汽車離合器設(shè)計(jì)

1、西南科技大學(xué)城市學(xué)院汽車底盤設(shè)計(jì)19第一章緒論1.1、F刖言1.2課程設(shè)計(jì)目的1.3設(shè)計(jì)要求1.4技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)要求1.5設(shè)計(jì)步驟第二章離合器摩擦片參數(shù)的確定2.12.2單位壓力Po2.3離合器傳遞的最大靜摩擦力矩Tc2.42.52.6摩擦因數(shù)f、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙 t摩擦片參數(shù)的選擇2.5.1初選摩擦片外徑D內(nèi)徑d厚度b離合器基本參數(shù)的校核2.6.1最大圓周速度2.6.2直徑誤差2.6.3單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩Tc02.6.4單位摩擦面積滑磨功第三章膜片彈簧的設(shè)計(jì)103.1膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇103.1.1截錐高度H與板厚h和板厚h的選擇103.1.2自由狀態(tài)下碟簧部分大端R小端r的

2、選擇103.1.3膜片彈簧起始圓錐底角的選擇103.1.4分離指數(shù)目n的選取103.1.5切槽寬度2及半徑re103.1.6壓盤加載點(diǎn)半徑R,和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑r,的確定103.1.7膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇113.1.8膜片彈簧材料123.2膜片彈簧的彈性特性曲線133.3膜片彈簧的相關(guān)參數(shù)如表3-113第四章扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)144.1扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)144.1.2扭轉(zhuǎn)剛度k144.1.3阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T154.1.4拉緊力矩Tn154.1.5減振彈簧的位置半徑Ro154.1.6減振彈簧個(gè)數(shù)Zj154.2減振彈簧的計(jì)算164.2.1減振彈簧的分布半徑R1164.2.2單個(gè)減振器的工作壓力P1

3、64.2.3減振彈簧尺寸16第五章離合器其它主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)195.1從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)195.2從動(dòng)片的設(shè)計(jì)205.3離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求:205.4壓盤的設(shè)計(jì)215.5壓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇2123第六章參考文獻(xiàn)第一章緒論1.1前言對(duì)于內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在 的，按動(dòng)力傳遞順序來(lái)說(shuō)，離合器應(yīng)是傳動(dòng)系中的第一個(gè)總成。目前，目前汽車上廣泛 采用彈簧壓緊的摩擦式離合器，摩擦離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞 動(dòng)力且能分離的裝置。它主要包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操作機(jī)構(gòu)等四部分。離合器是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，其主要功用是

4、：切斷和實(shí)現(xiàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)平順地結(jié)合，確保汽 車平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)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動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系各零 部件因過(guò)載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)離合器 的要求越來(lái)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(dòng)操縱的形式發(fā)展。 因此，提高離合器的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合器

5、傳遞 轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。1.2課程設(shè)計(jì)目的汽車設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生具有汽車設(shè)計(jì)能力的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程設(shè)計(jì)則是學(xué)生在學(xué)習(xí)了汽車構(gòu)造、汽車制造技術(shù)、汽車設(shè)計(jì)等課程后一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)， 基本的目的是： 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用汽車設(shè)計(jì)課程和其它選修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，解決 汽車設(shè)計(jì)問(wèn)題，掌握汽車設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際 問(wèn)題的能力。 學(xué)會(huì)分析和評(píng)價(jià)汽車及各總成的結(jié)構(gòu)與性能，合理選擇結(jié)構(gòu)方案及有關(guān)參數(shù)，掌 握一些汽車主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法。 學(xué)會(huì)考慮所設(shè)計(jì)部件的制造工藝性、使用、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問(wèn)題，培養(yǎng)汽車 設(shè)計(jì)能力。通過(guò)計(jì)算，繪

