[畢業(yè)設(shè)計精品]西馬牌XM1030輕型載貨汽車離合器設(shè)計

1、 汽車設(shè)計 課程設(shè)計（論文）題目： 西馬牌xm1030輕型載貨汽車離合器設(shè)計 院（系）： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程 086 學 號： 學生姓名： 指導教師： 教師職稱： 副教授 起止時間：2011.12.132011.12.23課程設(shè)計（論文）任務及評語院（系）：汽車與交通工程學院 教研室：車輛工程學 號學生姓名專業(yè)班級車輛工程086課程設(shè)計（論文）題目西馬牌xm1030輕型載貨汽車離合器設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務設(shè)計技術(shù)參數(shù)：發(fā)動機功率：pemax=60kw/4400r/min發(fā)動機扭矩：temax=157n.m/3000r/min車輪輪胎規(guī)格：185sr-14其余系數(shù)查相應車

2、型參數(shù)。設(shè)計要求：1要求用膜片彈簧壓緊型式，拉式或推式。2畫出總裝配圖。前面相關(guān)件從飛輪開始，輸出端到輸出軸（變速器輸入軸）為止，操縱機構(gòu)畫到分離軸承。3要進行方案、結(jié)構(gòu)分析及相關(guān)計算。4進行典型零部件設(shè)計，包括從動盤總成、膜片彈簧、壓盤、離合器蓋等。工作量：1.部件裝配草圖1張；2.正式裝配圖1張；3.零件圖23張；4.設(shè)計說明書一份（約3000-5000字）。指導教師評語及成績該生較好地完成了課程設(shè)計所規(guī)定的設(shè)計任務，并滿足其要求，設(shè)計方案合理，設(shè)計計算基本正確完整，設(shè)計說明書論述基本清楚，格式符合規(guī)范。設(shè)計圖紙中存在一些小問題，如：缺少個別加工尺寸，裝配圖局部多線等。成績： 指導教師簽字

3、： 2012年1月8日遼 寧 工 業(yè) 大 學 課 程 設(shè) 計 說 明 書（論 文）目 錄第1章 汽車離合器綜述11.1離合器的結(jié)構(gòu)型式11.2離合器的功能11.3離合器的工作原理11.4對離合器的要求2第2章 設(shè)計方案的分析與確定32.1 離合器組成32.2 從動盤數(shù)的選擇32.3 壓緊彈簧形式選擇32.4 分離時離合器受力形式選擇42.5 壓盤驅(qū)動形式選擇52.6 扭轉(zhuǎn)減振器52.7 分離軸承的選擇52.8 離合器的散熱通風5第3章 主要零部件設(shè)計計算和驗算的簡要過程73.1 摩擦片的設(shè)計73.2 離合器基本參數(shù)的優(yōu)化83.3 膜片彈簧的設(shè)計93.4從動盤轂花鍵的強度驗算13第4章 主要部件

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計說明144.1從動盤總成的設(shè)計144.2離合器蓋和壓盤的方式選擇154.3分離軸承的選擇154.4離合器的通風散熱164.5離合器種類的選擇164.6分離時離合器受力形式的選擇164.7扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計164.8離合器的操縱機構(gòu)選擇19第5章 經(jīng)濟、技術(shù)分析及對設(shè)計所作的簡要評語215.1經(jīng)濟、技術(shù)分析215.2簡評21參考文獻22致 謝23附錄：24第1章 汽車離合器綜述1.1離合器的結(jié)構(gòu)型式 膜片彈簧離合器有推式和拉式兩種結(jié)構(gòu)形式。 推式的特點：分離指在分離軸承向前推力的作用下離合器分離。拉式的特點：分離指在分離軸承向后拉力的作用下離合器分離。推式膜片彈簧離合器推式膜片彈簧離合器又

