膜片彈簧離合器的設(shè)計資料

1、車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書河南科技大學(xué)膜片彈簧離合器的設(shè)計車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書目錄第 一 章 概 述 3第 二 章 離 合 器 的 結(jié) 構(gòu) 方 案 分 析 52.1 離合 器的 主要結(jié) 構(gòu) 52.2 離合 器的 工作原 理 62.3 離合 器的 功用及 其結(jié) 構(gòu)方 案的 選 擇 7第 三 章 離 合 器 主 要 參 數(shù) 的 選 擇 113.1 離合 器參 數(shù)的選 擇 113.2 摩擦片的約束計算 . 12第四章 離合器主要零部件的設(shè)計 計 算 154.1 膜片彈簧的設(shè)計. 154.2 扭轉(zhuǎn) 減震 器的設(shè) 計計 算 22第五章 主要零件的設(shè)計計算 255.1 從動 盤總 成設(shè)計

2、 計算 255.2 軸徑的計算 . 275.3 壓盤 和離 合器蓋 得設(shè) 計 27第 六 章 離 合 器 的 操 縱 系 統(tǒng) 設(shè) 計 30結(jié) 論 32參考文獻 . 33致 謝 34車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第 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 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 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 為 動 力 的 自 由 行 駛 的 板 車 ，于 是

3、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 ， 1885 年 德 國 工 程 師 卡 爾 奔 馳 在 曼 海 姆 制 成 一 部 裝 有 0.85 馬 力 汽 油 機 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 1.1 馬 力 汽 油 機 作 動 力 的 三 輪 車 。他 們 兩 被 公 認(rèn) 為 以 內(nèi) 燃 機 為 動 力 的 現(xiàn) 代 汽 車 的 發(fā) 明 者 ， 1886 年 1 月

4、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)也有很大進步，相繼出現(xiàn)了高速汽油機、 柴油機：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 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

5、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 火 、三 元 催 化 轉(zhuǎn) 化 系統(tǒng)、電動汽車等?，F(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)（ ABS）、汽 車驅(qū)動防滑系 統(tǒng)（ ASR）、電 控穩(wěn)定程序（ ESP）、電子巡航控制系統(tǒng)（ CCS）、安 全帶、 安 全 氣 囊 （ SRS） 等 。2）環(huán)境保護 采用電控燃油噴射（E

6、FI）、無分電器點火（DLI ）、車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書廢 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 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、

7、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 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、壓緊機構(gòu)和操縱機構(gòu)四部分組成。主、 從動部分和壓緊機構(gòu)是保證離合器處于結(jié)合狀態(tài)并能傳動動力的基 本機構(gòu)，而離合器的操縱機構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。在以 內(nèi)燃 機為 動力

8、的 汽車 機械 傳動 系 中，離 合器 用來 切斷 和 實現(xiàn) 對 傳 動 系 的 動 力 傳 遞 ，以 保 證 ：在 汽 車 豈 不 是 將 發(fā) 動 機 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傳動系，防止零件因過載而損壞。隨著 汽車 發(fā)動 機轉(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

9、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。車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第二 章 離 合 器的 結(jié) 構(gòu)方 案分 析 2.1 離 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 盤等機件組成。這 部分與發(fā)動 機 曲 軸 連 在 一 起 。離 合 器 蓋 與

10、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 船 東 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)動機發(fā)出 的轉(zhuǎn) 矩經(jīng) 飛輪和

11、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 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 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

12、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，從而達到結(jié)合柔和的效果。四、壓緊機構(gòu)車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書壓緊 機構(gòu) 主要 由螺 旋 彈簧

13、 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 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 簧等機件組成的分離機構(gòu)和位于離合器殼外的離合器踏板及傳動機 構(gòu)、阻力機構(gòu)等組成。 2.2 離 合 器 的 工 作 原 理發(fā)動

14、機飛 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

15、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 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 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

16、 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 與車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

17、說明書發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比 2.3 離 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 現(xiàn)發(fā) 動 機對 傳動 系的 動 力傳遞，保 證 汽 車 起 步 時 將 發(fā) 動 機 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

18、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 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

19、擇 周置彈簧離合器的壓價彈簧均采用圓柱螺旋彈簧并均勻布置在 同一個圓周上。有的重型汽車將壓緊彈簧布置在同心的兩個圓周上。 其結(jié)構(gòu)簡單制造容易，因此用比較廣泛。在高轉(zhuǎn)速離心力的作用下， 周 置 彈 簧 易 歪 斜 甚 至 嚴(yán) 重 彎 曲 鼓 出 而 顯 著 降 低 壓 緊 力 ：另 外 ，壓 緊 彈 簧 直 接 與 壓 盤 接 觸 ，易 受 熱 退 火 ，且 當(dāng) 發(fā) 動 機 最 大 轉(zhuǎn) 速 很 高 時 周 置 彈 簧 由 于 受 離 心 力 作 用 而 向 外 彎 曲 ，是 彈 簧 壓 緊 力 下 降 ，離 合 器 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 的 能 力 隨 之 降 低 。此 外 ，彈 簧 靠 到 它 的

20、定 為 面 上 ，造 成 接 觸 部 位 嚴(yán) 重磨損，甚至出現(xiàn)彈簧斷裂的現(xiàn)象。中央彈簧離合器采用一至兩個圓柱螺旋或用一個圓錐彈簧作為 壓 緊 彈 簧 ，并 且 布 置 在 離 合 器 的 中 心 ，這 是 壓 緊 彈 簧 不 與 壓 盤 直 接 接 觸 ，因 此 壓 盤 由 于 摩 擦 而 長 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 此車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書可 用 力 量 較 小 的 彈 簧 得 到 足 夠 的 壓 盤 壓 緊 力 ，使 操 縱

21、 輕 便 。采 用 中 央 圓 柱 螺 旋 彈 簧 是 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 ：擋 在 貨 汽 車 的 發(fā) 動 機 轉(zhuǎn) 矩 大 于 400 450 牛 / 米 時 ， 常 常 采 用 中 央 彈 簧 離 合 器 。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

22、柱螺旋彈簧為壓緊彈簧，分別以傾角斜向作用于傳力套上， 跟 著 在 推 動 壓 桿 并 按 杠 桿 比 放 大 后 作 用 與 壓 盤 上 。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 性 能 十 分 穩(wěn) 定 。與 周 置 彈 簧 離 合 器 比 較 ， 其 踏 板 力 可 降 低 35% 左 右 。 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)主要特點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

23、指起 分離杠桿的 作用 ， 故不 需專 門的分 離杠 桿，使離合器結(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，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

24、 車 及 微 型 和 中 型 客 車、貨車上得到廣泛的應(yīng)用，而且逐漸擴展到大型貨車上。 綜上所述：本設(shè)計采用膜片彈簧。三、操 縱 機構(gòu) 的選 擇由于機械式結(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 多 ，因 而 摩 擦 損 失 較 大 ，傳 動 效 率 低 ，其 工 作 受 到 發(fā) 動 機 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

25、度 也 變 差 。然 而 ，液 力 操 縱 機 構(gòu) 具 有 摩 擦車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書阻 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 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 。綜 上 所 述 ，本 次 設(shè) 計 選 用 液 壓 式 操 縱 機 構(gòu)。四、離 合 器的 通風(fēng) 散 熱實驗 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

26、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 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 ，

27、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 的頭部與沖 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

28、 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 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

29、 應(yīng) 允 許 壓 盤 在離合器分離過程中能自由作軸向移動。9車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書壓盤 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 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

30、 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 ，

31、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。10車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第三 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

32、 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)濟指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)。 3.1 離 合 器 參 數(shù) 的

33、選 擇設(shè)計所選發(fā)動機參數(shù)；功率 38.5KW ，轉(zhuǎn)速 5200r/min ，最大轉(zhuǎn)矩 70.7 N.m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 轉(zhuǎn) 矩 是 重 要參數(shù) ，安 發(fā)動 機最 大轉(zhuǎn)矩 Temax(N.m)來 選定 D，由下 列公式 可得：D=K D Temax(3-1)取 kD =18Te max =70.7 N.m代入 數(shù)據(jù) D=18 70.7 =151.3mm11車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書在主 要技 術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)中

34、 摩 擦片 的外 徑選 254mm左右。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=225mm，內(nèi) 徑 d=150mm，厚 度 b=3.5mm, 內(nèi) 外徑 之比 d/D=0.667 ，單 位 面 積 A=221mm2。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 最 大 轉(zhuǎn) 矩 的 可 靠 程 度 。在 選 擇 時 ，應(yīng) 考 慮 一 下 幾 點：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 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

35、過載 。為可 靠傳 遞發(fā) 動機 最 大轉(zhuǎn) 矩和 防止 離 合器 滑磨 過大 ，不 宜選取 太小，當(dāng) 使用條件惡劣，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)計車型為微型貨車，根據(jù)的取值范圍 =1.20 1.75，同時參考其他同類車型選取=1.5 。三、單 位壓 力 Po單 位 壓 力 Po 對 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

36、條 件 ，發(fā) 動 機 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 后 備 系 數(shù) 較 小 時 ， Po 應(yīng) 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 ， Po 應(yīng) 取 小 些 ， 后 備 系 數(shù) 較 大 時 可 適 當(dāng) 增 大 Po 。采用 石棉 基材 料時 Po =0.15 0.35(MPa)3.2 摩擦 片的約 束 計算1) 摩擦片的外徑 D 的選取應(yīng)使最大圓周速度 V 不 超過 65 75m/s 。12車輛與動力工程學(xué)院

37、畢業(yè)設(shè)計說明書 60 1000式中 ：D-摩擦 片外徑 mm；n - 發(fā)動 機最 大功 率 時轉(zhuǎn) 速 r/min V- 摩 擦 片 最 大 圓 周 速 度 ；V= Dn =3.14 250 2000 =26.17m/s h/2時，A、點的切向拉應(yīng)力最大。分析表明，B點的應(yīng)力值最高，通 常只計算 B點的應(yīng)力來校核其 強度。將 B 點坐標(biāo) x er 和 y h/2代入（4-4 ），可得 B點的應(yīng)力 tB4-6 )代入數(shù)據(jù)可得： tB =1329M Pa18車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書令 d tB /d 0，可 求出 tB達到 極 大值 時的 轉(zhuǎn)角 p4-7 )h2 e r式（4-7 ）表明，B

38、 點最大壓應(yīng)力發(fā)生在比其壓平位置再多轉(zhuǎn)動 一個角度 h/2er 的位置。當(dāng)離合器徹底分離時，膜 片彈簧子午斷面的實際轉(zhuǎn)角 f p，計 算 tB時， 取 p； 如果 f p，則 取 f。，在分離軸承推力 F2的作用下，點還受彎曲應(yīng)力 rB，其值為4-8 )6 rr f F2rB 2nbr h2式中，為分離指數(shù)目； br為一個分離指根部的寬度（）。 代入 數(shù)據(jù) 可得 ： rB =136 M Pa考慮 到彎 曲應(yīng) 力 rB 是與切向壓應(yīng)力 tB相 互垂直的拉力，根 據(jù)最4-9 )大切應(yīng)力強度理論，B點的當(dāng)量應(yīng)力為jB rB tB代入 數(shù)據(jù) 可得 jB =1465 M Pa實驗 表明 ，裂紋首先在 最

39、大 應(yīng)力 點點產(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 際 設(shè) 計 中 ， 當(dāng)膜片彈簧采用 60Si2MnA 時， jB不應(yīng)大于 1700M Pa 。 .四、膜片彈簧材料及制造工藝國內(nèi)膜片彈簧一般采用 60Si2MnA和 50CrVA 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 行 一 系 列 熱 處 理 。為 了 提 高 膜 片 彈 簧 的 承

40、 載 能 力 ，要 對 膜 片 彈 簧 進 行 強 壓 處 理 ，即 沿 其 分 離 狀 態(tài) 的 工 作 方 向 ，超 過 徹 底 分 離 點 后 繼續(xù)施 加過 量的 位移 ，使其過 分 38 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)力而達到強 化 的 目 的 。一 般 說 ，經(jīng) 強 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 行 噴 丸 處 理 ，即 以 高 速 彈 丸 流 噴 射 到 膜 片 表 面 ，使 表 面

41、產(chǎn) 生 塑 性 變 形 ，從 而 形 成 一 定 厚 度 的 表 面 強 化 層 ，起 到 冷 作 硬 化 的 作 用 ，同 樣 也 可 以 提19車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書高承載能力和疲勞強度。為了 提高 分離 指的 耐 磨性 ，可對 其端部進行高溫 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 般在 45 50HRC，分離 指端 硬度為 5562HRC，在同 一片上 同

42、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 H11 和 h11 ， 厚 度 公 差 為 0.025mm ， 初 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 0.1mm。膜片彈簧處于接合 狀態(tài) 時 ， 其 分 離 指 端 得 相 互 高 度 差 一 般 要

43、 求 小 于 0.8 1.0mm 。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 度 也 滿 足 設(shè) 計 要 求 ，以 達 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：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

44、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f X =w1f1 X w2f2 X(4-10 )式中 w1和 w2分別為兩個目標(biāo)函數(shù) f1 X 和 f2

45、X 的加權(quán)因子，視設(shè)20車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書計要求選定。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、R1、 r1這六個尺寸參數(shù)以及在結(jié)合工作點相應(yīng)與彈簧工作壓緊力 F1B的大 端 變形量 1B為優(yōu) 化設(shè) 計變量 ，即X= H h R r R1 r1 1B T ( 4-11 )c) 約 束條 件1) 應(yīng)保證所設(shè)計的彈簧工作壓緊力 F1B與要求的壓緊力 FY相等， 即F1B =FY2) 為 了保 證各 工作點 A、B、C有 較適 合的 位置，應(yīng)正確選 擇 1B相 對 于 拐 點 1H 的 位 置 ， 一 般 1B / 1H =0.8 1.0 ， 即

46、0.8 1B Rr 1.0 ( 4-12 ) H R1 r13) 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 F1A應(yīng)大于或等于新摩 擦片的壓緊力 F1B，即F1A F1B4) 為 了滿 足離 合器使 用性 能的 要求 ，彈簧得 H/h 與初始底 錐角 H/ Rr 應(yīng)在一定 范圍內(nèi)即1.5 H/h 2.09 H/ Rr 155) 彈 簧各 部分 有關(guān)尺 寸的 比值 應(yīng)符 合 一定 的范 圍， 即1.20 R/r 1.353.5 R/r0 5.06) 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 加載點半徑 R1應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即推式 ： D d /4 R1 D/27) 根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置