6、圖，熟練運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，手冊(cè)，圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料，進(jìn) 步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)設(shè)計(jì)技能。CAD繪圖，鍛煉學(xué)生利用計(jì)算鼓勵(lì)學(xué)生充分利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì), 機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪圖的能力。1.3設(shè)計(jì)要求壓盤和離合器蓋總成及膜片彈 上網(wǎng)查閱資料，了解汽車離合 路況分析和型式分析，制定出通過(guò)課程設(shè)計(jì)，對(duì)轎車離合器的結(jié)構(gòu)、從動(dòng)盤總成、 簧的設(shè)計(jì)有比較深入的熟悉并掌握。首先通過(guò)查閱文獻(xiàn)、 器的基本工作原理，結(jié)構(gòu)組成及功能；通過(guò)對(duì)車型分析，總體設(shè)計(jì)方案。并對(duì)轎車膜片彈簧離合器進(jìn)一步的認(rèn)知和建模，并在指導(dǎo)老師的幫助下 完成膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)。為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計(jì)的汽車離合器應(yīng)滿足如下基本要求:（

7、1）在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。 為此，離合器的摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；（2）接合平順、柔和。即要求離合器所傳遞的扭矩能緩和地增加，以保證汽車起 步時(shí)沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。（3）分離時(shí)要迅速、徹底。（4）離合器從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換 擋和減小同步器的磨損。（5）應(yīng)具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(guò)高, 延長(zhǎng)其使用壽命。（6）應(yīng)避免汽車傳動(dòng)系共振，具有吸收震動(dòng)、緩和沖擊和減小噪聲能力。（7）操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞，尤其是對(duì)城市行駛的轎車和公共汽 車，非常重要；（8）作用在從動(dòng)盤上的

8、壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過(guò)程中的變化要盡可能 小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。（9）摩擦式離合器，摩擦襯面要耐高溫、耐磨損，摩擦襯面磨損在一定范圍內(nèi)時(shí), 要能通過(guò)調(diào)整，使離合器正常工作（10）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、壽命長(zhǎng)。（11）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。1.4技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)要求豐田RAV4 2009款2.0MT經(jīng)典版的具體參數(shù)見表1.1。表1.1車型參數(shù)參考車型爬坡度最大功率/轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速車身總質(zhì)里一檔傳動(dòng)比主減速比滾動(dòng)半徑豐田RAV42009 款2.0MT 經(jīng)典版45110kw/6000rpm192Nm/4000rpm

9、1495kg3.85.971225本次設(shè)計(jì)要求如下：（1） 離合器裝配圖一張視圖投影準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理，畫法規(guī)范，圖面整潔，字體按 規(guī)定用工程字書寫，標(biāo)題欄及零件明細(xì)表完整。（2）零件圖（四號(hào)圖紙，非標(biāo)準(zhǔn)零件由老師指定）要求結(jié)構(gòu)合理，尺寸公差標(biāo)注規(guī) 范，基準(zhǔn)選擇恰當(dāng)。（3）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（用統(tǒng)一規(guī)格）。1.5設(shè)計(jì)步驟（1）熟悉離合器結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論知識(shí)。（2）根據(jù)所給題目進(jìn)行車型分析，道路情況分析，所設(shè)計(jì)部件型式分析，進(jìn)行主要 參考型選擇以及設(shè)計(jì)計(jì)算。（3）繪制離合器總成裝配圖。（4）繪制主要零件圖。（5）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。第二章 離合器摩擦片參數(shù)的確定2.1后備系數(shù)P后備系數(shù)3是離合器設(shè)計(jì)中的一

10、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。在選擇3時(shí)，應(yīng)考慮到摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動(dòng) 機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載以及操縱輕便等因素。各類汽車離合器P的取值范圍見表2-10表2-1離合器后備系數(shù)3的取值范圍車型后備系數(shù)3乘用車及最大質(zhì)里小于 6t的商用車1.20-1.75最大總質(zhì)里為6-14t的商用車1.50-2.25掛車1.80-4.00本次課程設(shè)計(jì)的對(duì)象為豐田 RAV4 2009款，屬于運(yùn)動(dòng)型多用途汽車，故本次課程設(shè) 計(jì)的后備系數(shù)3范圍為1.20-4.0,取3 =2.0。2.2單位壓力內(nèi)當(dāng)摩擦片采用不用的材料時(shí)，取值范圍見表2-

11、20表2-2摩擦片單位壓力 P0的取值范圍摩擦片材料單位壓力p0/MPa石棉基材料模壓0.15-0.25編織0.25-0.35粉末冶金材料銅基0.35-0.50鐵基金屬陶瓷材料0.70-1.50P）選擇：0.1 P。1.5MPa,本次設(shè)計(jì)選取R 0.3MPa2.3離合器傳遞的最大靜摩擦力矩TcTcTemax2. 0 192384N m2.4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。各種摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍見表2-3表2-3摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍摩擦材料摩擦因數(shù)f石棉基材料模壓0.20-0.25編織0.

