉基材料為石棉纖維和鋼絲繞制成石棉線繩。摩擦片表面不得有毛刺，裂紋，劃 痕，銹蝕等缺陷， B-B處鉚釘為沉頭 120鉚釘。摩擦片上開又 12個(gè)周布的溝槽，是用來散熱的。 3.2.6 本設(shè)計(jì)從動(dòng)盤總成圖 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 圖 3.6 從動(dòng)盤總成 從動(dòng)盤總成（如圖 3.6） 對(duì)離合器的工作可靠性影響最為重要，根據(jù)要求， 在裝配前部分零件需要用煤油進(jìn)行清洗。從動(dòng)片是采用 1.3-2.0mm 厚的鋼板沖制而成的，要求有一定的伸縮性和軸向彈性。從動(dòng)盤的表面 有較高 要求 ，不能有 缺陷， 在加工時(shí)需要注意工藝順序 ， 對(duì) 加工精度 要求很高 ，此外從動(dòng)盤還應(yīng)有足夠的抗爆強(qiáng)度。 3.3 離合器蓋總成的設(shè)計(jì) 3.3.1 離合器蓋 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求 摩擦離合器在工作過程中將會(huì)產(chǎn)生大量的熱，必須想辦法將熱量及時(shí)散出，以避免零件受熱溫度過高而造成不良后果，如果摩擦片溫度太高將會(huì)使摩擦性能下降，嚴(yán)重時(shí)還有可能會(huì)燒毀摩擦片，從動(dòng)盤本體如果是一個(gè)整圓盤形，可能會(huì)因溫度升高而拱曲變形，影響離合器的正常使用。為了使離合器摩擦表面不至于過熱，要求壓盤的熱容量足夠大，還要求有很好的通風(fēng)。離合器蓋一般用鋼板沖壓成特殊形狀，在側(cè)面飛輪接觸處有缺口，裝合后形成窗口，當(dāng)離合器旋轉(zhuǎn)式，空氣將不斷地循環(huán)流動(dòng)，以利于通風(fēng)散熱，另外，還可以在壓盤上設(shè)置散熱筋，加大散熱面 積。 在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： 離合器蓋的剛度：希望離合器蓋的剛度足夠大，在離合器工作時(shí)不至于對(duì)其工作造成影響。 離合器蓋的通風(fēng)散熱：在離合器蓋上應(yīng)開有通風(fēng)散熱孔，避免其溫度過高，還可以在蓋上加通風(fēng)扇片等。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 離合器蓋的對(duì)中問題：離合器蓋的對(duì)中具有重要意義，對(duì)中良好則可以避免離合器在工作過程中的不平衡問題，保持離合器的正常工作。 乘用車離合器蓋一般用 08、 10 鋼等低碳鋼板。 3.3.2 壓盤的設(shè)計(jì) 對(duì)壓盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求 : 1)壓盤需要有一定的質(zhì)量和剛度，以保證足夠的熱容量，進(jìn)而防止溫度過高所產(chǎn)生的彎 曲變形。 2)對(duì)其材料選用 HT-20 鑄造制成 ，應(yīng)具有較大剛度 。 3)為了進(jìn)行靜平衡，飛輪與壓盤應(yīng)保持良好的對(duì)中，對(duì)其工作表面得粗糙度有一定的要求，工作面需要光滑而且平整，粗糙度 0.8，壓盤殼一端固定在壓盤端面上，一端固定在飛輪端面。 4)壓盤高度 (從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離 )公差要小。 3.3.3 壓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇 前面已經(jīng)述及摩擦片的尺寸，由此我們知道壓盤內(nèi)外徑 壓盤外徑 231D 壓盤內(nèi)徑 140d 知道了 其內(nèi)外徑還需要知道厚度，厚度的選擇一般有如下依據(jù)： 1） 壓盤應(yīng)有足夠的質(zhì)量 離合器在滑磨的過程中有摩擦功的存在，這樣就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)積聚大量的熱，尤其在離合器使用頻繁的環(huán)境條件下就更為嚴(yán)重，磨損就更為劇烈，很容易引起摩擦片和壓盤的損壞，還會(huì)影響到摩擦系數(shù)，有可能是工作可靠性降低，熱量在短時(shí)間內(nèi)無法全部散發(fā)到空氣中，所以摩擦片需要有足夠大的熱容量，這樣勢(shì)必會(huì)增加壓盤的質(zhì)量。 由石棉材料制成的摩擦片導(dǎo)熱性相對(duì)較差，所以，為了使離合器結(jié)合時(shí)溫升控制在一定范圍內(nèi)，熱量就需要由飛輪和壓盤來吸收。 2) 壓盤應(yīng)具有較大的剛度 由于在溫度很高的環(huán)境下，材料容易產(chǎn)生變形翹曲，這樣會(huì)嚴(yán)重影響離合器的分離和壓緊。 