畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-微型轎車(chē)離合器畢業(yè)設(shè)計(jì)

張宇：微型轎車(chē)離合器設(shè)計(jì)遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)是很困難的。所以離合器的第二個(gè)功用，就是暫時(shí)分開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的聯(lián)系，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。汽車(chē)行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開(kāi)嚙合和進(jìn)入嚙合。如在脫檔時(shí)，由于原來(lái)嚙合的齒面壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合器暫時(shí)分離傳動(dòng)系，即能便利脫檔。同時(shí)在掛檔時(shí)，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達(dá)到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會(huì)造成掛檔沖擊甚至掛不上檔，此時(shí)又需要離合器暫時(shí)分開(kāi)傳動(dòng)系，以便使與離合器主動(dòng)齒輪聯(lián)結(jié)的質(zhì)量減小，這樣即可以減少掛擋沖擊以便利換檔。離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系受到很大的慣性負(fù)荷，此時(shí)由于離合器自動(dòng)打滑，可避免傳動(dòng)系零件超載損壞，起保護(hù)作用。1.3離合器的工作原理如圖1-1所示，摩擦離合器一般是有主動(dòng)部分、從動(dòng)部分組成、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。

1-軸承2-飛輪3-從動(dòng)盤(pán)4-壓盤(pán)5-離合器蓋螺栓6-離合器蓋7-膜片彈簧8-分離軸承9-軸圖1-1離合器總成Figure1-1Clutchassembly當(dāng)離合器在接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩會(huì)通過(guò)曲軸傳遞，通過(guò)飛輪2和壓盤(pán)4借摩擦作用傳給從動(dòng)盤(pán)3，在通過(guò)從動(dòng)軸傳給變速器。當(dāng)駕駛員踩下踏板時(shí)，通過(guò)拉桿，分離叉、分離套筒和分離軸承8，將分離杠桿的內(nèi)端推向右方，由于分離杠桿的中間是以離合器蓋5上的支柱為支點(diǎn)，而外端與壓盤(pán)連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動(dòng)壓盤(pán)向左，這樣，從動(dòng)盤(pán)3兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩就不再傳入變速器，離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)放開(kāi)踏板，回位彈簧克服各拉桿接頭和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此時(shí)壓緊彈簧就推動(dòng)壓盤(pán)向右，仍將從動(dòng)盤(pán)3壓緊在飛輪上2，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩又傳入變速器。1.4膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)在輕型載貨汽車(chē)和轎車(chē)上廣泛采用膜片彈簧離合器。因?yàn)樗捎脡壕o彈簧，可以起到分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，質(zhì)量減少，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。其次，由于膜片彈簧與壓盤(pán)以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在從動(dòng)盤(pán)摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。離合器分離時(shí)，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，因膜片是一種對(duì)稱(chēng)零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少，而周布置彈離合器在高速時(shí)，因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓盤(pán)的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降。那么可以看出，對(duì)于輕型車(chē)膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究對(duì)于改善汽車(chē)離合器各方面的性能具有十分重要的意義。作為壓緊彈簧的所謂膜片彈簧，是由彈簧鋼沖壓成的，具有“無(wú)底碟子”形狀的截錐形薄壁膜片，且自其小端在錐面上開(kāi)有許多徑向切槽，以形成彈性杠桿，而其余未切槽的大端截錐部分則起彈簧作用。膜片彈簧的兩側(cè)有支承圈，而后者借助于固定在離合器蓋上的一些（為徑向切槽數(shù)目的一半）鉚釘來(lái)安裝定位。當(dāng)離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時(shí)，由于離合器蓋靠向飛輪，后支承圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角變大，甚至膜片彈簧幾乎變平。同時(shí)在膜片彈簧的大端對(duì)壓盤(pán)產(chǎn)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。當(dāng)離合器分離時(shí)，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點(diǎn)發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并通過(guò)分離鉤拉動(dòng)壓盤(pán)后移使離合器分離。