12、25-0.35粉末冶金材料銅基0.25-0.35鐵基0.35-0.50金屬陶瓷材料0.4本次設(shè)計(jì)取f=0.30。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。在前面的設(shè)計(jì)分析中已經(jīng)陳述了本次設(shè)計(jì)選用的是雙片推式膜片彈簧離合器，因 此 Z=4。2.5摩擦片參數(shù)的選擇2.5.1初選摩擦片外徑D、內(nèi)徑d厚度b摩擦片外徑是離合器基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和壽命，它和離合器所 需傳遞轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。12 Te maxD飛 f2P0(1C3)122. 01921000=P 17mm (2-1)飛3. 140.3 4 0. 3 (10.63)取 D =180mm

13、離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)表2-4外徑D/mm160180200225250280300325350380405430內(nèi)徑d/mm110125140150155165175190195205220230厚度b/mm3.23.53.53.53.53.53.53.54444c=d/D0.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5351- c30.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847單位面積1061321602213024024665466787299

14、081037摩擦片標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸，取 D 180mm d 125mmb 3.5mm c 0.694。2.6離合器基本參數(shù)的校核2.6.1最大圓周速度Vd60 nemax D 103 一 4000 180 10 3 437.6m/s 70m/s60式中，Vd為摩擦片最大圓周速度(m/s);nemax為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速取4000r/min ;D為摩擦片外徑徑取180 mm ；故符合條件。d-=0.694 代入(2-1)2.6.2直徑誤差摩擦片的內(nèi)、外徑比c應(yīng)在0.530.70范圍內(nèi)，本次設(shè)計(jì)取c =得Di=176mm, Di與D的誤差在13mm之間，符合要求。2.6.3單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩TcoT

15、=4TcIC0 =22Z(D2 d2)43840.0017(N m/mm2)式中，TC為離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 384N m ;式中，Tc0為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩(N . m/mm2); 曲為其許用值(N . m/mm2)，按下表2-5選取。表2-5單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值離合器規(guī)格D/mm< 210> 210 一 250> 250 一 325> 325T,J/X 血0.280.300.350.40當(dāng)摩擦片外徑 D 210mm 時(shí)，Tc0=O.28N- m/mm >0.0017 N - m/mm，故符合要求2.6.4單位摩擦面積滑磨功為了減少汽車起步過(guò)程

16、中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)高而發(fā)生燒傷，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功w應(yīng)小于其許用值w。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:2n2n2 m r23 142 200021495 0.31800 i0i2W = 1(疇)=3.14 2000 (2)=5726.2 (J)a18005.9712?3.8式中，W為汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功 J)ma為汽車總質(zhì)量取1495kg； rr為輪胎滾動(dòng)半徑0.3m；i g為汽車起步時(shí)所用變速器檔位的傳動(dòng)比5.971 i 0為主減速器傳動(dòng)比3.8； ne為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min),乘用車n。取2000 r/min;w

17、= 4W- = 4 5726= 0.21J/mm2n Z(D2 d2)3.14 2(1802 1252)式中，W為汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功取5726J滿足 w < w = 0.4 OJ/mm 2 要求。摩擦片的相關(guān)參數(shù)如表2-6摩擦片外徑D摩擦片內(nèi)徑d后備系數(shù)B厚度b單位壓力Po180mm125mm2.03.50.3 MPa第三章膜片彈簧的設(shè)計(jì)3.1膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇3.3.2 3.5mm, 29 10mm取 1 = 3.2mm,2=10mm, re滿足 r-re>= § 2則 *<=- S 2=1000=90mm故取 re = 80mm.3.