因此，壓盤一般做的都較厚一些， （載重汽車上一般不小于 15 ） ，但一般不小于 10 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 在 此次 設(shè)計(jì)中， 初選 壓盤的厚度為 13 。 在初步確定該離合器壓盤厚度以后，應(yīng)校核離合器接合一次時(shí)的溫升，其接合一次的溫升不得超過 8 10 。若溫升過高可以適當(dāng)增加壓盤的厚度。 根據(jù)下面公式來進(jìn)行校核： =壓cmL （ 3.25） 式中： 溫升， L 滑磨功， N .m , L 0.5JaW2o=22221800 graeiirmn ,m壓 =ma = v 分配到壓盤上的滑磨功所占的百分比：?jiǎn)纹x合器壓盤 0.50 C 壓盤的比熱容，對(duì)鑄鐵壓盤， C 544.28J /( K) m壓 壓盤質(zhì)量， 根據(jù) 公式代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得； 4.76 此數(shù)值 4.76 8 10 故該厚度符合要求 . 3.3.4 本設(shè)計(jì) 壓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 圖 3.7 壓盤 離合器壓盤（如圖 3.7）的材料為 HT12 ，每接合一次，壓盤 溫升為 4.76 。 壓盤的加工表面不得有缺陷、裂紋、劃痕、毛刺、銹蝕 ，尤其是摩擦面的表面精度 要求較高，河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 必須得到保證。離合器外圍的三個(gè)耳孔是用來和離合器蓋之間安裝傳動(dòng)片的，其定位也應(yīng)該加以保證。此外螺紋孔 M2為周布，數(shù)目為 12個(gè)。 3.4 離合器的分離裝置 離合器的分離裝置包括分離桿，分離軸承和分離套筒。 由于膜片彈簧兼起到分離杠桿和壓緊彈簧的作用。 分離杠桿工作時(shí)需要承受 較大彎曲應(yīng)力，而且作用力反復(fù)加載其上，所以需要足夠的強(qiáng)度和剛度，它可使從動(dòng)盤與壓盤分離，可以有效的截?cái)鄤?dòng)力傳遞， 分離時(shí)，分離軸承克服離合器彈簧的推力推動(dòng)壓盤工作?？蓧簞?dòng)膜片彈簧的中部使離合器分離，這時(shí)候分離軸承起作用，他通過分離叉使分離軸承沿變速器前端導(dǎo)向套作軸向移動(dòng)。本次選用油封軸承，使用中不需要再增加潤(rùn)滑。 3.4.1 分離桿的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)才用的是膜片彈簧的壓緊機(jī)構(gòu)， 膜片彈簧的分離指兼起到分離桿的作用 。其尺寸參數(shù)等將在后面的設(shè)計(jì)中確定 。 分離桿的設(shè)計(jì)需要考慮以下幾個(gè)主要因素 ： 分離桿 應(yīng)該具有 有足 夠的剛度 ； 分離桿的鉸接處應(yīng)避免運(yùn)動(dòng) 干涉 ； 分離桿內(nèi)端的高度 是 可以調(diào) 節(jié)的。 3.4.2 離合器分離套筒和分離軸承的設(shè)計(jì) 分離軸承工作時(shí)需要承受軸向載荷，離合器分離的過程中分離軸承需要旋轉(zhuǎn)，這樣就會(huì)受到離心力的作用。目前在汽車上應(yīng)用較為普遍的主要是徑向推力球軸承，軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)。 應(yīng)該使分離軸承與膜片彈簧的接觸較為均勻而且緊密，可以采用自位分離裝置。其具體結(jié)構(gòu)見圖 3.8。 可以彌補(bǔ)因幾何上偏移造成的強(qiáng)烈振動(dòng)。 1 分離軸承罩； 2 分離軸承； 3 分離套筒； 4 波形彈簧片 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 圖 3.8 自動(dòng)調(diào)心軸承 自位分離軸承和分離套筒 通過碟形彈簧裝配在一起成為一體，碟形彈簧小端卡緊在軸承套筒座的外凸臺(tái)部位，其大端壓緊軸承外圈的內(nèi)端面，依靠摩擦把分離軸承與軸承套筒連在一起。圖中間隙 A 所允許的調(diào)節(jié)量為 1.4 2.4 。這種軸承的內(nèi)外圈可由 80Cr2 軸承鋼沖制加工而成，外密封環(huán)用 0.5 厚板材沖制 ,表面有硫化氟橡膠 ,其密封刃口朝向軸承內(nèi)座圈來密封 .軸承中分布了 15 個(gè)鋼球。 分離套筒裝在變速器第一軸承蓋的軸頸上，兩者之間為間隙配合，可以在自由移動(dòng)，而分離軸承內(nèi)圈與分離套筒座相配合處徑向有 0.5 的間隙 .在離合器處于結(jié)合狀態(tài)時(shí) ,分離 軸承的端面與分離杠桿之間應(yīng)留有 3 4 間 隙 。這個(gè)間隙反映為踏板上的一段自由行程。 在本設(shè)計(jì)中，由前面選擇的花鍵轂花鍵的尺寸 因而根據(jù)有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)可初選一系列有關(guān)分離軸承和分離套筒及軸頸之間的配合尺寸： 表 3.4 分離軸承和分離套筒及軸頸之間的配合尺寸 分離軸承的潤(rùn)滑對(duì)其工作性能和壽命有重要影響，所以要對(duì)其進(jìn)行定期潤(rùn)滑，此次設(shè)計(jì)在分離套筒上開有注油的缺口， 而在離合器殼上裝有注油杯并用軟管通到分離套筒的缺口處。 3.5 分離軸承的壽命計(jì)算 分離軸承的參數(shù) 表 3.5 分離軸承參數(shù)表 則由下式： 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 )(60106PCnL h （ 3.26） rpFfP（ 3.27） 得： hLh 49113（ 3.28） 此次設(shè)計(jì)中認(rèn)為分離軸承的工作環(huán)境較為理想一些，每次分離時(shí)間較短，因此不必對(duì)其進(jìn)行校核，而認(rèn)為其性能滿足預(yù)想要求。 3.6 操縱機(jī)構(gòu)的計(jì)算 3.6.1 離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求及液壓操縱的優(yōu)點(diǎn) 離合器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足的要求是： （ 1）踏板力 小 ，貨車 一般 不大于 150 200N ； （ 2）踏板行程最大不超過 180mm ； （ 3）踏板行程 可調(diào)節(jié)； （ 4） 對(duì)踏板行程進(jìn)行限位； （ 5） 剛度 足夠大 ； （ 6）傳動(dòng) 過程中 效率要 較 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。 此次設(shè)計(jì) 采用液壓式操縱機(jī)構(gòu)。液壓操縱機(jī)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）液壓式操縱，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率高，質(zhì)量小，布置方便；便于采用吊掛踏板，從而 容易 密封。 （ 2） 結(jié)合時(shí)較為柔和 ，可以降低因猛踩踏板而在傳動(dòng)系產(chǎn)生的動(dòng)載荷 。 3.6.2 離合器踏板行程計(jì)算 離合器操縱機(jī)構(gòu)杠桿尺寸： a1 50mm , a2 120mm , b1 50mm , b2 95mm , c1 21.4 , c2 50mm , d1 67mm , d2 135mm 踏板行程 S =由自由行程 1S +工作行程 2S ： 2111222212021 dba dbaccSZSSSS f （ 3.29） 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 式中，fS0為分離軸承的自由行程， 為 0.35.1 mm 之間 ，取 5.10 fSmm； 1S 一般為 3020 mm； 1d 、 2d 分別為主缸和工作缸的直徑； Z 為摩擦片面數(shù)； S 為離合器分離時(shí)對(duì)偶摩擦面間的間隙，單片： 30.185.0S mm，取 2.1S mm； 1a 、 2a 、 1b 、2b 、 1c 、 2c 為杠桿尺寸。 得： 131S mm， 77.271 S mm，合格。 c1c2S 0fb1b2d2d1a1a2S圖 3.9 液壓操縱機(jī)構(gòu)示意圖 3.6.3 踏板力的計(jì)算 踏板力為 sf FiFF （ 3.30） 式中， F 為離合器分離時(shí)，壓緊彈簧對(duì)壓盤的總壓力； i 為操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比，2111122222dcbadcbai ； 為機(jī)械效率，液壓式： 9080 %，機(jī)械式： 8070 %；sF為克服回位彈簧 1、 2的拉力所需的踏板力，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可忽略之。 30.3467 F N，26.43i ， 80 %；則 19.100fFN （ 3.31） 合格。