離合器設(shè)計(jì)--畢業(yè)論文

1、.摘 要：離合器是汽車傳動(dòng)系重要的一部分，它的構(gòu)造和傳動(dòng)系有著緊密的關(guān)系，本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文根據(jù)本田飛度汽車的各項(xiàng)原參數(shù)，設(shè)計(jì)推式的膜片彈簧離合器。 汽車膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容分成下面幾個(gè)部分：壓盤總成、從動(dòng)盤、摩擦片和膜片彈簧。在設(shè)計(jì)過程中，首先，對(duì)離合器各零件的參數(shù)、尺寸、材料及結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后使用Solidworks作圖。 關(guān)鍵詞：離合器；膜片彈簧；從動(dòng)盤；壓盤；摩擦片Abstract: Clutch is an important part of automobile transmission system and the structure and transmission

2、system has a close relationship, this thesis according to the honda fit the original parameters, push type diaphragm spring clutch. Diaphragm spring clutch design is the main content of the clutch plate, clutch disc, friction plate and diaphragm spring four parts. First, the parameters, dimensions,

3、materials and structure of each part of the clutch are designed, and then the Solidworks drawing is used.  Key words: Clutch; diaphragm spring; follower disk; pressure plate; friction plate:目 錄1 緒 論11.1 膜片彈簧離合器論述11.2 膜片彈簧離合器的功能11.3 壓緊彈簧和布置形式的選擇21.3.1 膜片彈簧離合器優(yōu)點(diǎn)21.3.2 膜片彈簧的支撐形式21.3.3 壓盤傳動(dòng)方式的

4、選擇22 離合器的摩擦片設(shè)計(jì)32.1 離合器設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)32.2 摩擦片主要參數(shù)設(shè)計(jì)32.2.1 后備系數(shù)設(shè)計(jì)32.2.2 摩擦片尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)32.2.3 摩擦因數(shù)、摩擦面數(shù)、分離間隙的確定42.3 摩擦片基本參數(shù)的約束條件52.4 摩擦片的設(shè)計(jì)63 離合器的膜片彈簧設(shè)計(jì)73.1 膜片彈簧主要參數(shù)的設(shè)計(jì)73.2 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)83.3 特性曲線繪制93.4 膜片彈簧的設(shè)計(jì)114 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)124.1扭轉(zhuǎn)減振器的功能124.2扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型124.3扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)的選擇135 操縱機(jī)構(gòu)175.1 離合器踏板設(shè)計(jì)185.2踏板力設(shè)計(jì)186 離合器其它主要零件設(shè)計(jì)206.1 從動(dòng)

5、盤轂設(shè)計(jì)206.2壓盤設(shè)計(jì)217 結(jié)論23參考文獻(xiàn)24致 謝251 緒 論1.1 膜片彈簧離合器論述根據(jù)功率傳動(dòng)部件，離合器的工作由驅(qū)動(dòng)程序控制，有的分離的，也有的可以被接合，來形成工作循環(huán)，完成工作任務(wù)，所以離合器應(yīng)是傳動(dòng)系統(tǒng)的裝配。在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的中間設(shè)置了離合器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主要功能是保障變速器系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保障傳動(dòng)系統(tǒng)可以承受住最大扭矩，防止過載的傳遞，同時(shí)在需要的時(shí)候，中斷動(dòng)力的傳動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)汽車平穩(wěn)起動(dòng)。到現(xiàn)在汽車使用的壓縮彈簧離合器摩擦比較多一些，摩擦表面之間的夾緊力包括摩擦表面，還有摩擦板的大小決定了摩擦離合器傳遞的最大扭矩，主要由離合器的基本參數(shù)和主要尺寸確定，也是為了讓

6、離合器發(fā)揮以上幾個(gè)作用。膜片彈簧離合器使用的壽命長，結(jié)構(gòu)上既簡單又緊湊，經(jīng)濟(jì)也比較合情合理，技術(shù)上比一般的要先進(jìn)，同時(shí)性能也比一般的要好，可靠性又較高，其次也易于操作。發(fā)動(dòng)機(jī)能夠有最大扭矩，同時(shí)又穩(wěn)定可靠，在這樣一個(gè)大前提下，膜片彈簧離合器還有以下優(yōu)勝之處： 1）結(jié)合平穩(wěn)、柔順；2）離合器操作性能；3）從動(dòng)件的慣性相比較其他的要小很多，這樣可以減小齒輪的沖擊，減少了零部件的損耗；4）散熱性好；5）在高速運(yùn)行的時(shí)候具有很可靠的強(qiáng)度；6）吸收振動(dòng)從而降低噪聲，減少了沖擊，避免共振的汽車傳動(dòng)系統(tǒng)；7）操縱性能相比之下良好；8）良好的工作性能；9）使用的壽命長，減少修理或者更換的開支，從一定程度上降低

7、了成本。1.2 膜片彈簧離合器的功能離合器的主要功能是讓傳統(tǒng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)接合，從而能夠讓汽車平穩(wěn)起動(dòng)。綜上所述，現(xiàn)如今的汽車與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)問題，比如無法啟動(dòng)負(fù)載的時(shí)候，要先在空氣當(dāng)中起動(dòng)，然后才可以慢慢加載。從而發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，會(huì)在每分鐘三百到五百轉(zhuǎn)的最低速度下運(yùn)行，而且只有在汽車靜態(tài)啟動(dòng)的時(shí)候，在運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)，與一個(gè)固定的傳輸系統(tǒng)是不會(huì)突然剛性節(jié)點(diǎn)。因?yàn)槿绻且粋€(gè)突然的剛性連接，它自然是不可能避免的，當(dāng)然，這個(gè)時(shí)候，汽車不會(huì)出現(xiàn)事故的，只是汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生關(guān)閉。所以，在這個(gè)時(shí)候，離合器就至關(guān)重要，離合器可以讓汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)慢慢地軟聯(lián)合起來，在這個(gè)時(shí)候，要做的就是先讓發(fā)動(dòng)機(jī)和傳