18、1.6壓盤加載點(diǎn)半徑R和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑r1的確定R和r1需滿足下列條件:1 R R17.1截錐高度H與板厚h 比® 7和板厚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1.52.0，板厚h為24mmH故初選 h=2.4mm, =2.0 貝U H=2.0h=4.8 mm.hR3.1.2自由狀態(tài)下碟簧部分大端 R、小端r的選擇和一比值r研究表明，R/r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲線受直徑誤差 的影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r 一般為1.21.3。則可取 r=102mm，R=125mm。當(dāng) d 1.25 時(shí)，摩擦片平均

19、半徑 Rc=-d 180 125 76.25(mm) D4對(duì)于拉式膜片彈簧的r值，應(yīng)滿足關(guān)系r即r=100mm。故取r=90,再結(jié)合實(shí)際情況取 R/r=1.2，則R=120mm。3.1.3膜片彈簧起始圓錐底角的選擇=arctanH/(R-r)=arctan48(120-100戸 14°，滿足 9° 15°的范圍。3.1.4分離指數(shù)目n的選取取為n=18。3.1.5切槽寬度1、2及半徑reri校核:14(d d)RiD（壓緊）14(d d)1D份離） (180125)490罟（壓緊）4(180 125)82罟（分離）ri故選擇 R, = 115mm, r, = 10

20、6mm.故滿足條件。3.1.7膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇膜片彈簧工作點(diǎn)位置如圖3.1所示,該曲線的拐點(diǎn)H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置,人=%/而且1H （ 1M 1N ）/2。新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)B 一般取在凸點(diǎn)M 和拐點(diǎn)H之間，且靠近或在H點(diǎn)處，一般1B （0.8 1.0） 1H，以保證摩擦片在最大磨損限度范圍內(nèi)的壓緊力從F1B到F1A變化不大。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從B變到C。為最大限度的減小踏板力，C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近N點(diǎn)。1 I ri I ! I I I LLJl十 血燈丸Ifl加丿/加鶯圖3.1膜片彈簧工作點(diǎn)位置3.1.8膜片彈簧材料制造膜片彈簧用的材料，應(yīng)具有高的彈性極限和屈

21、服極限，高的靜力強(qiáng)度及疲勞強(qiáng) 度，高的沖擊強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)具有足夠大的塑性變形性能。按上述要求，國(guó)內(nèi)常用的膜片 彈簧材料為硅錳鋼60Si2MnA。3.1.9膜片彈簧強(qiáng)度計(jì)算與應(yīng)力校核分析表明，B點(diǎn)的應(yīng)力值最高，通常只計(jì)算B點(diǎn)的應(yīng)力來(lái)校核膜片彈簧碟簧的強(qiáng)度。 由參考文獻(xiàn)1P65可知B點(diǎn)的應(yīng)力tB為tB =E/ (1 p2) /r(e-r) 蹲一(e-r) a+h/2冊(cè)令tB對(duì)©的導(dǎo)數(shù)等于零，可求出tB達(dá)到極大值時(shí)的轉(zhuǎn)角 PP = a +h/(ej/2自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的圓錐底角a =0.245 rad;中性點(diǎn)半徑 e=(R-r)/ln (R/r)= (96-82) /In (96/82)=

22、108.629 mm。此時(shí)P =0.245+3心08.629-82)/2=0.386 rad離合器徹底分離時(shí)，膜片彈簧子午斷面的實(shí)際轉(zhuǎn)角為 f(l)f=2* 入 1f /(R1-r1)/2=2* 1.4/ (90-82) /2=0.088rad此時(shí)f V P，則計(jì)算tB時(shí)©取f，所以tB =2.1 X00000/( 1-0.32) /80108.629-98) >0.0882/2-(108.629-98) X 0.245+6X 0.088=-753.55 MPabr為一個(gè)分離指根部的寬度,br =2 n r/n=2 X.14 X2/18=28.6 mm。所以rB =6X(82-

23、 35) >675.2/ /18 >28.6 62) =102.7 / MPs)考慮到彎曲應(yīng)力rB是與切向壓應(yīng)力tB相互垂直的拉應(yīng)力，根據(jù)最大切應(yīng)力強(qiáng) 度理論，B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為tB = rB tB =102.7( 753.55) =856.25 / MPs)在這次設(shè)計(jì)中，膜片彈簧材料采用60Si2M nA，所以tB =846.25 M Pa符合 (T jB < 15001700MPa的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。3.2膜片彈簧的彈性特性曲線假設(shè)膜片彈簧在承載過(guò)程中，其子午線剛性地繞上地某中性點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。 向變形為X1（mm）,則膜片彈簧的彈性特性如下式表示：Pif(Xi)Eh In( R /