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此設(shè)計(jì)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎不變，且可以減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器軸的中心線是對(duì)稱(chēng)的，因此其壓緊力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤(pán)是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，摩擦均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車(chē)及微型、輕型客車(chē)上得到廣泛運(yùn)用，而且正大力擴(kuò)展到載貨汽車(chē)和重型汽車(chē)上，國(guó)外已經(jīng)設(shè)計(jì)出了傳遞轉(zhuǎn)矩為80-2000N.m、最大摩擦片外徑達(dá)420的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車(chē)、客車(chē)、輕型和中型貨車(chē)上。甚至某些總質(zhì)量達(dá)28-32t的重型汽車(chē)也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。膜片彈簧離合器的操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)，即離合器分離時(shí)膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代。后者的膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈的磨損會(huì)形成間隙而增大踏板的自由行程。與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個(gè)支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更少；拉式膜片彈簧是中部與壓盤(pán)相壓在同樣壓盤(pán)尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)；在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承減少了摩擦損失，傳動(dòng)效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約；無(wú)論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會(huì)形成間隙而增大踏板自由行程，不會(huì)產(chǎn)生沖擊和噪聲；使用壽命更長(zhǎng)。1.5設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：膜片彈簧的尺寸計(jì)算、摩擦片的尺寸計(jì)算、壓盤(pán)、離合器蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、扭轉(zhuǎn)減震器、分離裝置、操縱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2離合器的結(jié)構(gòu)方案選取2.1離合器設(shè)計(jì)的基本要求為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計(jì)離合器應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：（1）能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。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，以免汽車(chē)起步?jīng)_撞或抖動(dòng)；（3）分離迅速、徹底。換檔時(shí)若離合器分離不徹底，則飛輪上的力矩繼續(xù)有一部份傳入變速器，會(huì)使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲；（4）從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。離合器分離時(shí)，和變速器主動(dòng)齒輪相連接的質(zhì)量就只有離合器的從動(dòng)盤(pán)。減小從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，換檔時(shí)的沖擊即降低；（5）具有吸收振動(dòng)、噪聲和沖擊的能力；（6）散熱良好，以免摩擦零件因溫度過(guò)高而燒裂或因摩擦系數(shù)下降而打滑；（7）操縱輕便，以減少駕駛員的疲勞。尤其是對(duì)城市行駛的轎車(chē)和公共汽車(chē)，非常重要；（8）摩擦式離合器，摩擦襯面要耐高溫、耐磨損，襯面磨損在一定范圍內(nèi)，要能通過(guò)調(diào)整，使離合器正常工作。2.2離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1摩擦片的選擇對(duì)乘車(chē)用車(chē)和最大質(zhì)量小于6t的商用車(chē)而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩一般比較小，在布置尺寸可以的情況下，離合器通常只設(shè)有一片從動(dòng)盤(pán)。單片離合器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能保證接合平順和分離徹底，所以被廣泛地使用于轎車(chē)和中、小型貨車(chē)，因此該設(shè)計(jì)選擇了單片離合器。摩擦片數(shù)為2。2.2.2壓緊彈簧布置形式的選擇離合器壓緊裝置可以分為中央彈簧式、周布彈簧式、斜置彈簧式、膜片彈簧式等。其中膜片彈簧主要特點(diǎn)是用一個(gè)膜片彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。使用膜片彈簧與其他幾類(lèi)相比又有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）由于膜片彈簧有理想的非線性特征,彈簧壓力在摩擦片磨損范圍內(nèi)能保證大致不變，從而使離合器在使用中能保持其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力不變。當(dāng)離合器分離時(shí)，彈簧壓力不像圓柱彈簧那樣升高，而是降低，從而降低踏板力；（2）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量??；（3）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降；（4）由于膜片彈簧大端面環(huán)形與壓盤(pán)接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命；（5）易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)；（6）平衡性好；（7）有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對(duì)材料質(zhì)量和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制，開(kāi)口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來(lái)，由于材料性能的提高，制造工藝和設(shè)計(jì)方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，膜片彈簧離合器不僅在乘用車(chē)上被大量采用，而且在各種形式的商用車(chē)上也被廣泛應(yīng)用，因而本次設(shè)計(jì)我選用膜片彈簧離合器。