5、可以按照支承環(huán)的數(shù)目分為雙支承環(huán)式、單支承環(huán)式和無支承環(huán)式3種。1）雙支承環(huán)式特點是膜片彈簧的前后各有一個支承環(huán)2）單支承環(huán)式特點是只有一個支承環(huán)位于膜片彈簧的前端或后端，另一個支承環(huán)用離合器蓋的凸臺或彈性擋環(huán)替代。3）無支承環(huán)式特點是膜片彈簧的前后都沒有支承環(huán)。拉式膜片彈簧離合器 拉式膜片彈簧離合器有無支承環(huán)式和單支承環(huán)式兩種。1）無支承環(huán)式2）單支承環(huán)式1.2離合器的功能離合器是汽車傳動系統(tǒng)中直接與發(fā)動機相聯(lián)系的部件，主要作用是保證汽車起步平穩(wěn)，保證傳動系統(tǒng)換擋時工作平順，防止傳動系統(tǒng)過載等，在離合器的具體結(jié)構(gòu)上，在保證傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的前提下，應滿足兩個基本要求：首先，分離徹底、接合柔

6、和。其次，離合器從動部分的轉(zhuǎn)動慣量要盡可能的小。此外，還要求離合器散熱良好。1.3離合器的組成全套離合器應由兩部分組成：離合器和離合器操縱。就摩擦式離合器本身而言，按其功能要求，在結(jié)構(gòu)上主要由主動部分 (發(fā)動機飛輪、離合器蓋和壓盤等)、從動部分 (從動盤)壓緊機構(gòu) (壓緊彈簧)和操縱機構(gòu) (分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動部件等)等組成。1.4對離合器的要求摩擦式離合器的結(jié)構(gòu)類型非常多，而且有多種組合方式，但不管哪種結(jié)構(gòu)類型，也不管什么組合方式，對它們的使用要求是一致的。1. 能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，并有轉(zhuǎn)矩儲備。2. 接合平順柔和，保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。3分離迅速、徹底。4離

7、合器從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。5應有足夠的吸熱能力和良好的通風散熱效果，以保證工作溫度不致過高。6應使傳動系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動、緩和沖擊和減小噪聲的能力。7操縱輕便、準確。 8作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。9應有足夠的強度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、壽命長。10結(jié)構(gòu)應簡單、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 設(shè)計方案的分析與確定2.1離合器組成全套離合器應由兩部分組成：離合器和離合器操縱。就摩擦式離合器本身而言，按其功能要求，在結(jié)構(gòu)上主要由主動部

8、分 (發(fā)動機飛輪、離合器蓋和壓盤等)、從動部分 (從動盤)壓緊機構(gòu) (壓緊彈簧)和操縱機構(gòu) (分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動部件等)等組成。2.2從動盤數(shù)的選擇根據(jù)從動盤數(shù)分離合器可分為單片、雙片和多片。單片離合器具有結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動部分轉(zhuǎn)動慣量小，分離徹底、接合較平順等優(yōu)點。 轎車和微型、輕型貨車發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩一般不大，在布置尺寸允許時離合器通常只設(shè)有一片從動盤。雙片離合器由于摩擦面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小，另外接合較為平順。但中間壓盤通風散熱不良，兩片起步負載不均，因而容易燒壞摩擦片，分離

9、也不夠徹底。這種結(jié)構(gòu)一般用在傳遞轉(zhuǎn)矩較大且徑向尺寸受到限制的場合。 多片離合器多為濕式。它有分離不徹底、軸向尺寸和質(zhì)量大等缺點。（以往主要用于行星齒輪變速器換擋機構(gòu)中）但它具有接合平順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小、使用壽命長等優(yōu)點。主要應用于重型牽引車和自卸車上。由于本設(shè)計的車是輕型載貨汽車，最大轉(zhuǎn)矩為157mpa。轉(zhuǎn)矩相對較小，在布置上也較為合理，所以選擇單片離合器即可。2.3壓緊彈簧形式的選擇周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧其特點結(jié)構(gòu)簡單、制造容易。中央彈簧離合器采用一至兩個圓柱螺旋彈簧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。此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。由于可選較大的杠

10、桿比，因此可得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便。壓緊彈簧不與壓盤直接接觸，不會使彈簧受熱退火，通過調(diào)整墊片或螺紋容易實現(xiàn)對緊力的調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)多用于重型汽車上。斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力動盤上，并通過壓桿作用在壓盤上。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點是在摩擦片磨損或分離離合器時，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。與上述兩種離合器相比具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小的突出優(yōu)點。此結(jié)構(gòu)在重型汽車上已有采用。 膜片彈簧離合器中的膜片彈簧是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧。膜片彈簧具有較理想的非線性特性。新離合器在結(jié)合狀態(tài)時，膜片彈簧工作點一般取在凸點和拐點之間，接近或在拐點處，以保證摩擦片在最大摩擦限