24、r)x(H X1q1b2) (R1rj2畀）（H右）h2式中，E彈性模量，鋼材料取 E=2.06X 1O5Mpa;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(diǎn)半徑,mm；1 支承環(huán)加載點(diǎn)半徑,mm；h膜片彈簧鋼板厚度,mm。圖形如下:膜片彈簧彈性特性12453變形入1/mm00 OOOOBO 00 000005 0 5 0 5 0 53 3 2 2 1 1 4力壓作工圖3.2彈性特性曲線3.3膜片彈簧的相關(guān)參數(shù)如表3-1表3-1截錐高度H板厚h分離指數(shù)n圓底錐角4.8mm2.4mm18140C第四章 扭轉(zhuǎn)減振

25、器的設(shè)計(jì)4.1扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)4.1.1帶扭轉(zhuǎn)減振器的的從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖4.1所示彈簧摩擦式：>:<5.©e圖4.1帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤總成結(jié)構(gòu)示意圖01從動(dòng)盤；2減振彈簧；3碟形彈簧墊圈；4緊固螺釘；5從動(dòng)盤轂；6減振摩擦片7減振盤；8 限位銷由于現(xiàn)今離合器的扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)大多采用以往經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)方法通過(guò)不斷篩選 獲得,且越來(lái)越趨向采用單級(jí)的減振器。極限轉(zhuǎn)矩受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取,T j =(1.5 2.0) Temax其中，對(duì)于乘用車，系數(shù)取2.0。Tj =2.0 Xemax = 2.0 X92= 384 ( N m)4.

26、1.2扭轉(zhuǎn)剛度k由經(jīng)驗(yàn)公式初選k 13 Tj13Tj = 13X384= 4992 (N -m/rad)4.1.3阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T可按公式初選TT = ( 0.060.17) TemaxT =0.1 Temax=0.1 >t92=19.2(N m)4.1.4拉緊力矩Tn減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。Tn滿足以下關(guān)系:Tn =( 0.050.15) Temax且 Tn T = 192 N m而 Tn =( 0.050.15) Temax = 9.628.8 N m則初選Tn = 20Nm 4.1.5減振彈簧的位置半徑Ro尺的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取Ro=(O.6O 0.75)d/2則取 R

27、o =0.65d/2=0.65 12S/2=40.6(mm),可取為 42mm.表4-1減振彈簧的選取4.1.6減振彈簧個(gè)數(shù)Zj摩擦片外徑D/mm225250250 - 325325 - 350350Zj466881010當(dāng)摩擦片外徑D 250mm時(shí),Z j =4 6故取Zj=44.1.7減振彈簧總壓力F當(dāng)減振彈簧傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值Tj時(shí)，減振彈簧受到的壓力F為F = Zj/R0= 384/(42 W 3)= 9.14(kN)4.1.8極限轉(zhuǎn)角本次設(shè)計(jì)arctan_=arctan 2530咗422. 5R254.2減振彈簧的計(jì)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(lái)確定和減振

28、器設(shè)計(jì)相 關(guān)的尺寸。4.2.1減振彈簧的分布半徑R1Ri的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取Ri=(0.60 0.75)d/2式中，d為離合器摩擦片內(nèi)徑 故R1 =0.65d/2=0.65 12S/2=40.625（mm），即為減振器基本參數(shù)中的 R。4.2.2單個(gè)減振器的工作壓力PP= F/Z=9140/4 2285.7(N)4.2.3減振彈簧尺寸 1）彈簧中徑De其一般由布置結(jié)構(gòu)來(lái)決定，通常De =11 15mm故取 Dc=12mm 2）彈簧鋼絲直徑dd=J = J8 2285.7 12 =4.94mmV V 580式中，扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力可取550600Mpa,故取為580Mpad 取 5.0 mm 3

29、）減振彈簧剛度k西南科技大學(xué)城市學(xué)院汽車底盤設(shè)計(jì)應(yīng)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4)k=1000R12n減振彈簧有效圈數(shù)i49921000 (40.6 10 3)2 6 504.7(N/mm)仃彈簧的切變模量G78500 MPa E=19600MPa GB/T 1236 刁6,表 30.2-4Gd47.85 104 (5.0 10 3)428Dc3k8 (12 10 3)3 504.73所以i=35)減振彈簧總?cè)?shù)n其一般在6圈左右,與有效圈數(shù)i之間的關(guān)系為n=i +(1.52)=6減振彈簧最小咼度l minn(d )1.1d n= 33mm彈簧總變形量228514.

