離合器設(shè)計(jì)說(shuō)明書資料00001doc

1、第一章 緒論現(xiàn)代汽車工業(yè)具有世界性,是開發(fā)型的綜合工業(yè),競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈我國(guó)自1953年創(chuàng)建第一汽車制造廠至今,已有130多家汽車制造廠,700多家汽車改裝廠隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,對(duì)汽車的使用功能不斷提出新的要求目前大部分汽車采用離合器作為汽車的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)離合器的發(fā)展概況在采用離合器的傳動(dòng)系統(tǒng)中,早期離合器的結(jié)果形式是錐形摩擦離合器錐形摩擦離合器傳遞扭矩的能力,比相同直徑的其他結(jié)構(gòu)形式的摩擦離合器要大但是,其最大的缺點(diǎn)是從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量太大,引起變速器換擋困難而且這種離合器在接合時(shí)也不夠柔和,容易卡住次后,在油中工作的所謂濕式的多片離合器逐漸取代了錐形摩擦離合

2、器但是多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘住(尤其是在冷天油液變濃時(shí)更容易發(fā)生),導(dǎo)致分離不徹底,造成換擋困難所以它又被干式所取代多片干式摩擦離合器的主要優(yōu)點(diǎn)是由于接觸面數(shù)多,故接合平順柔和,保證了汽車的平穩(wěn)起步但因片數(shù)較多,從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大,還是感到換擋不夠容易另外,中間壓盤的通風(fēng)散熱不良,易引起過(guò)熱,加快了摩擦片的磨損甚至燒傷和破裂如果調(diào)整不當(dāng)還可能引起離合器分離不徹底多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)使人們逐漸趨向于采用單片干式摩擦離合器它具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,散熱性好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)整方便,尺寸緊湊,分離徹底等優(yōu)點(diǎn)而且只要在結(jié)構(gòu)上采取一定措施,也能使其接合平順因此,它得到了極為廣泛的應(yīng)用為了實(shí)現(xiàn)

3、離合器的自動(dòng)操縱,有自動(dòng)離合器采用自動(dòng)離合器時(shí)可以省去離合器踏板,實(shí)現(xiàn)汽車的“雙踏板”操縱與其他自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)(如液力傳動(dòng))相比,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉及傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)因此,在歐洲小排量汽車上曾得到廣泛的應(yīng)用但是在現(xiàn)有自動(dòng)離合器的各種結(jié)構(gòu)中,離合器的摩擦力矩的力矩調(diào)節(jié)特性還不夠理想,使用性能不盡完善例如,汽車以高檔低速上坡時(shí),離合器往往容易打滑因此必須提前換如低檔以防止摩擦片的早期磨損以至燒壞這些都需要進(jìn)一步改善隨著汽車運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高,以適應(yīng)新的使用條件從國(guó)外的發(fā)展動(dòng)向來(lái)看,近年來(lái)汽車的性能在向高速發(fā)展,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高,載重汽車趨向大型化,國(guó)內(nèi)

4、也有類似的情況此外,對(duì)離合器的使用要求也越來(lái)越高所以,增加離合器的傳扭能力,提高其使用壽命,簡(jiǎn)化操作,已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢(shì) 第二章 方案論證第一節(jié) 選定離合器的車型本次設(shè)計(jì)所選車型 大眾polo1.4mt該車主要參數(shù)如下表:表2-1大眾polo1的主要性能參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)EA111最大扭矩(N·m)126/3800最大功率(Kw/rpm)55/5000最高車速(Km/h)130變速器一檔傳動(dòng)比3.45主減速器傳動(dòng)比3.88整備質(zhì)量(Kg)1127滿載質(zhì)量(Kg)1615輪胎型號(hào)165/70 R14LT第二節(jié) 離合器設(shè)計(jì)基本要求為了保證離合器具有的工作性能,設(shè)計(jì)離合器應(yīng)滿足如下基

