重型自卸汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)【優(yōu)秀機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文】

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重型自卸汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)【優(yōu)秀機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文】.rar

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A0-離合器總成.dwg

A0-離合器踏板.dwg

A1-傳動(dòng)軸.dwg

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關(guān) 鍵詞：: 重型汽車(chē) 離合器設(shè)計(jì) 優(yōu)秀優(yōu)良機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文

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說(shuō)明書(shū)一份。45頁(yè)，15400字。

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A0-離合器總成.dwg

A0-離合器踏板.dwg

A1-傳動(dòng)軸.dwg

A0-阿內(nèi)容簡(jiǎn)介.GIF

A0-離合器踏板.gif

A0-離合器總成.gif

A1-傳動(dòng)軸.gif

內(nèi)容簡(jiǎn)介：: 1 重型自卸汽車(chē)設(shè)計(jì)（離合器設(shè)計(jì)）離合器裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，汽車(chē)從啟動(dòng)到行駛的整個(gè)過(guò)程中，經(jīng)常需要使用離合器。它的作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間逐漸接合，從而保證汽車(chē)平穩(wěn)起步；暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的聯(lián)系，以便于換檔和減少換擋時(shí)的沖擊；當(dāng)汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)能起分離作用，防止變速器等傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載，起到一定的保護(hù)作用。離合器類(lèi)似開(kāi)關(guān)，接合或斷離動(dòng)力傳遞作用，因此，任何形式的汽車(chē)都有離合裝置，只是形式不同而已。其結(jié)構(gòu)是否合理，性能是否與整車(chē)匹配，直接關(guān)系到汽車(chē)的操縱性、動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性。本說(shuō)明書(shū)主要研究離合器與整車(chē)的匹配性設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容做了以下幾個(gè)方面：（ 1）根據(jù)設(shè)計(jì)的要求完成了汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)，并且對(duì)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)型式和主要參數(shù)進(jìn)行了選擇。（ 2）對(duì)離合器的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了分析對(duì)比，選擇離合器形式。（ 3）根據(jù)前面的汽車(chē)總體設(shè)計(jì)，對(duì)離合器基本尺寸、參數(shù)進(jìn)行了選擇。（ 4）對(duì)離合器零部件進(jìn)行選型、匹配性設(shè)計(jì)和校核計(jì)算。（ 5）對(duì)離合器操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)機(jī)械式操縱系統(tǒng)和液壓式操縱系統(tǒng)特點(diǎn)的分析，并選取了液壓式操縱系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算。關(guān)鍵詞：離合器，螺旋彈簧，匹配 2 he to to is s is so on to s is is is or to is to of of of on of to of to of to of of a to of A to s, on 3 t ey 4 目錄第一章前言 .二章離合器主要參數(shù)的選擇 . 離合器的靜摩擦力矩 . 離合器的靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的基本性能關(guān) 離合器基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選擇 . 合器后備系數(shù) 的確定 . 5 擦系數(shù) 的確定 .。 . 擦片半徑 D 的確定 . 位壓力的確定 . . 8 第三章離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 從動(dòng)盤(pán)總成 . 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì) . 動(dòng)盤(pán)鋼片 . 動(dòng)盤(pán)轂 . 動(dòng)盤(pán)摩擦片 . 