11、度范圍內(nèi)壓緊力變化不大。分離時膜片彈簧從工作點到分離點。為最大限度減少踏板力，分離點盡量靠近拐點。膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用， 使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少。其質(zhì)量小。高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定，而圓柱螺旋彈壓緊力則明顯下降。 由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命。易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長。平衡性好。有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。綜上所述，膜片彈簧優(yōu)點突出，而近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設(shè)計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，本次設(shè)計的離合器選用膜片彈簧離合器。推式膜片彈簧在軸承

12、向前推力的作用下離合器分離，內(nèi)端受力方向指向壓盤。裝配時膜片錐頂朝后，大端靠在壓盤上，對壓盤施加壓力。拉式膜片彈簧的安裝與推式相反，裝配時膜片錐頂朝前，大端靠在離合器蓋上的，膜片彈簧的中部對壓盤施加壓力。分離時是與分離軸承套筒總成嵌裝在一起的，需專門的分離軸承，結(jié)構(gòu)較復雜，安裝和拆卸較困難，且分離行程略比推式大些。所以本次設(shè)計選用推式膜片彈簧。2.4 分離時離合器受力形式選擇從提高離合器工作性能的另一個角度出發(fā)，傳統(tǒng)的操縱形式正向自動操縱的形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和使用壽命，適應高轉(zhuǎn)速，增加傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢。推式膜片彈簧離合器杠桿小于拉式膜片彈簧離合器

13、杠桿比，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用壽命長，裝配時推式膜片彈簧離合器錐頂朝后，大端靠在壓盤上，對壓盤施加外力。 故選擇推式膜片彈簧。2.5 壓盤驅(qū)動形式選擇窗孔式、銷釘式、鍵塊式它們?nèi)秉c是在聯(lián)接件間有間隙，在驅(qū)動中將產(chǎn)生沖擊噪聲，而且零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低離合器傳動效率。傳動片式此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對中性好，使用平衡性好，簡單可靠，壽命長。故選擇傳動片式。2.6 扭轉(zhuǎn)減振器它能降低發(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，增加傳動系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振，控制動力傳動系總成怠速時離合器與變速器的扭振與噪聲，緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭

14、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。2.7 分離軸承的選擇根據(jù)汽車實用技術(shù)手冊選角接觸推力軸承，分離軸承與分離杠桿通過軸承外圈聯(lián)接，軸承內(nèi)圈通過擋圈與膜片彈簧接觸，分離軸承與分離杠桿間有軸向滑動，同時也有徑向滑動。2.8 離合器的散熱通風實驗表明，磨擦片的磨損是隨壓盤的溫度的升高而增大的，溫度超過180200時，磨擦片磨損急劇增加.正常條件下，壓盤表面工作溫度在180以下。改善離合器結(jié)構(gòu)措施有:在壓盤上設(shè)散熱筋和轂風筋，在離合器蓋上開較大的通風口；在離合器外窗設(shè)有通風窗，在離合器外殼內(nèi)裝一導流罩，加強通風，使工作溫度保持在180以下?？偨Y(jié)：西馬牌xm1030輕型載貨發(fā)動機扭矩

15、為157n.m/3000r/min，轉(zhuǎn)矩不是很大。根據(jù)要求將其類型及形式選擇如下：與單片離合器與雙片離合器相比，由于摩擦面數(shù)減少，因而大大的降低成本和使結(jié)構(gòu)簡單，所以選單片干式摩擦式離合器。在散熱方面可以用通風窗，它制造容易，結(jié)構(gòu)簡單。作為輕貨可以選擇推式的離合器。而對于摩擦片由于膠粘的不容易更換并且更換時容易被損壞，所以選擇用鉚釘鉚，這樣克服了上述的毛病。采用膜片彈簧作為壓緊彈簧的離合器為膜片彈簧離合器并選用選擇雙支承環(huán)形式。壓盤的驅(qū)動方式選用傳動片式。第3章 主要零部件設(shè)計計算和驗算的簡要過程3.1 摩擦片的設(shè)計3.1.1 初選摩擦片外徑d、內(nèi)徑d、厚度b （3-1）表3.1 離合器摩擦片

16、尺寸系列和參數(shù)1根據(jù)表3.1可知，取d=225mm,d=150mm, b=3.5mm。3.1.2 后備系數(shù)由于所設(shè)計的離合器為膜片彈簧離合器，在使用過程中其摩擦片的磨損工作壓力幾乎不會變?。ㄩ_始時還有些增加），再加上載自卸車的后備功率比較小，使用條件較差，故取1.3。3.1.3 單位壓力po根據(jù)3.1可知，由于d225mm,取0.25mpa。表3.2 摩擦片單位壓力2故根據(jù)表3.2可知，當0.15mpa50mm故符合d2r0+50mm的優(yōu)化條件（5）單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩= （3-5）根據(jù)下式知，tc=2=1.3157=204.1(nm)故 =0.0046(n./) 表3.3 單位摩擦面積傳遞

17、轉(zhuǎn)矩的許用值2 （n.m/mm2）根據(jù)表3.3知，當摩擦片外徑d210mm時，=0.30 n./0.0046 n./，故符合要求。（6）單位壓力為降低離合器滑磨時的熱負荷，防止摩擦片損傷，選取單位壓力的最大范圍為0.150.35mpa，由于已確定單位壓力0.25mpa，在規(guī)定范圍內(nèi)，故滿足要求。3.3 膜片彈簧的設(shè)計3.3.1 膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇（1）比值和h的選擇為了保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的一般為1.52.0，板厚h為24mm故初選h=2.5mm, =1.54則h=3.85，h=2.5mm。（2）比值和r、r的選擇由于摩擦片平均半徑rc=， （3-6）

18、對于推式膜片彈簧的r值，應滿足關(guān)系r rc=85mm。故取r=105mm，再結(jié)合實際情況取r/r=1.2，則r=83.5mm。（3）的選擇arctanh/(r-r)=arctan4.004/(105-83.5)10.55 （3-7）故滿足915的范圍。（4）分離指數(shù)目n的選取取為n=18。（5）膜片彈簧小端內(nèi)半徑 及分離軸承作用半徑的確定由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應大于變速器第一軸花鍵的外徑。由d=kd6公式，可求得d=23mm,則取23mm,再取分離軸承25mm。（6）切槽寬度1、2及半徑取13.2mm, 2=10mm, 滿足r-=2,則=r-2=83.5-10=73.5mm故取72mm。

19、(7) 壓盤加載點半徑r1和支承環(huán)加載點半徑r1的確定由于r1和r1需滿足下列條件2：故選擇r1103mm， r183.5mm。3.3.2 膜片彈簧的彈性特性曲線假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午線剛性地繞上地某中性點轉(zhuǎn)動。設(shè)通過支承環(huán)和壓盤加載膜片彈簧上地載荷p1(n)集中在支承點處，加載點間的相對軸向變形為x1(mm),則膜片彈簧的彈性特性如下式表示： （3-8）式中，e彈性模量，鋼材料取e=2.0mpa； b泊松比，鋼材料取b=0.3； r自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑，mm； r自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑，mm； r1壓盤加載點半徑，mm； r1支承環(huán)加載點半徑，mm； h自由狀態(tài)下碟簧部分

20、內(nèi)截錐高度，mm；h膜片彈簧鋼板厚度，mm。繪制圖像如下：由matlab所繪制的曲線取點，得到下面坐標x =2.581y =4112x =4.182y = 3886 則可知2.581,4112n4.182,3886n上述曲線的拐點h對應著膜片彈簧的壓平位置，而且 （3-9）則新離合器在接合狀態(tài)時，膜片彈簧工作點b一般取在凸點m和拐點h之間，且靠近或在h點處，一般則取則此時校核后備系數(shù) （3-10）滿足要求離合器徹底分離時，膜片彈簧大端的變形量為（即為壓盤的行程故壓盤剛開始分離時，壓盤的行程3.3.3 強度校核膜片彈簧大端的最大變形量4.182mm，由公式 （3-11）得3.4從動盤轂花鍵的強度

21、驗算花鍵尺寸選定后應進行強度校核。擠壓應力計算公式：(mpa)p=4temax/(d+d)z=4*157/(32+26)=10.83n (3-12) =10.83/10*3*30=12 mpa從動盤轂一般由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應力不應超過20mpa。故滿足條件。第4章 主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計說明4.1從動盤總成的設(shè)計4.1.1從動盤轂從動盤轂軸向長度不宜過小2，以免在花鍵軸上滑動時產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取1.01.4倍的花鍵軸直徑。故取從動盤轂軸向長度取為1.2d=1.240=48mm。從動盤轂的材料選取45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，表面和心部硬度一般2632hrc。為提高花鍵內(nèi)孔表面

22、硬度和耐磨性，采用鍍鉻工藝，對減振彈簧窗口及與從動片配合處進行高頻處理。根據(jù)摩擦片的外徑d的尺寸及表4.1查出從動盤轂花鍵的尺寸。表4.1 離合器從動盤轂花鍵尺寸系列2摩擦片外徑d/mm發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩temax/nm花鍵尺寸擠壓應力j/mpa齒數(shù)n外徑d/mm內(nèi)徑d/mm齒厚b/mm有效齒長l/mm16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.63

23、5048010403255013.2由于d=225mm,則查表可得，花鍵尺寸：齒數(shù)n=10， 外徑=29mm, 內(nèi)徑23mm 齒厚t=4mm,有效齒長l=25mm, 積壓應力=11.1mpa4.1.2 從動片從動片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度要求高。材料選用中碳鋼板50鋼，厚度為取為2mm，表面硬度為3540hrc。4.1.3 波形片和減振彈簧波形片采用65mn，厚度取為0.8mm，硬度為4046hrc，并經(jīng)過表面發(fā)藍處理。減振彈簧用60si2mna彈簧鋼絲。4.2離合器蓋和壓盤的方式選擇4.2.1 離合器蓋離合器蓋是離合器的主動件之一，它與飛輪固定在一起，通過它傳遞發(fā)動機的一部分轉(zhuǎn)

24、矩給壓盤。此外它還是離合器壓緊彈簧和分離桿的支承殼體。因此它需要具有足夠的剛度，板厚取4mm，乘用車離合器蓋用10鋼等低碳鋼板。4.2.2 壓盤（1）壓盤傳動方式的選擇由于傳統(tǒng)的凸臺式連接方式、鍵式連接方式、銷式連接方式存在傳力處之間有間隙的缺點，故選擇已被廣泛采用的傳動片傳動方式。另選用膜片彈簧作為壓力彈簧時，則在壓盤上鑄有一圈凸起以供支承膜片彈簧或彈性壓桿之間。（2）壓盤幾何尺寸的確定前面已經(jīng)分析了如何確定摩擦片的內(nèi)、外徑尺寸。當摩擦片的尺寸確定后，與它配合工作的壓盤內(nèi)、外徑尺寸也就基本確定下來了。這樣，壓盤幾何尺寸最后歸結(jié)為如何確定它的厚度。壓盤厚度的確定主要依據(jù)以下兩點：一是壓盤應有足

25、夠的質(zhì)量；二是壓盤應具有較大的剛度。為滿足上述要求壓盤應做得厚些，本次設(shè)計采用20mm。（3）傳動片 傳動片的作用是在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn)，分離時，又可利用它的彈性來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。傳動片采用3組，每組3片的形式，具體尺寸為，寬a=15mm，厚b=1mm，兩孔間距為l=60mm，孔直徑為d=10mm，傳動片彈性模量e=2mpa。由于各傳動片沿圓周均勻分布，它們的變形不會影響到壓盤的對中性和離合器的平衡性。4.3分離軸承的選擇由于=4400r/min,離心力造成的徑向力很大，因此采用調(diào)心式角接觸球軸承。4.4離合器的通風散熱由于離合器尺寸小，在離合器蓋上