5、本要求:(一) 在任何行使條件下,既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩,并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備,又能防止傳動(dòng)系過(guò)載;(二) 接合完全平順柔和,使汽車起步時(shí)無(wú)抖動(dòng)無(wú)沖擊,分離徹底迅速;(三) 工作性能(最大摩擦力矩或后備系數(shù))穩(wěn)定,即作用在摩擦片上的總壓力不應(yīng)因摩擦表面的磨損而有明顯的變化,摩擦系數(shù)在離合器工作過(guò)程中應(yīng)力求穩(wěn)定;(四) 從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小,以減小掛檔時(shí)的齒輪沖擊,便于換檔和減小同步器的磨損;(五) 應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭振,并具有吸收振動(dòng)緩和沖擊和降低噪聲的能力;(六) 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(guò)高,延長(zhǎng)其使用壽 命通風(fēng);(七) 操縱輕便準(zhǔn)確,以減輕駕

6、駛員的疲勞;(八) 具有足夠的強(qiáng)度,工作可靠使用壽命長(zhǎng);(九) 力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,質(zhì)量小,制造工藝性好,拆裝維修調(diào)整方便;(十) 設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)旋轉(zhuǎn)件的動(dòng)平衡要求和離心力的影響 第三節(jié) 確定離合器的結(jié)構(gòu)型式一 摩擦離合器機(jī)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)用最廣泛現(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(dòng)盤壓盤壓盤驅(qū)動(dòng)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(jì)選定的機(jī)構(gòu)型式為單片摩擦式二 從動(dòng)盤數(shù)及干濕式的選擇(一) 單片干式摩擦離合器如圖2-2,2-3,2-4所示,

7、其結(jié)果簡(jiǎn)單,調(diào)整方便,軸向尺寸緊湊,分離徹底,從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,散熱性好,采用軸向有彈性的從動(dòng)盤時(shí)也能接合柔順因此,廣泛用于各級(jí)轎車及微輕中型客車與貨車上,在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不大于1000N·m的大型客車和重型貨車上也有所推廣當(dāng)轉(zhuǎn)矩更大時(shí)可以采用雙片離合器(二) 雙片干式摩擦離合器 如圖2-4所示與單片離合器相比,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(guò)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(dāng)分離也不易徹底;從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大易使換檔困難等僅用于傳遞的轉(zhuǎn)矩大且

8、徑向尺寸受到限制時(shí)(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(shí);軸向尺寸大;從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大,故過(guò)去未得到推廣近年來(lái),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(shì)因?yàn)樗捎糜捅脤?duì)摩擦表面強(qiáng)制冷卻,使起步時(shí)即使長(zhǎng)時(shí)間打滑也不會(huì)過(guò)熱,起步性能好,據(jù)稱其使用壽命可較干式高出56倍通過(guò)各結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的比較及本次設(shè)計(jì)所針對(duì)的車型,故本次設(shè)計(jì)選用的是單片干式摩擦離合器圖2-1 雙片離合器 圖2-2 拉式膜片彈簧離合器 圖2-3 膜片彈簧離合器 圖2-4 單片離合器第三章設(shè)計(jì)計(jì)算及參

9、數(shù)的選擇第一節(jié) 離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇一 摩擦片設(shè)計(jì)離合器摩擦片在性能上應(yīng)滿足如下要求:1) 摩擦因數(shù)較高且穩(wěn)定,工作溫度單位壓力滑磨速度的變化對(duì)其影響要小;2) 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性;3) 密度小,以減小從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;4) 熱穩(wěn)定性好,在高溫下分離出的粘合劑少,無(wú)味,不易燒焦;5) 磨合性能好不致刮傷飛輪和壓盤表面;6) 接合時(shí)應(yīng)平順,不產(chǎn)生“咬合”或“抖動(dòng)”現(xiàn)象;7) 長(zhǎng)期停放后,摩擦面不發(fā)生“粘著”現(xiàn)象摩擦片的外徑是離合器的重要參數(shù)它對(duì)離合器的輪廓尺寸有決定性的影響,并根據(jù)離合器能全部傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩來(lái)選擇為了能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大的轉(zhuǎn)矩Temax,離合器的靜摩擦力矩Tc