8、動(dòng)系之間的扭矩緩慢的變大，變大到汽車能夠克服行駛阻力的時(shí)候，汽車將慢慢的行駛起來。雖然讓發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的分離還有一種辦法，就是采用中性傳輸。而變速器在中性位置、變速器傳動(dòng)齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)或連接發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，這是不可以缺少的，這時(shí)候變速傳動(dòng)齒輪的阻力加上和齒輪的傳動(dòng)齒輪在高粘度齒輪油，受到的阻力還是很大的。特別是在天氣冷的時(shí)候，比如冬天，如果在這個(gè)時(shí)候缺少離合器，發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)得不到分離，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作變得不太容易。因此離合器的二次功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分離，以便發(fā)動(dòng)機(jī)可以啟動(dòng)。汽車傳動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)是常有的事情，簡單地?fù)Q句話來說，就是變速器里面的齒輪分離和接合規(guī)律。比如在以下這種情況下，發(fā)生脫離接觸的

9、時(shí)候，因?yàn)樵瓉淼膰Ш淆X面壓力的存在有可能會(huì)讓脫離接觸變得不那么容易，但這個(gè)時(shí)候如果用離合器臨時(shí)分離傳輸系統(tǒng)，這個(gè)時(shí)候脫離接觸就顯得比較方便了。同時(shí)在連接文件中，依靠汽車的駕駛操作人員，要讓齒輪的圓周速度達(dá)到一樣簡直就是天方夜譚，是不太容易實(shí)現(xiàn)的，如果齒輪嚙合圓周速度出現(xiàn)速度差，那么就有齒輪的沖擊的問題的出現(xiàn)，甚至還有可能讓檔位不能正常的掛上去，檔位如果掛不上，汽車自然也就無法正常行駛，這個(gè)時(shí)候，離合器的作用就顯得至關(guān)重要，那就是單獨(dú)傳動(dòng)系統(tǒng)，單獨(dú)傳動(dòng)系統(tǒng)可以讓傳動(dòng)齒輪聯(lián)軸器的質(zhì)量變得很低，這樣做可以降低齒輪的沖擊然后實(shí)現(xiàn)換擋成功。離合器能傳遞最大扭矩是并不是可以無限大的，是有所限的，當(dāng)汽車發(fā)生

10、載荷傳遞并且是比較大的慣性或者制動(dòng)情況比較危險(xiǎn)，制動(dòng)力很大的時(shí)候。這個(gè)時(shí)候由于離合器打滑，從而降低傳動(dòng)部件的損耗、損壞和過載，同時(shí)也對(duì)傳動(dòng)部件提供了保護(hù)。1.3 壓緊彈簧和布置形式的選擇膜片彈簧是由彈簧鋼制作而成的，是比較特殊的一種碟形彈簧，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)確實(shí)與一般的彈簧的結(jié)構(gòu)不一樣。1.3.1 膜片彈簧離合器優(yōu)點(diǎn)1) 平衡性好，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)具有十分理想的非線性彈性特性。2) 通風(fēng)散熱性能良好。3) 壓力分布較為平均，而且摩擦片接觸也比其他的要好、從而使得磨損也較為勻稱。4) 旋轉(zhuǎn)速度比較快的時(shí)候的彈簧壓緊力下降比較緩慢，性能也比較好，比較穩(wěn)固。5) 起到彈簧的壓緊和杠桿的分離的作用。

11、6) 十分理想的非線性彈性特征。1.3.2 膜片彈簧的支撐形式離合器的支承方式是拉、推，本畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇了推式膜片彈簧離合器。1.3.3 壓盤傳動(dòng)方式的選擇由于傳統(tǒng)的凸臺(tái)式連接、鍵式連接以及銷式連接存在傳力有間隙的缺點(diǎn)，所以本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用傳動(dòng)片傳動(dòng)方式。2 離合器的摩擦片設(shè)計(jì)2.1 離合器設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)表2-1 離合器設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)車型2014款1.5L LX MG舒適版整備質(zhì)量1058.000kg滿載質(zhì)量約1500.000kg發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩155.000N·m發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速4600.000rpm發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率96.000kw發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速6600.000rpm一檔轉(zhuǎn)動(dòng)比5.089

12、00主減速比4.87500輪胎規(guī)格185.000/60.000 R15.000使用工況城鄉(xiāng)2.2 摩擦片主要參數(shù)設(shè)計(jì)2.2.1 后備系數(shù)設(shè)計(jì)（1）在離合器設(shè)計(jì)中，有一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù)，叫做后備系數(shù)，它反映了離合器的可靠性大小來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。從以下幾個(gè)方面考慮：1.摩擦片在一定的摩擦損耗之后，離合器可以保證最大的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳遞；2.防止傳輸系統(tǒng)運(yùn)行期間的過載；3.防止離合器摩擦度較為大。一般情況下，輕型貨車和汽車的= 1.2 1.75。結(jié)合從表2-2的實(shí)際情況設(shè)計(jì)檢查= 1.5。表2-2離合器后備系數(shù)的取值范圍車型后備系數(shù)商用車和乘用車（總質(zhì)量不大于6噸）1.2000-1.750000商用