壓盤(pán)和離合器蓋 . 壓盤(pán)設(shè)計(jì) . 壓盤(pán)傳力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 離合器蓋的設(shè)計(jì) . 圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì) . 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì) .四章操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 離合器操縱機(jī)構(gòu)的基本要求與常用結(jié)構(gòu)類(lèi)型 . 對(duì)離合器操縱機(jī)構(gòu)的基本要求 . 常用離合器操縱機(jī)構(gòu)的類(lèi)型 . 離合器操縱機(jī)構(gòu)主要的參數(shù)的確定與設(shè)計(jì) .五章傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 第六章結(jié)論 .5 參考文獻(xiàn) .謝 .文資料譯文 .一章前言汽車(chē)誕生之前馬車(chē)是人類(lèi)最好的陸上交通工具。 1770 年法國(guó)人尼古拉斯古諾（ 1725 1804）將蒸汽機(jī)裝在板車(chē)上，制造出第一輛蒸汽板車(chē)，這是世界上第一輛利用機(jī)器為動(dòng)力的車(chē)輛。 1769 年，瑞士軍官普蘭捷爾也造出一輛以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的額自由行駛的板車(chē)，于是有人將普蘭捷爾也認(rèn)定為汽車(chē)的始祖之一。 1860 年，法國(guó)人艾蒂勒努瓦發(fā)明了一種內(nèi)部燃燒的汽油發(fā)動(dòng) 機(jī)。 6 1885 年德國(guó)工程師卡爾奔馳（ 1844 1929）在曼海姆制成一部裝有力汽油機(jī)的三輪車(chē)。德國(guó)另一位工程師戈特利布戴姆勒（ 1834 1900）也同時(shí)造出了一輛用力汽油機(jī)作動(dòng)力的三輪車(chē)。他們倆被公認(rèn)為以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的現(xiàn)代汽車(chē)的發(fā)明者， 1886 年 1 月 29 日也被公認(rèn)為汽車(chē)的誕生日。汽車(chē)從無(wú)到有并迅猛發(fā)展。從 20 世紀(jì)初至 20 世紀(jì) 50 年代，汽車(chē)產(chǎn)量大幅增加，汽車(chē)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(dòng)、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(wàn)向節(jié)；荻第安后橋半獨(dú)立懸架；液壓減振器；艾克曼式轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)；石棉制動(dòng)片；充氣式橡膠輪胎等。 20 世紀(jì) 50 年代至 70 年代，汽車(chē)的主要技術(shù)是高速、方便、舒適。流線(xiàn)型車(chē)身、前輪獨(dú)立懸架、液力自動(dòng)變速器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、全輪驅(qū)動(dòng)、低壓輪胎、子午線(xiàn)輪胎都相繼出現(xiàn)。 20 世紀(jì) 70 年代至今，汽車(chē)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(chē)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(dòng)汽車(chē)等。現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1) 安全可靠應(yīng)用汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng) (汽車(chē)驅(qū)動(dòng)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(wú)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(mén)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(chē)輕量化。美國(guó)專(zhuān)家認(rèn)為今后輕量化的途徑主要是將目前占汽車(chē)質(zhì)量 70的鋼鐵材料換成輕的其它材料，特別是塑料和鋁。 2) 降低輪胎的滾動(dòng)阻力。采用子午線(xiàn)輪胎、高性能專(zhuān)用輪胎。 3) 降低空氣阻力。汽車(chē)造型更加光順圓滑。 4) 變速器多擋化。 5) 代用材料。采用合成燃料、液化石油氣、壓縮天然氣、醇類(lèi)燃料等代用燃料。 7 (4) 操縱輕便、乘坐舒適采用自動(dòng)變速器、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電控懸架、汽車(chē)空調(diào)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)、自動(dòng)避撞系統(tǒng)等技術(shù)。摩擦離合器是應(yīng)用得最廣也是歷史最久的一類(lèi)離合器，它基本上是由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。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)并能傳動(dòng)動(dòng)力的基本結(jié)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。離合器大都根據(jù)摩擦原理設(shè)計(jì)。摩擦離合器的工作表面形有盤(pán)形，錐形，鼓形三種。后兩種雖有較大的傳遞扭矩能力，但從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量太大，換擋困難，結(jié)合不夠平順，長(zhǎng)度達(dá)，同心度不好時(shí)以卡住，因此已被淘汰。離合器按從動(dòng)盤(pán)的數(shù)目可分為單片，雙片和多片三類(lèi)。多片離合器多為濕式，在汽車(chē)上應(yīng)用較少。單片和雙片離合器一般為干式，應(yīng)用較為廣泛。經(jīng)閱讀收集材料，最后本人覺(jué)得選膜片彈簧離合器比較合適。 8 第二章離合器主要參數(shù)的選擇汽車(chē)上所用的摩擦離合器，既要可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，又要靠它的滑磨來(lái)使汽車(chē)平穩(wěn)起步，工作條件甚為惡劣。因此，要合理地選擇離合器的設(shè)計(jì)參數(shù)和基本結(jié)構(gòu)尺寸。合器轉(zhuǎn)矩容量離合器轉(zhuǎn)矩容量據(jù)對(duì)壓盤(pán)壓力分布的兩種假設(shè)，有兩種計(jì)算公式：（ 1）假設(shè)壓盤(pán)壓力均勻分布 332 02230e Z （ 2）假設(shè)壓盤(pán)壓力從 0遞減 ()02e Z F 式中：半徑， m； N；盤(pán)為 2，雙盤(pán)為 4 兩種不同的假設(shè)，產(chǎn)生了上述兩種的計(jì)算公式，它們是把復(fù)雜的現(xiàn)象作一系列簡(jiǎn)化后得出的，只能起到對(duì)離合器的轉(zhuǎn)矩容量作估算的作用。要精確地計(jì)算出離合器轉(zhuǎn)矩容量相當(dāng)復(fù)雜的，因?yàn)閷?shí)用工況中，、 F、擦盤(pán)上摩擦力等效作用半徑）都不是一簡(jiǎn)單的常數(shù)。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)系為了保證離合器能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，將離合器轉(zhuǎn)矩容量發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩關(guān)系式：寫(xiě)成 9 式中：為離合器的后備系數(shù)， 1；同的模型有不同的取值。當(dāng)引入單位壓力 p(p=F/A)這一參數(shù)時(shí)，就可把面積因素引入?？砂咽礁膶?xiě)成式中。合器基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選擇首先要確定離合器的結(jié)構(gòu)型式（如單片、多片等），而后就要確定其基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)，它們是：摩擦片外徑 D；單位壓力 p；后備系數(shù) 。在選定這些尺寸和參數(shù)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩車(chē)總質(zhì)量動(dòng)系總的速比（變速器傳動(dòng)比主減速器速比） i ；車(chē)輪滾動(dòng)半徑合器后備系數(shù) 的確定后備系數(shù) 是離合器很重要的參數(shù)，它保證離合器能可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，還有助于減少汽車(chē)起步時(shí)的滑磨，提高離合器的使用壽命。在開(kāi)始設(shè)計(jì)離合器時(shí)，一般是參照已有的經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)資料，并根據(jù)汽車(chē)的使用條件、離合器結(jié)構(gòu)型式的特點(diǎn)等，初步選定后備系數(shù)。汽車(chē)離合器的后備系數(shù) 推薦如下（供參考）：小轎車(chē)：載貨車(chē)：帶拖掛的重型車(chē)或牽引車(chē)： =2. 0 在同類(lèi)型汽車(chē)中，其后備系數(shù)也可不完全一樣。例如采用壓簧工作壓力可以調(diào)正的離合器時(shí)，值就可以取小一些。否則，像一般螺旋彈簧離合器，摩擦片磨損后工作壓力要減小，就要適當(dāng)加大后備系數(shù)。檫系數(shù) 的確定摩擦系數(shù) 的大小與選取的摩擦材料有直接的關(guān)系，常用摩擦材料的摩擦系數(shù)見(jiàn)表 2 10 表 2用摩表擦材料的摩擦系數(shù)、許用應(yīng)力和許用溫度摩擦副摩擦系數(shù) 許用壓強(qiáng) p/用溫度/ 摩擦材料對(duì)偶材料干式濕式干式濕式干式濕式淬火鋼淬火鋼 260 120 鑄鐵鑄鐵、鋼 250 青銅鑄鐵、鋼、青銅 150 鋼基粉末冶金鑄鐵、鋼 560 鐵基粉末冶金鑄鐵、鋼 680 石棉基摩擦材料鑄鐵、鋼 260 120 紙基摩擦材料鑄鐵、鋼石墨基摩擦材料鋼半金屬基摩擦材料鋼 350 120 夾布膠木鑄鐵、鋼 150 皮革 11 110 軟木 110 檫片外徑 D 的確定摩擦片外徑是離合器的重要尺寸之一，它直接影響離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩大小，也關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命。在確定尺寸 D 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩參數(shù)必須是已知的。在結(jié)構(gòu)空間允許的情況下，盡量選用比較大的 D 尺寸，這樣既可保證使用性能，也可提高離合器的使用壽命。初步確定 D 的方法有兩種： 1）用公式（ 3算參數(shù) A，再通過(guò) A 和離合器的實(shí)際結(jié)構(gòu)空間尺寸確定 D。 2）按發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 N m）來(lái)初選 D，可參考下列公式： e m a x 根據(jù)所選發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪尺寸 475選磨擦片外徑為 430中，系數(shù) A 反映了不同結(jié)構(gòu)和使用條件對(duì) D 的影響，可參考下列范圍選?。?小轎車(chē) A=47；一般載貨汽車(chē) A 36（單片）或 A=50（雙片）；自卸車(chē)或使用條件惡劣的載貨汽車(chē) A=19. 無(wú)論用哪種方法初選 D 以后，還需注意摩擦片尺寸的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，就近套用標(biāo)準(zhǔn)尺寸。表 2我國(guó)摩擦片尺寸的標(biāo)準(zhǔn)。表 2合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑D/ 160 180 200 225 250 280 300 325 350 380 405 430 內(nèi)徑d/ 110 125 140 150 155 165 175 190 195 205 220 230 厚度/ 3 4 4 4 C=d 2 /D 87 94 00 67 20 89 83 85 57 40 43 35 1- C3 面面積/ 2 106 132 160 221 302 402 466 546 678 729 908 1037 摩擦片內(nèi)徑 d 不作為一個(gè)獨(dú)立的參數(shù)，它和外徑 D 有一定關(guān)系，用比值C來(lái)反映，定義為 C d/D 比值 C關(guān)系到從動(dòng)盤(pán)鋼片總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用性能。具體來(lái)說(shuō)，由于現(xiàn)在廣泛采用扭轉(zhuǎn)減振器，所以布置扭轉(zhuǎn)減振器時(shí)要求加大內(nèi)徑 d，從而 C要變大；但過(guò)分加大 C值會(huì)使摩擦面積變小，這也是不利的。按照目前的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，推薦 C 般來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高， C取值越大對(duì)摩擦片的厚度 h，我國(guó)已規(guī)定了 3 種規(guī)格：，和 4 ，無(wú)更多選擇余地。由上表得外徑為 430徑選為 230 0 0Rc dD 233 ）（位壓力的確定確定單位壓力 p 的時(shí)候，應(yīng)從兩個(gè)方面考慮。一是摩擦材料的耐壓強(qiáng)度（可從表 3查到）；二是摩擦材料的耐磨性，影響摩擦片磨損的直接物理量是面上看，單獨(dú)考慮 p 的大小對(duì)摩擦片耐磨性的影響是沒(méi)有直接意義的，但是對(duì)同一轉(zhuǎn)矩容量的離合器來(lái)說(shuō)，降低 p 值就意味著要增加摩擦片面積，這樣就增大了摩擦材料的可磨損體積，直接意義是提高了摩擦離合器的使用壽命。因此，在一定意義上來(lái)說(shuō)， p 的大小反映了離合器的使用壽命， p 值小，壽命長(zhǎng)； p 值大，壽命短。這樣，在確定摩擦片上的單位壓力 p 值時(shí)，在保證離合器的可靠使用性能的前提下，應(yīng)盡可能選擇小的 p 值，以利于提高離合器的壽命。 13 如果知道離合器的工作條件，選擇 p 的原則是：當(dāng)離合器使用頻繁（如城市公共汽車(chē)和礦用載重車(chē)）時(shí)，相對(duì)滑磨的時(shí)間就長(zhǎng)，單位壓力 p 取較小的值為好。因?yàn)橹挥薪档蛦挝粔毫?p，增大摩擦面積，加大容許的磨耗的體積，才能延長(zhǎng)使用時(shí)間。對(duì)于采用有機(jī)材料作為基礎(chǔ)的摩擦面片，下列一些數(shù)據(jù)可以作為參考：對(duì)于小轎車(chē)， D 230 時(shí)， p 約為 0. 25D230 時(shí)， p 可由下式選?。?p=D ，對(duì)于載貨車(chē)， D=230 時(shí)， p 約為 0. 2D=380480 時(shí)， p 對(duì)于城市公共汽車(chē)，一般單片離合器 p 約為的雙片離合器p 約為慮中間的散熱困難）。由上表的摩檫片的選材和單位壓力摩檫因素，選用石棉基，其單位壓力 0 0p M 我選的是雙片離合器。靜摩檫力 02 3 3333330a x c 選 4b 檫片的約束條件（ 1）摩檫片的外徑 D 應(yīng)滿(mǎn)足： 70010 33m a x 所以符合條件（ 2）摩檫片的內(nèi)外徑應(yīng)滿(mǎn) 足 0 0 c 14 c 符合條件（ 3）后備系數(shù) 應(yīng)滿(mǎn)足所以符合條件。（ 4）摩檫片內(nèi)徑 d 必須大于減震器彈簧直徑的 2002 500 230d , 所以符合條件。（ 5）為反映離合器傳遞轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)載的能力。單位摩檫面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值離合器規(guī)格 210 210250 250325 325 T 22220 /30430 TT 0 所以符合條件。（ 6）為了降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩檫片受損。 0 . 1 1 . 50M P P M 7）為了減少汽車(chē)起程中離合器每次接合的單位摩檫面積滑磨功應(yīng)小于許用值 4 22 d 對(duì)于重型貨車(chē) 20 . 2 5w j m m 15 222 2 21 3 0 0 1 5 0 3 0 0 . 5 0 32 5 4 6 3 . 71 8 0 0 2 2 1 8 0 0 24 . 8 8 6 7 . 6 4024 1 0 1 7 4 6 . 8 0 . 0 7 9 210237522n m re a m j m m 所以符合條件。 16 第三章離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì) 離合器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，以下主要以單片干式摩擦離合器為主，詳細(xì)介紹其主要零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算。動(dòng)盤(pán)總成從動(dòng)盤(pán)有兩種結(jié)構(gòu)型式：不帶扭轉(zhuǎn)減振器的和帶扭轉(zhuǎn)減振器的。不帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，主要使用在早期和多片離合器的載貨汽車(chē)上。帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)，可以避免汽車(chē)傳動(dòng)系的共振，緩和沖擊，減少噪聲，提高傳動(dòng)系零件的壽命，改善汽車(chē)行駛的舒適性，并使汽車(chē)起步平穩(wěn)，已被現(xiàn)代汽車(chē)廣泛采用。不論從動(dòng)盤(pán)是否帶有減振器，它們都有從動(dòng)盤(pán)鋼片、摩擦片和從動(dòng)盤(pán)轂等 3 個(gè)基本組成部分。兩者不同之處在于，不帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)中從動(dòng)盤(pán)鋼片直接鉚在從動(dòng)盤(pán)轂上；而在帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)中，其從動(dòng)盤(pán)鋼片和從動(dòng)盤(pán)轂之間是通過(guò)減振彈簧彈性地連接在一起。無(wú)論選擇什么類(lèi)型的從動(dòng)盤(pán)，它都應(yīng)該滿(mǎn)足以下要求：（ 1）為了減少變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊，從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小。（ 2）為了保證汽車(chē)平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布更均勻等，從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈性。（ 3）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。（ 4）為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤(pán)中應(yīng)盡量選裝扭轉(zhuǎn)減振器。根據(jù)上述分析，結(jié)合所設(shè)計(jì)離合器的使用情況，確定從動(dòng)盤(pán)總成的結(jié)構(gòu)。動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì) 下面分別敘述從動(dòng)盤(pán)鋼片、從動(dòng)盤(pán)轂和摩擦片等零件的結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計(jì)： 17 動(dòng)盤(pán)鋼片從動(dòng)盤(pán)鋼片應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)方面的要求： 1）盡量小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)鋼片時(shí)，要盡量減輕其重量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分布盡可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)盤(pán)鋼片一般都比較薄，通常是用厚的鋼板沖制而成。為了進(jìn)一步減小從動(dòng)盤(pán)鋼片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，有時(shí)將從動(dòng)盤(pán)鋼片外緣的盤(pán)形部分磨薄至，使其質(zhì)量分布更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。 2）具有軸向彈性結(jié)構(gòu) 為了使離合器接合平順，保證汽車(chē)平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)盤(pán)鋼片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。這樣，在離合器盤(pán)接合過(guò)程中，主動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)之間的壓力是逐漸增加的。現(xiàn)代常用的具有軸向彈性的從動(dòng)盤(pán)鋼片，主要有以下 3 種結(jié)構(gòu)類(lèi)型。整體式彈性從動(dòng)盤(pán)鋼片整體式彈性從動(dòng)盤(pán)鋼片的結(jié)構(gòu)如圖 3示。為使具有軸向彈性，將鋼片沿半徑方向開(kāi)槽，將鋼片外緣部分分割成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形，兩邊的摩擦片則分別鉚在扇形片上。在離合器接合時(shí)，從動(dòng)盤(pán)鋼片被壓緊，彎曲的波浪形扇形部分逐漸被壓平，從動(dòng)盤(pán)摩擦面片所傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸增大，使接合過(guò)程（即轉(zhuǎn)矩增長(zhǎng)過(guò)程）較平順、柔和。圖 3體式彈性從動(dòng)盤(pán)鋼片 123根據(jù)從動(dòng)盤(pán)鋼片尺寸的大小可制成 6 12 個(gè)切槽。這種切槽還有利于減少?gòu)膭?dòng)盤(pán)鋼片的翹曲。為了進(jìn)一步減小從動(dòng)盤(pán)鋼片的剛度，增加其彈性，減 18 少應(yīng)力集中，常常將切槽的跟部切成 T 形。分開(kāi) 式彈性從動(dòng)盤(pán)鋼片它是將剛片沿半徑尺寸方向分開(kāi)，裝配后才能達(dá)到剛片的使用尺寸，結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖 3點(diǎn)是具有更小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因?yàn)椴ㄐ螐椈善^薄，且位于從動(dòng)盤(pán)鋼片的最大半徑上，從動(dòng)盤(pán)鋼片的尺寸較大，但它在旋轉(zhuǎn)中心。圖3的從動(dòng)盤(pán)剛片也是這種結(jié)構(gòu)。圖 3開(kāi)式彈性從動(dòng)盤(pán)鋼片（ a）（ b） 12、 6345組合式彈性從動(dòng)盤(pán)鋼片前面兩種結(jié)構(gòu)的從動(dòng)盤(pán)鋼片都屬于雙向軸向彈性，在傳動(dòng)負(fù)荷不太大的小型車(chē)上廣泛采用，它們工作的特點(diǎn)是，在離合器分離與結(jié)合的過(guò)程當(dāng)中，兩邊的摩擦片都要產(chǎn)生變形，引起從動(dòng)盤(pán)轂沿變速器第一軸軸向移動(dòng)，有可能造成從動(dòng)盤(pán)在飛輪一側(cè)分離不徹底（從動(dòng)盤(pán)轂花鍵滑動(dòng)阻力較大時(shí)），影響變速器掛擋性能。因此在載貨汽車(chē)上常采用另一種所謂組合式的從動(dòng)盤(pán)鋼片（圖 3所謂組合式彈性從動(dòng)盤(pán)鋼片，就是將從動(dòng)盤(pán)鋼片沿軸向分開(kāi)，在從動(dòng)盤(pán)鋼片上附加一些波形彈簧片。設(shè)計(jì)和裝配時(shí)一定要注意使靠近飛輪的一側(cè)無(wú)波形彈簧片，否則，這種結(jié)構(gòu)失去它的意義。顯然，這種組合式從動(dòng)盤(pán)鋼片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比前兩種的大，但對(duì)于要求剛度較高、傳動(dòng)負(fù)荷比較大的大型從動(dòng)盤(pán)鋼片來(lái)說(shuō)，這個(gè)缺點(diǎn)是可以容忍的。圖 3從動(dòng)盤(pán)鋼片結(jié)構(gòu)也屬于此類(lèi)。 19 圖 3合式彈性從動(dòng)盤(pán)鋼片 12345在設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證從動(dòng)盤(pán)鋼片的彈性作用，波形彈簧片的壓縮行程可取為之間，至少不應(yīng)小于。從動(dòng)盤(pán)鋼片軸向彈性變化規(guī)律（即軸向加載與其變形的關(guān)系）的大致趨勢(shì)是拋物線(xiàn)形，即在開(kāi)始變形時(shí)力較小，而后隨著變形的增加，力的增長(zhǎng)很快，最后被壓平。采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤(pán)鋼片結(jié)構(gòu) 將比較復(fù)雜，此外由于軸向彈性需要增加分離行程才能保證離合器的徹底分離。因此某些特殊情況下（如雙片離合器），從動(dòng)盤(pán)鋼片采用剛性的更有利。從動(dòng)盤(pán)鋼片的材料與所采用的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，不帶波形彈簧片的從動(dòng)盤(pán)鋼片（即整體式）一般用高碳鋼板或彈簧鋼板沖壓而成，經(jīng)熱處理后達(dá)到所要求的硬度。采用波形彈簧片時(shí)（即分開(kāi)式或組合式），從動(dòng)盤(pán)鋼片可用低碳鋼板，波形彈簧片用彈簧鋼板。無(wú)論何種從動(dòng)盤(pán)鋼片都要保證其結(jié)構(gòu)形狀的熱穩(wěn)定性，防止翹曲變形，以免摩擦面片壓力不勻。動(dòng)盤(pán)轂從動(dòng)盤(pán)轂結(jié)構(gòu)形狀如圖 3要確定的主要參數(shù)有：扭轉(zhuǎn)減振器彈簧裝配窗孔半徑；花鍵相關(guān)尺寸等。扭轉(zhuǎn)減振器彈簧裝配窗孔半徑尺寸受到摩擦片內(nèi)徑的限制，在結(jié)構(gòu)條件允許的情況下，該尺寸盡可能大一點(diǎn)。從動(dòng)盤(pán)轂的花鍵孔與變速器第 1 軸的花鍵軸配合，目前大都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，花鍵副之間為動(dòng)配合，目的是在離合器分離和接合過(guò)程中，從動(dòng)盤(pán)轂?zāi)茉诨ㄦI軸上自由滑動(dòng)?；ㄦI相關(guān)尺寸包含兩個(gè)方面： 20 1）花鍵形狀尺寸花鍵形狀尺寸可以采用兩種結(jié)構(gòu)形式：采用國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3關(guān)尺寸見(jiàn)表3 圖 3動(dòng)盤(pán)轂結(jié)構(gòu) 1 圖 3動(dòng)盤(pán)轂花鍵結(jié)構(gòu) （ a） b）表 3形花鍵尺寸系列記 D 1 3 1087 0 1 1 0 23 0 21 1 1 0 1 3 0 1 1 0 1 5 0 1 3 0 1 3 0 2 按表 3取花鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，花鍵結(jié)構(gòu)尺寸的選擇依據(jù)是從動(dòng)盤(pán)外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，更詳細(xì)的內(nèi)容請(qǐng)參閱表 3動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸系列從動(dòng)盤(pán)外徑 D/ 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 N m 花鍵齒數(shù)n: 花鍵外徑D/ 花鍵內(nèi)徑 d/ 齒厚 b/ 有效齒長(zhǎng) l / 擠壓應(yīng)力 /60 180 200 225 250 280 300 325 350 50 70 110 150 200 280 310 380 480 10 10 10 10 10 10 10 10 10 23 26 29 32 35 35 40 40 40 18 21 23 26 28 32 32 32 32 3 3 4 4 4 4 5 5 5 20 20 25 30 35 40 40 45 50 10 22 380 410 430 450 600 720 800 950 10 10 10 10 40 45 45 52 32 36 36 41 5 5 5 6 55 60 65 65 ）花鍵轂軸向工作長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足以下兩個(gè)方面的要求：導(dǎo)向要求為了保證從動(dòng)盤(pán)轂在變速器第 1 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(guò)小，一般應(yīng)與花鍵外徑大小相同，對(duì)于工作條件惡劣的離合器，其盤(pán)轂的長(zhǎng)度更大，可達(dá)花鍵外徑的。強(qiáng)度要求花鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過(guò)大而破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計(jì)算，當(dāng)應(yīng)力偏大時(shí)可適當(dāng)增加花鍵轂的軸向長(zhǎng)度。從上節(jié)由表 3 5 表查得從動(dòng)盤(pán)的外徑發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 M 430 所以我選用花鍵齒 10n 花鍵的外徑 40D 花鍵內(nèi)徑 32d 齒厚 5b 有效齒長(zhǎng) 55l 擠壓應(yīng)力1 5 . 2 擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式如下：壓式中， P 花鍵的齒側(cè)面壓力， N。它由下式確定： P e )( 2 m d， D 分別為花鍵的內(nèi)外直徑， m； Z 從動(dòng)盤(pán)轂的數(shù)目；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)炬， N m； n 花鍵齒數(shù)； h 花鍵齒工作高度， m； h=（ D- d） /2； 23 l 花鍵有效長(zhǎng)度， m。從動(dòng)盤(pán)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(guò)20 2 m a x 2 1 . 8 4 7 8 6 2 0 0 8 6 . 7 0 . 0 4 0 0 . 0 3 2 2T d z 2 0 0 8 6 . 7 9 . 1 31 0 0 . 0 0 4 0 . 0 5 5P 擠壓所以符合條件。動(dòng)盤(pán)摩檫片在離合器接合、分離過(guò)程中，它將遭到嚴(yán)重的滑磨，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此，要求摩擦面片應(yīng)有下列一些綜合性能： 1）在工作時(shí)有相對(duì)較高且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)； 2）具有小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，材料加工性能良好； 3）在短時(shí)間內(nèi)能吸收相對(duì)高的能量，且有好的熱穩(wěn)定性能； 4）能承受較高的壓盤(pán)作用載荷； 5）能抵抗高轉(zhuǎn)速下，相對(duì)較大的離心力載荷而不破壞； 6）有足夠的剪切強(qiáng)度； 7）摩擦副對(duì)偶面有高度的容污性能，不易影響它們的摩擦作用； 8）具有優(yōu)良的性能價(jià)格比，不會(huì)污染環(huán)境。摩擦面片來(lái)說(shuō)，有兩個(gè)方面要選擇確定，一是結(jié)構(gòu)尺寸，內(nèi)、外直徑已在前面選定，厚度可根據(jù)使用壽命確定。二是材料，近年來(lái)，摩擦材料的種類(lèi)增長(zhǎng)極快，常用的摩擦材料有： 1）石棉基摩擦材料石棉基摩擦材料是由石棉纖維和銅絲或鋅絲繞制成石棉線(xiàn)繩制成。它的特點(diǎn)是，石棉有良好的耐熱性能，而銅絲或鋅絲有相對(duì)高的強(qiáng)度。是一種性能比較良好的摩擦材料。但它的粉塵對(duì)環(huán)境有污染，國(guó)外已經(jīng)淘汰。它的摩擦系數(shù)大約在右（即在間），其允許的單位壓力在 0. 2右，詳見(jiàn)表 3 2）替代石棉的有機(jī)摩擦材料 24 美國(guó)杜邦公司曾開(kāi)發(fā)出一種由芳香族聚酰胺纖維派生出來(lái)的摩擦材料，屬于高分子尼龍家族，商業(yè)名稱(chēng)為芳綸（它相對(duì)石棉基的面片有如下一些工作特性： 1）在正常工作壓力和溫度范圍內(nèi)有較高的耐磨性能，在高的工作溫度下有穩(wěn)定的摩擦特性，溫度達(dá)到 425以后才開(kāi)始燒裂（而不是變軟、熔化），這種狀況持續(xù)到 500。 2）重量比石棉材料輕，因而從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，其抗拉強(qiáng)度是鋼的 5 倍。 3）有較高的抗離心力強(qiáng)度，能有效抵抗摩擦面片的飛裂。用有機(jī)材料代替石棉材料時(shí)，離合器的結(jié)構(gòu)等完全相同。 3）金屬陶瓷摩擦材料離合器面片所用的金屬陶瓷摩擦材料是由金屬基體、陶瓷成分和潤(rùn)滑劑組成的一種多元復(fù)合材料。金屬基體的主要作用是以機(jī)械結(jié)合方式將陶瓷成分和潤(rùn)滑劑保持其中，形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的整體；陶瓷組分主要起摩擦劑的作用；而潤(rùn)滑劑組分則主要起提高材料抗咬合性和抗粘接性的潤(rùn)滑作用，特別有利于降低對(duì)偶件材料的磨損，并使摩擦副工作平穩(wěn)。潤(rùn)滑劑組分和陶瓷組分一起共同形成金屬陶瓷摩擦磨損性能的調(diào)節(jié)劑。金屬陶瓷面片的單位面積允許壓力通常為擦系數(shù)在間。盤(pán)和離合器蓋盤(pán)設(shè)計(jì) 壓盤(pán)的設(shè)計(jì)主要包括幾何尺寸的選擇和傳力方式的確定兩個(gè)方面。（ 1）壓盤(pán)幾何尺寸的確定壓盤(pán)的結(jié)構(gòu)形狀與傳力、壓緊和分離方式有關(guān)。當(dāng)采用周布圓柱螺旋彈簧壓緊時(shí)，壓盤(pán)上應(yīng)鑄有圓柱形凸臺(tái)作為彈簧的導(dǎo)向座。當(dāng)采用膜片彈簧或中央彈簧時(shí)，則在壓盤(pán)上鑄有一圈凸起以供支承膜片彈簧或彈性壓桿之用。前面已經(jīng)分析了如何確定摩擦片的內(nèi)、外徑尺寸。當(dāng)摩擦片的尺寸確定后，與它配合工作的壓盤(pán)內(nèi)、外徑尺寸也就基本確定下來(lái)了。這樣，壓盤(pán)幾何尺寸最后歸結(jié)為如何確定它的厚度。壓盤(pán)厚度的確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)。 25 壓盤(pán)應(yīng)具有足夠的質(zhì)量由離合器工作原理可知，在離合器的接合和分離過(guò)程中都要產(chǎn)生大量的熱，而每次接合和分離的時(shí)間很短（大約 3s 左右），因此熱量根本來(lái)不及全部散發(fā)出去，大部分熱量滯留在摩擦副中，必然導(dǎo)致摩擦副的溫升。為了使每次接合和分離時(shí)的溫升不致過(guò)高，故要求壓盤(pán)具有足夠大的質(zhì)量來(lái)吸收熱量。壓盤(pán)應(yīng)具有較大的剛度要使壓盤(pán)在正常工作的情況下，不產(chǎn)生翹曲變形，則壓盤(pán)必須具有較大的剛度。為滿(mǎn)足上述要求，壓盤(pán)應(yīng)做得厚些（一般不小于）。此外，還應(yīng)注意加強(qiáng)通風(fēng)冷卻，如雙片離合器的中間壓盤(pán)體內(nèi)開(kāi)有許多徑向通風(fēng)孔，見(jiàn)圖3年來(lái)這種結(jié)構(gòu)也開(kāi)始在單片離合器的壓盤(pán)中采用。壓盤(pán)形狀一般都比較復(fù)雜，而且還要求耐磨、傳熱性好和具有較理想的摩擦性能，通常由灰鑄鐵鑄成（注意：不能用低碳鋼來(lái)代替鑄鐵，因?yàn)樵诘吞间摫砻嫒菀滓刹梁郏?，其?相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為 227，為了增加其機(jī)械強(qiáng)度，可另外增添少量合金元素（如鎳、鐵錳合金等）。在初步確定壓盤(pán)厚度以后，應(yīng)校核離合器接合一次時(shí)的溫升，它不應(yīng)超過(guò) 810。若溫升過(guò)高，可適當(dāng)增加壓盤(pán)的厚度。校核計(jì)算的公式如下：壓（）（ 3中，溫升，； L 滑磨功， N m，可根據(jù)式 200.5 計(jì)算（其中 26 圖 3河汽車(chē)離合器中間壓盤(pán)（材料： 6）動(dòng)慣量，由式 2220算，汽車(chē)總質(zhì)量，車(chē)輪滾動(dòng)半徑，是離合器開(kāi)始滑磨時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度）；分配到壓盤(pán)上的滑磨功所占的百分比：?jiǎn)纹x合器壓盤(pán)， =片離合器壓盤(pán)， =片離合器中間壓盤(pán)， = c 壓盤(pán)的比熱容，對(duì)鑄鐵壓盤(pán) c= K）；壓盤(pán)質(zhì)量，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)可得出： 2 21 5 0 3 0 0 . 5 0 3 2 . 7 2 92 2 2 24 . 8 8 6 7 . 6 40k 2 2 1 3 0 0 1 3 6 . 1 36 0 6 0n r a dw s 2 2 40 . 5 0 . 5 2 . 7 2 9 1 3 6 . 1 3 2 . 5 2 8 6 1 00L j w 壓盤(pán)的外徑應(yīng)大于摩檫片的外徑 27 內(nèi)徑應(yīng)小于等于摩檫片的內(nèi)徑 205d 初定厚度 20n 校核離合器的溫升，它不超過(guò) 810。 C 4 934 0 . 2 5 2 . 5 2 8 6 1 0 2 0 1 0 7 . 6 1 0 0 . 9 1225 4 4 . 2 8 3 8 0 2 0 5 壓所以符合條件。盤(pán)傳力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 關(guān)系，周向與飛輪不能有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但軸向必須有相對(duì)移動(dòng)。圖 3壓盤(pán)和飛輪間常用的

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