10、應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax,而離合器傳遞的最大靜摩擦力矩Tc又取決于其摩擦面數(shù)Z摩擦系數(shù)f作用在摩擦面上的總壓緊力與摩擦片平均半徑Rm,即Tc=Temax=1.5.×126=189N.M式中 離合器的后備系數(shù)(一) 后備系數(shù) 后備系數(shù)是離合器設(shè)計(jì)時(shí)用到的一個(gè)重要參數(shù),它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的可靠程度在選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):1） 摩擦片在使用中磨損后,離合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩2） 要防止離合器滑磨過(guò)大3） 要能防止傳動(dòng)系過(guò)載顯然,為了可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過(guò)大,不宜選取太小;為了使離合器尺寸不致過(guò)大,減少傳動(dòng)系過(guò)載,保證操縱輕便,又不能選取太

11、大;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大,使用條件較好時(shí),可選擇小些;當(dāng)使用條件惡劣,需要拖帶掛車時(shí),為提高起步能力,減少離合器磨損,應(yīng)選取大些;貨車總質(zhì)量越大,也應(yīng)選得越大;采用柴油機(jī)時(shí),由于工作比較粗暴,轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn),選取的值應(yīng)比汽油機(jī)大些;發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多,轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小,可選取小些;膜片彈簧離合器由于摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定,選取的值可以比螺旋彈簧的小些;雙片離合器的值應(yīng)大于單片離合器各類汽車值的選取范圍通常為:轎車和微型車輕型貨車=1.201.75中型和重型貨車=1.502.25越野車帶拖掛的重型汽車和牽引汽車=1.804.00根據(jù)上述原因及所選車型,選取=1.50(二) 單位壓力單位壓力對(duì)離合器工作

12、性能和使用壽命有很大的影響,選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件,包括發(fā)動(dòng)機(jī)的后備功率大小,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(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小時(shí),應(yīng)取小些;當(dāng)摩擦片外徑繳大時(shí),為了降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷,應(yīng)取小些;后備系數(shù)較大時(shí),可適當(dāng)增大當(dāng)摩擦片采用不同材料時(shí),按下列范圍選取:石棉基材料:=0.100.35MPa粉末冶金材料:=0.350.60MPa 金屬陶瓷材料:=0.701.5MPa根據(jù)所選車型及摩擦片所用材料,選取 0.10mp 1.50mp 本次取=0.30MPa(三) 摩擦片外徑D內(nèi)徑d和厚度h的確定離合器應(yīng)按轉(zhuǎn)矩容量或熱容量設(shè)計(jì),摩擦片或從動(dòng)片外徑D是基本尺寸它關(guān)

13、系到結(jié)構(gòu)尺寸及質(zhì)量的大小和使用壽命的長(zhǎng)短設(shè)計(jì)是通常首先確定D的值由以下公式計(jì)算D的值: D=2R=2.5= (3-2)式中:發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 f摩擦系數(shù) z摩擦面數(shù)或由經(jīng)驗(yàn)公式得: 由選車型得KD=14.6= 126N·m,D=163.88mm在同樣外徑時(shí),選用較小的內(nèi)徑d雖可增大摩擦面積,提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力,但是會(huì)使摩擦面上的壓力分布不均勻,使內(nèi)外沿圓周的相對(duì)滑磨速度差別太大而造成摩擦面磨損不均勻,且不利于散熱和扭轉(zhuǎn)減振器的安裝摩擦片尺寸應(yīng)符合尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)GB57641998(汽車用離合器面片),所選的D應(yīng)使摩擦片最大圓周速度不超過(guò)6570m/s,以免摩擦片發(fā)生飛離所以由計(jì)算所得D