30、52 mm504.7減振彈簧總變形量l0l 0 = l minI =33+4.52=37.52mm減振彈簧預(yù)變形量丄=kZR200.162mm504.7 6 40.6減振彈簧安裝工作高度l =37.52-0.162=37.4mm6)限位銷與從動(dòng)盤轂缺口側(cè)邊的間隙式中，R2為限位銷的安裝尺寸。1值一般為2.54mm。西南科技大學(xué)城市學(xué)院汽車底盤設(shè)計(jì)所以可取1為3.8mm, R2為72mm.7）限位銷直徑dd按結(jié)構(gòu)布置選定，一般d = 9.5 12mm?？扇為10mm8）選擇旋繞比，計(jì)算曲度系數(shù)根據(jù)下表選擇旋繞比表4-2旋繞比的薦用范圍d/mm0.2 0.40.45 11.1 2.22.5 67

31、161842C714512510494846確定旋繞比C 5，曲度系數(shù)K (4C 1)/(4C 4)0.615/C 1.3扭轉(zhuǎn)減振器相關(guān)參數(shù)表4-3極限轉(zhuǎn)矩Tj阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tn減振彈簧的位置半徑 n。減振彈簧個(gè)數(shù)Zj216 N m10.8 N m10 N m46mm627第五章離合器其它主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的全部轉(zhuǎn)矩。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，花鍵的遲鈍可根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax8 emaxj D2 d2 znl30MPa4 emaxj D d znlb15M

32、Pa表5-1從動(dòng)盤轂花鍵的尺寸摩擦片發(fā)動(dòng)機(jī)最大花鍵尺寸擠壓應(yīng)力外徑轉(zhuǎn)矩齒數(shù)n外徑內(nèi)徑齒厚有效尺c/MPaD/mmTemax/（N' m）D'mmd 7mmt/mm長(zhǎng) l/mm160491023183209.81806910262132011.620010810292342511.122514710322643011.325019610352843510.228027510353244012.530030410403254010.532537310403254511.435047110403255013.0摩擦外D/mm片徑發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩T emax/(N m)花鍵尺寸擠壓應(yīng)力c

33、/MPa齒數(shù)n外徑D 7mm內(nèi)徑d'mm齒厚t/mm有效尺長(zhǎng) l/mm1806910262132011.6花鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力j (MPa及剪切應(yīng)力j (MPa)的強(qiáng)度校核:本次設(shè)計(jì)D = 180 mm , Temax= 192N m故選擇花鍵類型為:式中：D，d 分別為花鍵外徑及內(nèi)徑，mm；n花鍵齒數(shù);l，emaxb 分別為花鍵的有效齒長(zhǎng)及鍵齒寬，mm；Z從動(dòng)盤毅的數(shù)目;emax 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N.mm。HRC28 32。從動(dòng)盤毅通常由40Cr，45號(hào)鋼、35號(hào)鋼鍛造，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,由表3-1選取得:花鍵齒數(shù)n=10; 花鍵外徑D=26mm；鍵內(nèi)徑d=21mm；鍵齒寬b=3mm；有效齒長(zhǎng)l=20mm；擠壓應(yīng)力=11.6 MPa；校核計(jì)算如下:8 emax2 2D2d2 znl(8 192103)/(262212)4 10208.17M pa4 emaxj D d znib(4 192310 ) /(2621)4 103 206.81 Mpaj=8.17MPaj30MPa ；j =6.81M Pa15MPa ；符合強(qiáng)度得要求。5.2從動(dòng)片的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤對(duì)離合器工作性能影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足如下要求: