沃爾沃S40離合器設(shè)計【全套CAD圖紙和畢業(yè)答辯論文】

買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 摘 要 隨著汽車運輸?shù)陌l(fā)展，汽車性能趨于高速化，載貨汽車趨于大型化，要求發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)速不斷地提高，使離合器的使用條件也日漸惡化。因此，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，提高其使用可靠性及壽命，簡化操作 (在某些車型上以至向自動操縱發(fā)展 )，已成為當代汽車離合器的發(fā)展趨勢。 離合器是汽車傳動系中的重要部件，它的構(gòu)造特性與發(fā)展和傳動系緊密相關(guān)，本文針沃爾沃汽車的各項參數(shù)，設(shè)計推式膜片彈簧離合器。 離合器設(shè)計的內(nèi)容主要包括壓盤總成、從動盤總成、膜片彈簧三個部分。首先，對離合器各零件的參數(shù)、尺寸、材料、及結(jié)構(gòu)進行 設(shè)計，然后用 程圖。 本文還重點研究了膜片彈簧在分離過程中的受力，對受力過程進行數(shù)學(xué)分析，并對其進行校核，以提高膜片彈簧離合器的使用壽命，使膜片彈簧離合器在工作過程中處于最佳狀態(tài)。 關(guān)鍵詞 ：離合器；膜片彈簧；設(shè)計；壓盤；從動盤買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 he is an of s to of s of AD of to to of is to of in to of on in of In of in its 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 目 錄 摘要 . . 1 章 緒論 . 5 合器的設(shè)計要求 . 5 合器的發(fā)展歷史 . 5 合器概況 . 6 第 2 章 離合器基本尺寸參數(shù)的選擇 . 9 擦離合器機構(gòu)形式的選擇 . 9 式的選擇 . 9 . 9 . 10 . 11 . 11 . 12 . 12 . 13 第 3 章 離合器從動盤總成設(shè)計 . 14 擦片的設(shè)計 . 14 動盤轂的設(shè)計 . 16 動片和波形彈簧片的設(shè)計 . 17 轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計 . 18 章小結(jié) . 21 第 4 章 離合器壓盤總成設(shè)計 . 22 盤的設(shè)計 . 22 合器蓋的設(shè)計 . 23 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 動片的設(shè)計 . 23 章小結(jié) . 24 第 5 章 膜片彈簧設(shè)計 . 25 片彈簧初選 . 25 片彈簧的分析 . 26 片彈簧的校核 . 28 片彈簧的材料以及制造工藝 . 28 章小結(jié) . 29 第 6 章 離合器的滑磨及熱工況 . 30 況分析 . 30 束條件 . 35 章小結(jié) . 36 結(jié)論 . 37 參考文獻 . 38 致謝 . 40 附錄 A . 41 附錄 B . 44 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 第 1 章 緒 論 合器的設(shè)計要求 隨著現(xiàn)代汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速的不斷提高，對離合器也提出了新的要求，除了要求它在高速下仍能保持傳遞發(fā)動機的最大扭矩外，還要求其必須具有足 夠的旋轉(zhuǎn)機械強度，以保證安全可靠的工作。 離合器在工作過程中與變速器飛輪相連，其結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較復(fù)雜，零件極易在黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 高速旋轉(zhuǎn)過程中在離心力的作用下，產(chǎn)生破壞，因此開發(fā)耐用的離合器使其能承受高速運轉(zhuǎn)下的能力，避免其在使用過程中出現(xiàn)事故是十分必要的。 合器的發(fā)展歷史 隨著科技的飛速發(fā)展，特別是液壓技術(shù)、電子技術(shù)在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，汽車傳動系發(fā)生巨大的變化。作為傳動系重要組成部件之一的離合器總成，擔負著傳力、減震和防止系統(tǒng)過載等重要作用。伴隨著自動變速器技術(shù)及與之相配套的離合器技術(shù)的完善，離合器產(chǎn)品不論是 性能結(jié)構(gòu)方面還是生產(chǎn)制造方面都發(fā)生了很大變化。 1981 年，法國人制成了摩擦片式離合器，此后浸在油中工作的濕式多片離合器逐漸取代了錐形離合器，但多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘住，致使離合底，造成換檔困難，所以它又逐漸被干式多片離合器取代。