14、值及參照摩擦片尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)GB57641998,最后選定摩擦片的尺寸為下表表3-1選定的摩擦片的尺寸外徑D(mm)內(nèi)徑d(mm)厚度h(mm)C=1-單位面積F(cm)1801253.50.6940.667131.75(四) 摩擦片的校核:1摩擦片外徑D(mm)的選取應(yīng)使最大圓周速度不超過(guò)6570m/s,即 (3-3)式中,為摩擦片的最大圓周速度(m/s);n為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速(r/min) 將n=5000r/min,D=180mm,代入(3-3)式得: VD=47.1m/s<6570m/s則摩擦片的最大圓周速度在安全范圍內(nèi)2為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)載的能力,單位摩擦面積傳遞的應(yīng)小于

15、其許用值,即 (3-4)式中,為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩();為其允許值(),按表3-2選取表3-2 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 ()離合器規(guī)格D/mm210>210250>250325>325/×0.280.300.350.40 由D=180mm,選取=0.28×.則由(3-1)(3-4)得:Tco=0.0071>0.28×不滿足要求故重新選取D=250mm d=155mm重新校核 : VD=65.41<6570m/Tco=0.0031符合要求 3摩擦片的內(nèi)外徑比c應(yīng)在0.530.70內(nèi)c=d/D=125÷180=0.694故符

16、合要求4為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝,摩擦片內(nèi)徑d必須大于減振器彈簧位置直徑2Ro約50mm,即d2Ro+50 即:2Ro75符合要求第二節(jié) 膜片彈簧設(shè)計(jì)(一) 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)形狀如圖3-1所示,它由彈簧鋼板沖制而成從圖中可以看出,膜片彈簧在結(jié)構(gòu)形狀上分成兩部分,在膜片彈簧大端處為一完整的截錐體,如圖3-2的樣子它的形狀像一個(gè)無(wú)底的碟子,與一般機(jī)械上用的碟形彈簧完全一樣,故稱作碟簧部分,膜片彈簧起彈性作用的正是此部分碟形彈簧的彈性作用是這樣的 沿其軸線方向加載,碟簧受壓變平,卸載后又恢復(fù)原形(如圖3-2所示)可以說(shuō)膜片彈簧是碟形彈簧的一種特殊結(jié)構(gòu)形式,所不同是在膜片彈簧上還包含

17、有徑向開槽部分,此部分像一圈瓣片,其作用是:當(dāng)分離離合器時(shí)作為分離桿,故此瓣片又稱作分離指分離指與碟簧部分交接處的徑向槽呈長(zhǎng)方圓形孔,這樣做一方面可以減少分離指根部的應(yīng)力集中(分離指根部過(guò)渡圓角半徑應(yīng)大于4.5mm),另一方面又可用來(lái)安置銷釘固定膜片彈簧 圖3-1 膜片彈簧 圖3-2 碟形彈簧(二) 膜片彈簧的加載方式和變形情況離合器在接臺(tái)與分離時(shí),膜片彈簧的加載情況不一樣,相應(yīng)地存在著兩種加載方式和變形形狀1接合時(shí) 離合器接合時(shí),膜片彈簧起壓緊彈簧的作用在壓盤離臺(tái)器蓋總成未與飛輪裝臺(tái)之前,膜片彈簧近似處于自由狀態(tài)(如圖3-3a所示),膜片彈簧對(duì)壓盤無(wú)壓緊作用當(dāng)壓盤離臺(tái)器蓋總成與飛輪裝合時(shí),離

18、臺(tái)器蓋前端面與飛輪前端面靠攏,因此離臺(tái)器蓋通過(guò)支承環(huán)1對(duì)膜片彈簧施加載荷,膜片彈簧幾乎被壓平(如圖3-3b所示),同時(shí)在壓盤處也作用有載荷,即為壓緊力圖33 膜片彈簧在不同工作狀態(tài)時(shí)的變形 a)自由狀態(tài) b)壓緊狀態(tài) c)分離狀態(tài) 2分離時(shí) 當(dāng)分離軸承以力作用在膜片彈簧小端的分離爪上時(shí),支承環(huán)1逐漸不起作用,而支承環(huán)2開始起作用,當(dāng)力達(dá)到一定值耐,膜片彈簧被壓翻,離合器分離(如圖3-3c所示),稱為分離力 (三) 膜片彈簧的彈性變形特性如前所述,膜片彈簧起彈性作用的部分是其碟簧部分,碟簧部分的彈性變形特性和螺旋彈簧不一樣,它是一種非線性彈簧,其特性與碟簧部分的內(nèi)截錐高H及彈簧片原h(huán)之比值 H/