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 31 分離離合器所作的功為 SZFFWL )(5.0 1（ 3.32） 式中， 1F 為離合器拉接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力， 32.108351 F N，則 45.21LW J （ 3.33） 合格。 3.6.4 從動(dòng)軸 選材 40Cr 調(diào)質(zhì)鋼可用于載荷較大而無很大沖擊的重要軸，初選 40Cr 調(diào)質(zhì) 。 3.6.5 確定軸的直徑 3 nPAd （ 3.34） 式中， A 為由材料與受載情況決定的系數(shù)，見表 3.6: 表 3.6 軸常用幾種材料的 及 A 值 取 100A ， n 為軸的轉(zhuǎn)速， 4500n r/min，則 54.25d mm，取 36d mm。 3.6.6 本設(shè)計(jì)變速器第一軸 （從動(dòng)軸） 的設(shè)計(jì)圖 圖 3.10 變速器第一軸 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 這根軸是變速器第一軸（如圖 3.10），也是一根花鍵軸。軸的材料為 40Cr ，調(diào)質(zhì)處理。 軸加工時(shí)， 表面不得有毛刺，裂紋，劃痕，銹蝕等缺陷，漸開線外花鍵的相關(guān)加工方式參看機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 3.7 離合器膜片彈簧的設(shè)計(jì) 3.7.1 膜片彈簧材料 膜片彈簧的材料一般為合金鋼，在工作過程中需要承受較大的沖擊的載荷，這就要求其要有足夠大的塑性變形能力和較高的彈性極限屈服極限。 按上述要求， 目前 膜片彈簧材料 一般 為硅錳鋼 60Si2MnA。 3.7.2 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)。 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)形狀如下圖 3.11，它是由彈簧鋼板沖壓而成的。 （ a）膜片彈簧 （ b）碟形彈簧 圖 3.11 膜片彈簧示意圖 從圖 3.11 中可以看出， 膜片彈簧整體為圓錐狀結(jié)構(gòu)，中間開有圓孔，周圍均布分離指。 像圖 3.11 中 b 的樣子，它的形狀像一個(gè)無底的碟子和一般機(jī)械上用的碟形彈簧完全一樣，故稱作碟簧部分。 膜片彈簧起作用的部位是分離指 部分，通過變形產(chǎn)生應(yīng)力，在被壓動(dòng)的時(shí)候彈簧被壓平，去掉應(yīng)力后彈簧有恢復(fù)原狀，這樣在離合器工作過程中就是膜片彈簧在起作用 。 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)形式較為特殊 。分離 指 根部的過渡圓角河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 33 R 4.5 3.7.3 膜片彈簧的彈性特性曲線 圖 3.12 膜片彈簧的彈性特性曲線 前面已經(jīng)述及膜片彈簧較為特別，它的工作特性和以往所使用的螺旋彈簧有區(qū)別， 其工作特性與 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 。主要分四種 情況： hH 2 如圖 3.12 中 H / h 0.5 的曲線表明隨著載荷增加變形增大。彈簧承受能力較大。 hH= 2 如圖 3.12 中 H / h 1.52 的 曲線，此時(shí)隨著載荷的增加彈簧不變形，曲線出現(xiàn)了一小段直線 ，這時(shí)將其稱作零剛度彈簧。 2 hH 2 2 如圖 3.12 中hH=2.75， 彈簧特性曲線中存在負(fù)剛度區(qū)，即剛度增大載荷減少。 這樣 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 . hH 2 如圖 3.12,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)。 3.7.4 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇 3.7.4.1 比值 H/h 和 h 的選擇 需要將離合器的壓緊力控制在一定、范圍內(nèi)，還要使其操縱輕便 ，汽車離合器用膜片彈簧的 H/h 一般為 1.5 2.0 ，板厚 h 為 2 4 mm 。 河北工業(yè)大學(xué) 城市學(xué)院 2012 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 34 取 h 3 m m H / h 1 . 7， ，即 H 1. 7 h 5 . 1 m m 。 3.7.4.