26、開通風窗口即能滿足離合器通風散熱的要求。4.5離合器種類的選擇根據(jù)設(shè)計方案的分析，確定采用單片膜片彈簧離合器。4.6分離時離合器受力形式的選擇由于輕貨質(zhì)量輕，推式優(yōu)點多，所以采用推式。4.7扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計4.7.1扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)（1）極限轉(zhuǎn)矩tj極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位銷與從動盤轂缺口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。極限轉(zhuǎn)矩受限于減振彈簧的許用應力等因素，與發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取，tj=(1.52.0) 2對于商用車，系數(shù)取2。則tj=22157314（n.m）（2）扭轉(zhuǎn)剛度k為了避免引起系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)剛度，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動機常用

27、工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。由經(jīng)驗公式k tj2 初選即ktj133144082（n.m/rad）（3）阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩t 由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度k受結(jié)構(gòu)及發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效的消振，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩。根據(jù)公式初選tt（0.060.17）2取t=0.1 =0.1157=15.7 (n.m)（4）預緊轉(zhuǎn)矩tn減振彈簧在安裝時都有一定的預緊。tn增加，共振頻率將向減小的頻率的方向移動，這是有利的。但是tn不應大于t由于tn滿足以下關(guān)系：tn（0.050.15）2且tnt12.64n.m而（0.050.15）6.3218.96 n.m則初選tn18

28、n.m（5）減振彈簧的位置半徑r0r0的尺寸應盡可能大些，一般取r0=(0.600.75)d/22則取=0.65d/2=0.65150/2=48.75(mm),可取為48mm。（6）減振彈簧個數(shù)zj根據(jù)表4.22知，表4.2 減振彈簧個數(shù)的選取當摩擦片外徑d250mm時，=46 ,故取zj=6（7）減振彈簧總壓力f當限位銷與從動盤轂之間的間隙被消除，減振彈簧傳遞的轉(zhuǎn)矩達到最大值tj時，減振彈簧受到的壓力f為ftj/r0 （4-1） 314/(48) 6.542(kn)4.7.2 減振彈簧的計算在初步選定減振器的主要參數(shù)以后，即可根據(jù)布置上的可能來確定和減振器設(shè)計相關(guān)的尺寸。（1）減振彈簧的分布

29、半徑r1由于r1的尺寸應盡可能大些1，一般取r1=(0.600.75)d/2 式中，d為離合器摩擦片內(nèi)徑故r1=0.65d/2=0.65150/2=48(mm)，即為減振器基本參數(shù)中的r0（2）單個減振器的工作壓力pp= f/z=6542/6=1090(n) （4-2）（3）減振彈簧尺寸1）彈簧中徑dc彈簧中徑一般由布置結(jié)構(gòu)來決定1，通常dc=1115mm故取dc=12mm2）彈簧鋼絲直徑dd= （4-3）式中，扭轉(zhuǎn)許用應力可取550600mpa,故取為550mpa所以d=3.12mm。3）減振彈簧剛度k根據(jù)式k=1000knr121知，應根據(jù)已選定的減振器扭轉(zhuǎn)剛度值k及其布置尺寸r1確定，即

30、k= （4-4）則k=4）減振彈簧有效圈數(shù)4.339 （4-5）5）減振彈簧總?cè)?shù)n其一般在6圈左右，與有效圈數(shù)之間的關(guān)系為n=+(1.52)=6減振彈簧最小高度=20.59mm （4-6）彈簧總變形量=p/k=1090/290=3.76mm （4-7）減振彈簧總變形量=20.592+3.76=24.352mm （4-8）減振彈簧預變形量 （4-9） 減振彈簧安裝工作高度=20.592-0.22=20.372m （4-10）6）從動片相對從動盤轂的最大轉(zhuǎn)角最大轉(zhuǎn)角和減振彈簧的工作變形量有關(guān)，其值為=4.2 （4-11）4.8離合器的操縱機構(gòu)選擇4.8.1對離合器操縱機構(gòu)的要求1）踏板力要盡可能

31、小，乘用車一般在80-150n范圍內(nèi)，商用車不大于150-200n。2）踏板行程一般在80-150mm范圍內(nèi)，最大不應超過180mm。3）應有踏板行程調(diào)節(jié)裝置，以保證摩擦片磨損后分離軸承的自由行程可以復原。4）應有踏板行程限位裝置，以防止操縱機構(gòu)的零件因受力過大而損壞。5）應有足夠的剛度。6）傳動效率要高。7）發(fā)動機振動及車架和駕駛室的變形不會影響其正常工作。8）工作可靠，壽命長，維修保養(yǎng)方便。4.8.2離合器操縱機構(gòu)的型式及確定常用的離合器操縱機構(gòu)主要有機械式、液壓式、機械式和液壓式操縱機構(gòu)的助力器氣壓式和自動操縱機構(gòu)等。機械式又分為桿系和繩系。桿系操縱機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。但質(zhì)量大，傳動