19、h有關(guān)不同的H/h值可以得到不同的彈性變形特性, 一般可分成下列四種情況:1 H/h< 如圖3-4所示,圖中曲線A為 H/h=0.5時(shí)的無(wú)因次特性曲線,從曲線形狀可知:隨著載荷P的增加,變形也不斷增加,這種膜片彈簧剛度很大,可以承受很大的載荷,適臺(tái)于作為緩沖裝置中的行程限制器圖3-4 不同H/h值的無(wú)因次特性曲線 圖3-5 膜片彈簧的彈性變形特性2H/h 圖3-4中曲線B為H/h=1.5時(shí)的無(wú)因次特性曲線,曲線中間有一段很平直變形在增加.載荷P幾乎保持不變,這種彈簧叫做零剛度彈簧3<H/h<2 圖3-4中曲線C為H/h=2.75時(shí)的無(wú)因次特性曲線,圖中可以看到膜片彈簧的特性曲

20、線中有一段負(fù)剛度區(qū)域,即當(dāng)變形增加時(shí).載荷反而減小,具有這種特性的膜片彈簧很適用于作為離臺(tái)器的壓緊彈簧因?yàn)榭衫闷湄?fù)剛度區(qū)達(dá)到分離離臺(tái)器時(shí)操縱省力之目的當(dāng)然.負(fù)剛度區(qū)域過(guò)大也不適宜,以免彈簧工作位置略微變動(dòng)造成彈簧壓緊力變化過(guò)大4 H/h>2 如圖3-5所示,圖中曲線為H/h=3時(shí)的無(wú)因次特性曲線,這種彈簧的特性曲線中具有更大的負(fù)剛度不穩(wěn)定工況區(qū),而且有載荷為負(fù)值的區(qū)域,這種彈簧適用于汽車液力傳動(dòng)中的鎖止機(jī)構(gòu)(四) 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇 1比值H/h和h的選擇 如前所述,比值H/h對(duì)膜片的彈性特性影響極大,因此,要H/h對(duì)彈簧特性的影響,正確地選擇該比值,以得到理想的特性曲線及獲得最佳

21、的使用性能為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H/h一般為1.52.2,板厚為24mm根據(jù)上述原因及所選車型,選取 h=3mm,則H=5.4mm 2R/r比值及Rr的選擇 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,而且應(yīng)力越高碟形彈簧儲(chǔ)蓄彈性能的能力,在R/r=1.82.0為最大,用于緩和沖擊吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能的碟簧最佳但對(duì)汽車離合器的膜片彈簧而言,并不要求儲(chǔ)存大量的彈性能,而應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求,通常取R/r為1.21.35為使摩擦片上壓力分布較均勻,推式膜片彈簧的R值應(yīng)取大于或等于摩擦片的平均半徑Rc,拉

22、式膜片彈簧的r值宜取為大于或等于Rc根據(jù)上述原因及所選車型,選取,R=105mm,則r=80mm 3的選擇 膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角與內(nèi)截錐高度H關(guān)系密切,=arctanH/(R-r)H/(R-r),一般在9°15°范圍內(nèi)則代入HRr值得:=11° 4壓盤加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定 和的取值將影響膜片彈簧的剛度應(yīng)略大于r且盡量接近r,應(yīng)略小于R且盡量接近R,因此,選取 =124mm,=104mm5分離指數(shù)目n的選取 分類指數(shù)目n常取為18,大尺寸膜片彈簧可取24,小尺寸可取12考慮到所選車型,選取n=18 圖36 膜片彈簧的尺寸簡(jiǎn)圖 6切槽寬度及半徑(圖