13、車（總質(zhì)量在6到14噸之間）1.5000-2.250000掛車1.8000-4.000002.2.2 摩擦片尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)公式得：離合器摩擦片的外徑: （2-1） 直徑的系數(shù)，取值見表2-3，取，得D=181.77mm。表2-3直徑系數(shù)的取值范圍車型直徑系數(shù)乘用車14.6商用車（總質(zhì)量在1.8到14噸之間）16.0000-18.500000(單片離合器)13.50000-15.00000(雙片)總質(zhì)量大于14.0噸的商用車22.500000-24.000000現(xiàn)如今，摩擦片的尺寸已經(jīng)越來越標(biāo)準(zhǔn)，越來越正規(guī)，所以標(biāo)準(zhǔn)見下表2-4。表2-4離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑Dmm160.00001

14、80.0000200.0000225.0000250.0000280.0000300.0000325.0000內(nèi)徑dmm110.0000125.0000140.0000150.0000155.0000165.0000175.0000190.0000厚度h/mm3.2000003.5000003.5000003.5000003.5000003.5000003.5000003.5000000.6800000.6900000.7000000.6600000.6200000.5800000.5800000.5500000.6700000.6600000.6500000.7000000.7600000.

15、7900000.8000000.800000單面面積cm2106.0000132.0000160.0000221.0000302.0000402.0000466.0000546.0000由上面的表2-4，我們可以得到摩擦片D=200mm、d=140mm、h=3.5mm。2.2.3 摩擦因數(shù)、摩擦面數(shù)、分離間隙的確定摩擦片在材料使用和滑動(dòng)速度、單位壓力、工作溫度等這些方面的摩擦系數(shù)。根據(jù)表2-5我們可以知道，摩擦因數(shù)f是0.25。根據(jù)摩擦面數(shù)是離合器的2倍而知，我們可以確定離合器傳遞轉(zhuǎn)矩需要的尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸。一個(gè)離合器的設(shè)計(jì)，所以摩擦面數(shù)為 2。離合器間隙是一種彈簧拉力的極限位置，是離合器處于正

16、常的狀況下的嚙合和分離，離合器間隙的作用是為了摩擦片的正常磨損和撕裂。分離軸承和分離桿的內(nèi)端之間存在間隙仍然可以正常工作，離合器該裝置還可以充分地投入。t的間隙為3 4mm。以t = 3.5mm。表2-5摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍摩擦材料摩擦因數(shù)石棉基模壓0.200000-0.250000編織0.250000-0.350000粉末冶金銅基0.250000-0.350000鐵基0.300000-0.500000金屬陶瓷0.400000 （2-2）由式3-2 得：單位壓力MPa。表2-6摩擦片單位壓力的取值范圍摩擦片材料單位壓力/MPa石棉基材料模壓0.150000-0.250000編織0.25

17、0000-0.350000粉末冶金材料模壓0.350000-0.500000編織金屬陶瓷材料0.700000-1.5000002.3 摩擦片基本參數(shù)的約束條件 （1）摩擦片外徑D（mm）最大的圓周速度每秒要在65.000米到70.00米之間，即 m/sm/s （2-3）式中，v0為摩擦片外圓最大的圓周速度（m/s）；nemax發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速(r/min)。 （2）在0.530000-0.7000范圍內(nèi)應(yīng)該是摩擦片的內(nèi)、外徑比內(nèi)，即（3） 防止傳動(dòng)系統(tǒng)過載，同時(shí)離合器能夠?qū)⒆畲笈ぞ貍鹘o發(fā)動(dòng)機(jī)，不同型號(hào)的測(cè)試值應(yīng)該控制在最大范圍內(nèi)，即為1.200004000。設(shè)計(jì)選型1.5，按照設(shè)計(jì)要求。 （4

18、）摩擦片的內(nèi)直徑大于彈簧的沖擊吸收的彈簧的內(nèi)徑，是為了振動(dòng)阻尼器的安裝的扭轉(zhuǎn)。mm （5）允許值要比單位摩擦面積的扭矩大，是為了反映出離合器傳動(dòng)的扭矩，也是為了防止過載能力，即 （2-4）式中，單位摩擦面積力矩(N.m/mm2)，可按表2-7選取經(jīng)過嚴(yán)格的檢查,是合格的。表2-7單位摩擦面積允許轉(zhuǎn)矩允許值離合器規(guī)格028000030000035000040000 （6）和不同型號(hào)的單位壓力范圍是0.110000-1.5000mpa，這樣的原因是降低離合器滑磨熱載荷、摩擦片防止燒傷。MPaMPaMPa（7）離合器的摩擦面積小于允許值，也是讓摩擦片表面溫度降低，摩擦表面溫度降低。 （2-5）式中,

19、滑磨功的許用值(J/mm2)，單位摩擦面積的滑動(dòng)磨損工作(J/mm2)；對(duì)乘用車：J/mm2，對(duì)最大質(zhì)量沒有超過六噸的商用車：J/mm2，對(duì)最大總質(zhì)量超過了六噸商用車：J/mm2：W車輛起步時(shí)離合器總的滑動(dòng)磨損（J），可根據(jù)下式計(jì)算 （2-6）式中，表示汽車輪胎滾動(dòng)半徑（m），表示的是車輛裝載重量(Kg)；表示的是啟動(dòng)傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)比；表示的是主減速比；表示的是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速r/min，計(jì)算的時(shí)候，如果是乘用車，可以取r/min，如果是商用車，可以取r/min。其中： m Kg代入式（2-6）得J，代入式（2-5）得，合格。2.4 摩擦片的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的摩擦片如圖2.1所示。圖2-1摩擦片的尺寸簡圖3

20、 離合器的膜片彈簧設(shè)計(jì)3.1 膜片彈簧主要參數(shù)的設(shè)計(jì)1.比較H/h的選擇為了保證離合器的操作起來更為方便，保證離合器壓緊力盡快，汽車離合器膜片彈簧、離合器通常在1.5-2范圍內(nèi)選擇。常用的膜片彈簧鋼板厚度大概是在二到四毫米，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們?nèi)?，h為兩毫米 ，則H為四毫米 。2.R/r選擇通過獲取信息，比例越不高，越高的應(yīng)力，彈性也就大，彈性曲線的直徑的誤差也隨之變大。由于結(jié)構(gòu)的布置和對(duì)壓緊力的規(guī)范，R/r控制在一點(diǎn)二到一點(diǎn)三 。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，取值為1.25，平均半徑mm， 取mm，則mm。3.圓錐底角 膜片彈簧在沒有工作狀態(tài)的時(shí)候，錐形角的角度盡量控制在°之間，在這次畢業(yè)設(shè)

21、計(jì)當(dāng)中 得°在°之間，計(jì)算結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，是合格的。分離指數(shù)一般狀況下，都是會(huì)取十八，有個(gè)別大的尺寸會(huì)取到二十四，小的尺寸，也有取到十二的，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中取十八。4.切槽寬度mm，mm，取mm，mm，應(yīng)滿足的要求，=58mm。5.支承環(huán)加載點(diǎn)半徑和壓盤加載點(diǎn)半徑的確定取值可以稍微的大于或者在條件允許下，盡可能的靠近r，取值可以稍微小于R或者在條件允許下，盡可能靠近R。在此次設(shè)計(jì)中取mm，mm。膜片彈簧可以制作成既是高質(zhì)量、又滿足高精度的鋼板，并將其大小的圓盤彈簧部分的高精度。一般情況，碟形彈簧材料為六十Si2MnA，應(yīng)達(dá)到1600.0000 - 1700.000MP /平

22、方毫米。6.分離軸承作用半徑p和膜片彈簧小端內(nèi)半徑傳動(dòng)軸的花鍵的外直徑小于離合器結(jié)構(gòu)的最小值。初選=25mm, f=28mm。3.2 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)（1）彈簧和初始錐角要符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，這樣做是為了滿足離合器性能的要求，即 (3-1) (3-2)（2）每一部分的彈簧的大小要符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，即 (3-3) (3-4)（3）摩擦片在夾緊力上的分布比較的平均，拉、推式膜片彈簧離合器壓力板載荷半徑r1、的取值要在摩擦板的外半徑和平均半徑之間，即推式： (3-5)拉式： (3-6)（4）通過學(xué)習(xí)膜片彈簧的構(gòu)造，由此可知，與，與之差應(yīng)該控制在規(guī)定的區(qū)間內(nèi)，即 (3-7) (3-8) (3-9)（5）分離杠

23、桿也是本課題膜片彈簧離合器的一個(gè)很至關(guān)重要的作用，與此同時(shí)，杠桿率要控制規(guī)定范圍內(nèi)，即推式： (3-10)拉式： (3-11)3.3 特性曲線繪制碟簧的形狀跟錐型墊片差不多，如下面的圖3-1，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)，因?yàn)樗膹椥蕴匦允痔貏e。然而膜片彈簧又是一種彈簧小端延伸出由徑向槽隔開的多個(gè)懸掛部件，所以我們可以這樣認(rèn)為，說膜片彈簧是具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧。碟形彈簧膜片彈簧的一部分包括彈性性能和大小（在同一時(shí)間加載點(diǎn)的時(shí)候）。由此我們可以認(rèn)定，設(shè)計(jì)碟簧的設(shè)計(jì)公式也可以用于設(shè)計(jì)膜片彈簧。支撐環(huán)的范圍沿圓周分布的膜片彈簧的在和壓力板，假集中在支撐點(diǎn)，由F1、加載是點(diǎn)之飛間的相變形（軸向）為1，

24、壓緊力F1和變形之間的關(guān)系： （3-12）式中：r1支撐環(huán)的負(fù)荷點(diǎn)的半徑r當(dāng)彈簧挖是自由的時(shí)，碟形彈簧的范圍半徑 E彈性模量，對(duì)于鋼材， h彈簧鋼厚 泊松比，鋼，= 0.3 H膜片彈簧在自由狀態(tài)下，碟形彈簧的內(nèi)錐高度 R當(dāng)彈簧是自由的時(shí)，碟形彈簧的大端半徑R1加載點(diǎn)半徑圖3-1膜片彈簧的尺寸簡圖表3-1膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù)RrR1r1Hh86.00068.00085.00070.004.0002.000 初選了上述參數(shù)以后，可根據(jù)式（3-12)利用Microsoft office Excel軟件表格計(jì)算見表3-2和繪制曲線功能畫出F1-1特性曲線見圖3-2。表3-2 1-F1 計(jì)算值1

25、0.2600.5200.7801.0401.3001.5601.8202.0802.3402.6002.8603.120F11134.702053.902775.803318.803700.903940.404055.604064.703985.903837.503637.603404.5013.3803.6403.904.1604.4204.6804.9405.2005.4605.7205.9806.240F13156.502911.802688.602505.102379.502330.202375.302533.002821.603259.403864.004655.10圖3-2 h=2

26、mm的特性曲線3.4 膜片彈簧的設(shè)計(jì)圖3-3 膜片彈簧的設(shè)計(jì) 4 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)4.1扭轉(zhuǎn)減振器的功能阻尼元件、彈性元件構(gòu)成了扭振減振器。阻尼元件的主要我的作用是可以吸收振動(dòng)的能量，彈性元件的主要作用是可以減小傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度，然后也可以改變導(dǎo)的系統(tǒng)的固有模態(tài)，降低傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。為了避免引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧挖波的激的勵(lì)引起的共振。因此，扭轉(zhuǎn)阻尼器具有以下優(yōu)點(diǎn)和作用：1）一方面控制傳動(dòng)軸，離合器和傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)的振動(dòng)，這樣做的目的是能夠很明顯地減少了變速器的噪音，另一方面，減少主減速器和傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振產(chǎn)生的噪音，那么這樣做的目的也是為了能夠很明顯地降低噪音。2）一方面既挖能提高傳動(dòng)系的統(tǒng)

27、的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼，另一方面也可以抑制的轉(zhuǎn)共振的響振幅，并減少、降低由沖擊產(chǎn)導(dǎo)生大的瞬態(tài)扭振。3）一方面既能降低發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的扭轉(zhuǎn)剛度，另一方面又能調(diào)整傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。4）在不穩(wěn)定的情況下的時(shí)候，一方面可以降低傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，另一方面可以提高離合器在離合器中的乘坐舒適性。4.2扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型扭振減振器有兩類，一是我們所學(xué)習(xí)到的線性扭振減振器，那么很明顯，眾所周知的，還有一個(gè)就是非線性特性扭振減振器。單級(jí)線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性，可以參考下面的圖4-1所示，其彈性元件一般情況下會(huì)使用圓柱螺旋彈簧，大部分情況是會(huì)在汽油機(jī)上的應(yīng)用。柴油機(jī)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速不大，往往造成齒

28、輪齒的傳動(dòng)往往受到?jīng)_擊，造成傳動(dòng)噪聲。在扭振減振器中，另一組在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的工作狀況下，采用小彈簧操作，這樣做的目的主要是為了能夠消除怠速噪聲。在這種情況下，可以得到的2個(gè)階段的非線性特性，第一階段是少的部，我們稱之為怠速速度，和第二階段的剛度算是比較大的。目前，一種具有怠速二級(jí)或三級(jí)的非線性扭振減振器在柴油機(jī)上，在日常生活中是被廣泛使用的。 圖4-1 單級(jí)線性阻尼器的抗扭性能 圖4-2三級(jí)線性阻尼器的抗扭性能4.3扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)的選擇減振器有兩個(gè)比較重要的參數(shù)，是在計(jì)算過程中很常見的兩個(gè)參數(shù)，其中一個(gè)是阻尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩，那么另外一個(gè)就是我們所學(xué)過程中知道的扭轉(zhuǎn)剛度。當(dāng)然極限的轉(zhuǎn)矩、

29、預(yù)的緊轉(zhuǎn)矩和極限的轉(zhuǎn)角等野包括在減振的器的設(shè)計(jì)參數(shù)的中。（1）極限轉(zhuǎn)矩Tj如果我們要限制扭矩的引腳啊功能，我們必須要的在在愛的限位銷消除從打動(dòng)盤轂和減震器之間的間隙間隙1轉(zhuǎn)矩極限（圖4-1）能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。它與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩有關(guān)： (4-1)在此次設(shè)計(jì)中，我們選取（2）扭轉(zhuǎn)角剛度是k選擇減振器的扭轉(zhuǎn)剛度的值一定要合情合理，原因很簡單，這樣做的主要目的是避免系統(tǒng)的共振的，當(dāng)然，避免了系統(tǒng)的共振，從而也就避免了發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的共振現(xiàn)象。確定了阻尼彈簧的線剛度和結(jié)構(gòu)布置。(圖4-3)。圖4-3 減振器尺寸減振彈簧分布在RO的半徑，由這個(gè)可以獲知，當(dāng)相對(duì)從動(dòng)盤轂轉(zhuǎn)過的弧度，這個(gè)時(shí)候很顯然

30、相應(yīng)的就會(huì)發(fā)生彈簧變形Ro。此時(shí)此刻，所需的扭矩被添加到驅(qū)動(dòng)板是 式中：Ro阻尼彈簧位置半徑(m)；Zj減振彈簧個(gè)數(shù)；K每一個(gè)隔振器的直線剛度(Nmm)；T相對(duì)扭矩從動(dòng)盤離合器盤轂與所需的拐彎弧度(N·m)。根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度的定義，則 式中：為減振器扭轉(zhuǎn)剛度(N·mrad)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們是可以按照經(jīng)驗(yàn)來初選是 13 （4-2）因此：13×201.5=2619.5。因此，本設(shè)計(jì)選取=2600 N.m/rad。（3）扭轉(zhuǎn)減振器的摩擦力矩Tf 受到結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的限制，阻尼器的扭轉(zhuǎn)剛度受到的限制是非常低的，所以我們必須一般按類型作為主合理選擇減振器阻尼摩擦力矩：

31、這樣做是為了在發(fā)動(dòng)機(jī)打轉(zhuǎn)速的范的圍內(nèi)最有的效的效率的阻尼。 在此次設(shè)計(jì)中， N.m （4-3）（4）預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Ty 對(duì)于減震器的線性特性，所以應(yīng)該在安裝的時(shí)候安裝減震彈簧。和沒有受到預(yù)緊力矩的時(shí)候相互比較。前提是當(dāng)兩個(gè)角剛度和極限轉(zhuǎn)速是相同的時(shí)候，預(yù)緊力矩限制會(huì)比較的大，那么在這樣的條件下，減振器能夠在很寬的范圍內(nèi)的扭矩繼續(xù)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)工作；當(dāng)極限扭矩和角度都是一樣的情況下，這個(gè)時(shí)候角剛度低。這很明顯是對(duì)設(shè)計(jì)有利的。但是，需要注意的是預(yù)載力矩的計(jì)算結(jié)果不應(yīng)該比摩擦力矩的計(jì)算結(jié)果大：N.m （4-4）（5）阻尼彈簧位置半徑RoRo的取值通常要取大點(diǎn)，通常的情況我們會(huì)取 （4-5）式中：D為摩擦片的內(nèi)徑

32、。在此次設(shè)計(jì)當(dāng)中：我們選取Ro=45mm。（6）減振彈簧個(gè)數(shù)Zj參照下面的表3-2，在表3-2中選取。表4-1 減振器彈簧個(gè)數(shù)選擇摩擦片外直徑Dmm小于225-250250-325325-350大于350減振器的彈簧個(gè)數(shù)4.0-6.006.0-8.008.0-10.00大于10.00在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們選取=4。（7）減振彈簧總壓力F當(dāng)從動(dòng)件和輪轂之間的間隙和從動(dòng)件1或者2被消除的時(shí)，這個(gè)時(shí)候，阻尼彈簧為最大傳輸轉(zhuǎn)，我們用表示，減振彈簧所受到的應(yīng)力，我們可以用表示，所以 （4-6）F=201.5×103/45=4477.8N（8）最大工作壓力為每一個(gè)振動(dòng)阻尼器F F/Zj 計(jì)算可知：

33、F=1119.45 N（9）減振彈簧尺寸的設(shè)計(jì)1）彈簧的平均直徑Dc一般情況下，構(gòu)造決定DC，而通常情況，我們會(huì)取在十一毫米到十五毫米之間。在此次設(shè)計(jì)中，我們會(huì)選取=12 .000mm。2）彈簧鋼絲的直徑d1 (4-7)式中：為扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)用，我們?nèi)∨まD(zhuǎn)許用應(yīng)用為5500.0006000.00公斤/厘米2 ，在此次設(shè)計(jì)中，我們計(jì)算選取=6000.0000公斤/厘米2。代入已知數(shù)據(jù)計(jì)算得：1.787，所以取圓整，則2mm 。一般情況下，我們會(huì)取在2.000-4.00mm之間，由此可知，此次設(shè)計(jì)的參數(shù)是符合標(biāo)準(zhǔn)的。3）減振彈簧的剛度 (4-8)代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：=321.0N.mm4）減振彈簧的有效圈

34、數(shù) (4-9)代入已知數(shù)據(jù)計(jì)算得：3.75，所以，取圓整4。在公式中，G代表材料的剪切彈性模量，對(duì)于碳鋼，我們?nèi)=8.30000×104MPa。5）減振彈簧總?cè)?shù)n n=i+(1.52) (4-10)通常情況下n的圈數(shù)是四圈，那么設(shè)計(jì)n=4.00+2.000=6.000圈。6）減振彈簧最小長度lm減振彈簧在大神最大工打作壓愛的力P時(shí)的愛的最小愛的長度為： (4-11)式中，彈簧圈之間的間隙，在一定條件下，此間隙的取值還可取的得小的一點(diǎn)。由計(jì)算可以得知：=1.1×2×6=13.2mm 。7）減振彈速度簧總變形量 (4-12)由計(jì)算可以得知：=1119.45/321

35、.0=3.50 mm 。8）減振速度按時(shí)彈簧由高度l0 (4-13) 由計(jì)算可以得知：=16.79）減振彈簧預(yù)變形量 (4-14)由計(jì)算可以得知：=0.32 mm10）減振彈簧安裝后的工作高度 (4-15)由計(jì)算可以得知：=16.4 mm 。11）減振彈簧的工作變形量 (4-16)由計(jì)算可以得知：=3.5-0.32=3.18 mm 。（10）極限轉(zhuǎn)角當(dāng)減振器的預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的極限轉(zhuǎn)角表示為： (4-17）一般情況下，取3度-4.5度,在此次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們直接取3.5°。（11）限位銷與從動(dòng)盤缺口測(cè)邊的間隙一般情況下，的取值是2.5毫米-4 毫米，在此

36、次設(shè)計(jì)當(dāng)中，的取值為=3.6。 （4-18）在上式中：表示的是限位銷的安裝半徑。（12）限位銷直徑的選定按照結(jié)構(gòu)布置選取=9.5毫米-12毫米，在這選取=11mm。5 操縱機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制離合器分離和接合的一套機(jī)構(gòu)叫做離合器的工作機(jī)構(gòu)。離合器的工作機(jī)構(gòu)的控制著從離合器的開始的踏板，在離合器殼中結(jié)束。因?yàn)樵谛旭傔^程中，離合器的使用十分頻繁，所以，在設(shè)計(jì)的過程中，操作輕是離合器的控制機(jī)構(gòu)中的一大要求?？梢浦残灾饕▋蓚€(gè)方面：1是校正機(jī)構(gòu)，用來多少提供的一個(gè)踏板間隙，2是施加在離合器多少踏板上大的力不能太大。離合器控制機(jī)構(gòu)可分為氣動(dòng)增壓器、液壓式、氣動(dòng)增壓器、彈簧式增壓器等，這樣是根據(jù)所需的能量分離不

37、同。通常情況下，汽車離合器控制機(jī)構(gòu)要滿足以下要求3：1）有足夠的剛度；2）在毫米范圍內(nèi)，汽車和卡車的踏板的行程的最大值范圍不可以超過180.000毫米；3）為了防止因過度用力而造成控制機(jī)構(gòu)損壞，汽車離合器控制機(jī)構(gòu)還要提供一個(gè)踏板行程限位裝置，；4）同時(shí)為了確保摩擦板可通過調(diào)整恢復(fù)自由行程，由調(diào)節(jié)裝置來提供踏板行程；5）踏板力小，汽車的踏板力，通常情況是在80.00 -150.000牛頓，卡車的踏板力一般情況是在150.000-200.00牛頓；6）駕駛室的變形，車架的變形，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作；7）傳輸效率要高。螺旋傳動(dòng)、桿傳動(dòng)系統(tǒng)和鋼絲繩傳動(dòng)構(gòu)成了機(jī)械式控制機(jī)構(gòu)，機(jī)械式

38、控制機(jī)構(gòu)工作可靠，結(jié)構(gòu)也很簡單，但是它的機(jī)械效率不高，同時(shí)駕駛室發(fā)生變形或者車架發(fā)生變形等狀況的時(shí)候，會(huì)影響正常的工作，遙控杠桿，不太容易安排，繩傳統(tǒng)可以避免上面幾個(gè)缺點(diǎn)，但是機(jī)構(gòu)效率低，而且使用壽命也不長。多數(shù)情況下，液壓控制機(jī)構(gòu)是普通輪型離合器控制機(jī)構(gòu)采用的設(shè)計(jì)。液壓控制機(jī)構(gòu)主要有這么幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)如下： 1）液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳按時(shí)動(dòng)效率，布置方便頓但大高說的質(zhì)量?。皇褂锰ぐ鍜旌兔芊舛急容^容易，比起機(jī)械式控制機(jī)構(gòu)，液壓控制機(jī)構(gòu)不會(huì)受到駕駛室與車架和發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)變形的干預(yù)；2）液壓控制機(jī)構(gòu)可以讓離合器接合更加的柔軟，也可以減少變速器的動(dòng)載荷時(shí)的踏板。正因?yàn)橐簤嚎刂茩C(jī)構(gòu)具有打這么些優(yōu)點(diǎn)，所

39、以液壓控誰制機(jī)構(gòu)也的被廣泛地使用，主要由主缸、工作缸、管路系統(tǒng)等部分組成離合器液壓控制機(jī)構(gòu)。 mm，mm，mm，mmmm，mm，mm，mm5.1 離合器踏板設(shè)計(jì)自程行由和行工程作組成了踏程行板，計(jì)算公式如下： （5-1）式中，代表的是分離軸承的自由行程，通常情況下在1.500000毫米到3.000毫米之間，我們?nèi)?00毫米；反映到踏板上的自由行程，通常情況在20.00000毫米到30.0000毫米之間；代表的是主缸直徑、代表的是工作缸直徑；摩擦片面數(shù)為Z；離合器分離時(shí)，對(duì)偶摩換個(gè)擦面間的間個(gè)隙我們的稱為，單片：毫米，取毫米；、表示的是杠桿尺寸。由此可以得到：毫米，毫米，計(jì)算結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，是合格

40、的。圖5-1液壓操縱機(jī)構(gòu)示意圖5.2踏板力設(shè)計(jì)踏板力為（5-2）在上式中，離合器按時(shí)分離的時(shí)，壓緊彈大簧對(duì)壓按時(shí)盤的總壓力，我們用表示；為操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比，；代表機(jī)械生效率，液壓式操縱的機(jī)構(gòu)，一般情況：%，機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)，一般情況：%；克服回位彈簧1、2的拉力所需速度的踏板力，我們用來表示，在較為初步的設(shè)計(jì)的時(shí)候，的取值是可以被忽略的。N，%；則N計(jì)算結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，是合格的。分離離合器所作的功為在上式當(dāng)中，在離合阿的機(jī)器拉接合的旦狀態(tài)下壓緊下的彈簧的總的旦壓緊撒的力，我們用表示，N，所以J計(jì)算結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，是合格的。6 離合器其它主要零件設(shè)計(jì)6.1 從動(dòng)盤轂設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂幾乎承擔(dān)著所有的發(fā)動(dòng)機(jī)的

41、扭矩，它是離合器片的最大載荷的離合器的部件。從動(dòng)盤轂，通常情況會(huì)用在齒側(cè)的矩形花鍵上安裝在傳動(dòng)軸上，根據(jù)打外直徑的摩擦盤和發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩由表6-1選取花鍵的大?。和ǔＧ闆r，花鍵的大大神小會(huì)是1到1.4倍花鍵大神軸的直徑。采用淬火，碳鋼，離合器盤轂硬度在26.00000hrc 到 32.0000hrc之間。采用鍍鉻工藝可以提高樣條大神內(nèi)孔的表面耐磨性和硬度。取，mm，mm，mm，mm，MPa。驗(yàn)證：擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式： 在上式中，花鍵齒外徑壓力為P，P值由班下式那個(gè)確定： 離合器盤轂軸向長度要適中，不能夠選的太小，太小的話會(huì)引起花鍵軸分離的偏轉(zhuǎn)滑動(dòng)變得不完整， 是花鍵的內(nèi)直徑，代表花鍵的外直徑

42、；Z表示的是從動(dòng)盤轂個(gè)數(shù)；在這里，我們?nèi)=1h為花鍵齒工作高度；得N，MPaMPa，計(jì)算結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，是合格的。表6-1花健的的選取摩擦片的外徑/mm/N.m花健尺寸擠壓應(yīng)力/MPa齒數(shù)n外徑/mm內(nèi)徑/mm齒厚/mm有效齒長/mm160.00049.00010.00023.00018.0003.00020.0009.8000180.00069.00010.00026.00021.0003.00020.00011.6000200.000108.00010.00029.00023.0004.00025.00011.1000225.000147.00010.00032.00026.0004.00

43、030.00011.3000250.000196.00010.00035.00028.0004.00035.00010.2000280.000275.00010.00035.00032.0004.00040.00012.5000300.000304.00010.00040.00032.0005.00040.00010.5000325.000373.00010.00040.00032.0005.00045.00011.4000350.000471.00010.00040.00032.0005.00050.00013.0006.2壓盤設(shè)計(jì)（1）壓盤設(shè)計(jì)的功用 1）壓盤高度（從壓大三力點(diǎn)到摩擦啊表面

44、的撒旦公誰打差?。?）壓盤和飛撒旦輪要誰打保持比較撒旦好的對(duì)打中，并且，于此同時(shí)要進(jìn)行靜阿斯頓態(tài)平衡。3）壓力板的剛度要比較大。4）壓力板質(zhì)量一般情況要很大，增加壓力板的熱容量，同時(shí)還要防止壓力板裂紋和斷裂，有時(shí)可以設(shè)置各種形狀的肋骨，從而來幫助通風(fēng)散熱，做到減少壓撒旦力板的溫度的上升。中間板用鋁合金熱傳導(dǎo)系數(shù)的壓力板，同時(shí)可以投出通風(fēng)槽。（2）壓盤幾何尺寸設(shè)計(jì)1）壓盤內(nèi)、外直徑設(shè)計(jì)在前面，我們已經(jīng)計(jì)算出的摩擦板的內(nèi)外直徑。一般而言，壓力飛的板的直地方徑略小于摩地方人擦而我板的直徑，壓力板直徑略大于摩擦片外徑。所以，在這次設(shè)計(jì)中當(dāng)，我們選擇的壓盤外直徑為D =202.000毫米，壓盤內(nèi)直徑=1

45、38.00毫米。2）壓盤厚度設(shè)計(jì)（）壓盤厚度設(shè)計(jì)從下面兩點(diǎn)著手：壓盤的質(zhì)量 在離合器接合的過程中，我們知道，因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦挖所消耗的功會(huì)十分的大，所以在接合的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很大一部的熱量，并且接合時(shí)間短（大概在三秒左右），所以熱打度會(huì)散發(fā)到周圍空氣中，這樣會(huì)導(dǎo)致摩擦打副的溫的度變高。尤其是在使用頻繁和困難的離合的器條件下，溫度變高的情況就會(huì)更加嚴(yán)重。它不但會(huì)引起摩擦系數(shù)的下降，磨大神損變大，嚴(yán)重情況下，甚至?xí)斐赡Σ涟搴蛪毫Π宓膿p壞。摩擦片采用石棉材料制成，所以這種摩擦片的導(dǎo)熱系數(shù)很差，飛輪和壓力板等部分的組成是吸收過程中產(chǎn)生摩擦熱的主要原因，在一段時(shí)間內(nèi)從事溫度上升不會(huì)很快也不會(huì)很高，這個(gè)時(shí)候我們

46、就要求壓力板要有很大的吸收熱量的能力。壓盤的剛度壓力板的剛度要足夠大，否則壓力對(duì)摩擦的表的面的壓力分布和減少加熱后的翹的曲變的形，如果變?nèi)龃缶W(wǎng)形，則會(huì)影響離合的器摩的擦片完全分的離，也會(huì)影響撒旦均勻壓撒縮，壓力板的厚度大概是在15.000毫米-25.00毫米之間 。在此次設(shè)計(jì)中，我們選用的是15mm。2）壓盤質(zhì)量計(jì)算由公式(-鑄鐵的密度,7.8g/cm3)，得：由上述計(jì)算，我們所計(jì)算出來的結(jié)果是，壓盤質(zhì)量為2.0000kg。3）檢查離合器接合的溫度上升時(shí)間結(jié)合離合器會(huì)立即產(chǎn)生熱量，摩擦生熱來說。溫升不應(yīng)超過8至10攝氏度。溫度上升很低，可減少壓力是厚度，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是溫升公式為： （6-1）式中：溫升（）； W滑磨功（N·m）；分配給壓力板上滑動(dòng)率的工作（單片離合器壓盤=0.5000；雙片離合器壓盤=0.25；雙片離合器中間壓盤 =0.50） C壓盤的比熱，C=481.4J/（kg·）（鑄鐵壓盤）：壓盤重量（kg）。本設(shè)計(jì)選取=8，即：=2.50=8 （6-2）符合設(shè)計(jì)要求。7 結(jié)論通過上述對(duì)膜片彈簧離合器計(jì)算，和對(duì)液壓操縱機(jī)構(gòu)的工作原理和組成的計(jì)算，可以很清楚的得到，膜片彈簧離合器的工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，要這幾個(gè)方面來考慮：第一是材料的選擇，第二是從發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞，還有尺寸的約束，以及駕駛員操作等