32、效率低，發(fā)動機的振動和車架或駕駛室的變形會影響其正常工作，在遠距離操縱時，布置較困難。繩系可以克服上述缺點，但其壽命短機械效率仍不高。液壓式操縱機構(gòu)傳動效率高，質(zhì)量小，便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、發(fā)動機振動和駕駛室或車架變形不會影響其正常工作，結(jié)合柔和等優(yōu)點。但其要求加工精度高，容易泄漏，成本高。綜上所述，本次設(shè)計因為機械式的桿系形式優(yōu)點突出，結(jié)構(gòu)簡單，成本低而選擇。第5章 經(jīng)濟、技術(shù)分析及對設(shè)計所作的簡要評語5.1經(jīng)濟、技術(shù)分析膜片彈簧不但具有結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊（膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用）、散熱通風性好，還有高速性能好使用壽命長（膜片彈簧大端面環(huán)形與壓盤接觸，壓力分布均勻，

33、磨損均勻）、扭矩容量穩(wěn)定（膜片彈簧具有較理想的非線性特性）分離踏板操縱輕便平衡性好有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本，使用壽命長，工作可靠等特點。5.2簡評本次課程設(shè)計根據(jù)給出的設(shè)計要求和原始設(shè)計參數(shù)，以及推式膜片彈簧離合器及其操縱機構(gòu)的工作原理和使用要求，通過對其工作原理的闡述、結(jié)構(gòu)方案的比較和選擇、相關(guān)零件參數(shù)的計算，大致確定了離合器及其操縱機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和主要尺寸以及制造相關(guān)零部件所用的材料。結(jié)構(gòu)方面：根據(jù)設(shè)計要求，考慮到使用條件和其顯著的優(yōu)點，選用帶扭轉(zhuǎn)減振器的單片推式膜片彈簧離合器，壓盤驅(qū)動方式采用傳動片傳動，分離軸承采用自動調(diào)心式分離軸承，操縱機構(gòu)采用機械操縱式操縱機構(gòu)。計算方面：確定

34、了離合器的主要參數(shù)、p0、d、d，結(jié)果按照基本公式運算得出并通過約束條件，檢驗合格。根據(jù)膜片彈簧基本參數(shù)之間的約束關(guān)系，初步確定了膜片彈簧的尺寸參數(shù)，并通過優(yōu)化程序得出了膜片彈簧尺寸的優(yōu)化值，并進一步確定了膜片彈簧的工作點，同時進行了強度校核。選材方面：摩擦片選用編織石棉基材料，保證其有足夠的強度和耐磨性、熱穩(wěn)定性、磨合性，不會發(fā)生粘著現(xiàn)象。膜片彈簧采用65si2mna，其中所含硅成分提高了機件的彈性，所含錳，加強了耐高溫性；傳動片采用50鋼，滿足其強度需要；壓盤采用ht200，提高了耐磨性；離合器蓋從用鑄鐵，提高了散熱能力。綜上所述，本次設(shè)計遵從了：（1）分離徹底；（2）接合柔和；（3）操縱輕便，工作特征穩(wěn)定；（4）從動部分轉(zhuǎn)動慣量小的設(shè)計要點，數(shù)據(jù)全部通過約束條件檢驗，原件所使用的材料基本上符合耐磨，耐壓和耐高溫的要求，而且離合器尺寸合適，適宜安裝，能最高效率傳遞發(fā)動機扭矩，符合計劃書及國家標準。參考文獻1徐石安,江發(fā)潮.汽車離合器/汽車設(shè)計叢書.北京：清華大學出版社,2005.82王望予.汽車設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.63陳家瑞.汽車構(gòu)造. 北京：人民交通出版社，2006.54錢大川.新型聯(lián)軸器、離合器選型設(shè)計與制造工藝實