23、3-6)的確定 =3.23.5mm,=910mm,的取值應(yīng)滿足-的要求因此選取=3.4mm,=9mm,=92mm 7膜片彈簧小端內(nèi)半徑(圖3-6)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(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑因膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用,因此其杠桿比在一定范圍內(nèi)選取,即 推式:2.34.5 拉式:3.59.0本設(shè)計(jì)為推式,折中選取杠桿比為3,而已知=124=mm =104mm,則: =30mm而與的差值應(yīng)在0-4范圍內(nèi),則選取=30mm 第三節(jié) 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)一扭轉(zhuǎn)減振器的功能扭轉(zhuǎn)減振器主要由彈性元件(減振彈簧或橡膠)和阻尼元件(阻尼片)等組成彈性元件的主要作用是降

24、低傳動(dòng)系的首端扭轉(zhuǎn)剛度,從而降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階(通常為三階)固有頻率,改變系統(tǒng)的固有振型,使之盡可能避開由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵(lì)引起的共振;阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動(dòng)能量所以,扭轉(zhuǎn)減振器具有如下功能: 1)降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度,調(diào)諧傳動(dòng)系扭振固有頻率 2)增加傳動(dòng)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)扭振 3)控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)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振與噪聲4)緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷和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特性兩種單級(jí)線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性如圖39所示,其

25、彈性元件一般采用圓柱螺旋彈簧,廣泛應(yīng)用于汽油機(jī)汽車中當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)時(shí),由于怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)不均勻度較大,常引起變速器常嚙合齒輪齒間的敲擊,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(dòng)機(jī)怠速工況下起作用,以消除變速器怠速噪聲,此時(shí)可得到兩級(jí)非線性特性,第一級(jí)的剛度很小,稱為怠速級(jí),第二級(jí)的剛度較大目前,在柴油機(jī)汽車中廣泛采用具有怠速級(jí)的兩級(jí)或三級(jí)非線性扭轉(zhuǎn)減振器如圖310所示 圖3-9 單級(jí)線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性 圖3-10 三級(jí)非線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性二扭轉(zhuǎn)減振器的主要參數(shù)選擇減振器的扭轉(zhuǎn)剛度C和阻尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩是兩個(gè)主要參數(shù)其設(shè)計(jì)參數(shù)還包括極限轉(zhuǎn)矩

26、和預(yù)緊轉(zhuǎn)矩等1 極限轉(zhuǎn)矩極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位銷與從動(dòng)盤轂缺口之間的間隙1(圖215)時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩,即限位銷起作用時(shí)的轉(zhuǎn)矩它與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān),一般可取 (3-19) 取=2.0Temax,則由所選車型可得:=252N·m 2 扭轉(zhuǎn)剛度是C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(dòng)機(jī)常用工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)C決定于減振彈簧的線剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸(圖215) C=13=13×252=3276N·m/rad3阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度是,受結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制,不可能很低,故為了在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效地消振,

27、必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩一般可按下式初選Tf=(0.06-0.17)Temax (3-23) 則取=15.12 N·m4預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊研究表明,增加,共振頻率將向減小頻率的方向移動(dòng),這是有利的但是不應(yīng)大于,否則在反向工作時(shí),扭轉(zhuǎn)減振器將提前停止工作,一般取=(0.06-0.17)Temax,則=12.6N·m三 減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在初步選定減振器的主要參數(shù)后,即可根據(jù)布置上的可能來(lái)確定它的具體結(jié)構(gòu)尺寸,并設(shè)計(jì)減振彈簧以滿足其減振性能的要求1減振彈簧的位置半徑RoRo的尺寸應(yīng)盡可能大些,如圖311所示,一般取 (3-24)式中,d為離

28、合器摩擦片內(nèi)徑則取Ro=0.6×155÷2=46.5mm2減振彈簧個(gè)數(shù)nn參照表33選取 表33 減振彈簧個(gè)數(shù)的選取 摩擦片外徑D/mm <225-250 250-325 325-350 >350 減振彈簧數(shù)目 4-6 6-8 810 >10則根據(jù)摩擦片外徑由上表取n=63減振彈簧總壓力 當(dāng)限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙1或2被消除,減振彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值時(shí),減振彈簧受到的壓力為 =252÷0.0465=5419.35N (3-25)則=5419.35 N（一） 從動(dòng)盤總成 從動(dòng)盤總成主要由從動(dòng)盤轂?zāi)Σ疗瑥膭?dòng)片扭轉(zhuǎn)減振器等組成從動(dòng)盤對(duì)離合器工作性

29、能影響很大,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足如下要求:（1） 從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小,以減小變速器換檔時(shí)輪齒的沖擊（2） 從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性,使離合器接合平順,便于起步,而且使摩擦面壓力均勻,以減小磨損（3） 應(yīng)安裝扭轉(zhuǎn)減振器,以避免傳動(dòng)系共振,并緩和沖擊1.軸向彈性從動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)形式為了使從動(dòng)盤具有軸向彈性,常用的方法有:（1） 在從動(dòng)片外緣開612個(gè)“T”形槽,形成許多扇形,并將扇形部分沖壓成依次不同方向彎的波浪形兩側(cè)的摩擦片則分別鉚在每隔一個(gè)的扇形上“T”形槽還可以減小由于摩擦發(fā)熱而引起的從動(dòng)片翹曲變形這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在商用車上（2） 將扇形波形片的左右凸起段分別與左右側(cè)摩擦片鉚接,由于波形片(1.0m

30、m)比從動(dòng)片(1.5mm)薄,這種結(jié)構(gòu)的軸向彈性較好,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小,適宜于高速旋轉(zhuǎn),主要應(yīng)用于乘用車和最大總質(zhì)量小于6t的商用車上（3） 利用階梯形鉚釘桿的細(xì)段將成對(duì)波形片的左片鉚在左側(cè)摩擦片上,并交替地把右片鉚在右側(cè)摩擦片上這種結(jié)構(gòu)的彈性行程較大,彈性特性較理想,可使汽車起步極為平順這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)排量大于2.5L的乘用車上（4） 將靠近飛輪的左側(cè)摩擦片直接鉚合在從動(dòng)片上,只在靠近壓盤側(cè)的從動(dòng)片鉚有波形片,右側(cè)摩擦片用鉚釘與波形鉚合這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大,但強(qiáng)度較高,傳遞轉(zhuǎn)矩的能力大,主要應(yīng)用于商用車上2.從動(dòng)盤轂從動(dòng)盤轂是離合器中承受載荷最大的零件,它幾乎承受發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的全部轉(zhuǎn)矩它一

31、般采用齒側(cè)對(duì)的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上,花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax按國(guó)標(biāo)GB1144-74選取(見表34)從動(dòng)盤的軸向長(zhǎng)度不宜過(guò)小,以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底,一般取1.01.4倍的花鍵軸直徑從動(dòng)盤轂一般采用鍛鋼(如354540Cr等),并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性,可采用鍍鉻工藝:對(duì)減振彈簧窗口及從動(dòng)片配合,應(yīng)進(jìn)行高頻處理花鍵選取后應(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:表33 離合器從動(dòng)盤轂花鍵尺寸系列摩擦片外徑D/mm發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax/N·m花鍵尺寸擠壓應(yīng)力j/Mpa齒數(shù)n外徑D/

32、mm內(nèi)徑d/mm齒厚b/mm有效齒長(zhǎng)l/mm16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.2 根據(jù)摩擦片的外徑D=225mm與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax=125·m,由表33查得n=10,D=32mm,d=26mm,b=4mm,l=30mm,j=11.5Mpa,則由公式(3-30)(3-31)校核得:j=10.5MPa<j=11.3 MPaj=7.9 MPa < j=15 MPa所以,所選花鍵尺寸能滿足使用要求第四節(jié) 離合器操縱及機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 (一)總傳動(dòng)比式中,是踏板的工作行程,對(duì)于轎車和輪式貨車=80120mm本次設(shè)計(jì) 選取100mm h是壓盤升程,h=Zs+h式中, Z是摩擦面數(shù),單從動(dòng)盤Z=2,s是離合器分離時(shí)摩擦面間的間