多片干式離合器的主要優(yōu)點是由于接觸面多，故接合平順柔和，保證了汽車的平穩(wěn)起步；但因片數(shù)多，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量大，還是感到換檔不夠容易。另外，中間壓盤的通風(fēng)散熱不良，容易引起過熱，加快了離合器的磨損，甚至燒傷和碎裂，如果調(diào)整不當還可能引起離合器分離不徹底。 在離合器 的操縱機構(gòu)中，由于重型和中型汽車的離合器壓緊彈簧的壓緊力很大，人們又采取各種助力裝置來減輕駕駛員的勞動強度，如日本產(chǎn) 重型汽車采用彈簧助力；紅巖 北京 隨著汽車運輸業(yè)的發(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷提高改進，以適應(yīng)新的使用條件。從國外的發(fā)展動向來看，近年來車輛在性能上向高速發(fā)展，發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載貨汽車趨于大型化，國內(nèi)也有類似情況。此外，隨著汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速功率的不斷提高和汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對離合器的要求越來越高，離合器的使用條件 也越來越苛刻。從提高離合器性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)推式膜片彈簧離合器的結(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操縱形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動機的高速，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操作，已成為離合器目前發(fā)展趨勢。 隨著汽車發(fā)動機轉(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)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步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作的形式發(fā)展。自動離合器、雙離合變 速器等等使得操作簡便、動力更強的新技術(shù)層出不窮。所以，提高離合器的可靠性和延長其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動機高黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 速，增加離合器傳遞扭矩的能力和簡化操作系統(tǒng)，已成為離合器的發(fā)展趨勢 5： 離合器是汽車傳動系的重要部件，它的構(gòu)造特性與發(fā)展和傳動系緊密相關(guān)。在以內(nèi)燃機為動力的機械傳動汽車中，雖然發(fā)展自動傳動系統(tǒng)是汽車傳動系的發(fā)展趨勢，但手動擋車款式仍然占多數(shù)，且考慮商用車中更多數(shù)采用手動變速器，則手動擋汽車目前仍然使世界汽車的主流。可以說，從目前到將來，離合器這一部件將會隨著內(nèi)燃機一起存在，不可能在汽車上消失。因此，研究 離合器結(jié)構(gòu)有實際的意義，設(shè)計更優(yōu)質(zhì)的離合器也就成為了推動汽車技術(shù)進步的課題之一。 合器概況 按動力傳遞順序來說，離合器應(yīng)是傳動系中的第一個總成。顧名思義，離合器是“離”與“合”矛盾的統(tǒng)一體。離合器的工作，就是受駕駛員操縱，或者分離，或者接合，以完成其本身的任務(wù)。離合器是設(shè)置在發(fā)動機與變速器之間的動力傳遞機構(gòu)，其功用是能夠在必要時中斷動力的傳遞，保證汽車平穩(wěn)地起步；保證汽車平穩(wěn)地起步；保證傳動系換檔時工作平穩(wěn)；限制傳動系所能承受的最大扭轉(zhuǎn)，防止傳動系過載。為使離合器起到以上幾個作用，目前汽車上廣 泛采用彈簧壓緊的摩擦式離合器，摩擦離合器所能傳遞的最大扭矩取決于摩擦面間的工作壓緊力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面狀況等。即主要取決于離合器基本參數(shù)和主要尺寸。膜片彈簧離合器在技術(shù)上比較先進，經(jīng)濟性合理，同時其性能良好，使用可靠性高壽命長，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地傳遞發(fā)動機最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點 : 1)結(jié)合時平順、柔和，使汽車起步時不震動、沖擊； 2)離合器分離徹底； 3)從動部分慣量小，以減輕換檔時齒輪副的沖擊； 4)散熱性能好； 5)高速回轉(zhuǎn)時只有可靠強度； 6)避免汽車傳動系共振， 具有吸收震動、沖擊和減小噪聲能力； 7)操縱輕便； 8)工作性能； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 9)使用壽命長。 合器的功用 證汽車平穩(wěn)起步。 汽車由靜止到行駛的過程，其速度應(yīng)由零逐漸增大。 如果傳動系統(tǒng)與發(fā)動機之間沒有離合器，而是剛性地連接，汽車起步時，駕駛將傳動系統(tǒng)的變速器掛入一定的工作檔位，靜止的汽車在突然接上動力的瞬間將會猛烈前沖，產(chǎn)生很大的慣性力的作用下，轉(zhuǎn)速急劇下降到最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 300 500r/導(dǎo)致發(fā)動機熄火。這樣，汽車將不能起步。 在發(fā)動機與傳動系統(tǒng)之間裝有離 合器。則汽車在起步前，駕駛員先踏下離合器踏板，使發(fā)動機與傳動系統(tǒng)分開，待掛上適當?shù)臋n位后，再慢慢抬起離合器踏板，同時，逐漸加大加速踏板開度增加發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩，離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也就逐漸地增大，于是發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩便可由小到大地逐漸傳給傳動系統(tǒng)。當驅(qū)動力足以克制行駛阻力時，汽車便由靜止開始緩慢地逐漸加速，實現(xiàn)汽車平穩(wěn)起步。 于發(fā)動機的起動和變速器平順換檔 發(fā)動機在冷起動時，讓離合器切斷發(fā)動機與傳動系統(tǒng)的聯(lián)系，就可除去部分阻力，有利于提高起動轉(zhuǎn)速，提高起動成功率。 在汽車行 駛過程中，為了適應(yīng)不斷變化的行駛條件，傳動系統(tǒng)經(jīng)常要換用不同檔位工作，實現(xiàn)齒輪式變速器的換檔，即將原用檔位的某一齒輪副退出傳動，再使另一檔位的齒輪副進入工作。在換檔前也必須踩下離合器踏板，中斷動力傳遞，便于使原用檔位的齒輪副脫開，換入新檔位。 止傳動系統(tǒng)過載 當汽車進行緊急制動時，若沒有離合器，則發(fā)動機將因和傳動系統(tǒng)剛性相連而急劇降低轉(zhuǎn)速，因而其中所有零件將產(chǎn)生很大的慣性力矩（其數(shù)值可能大大超過發(fā)動機正常工作時所發(fā)出的最大轉(zhuǎn)矩），對傳動系統(tǒng)造成超過其承載能力的載荷，而使其機件損壞。有 了離合器，一方面在緊急制動時，可先踏下離合器踏板，使發(fā)動機與傳動系統(tǒng)分離，解除了它們之間的相互作用的；另一方面即使來不及先踏下離合器，當慣性力矩超過了離合器允許的最大摩擦力矩時，離合器主、從動部分就相對滑轉(zhuǎn)以消除這一危險。從而防止傳動系統(tǒng)過載，起到一定的保護作用。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 代汽車離合器應(yīng)滿足的要求 : 1） 在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備，又能防止傳動系過載。 2） 接合時要完全、平順、柔和，保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。 3） 分離時要迅速、徹底。 4） 從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換檔 時變速器齒輪間的沖擊，便于換檔和減小同步器的磨損。 5） 應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其使用壽命。 6） 應(yīng)能避免和衰減傳動系的扭轉(zhuǎn)振動，并具有吸收振動、緩和沖擊和降低噪聲的能力。 7） 操縱輕便、準確，以減輕駕駛員的疲勞。 8） 作用在從動盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。 9） 具有足夠的強度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、使用壽命長。 10） 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。 第 2 章 離合 器的結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)的選擇 2. 1 摩擦離合器機構(gòu)型式的選擇 汽車離合器有摩擦式、電磁式和液力式三種類型。其中，摩擦式的應(yīng)用最廣泛?，F(xiàn)代汽車摩擦離合器的典型結(jié)構(gòu)型式是單片或雙片干式，它由從動盤、壓盤、壓盤驅(qū)動裝置、壓緊彈簧（有沿圓周均布的圓柱螺旋彈簧、中央布置的錐形或圓柱螺旋彈簧黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 和膜片彈簧等）、離合器蓋、分離杠桿、分離軸承等構(gòu)成。本次設(shè)計選定的機構(gòu)型式為單片摩擦式。 2. 2 從動盤數(shù)及干、濕式的選擇 （一）單片干式摩擦離合器 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接合柔順。因此，廣泛用于各級轎車及微、輕、中型客車與貨車上，在發(fā)動機轉(zhuǎn)矩不大于 大型客車和重型貨車上也有所推廣。當轉(zhuǎn)矩更大時可以采用雙片離合器。 （二）雙片干式摩擦離合器 雙片干式摩擦離合器與單片離合器相比，由于摩擦面增多使傳遞轉(zhuǎn)矩的能力增大，接合也更平順、柔和；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，其徑向尺寸較小，踏板力較小。但軸向尺寸加大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜；中間壓盤的通風(fēng)散熱性差易引起過熱而加快摩擦片的磨損甚至燒傷碎裂；分離行程大調(diào)整不當分離也不易徹底；從動件轉(zhuǎn)動慣量大易使 換檔困難等。僅用于傳遞的轉(zhuǎn)矩大且徑向尺寸受到限制時。 （三）多片濕式離合器 摩擦面更多，接合更加平順柔和；摩擦片浸在油中工作，表面磨損小。但分離行程大、分離也不易徹底，特別是在冬季油液粘度增大時；軸向尺寸大；從動部分的轉(zhuǎn)動慣量大，故過去未得到推廣。近年來，由于多片濕式離合器在技術(shù)方面的不斷完善，重型車上又有采用，并有不斷增加的趨勢。因為它采用油泵對摩擦表面強制冷卻，使起步時即使長時間打滑也不會過熱，起步性能好，據(jù)稱其使用壽命可較干式高出 5 6倍。 通過各結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點的比較及本次設(shè)計所針對的車型，故本次設(shè) 計選用的是單片干式摩擦離合器。 2. 3 壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式及布置 離合器壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等?？刹捎醚貓A周布置、中央布置和斜置等布置形式。根據(jù)壓緊彈簧的型式及布置，離合器分為： （一） 周置彈簧離合器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 周置彈簧離合器的壓緊彈簧是采用圓柱螺旋彈簧并均勻布置在一個圓周上。有的重型汽車將壓緊彈簧布置在同心的兩上圓周上。周置彈簧離合器的結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，過去廣泛用于各種類型的汽車上?，F(xiàn)代由于轎車發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高（最高轉(zhuǎn)速高達 5000 7000r/更高），在高轉(zhuǎn)速 離心力的作用下，周置彈簧易歪斜甚至嚴重彎曲鼓出而顯著降低壓緊力；另外，也使彈簧靠到定位座位柱上而使接觸部位嚴重磨損甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。因此，現(xiàn)代轎車及微、輕、中型客車多改用膜片彈簧離合器。但在中、重型貨車上，周置彈簧離合器仍得到廣泛采用。 （二） 中央彈簧離合器 采用一個矩形斷面的圓錐螺旋彈簧或用 1 2 個圓柱螺旋彈簧做壓簧并布置在離合接觸，因此壓盤由于摩擦而產(chǎn)生的熱量不會直接傳給彈簧而使其回火失效。壓簧的壓緊力是經(jīng)杠桿系統(tǒng)作用于壓盤，并按杠桿比放大，因此可用力量較小的彈簧得到足夠的壓盤壓緊力，使操縱較輕便。采 用中央圓柱螺旋彈簧時離合器的軸向尺寸較大，而矩形斷面的錐形彈簧則可明顯縮小軸向尺寸，但其制造卻比較困難，故中央彈簧離合器多用在重型汽車上以減輕其操縱力。根據(jù)國外的統(tǒng)計資料：當載貨汽車的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩大于 400 ，常常采用中央彈簧離合器。 （三） 斜置彈簧離合器 是重型汽車采用的一種新型結(jié)構(gòu)。以數(shù)目較多的一組圓柱螺旋彈簧為壓緊彈簧，分別以傾角（彈簧中心線與離合器中心線間的夾角）斜向作用于傳力套上，后者再堆動壓桿并按杠桿比磨損后壓桿內(nèi)端隨傳力套前移，使彈簧伸長，壓力減小，傾角亦減小，而 則增大。 這樣即可使在摩擦片磨損范圍內(nèi)壓緊彈簧的軸向推力幾乎保持不變，從而使壓盤的壓緊力也幾乎保持不變。同樣，當離合器分離時后移傳力套，壓盤的壓緊力也大致不變。因此，斜置彈簧離合器與前兩種離合器相比，其突出優(yōu)點是工作為性能十分穩(wěn)定。與周置彈簧離合器比較，其踏板力約可降低 35%。 （四） 膜片彈簧離合器 作為壓緊彈簧的膜片彈簧，是由彈簧鋼制成的，具有“無底碟子”形狀的截錐形薄壁膜片。且自其小端在錐面上開有許多徑向切槽，以形成彈性杠桿，而其余未切的槽大端截錐部分則起彈簧作用。膜片彈簧的兩側(cè)則有支撐圈。它借助固定在離合器蓋上的一些鉚釘來安裝定位。當離合器蓋未固定到飛輪上是，膜片彈簧不受力而處于自由狀態(tài)。當離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時，由于離合器蓋靠向飛輪，后支撐圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角度變大，甚至膜片彈簧幾乎變平。同時在膜片彈簧的大端對壓盤產(chǎn)生壓緊力使離合器處于接合狀態(tài)。當離合器分離時，分離軸承前移使膜片彈簧壓前支撐圈并以此為支點發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并通黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 過分離鉤拉動壓盤使離合器分離。 2. 4 壓盤的驅(qū)動方式 壓盤是離合器的主動部分，在傳遞發(fā)動機轉(zhuǎn)矩時它和飛輪一起帶動傳動盤轉(zhuǎn)動，所以它與 飛輪連接在一起。但是這種連接應(yīng)該允許壓盤在離合器分離過程中能自由地作軸向移動。壓盤與飛輪的連接方式或其他的驅(qū)動方式有：凸塊 窗口式、傳力銷式、鍵式（鍵槽 指銷式，鍵齒式）以及彈性傳動片式等。 凸塊 窗口試是在單片離合器中長期采用的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是在壓盤外緣鑄出34 個凸片，裝配時伸入離合器蓋對應(yīng)的長方形窗口中，而離合器蓋則與飛輪相連?？紤]到摩擦片磨損后壓盤向前移。因此凸塊應(yīng)凸出窗口以外。其結(jié)構(gòu)簡單，但是凸塊與窗口的配合處磨損后易使定心精度降低而失去平衡，且會產(chǎn)生沖擊和噪音。所以在現(xiàn)在的離合器中已經(jīng) 很少使用。 傳力銷式是雙片離合器采用的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它是用沿圓周均勻分布的幾個傳力銷將飛輪與中間的壓盤連接在一起。 鍵式也是一種壓盤的驅(qū)動方式，包括鍵槽 指銷式和鍵齒式兩種。它是用鍵槽 指銷或鍵齒將壓盤與飛輪相連接而又不影響分離時壓盤的軸向移動。 在雙片離合器的結(jié)構(gòu)中也有采用綜合式的壓盤驅(qū)動方式的，即中間壓盤通過鍵連接，壓盤則通過凸塊 窗孔驅(qū)動。 上述幾種壓盤的驅(qū)動方式有一個共同的缺點，即連接之間有間隙（如凸塊與窗孔之間的間隙約是 右）。這樣，在傳動時將產(chǎn)生沖擊和噪音。 且隨著接觸部分磨損的增加，間隙將加大，引起更大的沖擊和噪音，甚至可能導(dǎo)致凸塊根部出現(xiàn)裂紋而造成零件的早期損壞。另外，在離合器分離時，由于零件間的摩擦將降低離合器操縱部分的傳動效率。 近年來，廣泛采用了彈性傳動片的傳力方式。彈性傳動片（鋼帶傳動片）是由薄彈簧鋼帶沖壓制成一端鉚在離合器蓋上，另一端用鉚釘固定在壓盤上，并且多用 3 4組（每組 2 3片）沿圓周作切向布置以改善傳動片的受力狀況。這時，當發(fā)動機驅(qū)動時傳動片受拉；當拖動發(fā)動機時傳動片受壓。這種用傳動片驅(qū)動壓盤的方式不僅消除了上述幾種離合器的缺點，而 且簡化了結(jié)構(gòu)，降低了對裝配精度的要求且有利于壓盤的穩(wěn)定。 通過比較以上各種方案的優(yōu)缺點，本次設(shè)計壓盤的驅(qū)動方式選用鋼帶傳動片。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 2. 5 從動盤數(shù)的選擇 對轎車而言，發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩一般不大，在布置尺寸允許的條件下，離合器通常只有一個片從動盤。單片離合器結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱性好，維修調(diào)整方便，從動部分轉(zhuǎn)動慣量下，在使用時能保證徹底、接合柔順。綜上所述，本次設(shè)計是采用單片膜片彈簧離合器。 合器基本性能關(guān)系式 離合器的基本功能之一是傳遞力矩，因此離合器轉(zhuǎn)矩容量是離合器最為基本的性能之一 。通常它只能用來初步定出離合器的原始參數(shù)、尺寸，它們是否合適最終取決于試驗驗證。 根據(jù)摩擦力矩公式 12/1 33oe m a xc (式 中 ： 離合器靜摩擦力矩； 后備系數(shù)； f 摩擦因數(shù)； Z：摩擦面數(shù)； 單位壓力； D 摩擦片外徑； c 內(nèi)外徑之比 。 有了上面的關(guān)系式，對于一定的離合器結(jié)構(gòu)而言，只要合理選擇其中的參數(shù)，并能滿足上面的關(guān)系式，就可估算出所設(shè)計的離合器是否合適 4。 合器后備系數(shù)的選擇 后備系數(shù) 是離合器一個重要設(shè)計參數(shù)，它反映了 離合器傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。 顯然，為可靠傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨時間過長， 不宜選的太?。粸槭请x合器尺寸不致過大，減少傳動系過載，保證操縱輕便， 不宜選的太大；當發(fā)動機后備功率較大、使用條件較好時， 可選的小一些；當使用條件惡劣、需要拖帶掛車時，為提高起步能力，減少離合器滑磨， 可選的大一些；汽車總質(zhì)量大， 也應(yīng)選得越大。 在選擇 時，應(yīng)保證離合器應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩、要防止離合器滑磨過大、要能防止傳動系過載。 其數(shù)值 按 表 取，而設(shè)計 本 車的離合器其 要求比黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 較的大，初步選擇為 表 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 6大總質(zhì)量為 6 14車 擦材料中單位壓力和摩擦因數(shù)的選擇 石棉基摩擦材料的密度小，制造容易、價格低 廉等優(yōu)點，但 受 工作溫度、單位壓力、滑磨速度影響大，主要用于中、輕載荷的工作條件下，而粉末冶金材料的傳熱性好、熱穩(wěn)定性與耐磨性好、摩擦因數(shù)高，故在選擇摩擦片材料是粉末冶金材料中的鐵基 5。 初選 得： 為 表 摩擦材料中單位壓力和摩擦因數(shù)的取值 摩擦片材料 單位壓力 擦因數(shù) f 石棉基材料 模壓 織 末冶金材料 銅基 基 屬陶瓷材料 章小結(jié) 在離合器的基本性能關(guān)系式中我們得知要用到后備系數(shù)；摩擦因數(shù)；單位壓力等一些參數(shù)。通過查閱資料，工具用書，圖表等我能、我們可以對一些參數(shù)取值。為我們接下來的設(shè)計計算提供一定幫助。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 第 3 章 離合器從動盤總成設(shè)計 擦片的設(shè)計 摩擦片設(shè)計要求： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 摩擦因數(shù)較高且較穩(wěn)固，工作溫度，單位壓力，滑磨速度的變化對其 影響要小 ； 具有足夠的機械強度與耐磨性 ； 密度要小，以減少從動盤的轉(zhuǎn)動慣量 ； 熱穩(wěn)定性好，在高溫下分離出粘合劑力，無味，不易燒焦 ； 磨合性能好，不致刮傷飛輪和壓盤表面 ； 接合時應(yīng)平順，而不產(chǎn)生 “咬合 ”或 “抖動 ”現(xiàn)象 ； 長期停放后，摩擦面間不發(fā)生 “粘著 ”現(xiàn)象。 離合器摩擦片所用的材料主要有石棉基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和金屬陶瓷摩擦材料。石棉基摩擦材料具有摩擦因數(shù)較高、密度較小、制造容易、價格低廉等優(yōu)點。但它性能不夠穩(wěn)定、摩擦因數(shù)受工作溫度、單位壓力、滑磨速度的影響大，故目前主要應(yīng)用于中、輕載荷 下工作。由于石棉在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境有影響，對人體有害，故以玻璃纖維、金屬纖維來代替石棉纖維。粉末冶金和金屬陶瓷摩擦材料具有傳熱性好、熱穩(wěn)定性與耐磨性好、摩擦因數(shù)較高且穩(wěn)定、能承受的單位壓力較高以及壽命較長等優(yōu)點，但價格較貴，密度較大，接合平順性較差，主要應(yīng)用于載荷質(zhì)量較大的商用車上。 摩擦片與從動片的連接方式有鉚接和粘接兩種。鉚接方式連接可靠，更換摩擦片方便，適宜在從動片上安裝波形片，但其摩擦面積利用率小，使用壽命短。粘接方式可增大實際摩擦面積，摩擦片厚度利用率高，具有較高的抗離心力和切向力的能力；但 更換摩擦片困難，且使從動盤難以安裝波形片，無軸向彈性，可靠性低。 摩擦片材料：粉末冶金材料（其具有傳熱性好，熱穩(wěn)定性與耐磨性好、摩擦因數(shù)較高而且穩(wěn)定、能承受的單位壓力較高及壽命較長等優(yōu)點）。 摩擦片與 從動片的連接方式：鉚接（因具連接可靠、更換摩擦片方便、適宜在從動盤上安裝波形片而采用）。 摩 擦片基本尺寸的確定 。 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)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩有一定的關(guān)系。 根據(jù)公 式 3 301(12 p (式中： 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； 后備系數(shù)； f 摩擦因數(shù)； Z：摩擦面數(shù)； 單位壓力； D 摩擦片外徑； c 內(nèi)外徑之比 得到 D=240 計算離合器的外徑 D 同時參考經(jīng)驗公式 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 (式中： A 參考 系數(shù) ； D 摩擦片外徑； 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； A 取 47， 計算得 到 D=234 初選 D 以后，還需根據(jù)摩擦片尺寸的系列化和標準化進一步確定 6。 查找標準 (4)的規(guī)定： 最終確定： 外徑 D=250內(nèi)徑 d=155外徑之比 c=片面積F=30200 對摩擦片的厚度 h，我國以規(guī)定了 3 種規(guī)格： 4里選擇厚度為 (2)摩擦片的校核。 在初步確定完摩擦片的基本尺寸后，要對摩擦片校核： 1)摩擦片外 D(選擇應(yīng)使最大圓周速度 5 70m/s： 3e m a 060/ ( 式中： 發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速（ r/； 當 000 時，代入可得： 0 65 70m/s。 2)摩擦片的內(nèi)外徑比 c 應(yīng)在 圍內(nèi)： c= 。 3)保證離合器可靠地傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載， 應(yīng)在 間 ，代入式 2 1： = 。 4)為了減少汽車起步過程中的離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一次接合的單位面積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即 ： 表 離合器尺寸選擇參數(shù)表 摩擦片外徑 D/動機最大轉(zhuǎn)矩 m 單片離合器 重 負 荷 中等負荷 極 限 值 225 130 150 170 250 170 200 230 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 )-( 4 22 (式中 ： 單位摩擦面積滑磨功 (J/ 其許用值 ； W 汽車起步時離合器接合一次產(chǎn)生的總滑磨功 (J)，可以根據(jù)下式計算： 2 1 (式中： 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 ，取 2 000r/汽車總質(zhì)量 ( 取 1 200汽車輪胎滾動半徑 (m)； 汽車起步時所用變速器檔位的傳動比 ； 數(shù)值取 主減速器傳動比，取 各個數(shù)值代入 3 5 式得到 ： W=14 983J。 把 W=14983J 和摩擦片的各個數(shù)值代入式 ： = 經(jīng)過校核可知，摩擦片的設(shè)計符合相應(yīng)的設(shè)計要求 7。 動盤 轂 的設(shè)計 從動盤數(shù)及干、濕式的選擇單片干式摩擦離合器 ，這是 因為結(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，散熱性能好，采用軸向有彈性的從動盤時也能接順平和等優(yōu)點符合離合器的設(shè)計要求 發(fā)動機轉(zhuǎn)矩是經(jīng)從動盤轂的花鍵孔輸出，花鍵之間為動配合，在離合器分離和結(jié)合的過程中，從動盤轂就能在花鍵軸上 自由滑動 。我國生產(chǎn)的離合器， 其從動盤轂花鍵多用 準，其有關(guān)尺寸見表 表 動盤轂花鍵的尺寸 摩擦片的外徑D/動機的最大轉(zhuǎn)矩 花鍵尺寸 擠壓應(yīng)力 齒數(shù) n 外徑 內(nèi)徑 齒厚 有效齒長 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 160 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 25 373 10 40 32 5 45 50 471 10 40 32 5 50 表 可選花鍵尺寸如下齒數(shù) n=10、外徑 35D 徑 d =28厚=4效齒長 l=35鍵尺寸選定后應(yīng)進行強度校核。由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過大而破壞，所以花鍵要進行擠壓應(yīng)力計算，當應(yīng)力偏大時可適當增加花鍵轂的 軸向長度。 花鍵的擠壓應(yīng)力 j： 3 0 M 8 e m a z n ld z n (式中： 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； D 花鍵轂的外徑； d 花鍵轂的內(nèi)徑； n 花鍵轂的齒數(shù)； l 花鍵轂的有效長度。 從動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)大于 30 從動盤轂采用鍛鋼（ 40采用調(diào)質(zhì)處理，表面和心部硬度在 26 32高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨度，可采用鍍鉻工藝；對減振彈簧窗口及從動片配合處，應(yīng)進行高頻處理。 動片 和波形 彈簧片的設(shè)計 設(shè)計從動片，要盡量減輕其重量，并使其質(zhì)量的分布可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動慣量。為了減小轉(zhuǎn)動慣量，從動片做的比較薄，一般在 據(jù)設(shè)計的需要采用從動片的厚度為 2料為中碳鋼板（ 50 號），表面硬度為 3540構(gòu)采用分開式彈性從動片結(jié)構(gòu)。 波形片材料采用 65度為 度為 40 46經(jīng)過表面發(fā)藍處黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 理。 轉(zhuǎn) 減振器 的設(shè)計 扭轉(zhuǎn)減震器主要由彈性元件、阻尼元件等組成。彈性元件的作用是降低傳動系 的手段扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階段固有頻率，改變系統(tǒng)的故有振型，使其盡可能避開由發(fā)動機轉(zhuǎn)矩主諧量激勵引起的共振；阻尼元件的作用是有效地耗散振動能量。因此，扭轉(zhuǎn)減震器具有如下功能； （ 1） 降低發(fā)動機曲軸與傳動系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動系扭振固有頻率。 （ 2） 增加傳動系扭振阻尼，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)頻率。 （ 3） 控制動力傳動系統(tǒng)總成怠速時離合器與變速器軸系的扭振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭轉(zhuǎn)及噪聲。 （ 4） 緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，改善離合器的 接合平順性 。 扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非線性兩種特性。單級線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性 ： 其彈性元件一般采用圓柱螺旋彈簧，廣泛應(yīng)用于汽油機汽車中。當發(fā)動機為柴油機時由于怠速時發(fā)動機旋轉(zhuǎn)不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪間的敲擊，從而產(chǎn)生令人厭煩的變速器怠速噪聲。在扭轉(zhuǎn)減振器中，另設(shè)置一組剛度較小的彈簧，使其在發(fā)動機怠速工況下起作用，以消除變速器怠速噪聲。此時可得到兩級非線性特性，第一級的剛度很小，稱為怠速級；第二級的剛度較大。在柴油機汽車中，目前廣泛采用具有怠速級的兩級或三級非線性扭 轉(zhuǎn)減振器。 3，由于發(fā)動機傳到汽車傳動系中的轉(zhuǎn)矩是周期地不斷變化的，從而使傳動系統(tǒng)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動。若振動頻率與傳動系的自振頻率相重合會發(fā)生共振，影響傳動系中零件的壽命。為避免共振，緩和傳動系所受的沖擊載荷，在許多汽車的傳動系統(tǒng)中裝設(shè)了扭轉(zhuǎn)減振器，且大多數(shù)將扭轉(zhuǎn)減振器附裝在離合器的從動盤中 8。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 a b 圖 扭轉(zhuǎn)減振器工作示意圖 a 靜止狀態(tài)； b 工作狀態(tài) 1、 2 減振彈簧； 3 從動盤本體； 4 阻尼片； 離合器接合時，發(fā)動機發(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振器盤轉(zhuǎn)動。動盤本體和減振器盤又通過六個減振器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動盤轂。因為有彈性環(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動盤本體和減振器盤來回轉(zhuǎn)動，夾在它們之間的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 9。 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計計算著重于減振彈簧。 (1)減振彈簧的材料 。選 用 60簧鋼絲。 (2)減振彈簧個數(shù) 選取 。根據(jù)表 由于 D=250 以 。 表 減振彈簧個數(shù)的選取 摩擦片外徑 D/25 250 250 325 325 350 350 6 6 8 8 10 10 (3)減振彈簧的位置半徑 減振彈簧的位置半徑 般取 (d/2,同時為了保證離合器可靠的傳動發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，減振彈簧位置直徑 2小于摩擦片內(nèi)徑約50以取 5 (4)極限轉(zhuǎn)矩 極限轉(zhuǎn)矩是指減振器在消除了限位銷與從動盤轂之間的間隙時所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷起作用時的轉(zhuǎn)矩。它受限于減振彈 簧的許用應(yīng)力等因素 ，與發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取 ： (黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 式中 ： 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 ； 極限轉(zhuǎn)矩。 本 車取 相應(yīng)系數(shù)為 以 00Nm。 (5)扭轉(zhuǎn)角剛度 k 。 為了避免引起傳動系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)角剛度 k，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動機常用的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 k取決于減振彈簧的線剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸： k=103 (式中 ： K