2.2.3壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式的選擇在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤(pán)的方法有三種：（1）凸臺(tái)—窗孔式：它是把壓盤(pán)的背面凸起部分和離合器蓋上的窗孔連接在一起，通過(guò)二者的配合，扭矩會(huì)從離合器蓋傳到壓盤(pán)，此方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多；但它也有一些缺點(diǎn)，壓盤(pán)上凸臺(tái)在傳動(dòng)過(guò)程中存在滑動(dòng)摩擦，因而接觸部分容易產(chǎn)生分離不徹底。（2）徑向傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式：它用傳動(dòng)片將離合器蓋與壓盤(pán)結(jié)合起來(lái)，除傳動(dòng)片布置方向是沿壓盤(pán)弦向布置外，其他的結(jié)構(gòu)特征都與徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)式相同。（3）徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)式：這種方式使用彈簧剛制的徑向片將離合器蓋和壓盤(pán)連接在一起，此傳動(dòng)的方式較上一種在結(jié)構(gòu)上稍顯復(fù)雜一些，但它沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)部分，因而不存在磨損，同時(shí)踏板力也需要的小一些，操縱方便；另外，工作時(shí)壓盤(pán)和離合器蓋徑向相對(duì)位置不發(fā)生變化，因此離合器蓋等旋轉(zhuǎn)物件不會(huì)失去平衡而產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪聲。經(jīng)過(guò)比較，我選擇了徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。2.3離合器主要零件的材料選擇2.3.1從動(dòng)盤(pán)的材料選擇從動(dòng)盤(pán)本體采用45號(hào)鋼在經(jīng)過(guò)沖壓的加工方法得到，正常情況下要在從動(dòng)盤(pán)本體上設(shè)置徑向切口，這樣可以防止它產(chǎn)生彎曲變形，防止它分離不徹底。2.3.2摩擦片的材料選擇摩擦片在性能上要滿(mǎn)足如下要求：（1）摩擦系數(shù)穩(wěn)定，工作溫度，滑磨速度，單位壓力的變化對(duì)其影響；（2）長(zhǎng)期停放離合器摩擦面會(huì)發(fā)生粘著現(xiàn)象。（3）有利于接合平順；（4）具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，熱穩(wěn)定性好；摩擦片選用材料為石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑和特種添加劑熱壓而成，其摩擦系數(shù)為。石棉基摩擦材料密度小，工作溫度小于180℃，價(jià)格便宜，使用效果良好，在汽車(chē)離合器中廣泛使用。2.3.3膜片彈簧的材料選擇膜片彈簧使用優(yōu)質(zhì)高精質(zhì)鋼。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料為60SiMnA。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對(duì)膜片彈簧進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，得具有高抗疲勞能力的回火索氏體。要防止膜片內(nèi)緣離開(kāi)，同時(shí)對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理（將彈簧壓平并保持小時(shí)），使其高壓力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應(yīng)力，對(duì)膜片彈簧的凹表面進(jìn)行噴丸處理，噴丸是φ0.8的白口鐵小丸，可提高彈簧的疲勞壽命。同時(shí)，為提高分離指的耐磨性，對(duì)其進(jìn)行局部高頻淬火式鍍鉻。采用乳白鍍鉻，若膜片彈簧許用應(yīng)力可取為1500～1700N/mm2。2.3.4壓盤(pán)的材料選擇為了保證足夠的熱容量和防止由于溫度升高而產(chǎn)的彎曲變形，因此選擇了壓盤(pán)的材料為HT20-40，并且用鑄造制成。它具有一定的質(zhì)量和剛度。壓盤(pán)的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于0.8。壓盤(pán)應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，并進(jìn)行靜平衡。2.3.5離合器蓋的材料選擇離合器蓋的膜片彈簧支撐處須具有較大的剛度和較高的尺寸精度，壓盤(pán)高度（從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離）公差要小，支撐環(huán)和支撐鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性好，膜片彈簧的支撐形式采用鉚釘作支承時(shí)，如果分離軸承與曲軸中心線不同心，可引起鉚釘?shù)倪^(guò)度磨損。提高鉚釘硬度的套筒和支承與曲軸中心線不同心，亦可引起鉚釘?shù)倪^(guò)度。提高鉚釘硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的結(jié)構(gòu)措施，采用10鋼材材料、HRc40-50。2.4離合器的通風(fēng)散熱試驗(yàn)表明，摩擦片的磨損是隨壓盤(pán)溫度的升高而增大的，當(dāng)壓盤(pán)工作表面超過(guò)°C時(shí)摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤(pán)，工作表面的瞬時(shí)溫度一般在°C以下。在特別頻繁的使用下，壓盤(pán)表面的瞬時(shí)溫度有可能達(dá)到。過(guò)高的溫度能使壓盤(pán)受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂。為使摩擦表面溫度不致過(guò)高，除要求壓盤(pán)有足夠大的質(zhì)量以保證足夠的熱容量外，還要求散熱通風(fēng)好。改善離合器散熱通風(fēng)結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤(pán)上設(shè)散熱筋，或鼓風(fēng)筋；在離合器中間壓盤(pán)內(nèi)鑄通風(fēng)槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流罩。膜片彈簧式離合器本身構(gòu)造能良好實(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置。3離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定3.1離合器設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)表3-1離合器原始數(shù)據(jù)Table3-1Clutchoriginaldata汽車(chē)排量汽車(chē)最大加載質(zhì)量汽車(chē)的質(zhì)量發(fā)動(dòng)機(jī)位置發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速1.0L1270kg895kg前置48KW5700r/min 表3-2離合器原始數(shù)據(jù)Table3-2Clutchoriginaldata發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩離合器形式摩擦片最大外徑踏板行程各檔傳動(dòng)比汽車(chē)最大時(shí)速≥170N.m機(jī)械、單片、膜片彈簧f=200mmmmi0=4.388ig1=3.416ig2=1.894ig3=1.280ig4=0.914140km/h3.2摩擦片主要參數(shù)的選擇此次設(shè)計(jì)采用單片摩擦離合器，它是利用摩擦來(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的，單片摩擦離合器可以保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，離合器靜摩擦力矩應(yīng)該大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩.離合器靜摩擦力矩：(3.1)式中：是離合器后備系數(shù)，它是定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，必須要大于1.發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩可由式：求得式中：Kw,r/min。為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在1.1～1.3之間，此次設(shè)計(jì)取=1.2，則求得N.m后備系數(shù)β是離合器的重要參數(shù)，它可以反映出離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇β時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：a.防止離合器本身滑磨程度過(guò)大；b.摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；c.要求能夠防止傳動(dòng)系過(guò)載。通常轎車(chē)和輕型貨車(chē)β=1.2～1.75。結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際情況，初選擇β=1.5。根據(jù)表3-2查得β＝1.3。表3-3離合器后備系數(shù)的取值范圍Table3-3Clutchreservecoefficientvaluerange車(chē)型后備系數(shù)β乘用車(chē)及最大總質(zhì)量小于6t的商用車(chē)1.20～1.75最大總質(zhì)量為6～14t的商用車(chē)1.50～2.25掛車(chē)1.80～4.00摩擦片的外徑是離合器的重要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸和使用壽命有決定性的影響。摩擦片外徑D可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩來(lái)計(jì)算:，為直徑系數(shù)，取值見(jiàn)表3-3取得D=181mm。表3-4直徑系數(shù)的取值范圍Table3-4Diametercoefficientvaluerange車(chē)型直徑系數(shù)最大總質(zhì)量大于14.0t的商用車(chē)22.5～24.0最大總質(zhì)量為1.8～14.0t的商用車(chē)16.0～18.5(單片離合器)13.5～15.0(雙片離合器)乘用車(chē)14.6摩擦片的尺寸已系列化和標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)如下表(部分):表3-5離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)Table3-5Clutchfrictionplatesizeseriesandparameters外徑D\mm內(nèi)徑d\mm厚度/mm單面面積cm21601103.20.6870.6761061801253.50.6940.6671322001403.50.7000.6571602251503.50.6670.7032212501553.50.6200.7623022801653.50.5890.7964023001753.50.5830.8024663251903.50.5850.800546根據(jù)計(jì)算結(jié)果和尺寸裝配關(guān)系選取外徑D為200mm，內(nèi)徑d為140mm，厚度3.5mm。摩擦片的摩擦因數(shù)取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度及單位壓力和滑磨速度等因素,可由表3-5查得。摩擦面數(shù)Z為離合器從動(dòng)盤(pán)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。本題目設(shè)計(jì)單片離合器，因此Z=2。離合器間隙Δt是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過(guò)程中離合器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。該間隙Δt一般為3～4mm。取Δt=4mm。表3-6摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍Table3-6Rangeoffrictioncoefficientoffrictionmaterial摩擦材料摩擦因數(shù)石棉基材料模壓0.20～0.25編織0.25～0.35粉末冶金材料銅基0.25～0.35鐵基0.30～0.50金屬陶瓷材料0.4離合器的靜摩擦力矩為：(3.2)與式(3.1)聯(lián)立得：(3.3)代入數(shù)據(jù)得：?jiǎn)挝粔毫Pa。表3-7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0.15~0.25編織0.25~0.35粉末冶金材料模壓0.35~0.50編織金屬陶瓷材料0.70~1.50Table3-7rangeofunitpressureoffrictionplate由表3-7可選編制式石棉基摩擦材料。3.3摩擦器基本參數(shù)的優(yōu)化摩擦器基本參數(shù)的優(yōu)化三要素:a設(shè)計(jì)變量離合器的后備系數(shù)是由離合器的工作壓力離合器的尺寸參數(shù)決定的，單位壓力是由離合器的尺寸參數(shù)決定的。故選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)變量為b目標(biāo)函數(shù)離合器優(yōu)化的目標(biāo)是在使離合器的性能滿(mǎn)足要求的情況下它的各部分組成盡量要小，其函數(shù)為c約束條件（1）摩擦片外徑D（mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度不超過(guò)65～70m/s，即m/sm/s式中為摩擦片最大圓周速度（m/s）；為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速(r/min)。（2）摩擦片的內(nèi)、外徑比應(yīng)在0.53～0.70范圍內(nèi)，即（3）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過(guò)載，不同車(chē)型的β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為1.2～4.0。（4）為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑d必須大于減振器振器彈簧位置直徑約50mm，即mm（5）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轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即式中為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩(N.m/mm2)，可按表3-6選取經(jīng)檢查,合格。表3-8單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值離合器規(guī)格0．280．300．350．40Table3-8unitareatransfertorqueoftheallowablevalues（6）為了防止離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，為了降低摩擦片損傷，對(duì)于不同車(chē)型，單位壓力的最大范圍為0.11～1.50MPa,即MPaMPaMPa（7）因?yàn)橐獪p少汽車(chē)起步時(shí)離合器產(chǎn)生的滑磨，而且摩擦片的表面溫度也不應(yīng)該太高,因此離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功要小于其許用值,即式中,為其許用值(J/mm2)，為單位摩擦面積滑磨(J/mm2)；對(duì)于乘用車(chē)：J/mm2，對(duì)于最大總質(zhì)量小于6.0t的商用車(chē)：J/mm2，對(duì)于最大總質(zhì)量大于6.0t商用車(chē)：J/mm2：W為汽車(chē)起步時(shí)離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（J），可根據(jù)下式計(jì)算式中，為汽車(chē)總質(zhì)量(Kg)；為汽車(chē)起步時(shí)所用變速器擋位的傳動(dòng)比；為主減速器傳動(dòng)比；為輪胎滾動(dòng)半徑（m）；為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min，計(jì)算時(shí)乘用車(chē)取r/min，商用車(chē)取r/min。其中：mKg代入式得J，代入式得，合格。（8）離合器接合的溫升式中,t為壓盤(pán)溫升,不超過(guò)°C；c為壓盤(pán)的比熱容，J/(Kg·°C)；γ為傳到壓盤(pán)的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器壓盤(pán)來(lái)說(shuō)；，為壓盤(pán)的質(zhì)量Kg。代入，°C，合格。4離合器從動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì)4.1從動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)介紹在現(xiàn)代汽車(chē)上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動(dòng)盤(pán),它可以用來(lái)避免汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的共振,它可以緩和沖擊,減少噪聲,也可以提高傳動(dòng)系統(tǒng)零件的壽命,改善汽車(chē)行使的舒適性,并使汽車(chē)平穩(wěn)起步。從動(dòng)盤(pán)主要由從動(dòng)片，摩擦片，從動(dòng)盤(pán)轂等組成，由下圖4-1可以看出，摩擦片1，13分別用鉚釘14，15鉚在波形彈簧片上，而后者又和從動(dòng)片鉚在一起。從動(dòng)片5用限位銷(xiāo)7和減振12鉚在一起。這樣，摩擦片，從動(dòng)片和減振盤(pán)三者就被連在一起了。在從動(dòng)片5和減振盤(pán)12上圓周切線方向開(kāi)有6個(gè)均布的長(zhǎng)方形窗孔，在從動(dòng)片和減振盤(pán)之間的從動(dòng)盤(pán)轂8法蘭上也開(kāi)有同樣數(shù)目的從動(dòng)片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧11，以便三者彈性的連接起來(lái)。在從動(dòng)片和減振盤(pán)的窗孔上都制有翻邊，這樣可以防止彈簧滑脫出來(lái)。在從動(dòng)片和從動(dòng)盤(pán)轂之間還裝有減振摩擦片6，9。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，從動(dòng)片及減振盤(pán)相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂發(fā)生來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會(huì)很快被減振摩擦片的摩擦所吸收。1，13—摩擦片；2，14，15—鉚釘；3—波形彈簧片；4—平衡塊；5—從動(dòng)片；6，9—減振摩擦；7—限位銷(xiāo)；8—從動(dòng)盤(pán)轂；10—調(diào)整墊片；11—減振彈簧；12—減振盤(pán)圖4-1帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)Figure4-1Platenwithtorsionalvibrationdamper4.2從動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)總成由從動(dòng)盤(pán)轂，減震器，從動(dòng)片和摩擦片等組成。從動(dòng)盤(pán)會(huì)對(duì)離合器的工作性能有重要的影響，但是離合器的工作壽命比較短，因此從動(dòng)盤(pán)總成在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是此次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。從動(dòng)盤(pán)總成應(yīng)滿(mǎn)足如下設(shè)計(jì)要求：（1）從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小，這樣可以減少變速器換檔時(shí)齒輪間的沖擊；（2）為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤(pán)中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減振器；（3）從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于汽車(chē)平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻，以減小磨損；（4）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。4.2.1從動(dòng)片的選擇和設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)應(yīng)該要盡量減輕質(zhì)量，具有較高的硬度和高的平面度，并使質(zhì)量的分布盡可能靠近旋轉(zhuǎn)中心，這樣可以得到較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這是因?yàn)槠?chē)在行駛中進(jìn)行換檔時(shí)，首先要把離合器分離開(kāi)來(lái)，從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)速必然要在離合器換檔的過(guò)程中發(fā)生變化，或是降速（由低檔換為高檔）或是增速（由高檔換為低檔）。離合器的從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，可以使變速器換檔齒輪之間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步裝置加速磨損。慣性力的大小與從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，因此為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從動(dòng)片都做的比較薄，通常是由1.3～2.5㎜厚的薄鋼板沖壓而成,為了進(jìn)一步減小從動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,有時(shí)將從動(dòng)片外緣的盤(pán)形部分磨至0.65～1.0㎜,這樣能夠讓從動(dòng)盤(pán)的質(zhì)量更加的集中在旋轉(zhuǎn)中心一側(cè)。單片離合器的從動(dòng)片一般都制作成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)，這樣可以使離合器在結(jié)合的時(shí)候更加平穩(wěn)，這樣能夠使汽車(chē)的起步更加平穩(wěn)，這樣，在離合器的結(jié)合過(guò)程中，主動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)之間的壓力是逐漸增加的，從而保證離合器所傳遞的力矩是緩和增長(zhǎng)的。此外，彈性從動(dòng)片還使壓力的分布比較均勻，改善表面的接觸，有利于摩擦片的磨損。具有軸向彈性的的傳動(dòng)片有以下三種形式：整體式的彈性從動(dòng)片，分開(kāi)式的彈性從動(dòng)片、及組合式彈性從動(dòng)片。在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是微型轎車(chē)的離合器，故采可以用整體式彈性從動(dòng)片，離合器從動(dòng)片采用2㎜厚的薄鋼板沖壓而成，其外徑由摩擦面外徑?jīng)Q定，在這里取200㎜，內(nèi)徑由從動(dòng)盤(pán)轂的尺寸決定，這將在以后的設(shè)計(jì)中取得。為了防止由于工作溫度升高后使從動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動(dòng)剛片上沿徑向開(kāi)有幾條切口。4.2.2從動(dòng)盤(pán)轂的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)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，花鍵的尺寸可以根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩由表3.1選取：表4-1從動(dòng)盤(pán)轂花鍵的尺寸摩擦片的外徑/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(zhǎng)/mm160491023183209．81806910262132011.620010810292342511.122514710322643011．325019610352843510．228027510353244012．530030410403254010．532537310403254511．435047110403255013．0Table4-1thedimensionsofthesplineplatenhub從動(dòng)盤(pán)轂的軸向長(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1.0～1.4倍的花鍵軸直徑。從動(dòng)盤(pán)轂一般采用碳鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，表面和心部硬度一般26～32HRC。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)減振彈簧窗口及與從動(dòng)片配合處，應(yīng)進(jìn)行高頻處理。取，mm，mm，mm，mm，MPa。驗(yàn)證：擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式為：式中，P為花鍵的齒側(cè)面壓力，它由下式確定：從動(dòng)盤(pán)轂軸向長(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。，分別為花鍵的內(nèi)外徑；Z為從動(dòng)盤(pán)轂的數(shù)目；取Z=1h為花鍵齒工作高度；得N，MPaMPa，因此合格。4.2.3摩檫片的材料選取與從動(dòng)片的固緊方式摩擦片在工作過(guò)程中的工作環(huán)境比較差，為了讓摩擦片能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，根據(jù)汽車(chē)的的使用情況，摩擦片要滿(mǎn)足以下幾個(gè)方面的要求：（1）應(yīng)具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對(duì)摩擦系數(shù)的影響小。（2）要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其在高溫時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)較好。（3）要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時(shí)應(yīng)耐磨。（4）磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤(pán)等零件的表面。（5）熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時(shí)分離出的粘合劑較少，無(wú)味，不易燒焦。（6）結(jié)合時(shí)應(yīng)平順而無(wú)“咬住”和“抖動(dòng)”現(xiàn)象。（7）油水對(duì)摩擦性能的影響應(yīng)最小。由以上的要求,現(xiàn)在的市場(chǎng)上石棉塑料摩擦片使用的比較多，這種材料是由耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合劑和它輔助材料混合加工而成，其摩擦系數(shù)大約在0.3左右。這種摩擦片的缺點(diǎn)是材料的性能不穩(wěn)定，溫度，滑磨速度及單位壓力的增加都將摩擦系數(shù)的下降和磨損的加劇。所以目前正在研制具有傳熱性好、耐高溫、耐磨強(qiáng)度高和較高摩擦系數(shù)的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。4.3扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)減振器對(duì)于離合器而言是不可或缺的，它是彈性元件和阻尼元件組合在一起的。前者可以減少汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度，這樣會(huì)使系統(tǒng)的固有振型發(fā)生改變，減少了共振。而后者可以吸收振動(dòng)產(chǎn)生的能量。4.3.1減振器的參數(shù)扭轉(zhuǎn)減振器的極限轉(zhuǎn)矩扭轉(zhuǎn)角剛度阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 減震彈簧安裝半徑 ，再結(jié)合mm，得取70mm.根據(jù)表4-2選擇減振彈簧的個(gè)數(shù)：取表4-2減振彈簧個(gè)數(shù)的選取Table4-1Selectionofthenumberofdampingspring摩擦片的外徑D/mm225～250250～325325～350〉350Z4～66～88～10〉10圖4-2扭轉(zhuǎn)減振器Figure4-2Torsionalvibrationdamper4.3.2減振彈簧尺寸（1）選擇材料，計(jì)算許用應(yīng)力根據(jù)《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》采用65Mn彈簧鋼絲，設(shè)彈簧絲直徑mm,MPa,MPa。（2）選擇旋繞比，計(jì)算曲度系數(shù)根據(jù)下表選擇旋繞比表4-3旋繞比的薦用范圍Table4-3Therecommendedrangeofwindingratiod/mmC確定旋繞比，曲度系數(shù)（3）彈簧的工作圈數(shù)為3圈（4）彈簧絲直徑D=5mm在本設(shè)計(jì)中選取的是石棉合成物制成的摩擦材料。固緊摩擦片的方法采用較軟的黃銅鉚釘直接鉚接，采用這種方法后，當(dāng)在高溫條件下工作時(shí)，黃銅鉚接有較高的強(qiáng)度，同時(shí)，當(dāng)釘頭直接與主動(dòng)盤(pán)表面接觸時(shí)，黃銅鉚釘不致像鋁鉚釘那樣會(huì)加劇主動(dòng)盤(pán)工作表面的局部磨損，磨損后的生成物附在工作表面上對(duì)摩擦系數(shù)的影響也較小。這種鉚接法還有固緊可靠和磨損后換裝摩擦片方便等優(yōu)點(diǎn)。5膜片彈簧設(shè)計(jì)5.1膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由設(shè)計(jì)要求可以知道，本設(shè)計(jì)中的壓緊彈簧是膜片彈簧。而膜片彈簧離合器分推式和拉式，在本設(shè)計(jì)中采用拉式離合器。膜片彈簧在結(jié)構(gòu)形狀上分為兩部分。在膜片彈簧的大端處為一完整的截錐體，它的形狀像一個(gè)無(wú)底的碟子和一般機(jī)械上用的碟形彈簧完全一樣，故稱(chēng)作碟簧部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分?？梢哉f(shuō)膜片彈簧是碟形彈簧的一種特殊結(jié)構(gòu)形式。所不同的是，在膜片彈簧上還包括有徑向開(kāi)槽部分。膜片彈簧上的徑向開(kāi)槽部分像一圈瓣片，它的作用是，當(dāng)離合器分離時(shí)作為分離杠桿。故它又稱(chēng)分離爪。分離爪與碟簧部分交接處的徑向槽較寬呈長(zhǎng)方圓形孔。5.1.1H/h的選擇這個(gè)值對(duì)膜片彈簧的彈性特性有很大的影響，分析載荷與變形1之間的函數(shù)關(guān)系可知，當(dāng)時(shí)，F(xiàn)2為增函數(shù)；時(shí)，F(xiàn)1有一極值，而該極值點(diǎn)又恰為拐點(diǎn)；時(shí)，F(xiàn)1有一極大值和極小值；當(dāng)時(shí)，F(xiàn)1極小值在橫坐標(biāo)上，見(jiàn)圖5-1圖5-1膜片彈簧的彈性特性曲線Figure5-1elasticcharacteristicofthediaphragmspring1-2-3-4-5-為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車(chē)離合器用膜片彈簧的H/h通常在1.5～2范圍內(nèi)選取。常用的膜片彈簧板厚為2～4mm，本設(shè)計(jì)，h=2mm，則H=4mm。5.1.2R/r選擇通過(guò)分析表明，R/r越小，應(yīng)力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。汽車(chē)離合器膜片彈簧根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r常在1.2～1.3的范圍內(nèi)取值。本設(shè)計(jì)中取，摩擦片的平均半徑mm，取mm則mm則。5.1.3切槽寬度mm，mm，取mm，mm，應(yīng)滿(mǎn)足的要求。5.1.4圓錐底角汽車(chē)膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，圓錐底角α一般在°范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)中得°在°之間，合格。分離指數(shù)常取為18，大尺寸膜片彈簧有取24的，對(duì)于小尺寸膜片彈簧，也有取12的，本設(shè)計(jì)所取分離指數(shù)為18。5.1.5公差與精度離合器蓋的膜片彈簧支承處，要具有大的剛度和高的尺寸精度，壓力盤(pán)高度（從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離）公差要小，支承環(huán)和支承鉚釘安裝尺寸精度要高，耐磨性要好。5.1.6壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定應(yīng)略大于且盡量接近r，應(yīng)略小于R且盡量接近R。本設(shè)計(jì)取mm，mm。膜片彈簧應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。國(guó)內(nèi)常用的碟簧材料的為60SizMnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為1600～1700N/mm2。5.2膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)膜片彈簧的優(yōu)化是要確定一組彈簧的基本參數(shù)，使其符合離合器的需求。離合器優(yōu)化的三要素:a目標(biāo)函數(shù)這里選擇了膜片彈簧的優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)為在分離行程時(shí)駕駛員作用在分離軸承上的分離操縱力的平均值為最小和彈簧壓緊力變化的絕對(duì)值的平均值為最小組成的雙目標(biāo)。選取目標(biāo)函數(shù)為，其中和為兩目標(biāo)函數(shù)的加權(quán)因子。b設(shè)計(jì)變量這里選擇這六個(gè)尺寸和在彈簧工作壓緊力下的大端變形量為優(yōu)化變量，也就是c約束條件（1）為了滿(mǎn)足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始錐角應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即（2）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即（3）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(pán)加載點(diǎn)半徑（或拉式膜片彈簧的壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑）應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即推式：拉式：（4）根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求，與，與之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即（5）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即推式：拉式：由（4）和（5）得mm，mm。5.3膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系碟形彈簧的形狀如以錐型墊片，見(jiàn)圖5-2，它具有獨(dú)特的彈性特征，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中。膜片彈簧是具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，在碟簧的小端伸出許多由徑向槽隔開(kāi)的掛狀部分——分離指。膜片彈簧的彈性特性與尺寸如其碟簧部分的碟形彈簧完全相同（當(dāng)加載點(diǎn)相同時(shí)）。因此，碟形彈簧有關(guān)設(shè)計(jì)公式對(duì)膜片彈簧也適用。通過(guò)支承環(huán)和壓盤(pán)加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷，假象集中在支承點(diǎn)處，用F1表示，加載點(diǎn)間的相對(duì)變形（軸向）為λ1，則壓緊力F1與變形λ1之間的關(guān)系式為:(5.1)式中：E——彈性模量，對(duì)于鋼，μ——泊松比，對(duì)于鋼，μ=0.3H——膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，其碟簧部分的內(nèi)錐高度h——彈簧鋼板厚度R——彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的大端半徑r——彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的小端半徑R1——壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑r1——支承環(huán)加載點(diǎn)半徑圖5-2膜片彈簧的尺寸簡(jiǎn)圖Figure5-2diagramthesizeofthediaphragmspring表5-1膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù)Table5-1coefficientusedindiaphragmspringelasticpropertiesRrR1r1Hh10080998042代入（5.1）得（5.2）對(duì)（5.2）式求一次導(dǎo)數(shù)，可解出λ1=F1的凹凸點(diǎn)，求二次導(dǎo)數(shù)可得拐點(diǎn)。凸點(diǎn)：mm時(shí)，N凹點(diǎn)：mm時(shí)，N拐點(diǎn)：mm時(shí)，N當(dāng)離合器分離時(shí)，膜片彈簧加載點(diǎn)發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對(duì)膜片彈簧指所加的載荷為F2，對(duì)應(yīng)此載荷作用點(diǎn)的變形為λ2。由（5.3）（5.4）列出表5-2:表5-2膜片彈簧工作點(diǎn)的數(shù)據(jù)Table5-2diaphragmspringworkingpointdata2.235.061903.47723.325.3313.701042.98396.333.829.821481.71563.05膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇。從膜片彈簧的彈性特性曲線圖分析出，該曲線的拐點(diǎn)H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧壓平位置，而。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,以保證摩擦片在最大磨損限度Δλ范圍內(nèi)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，為最大限度地減小踏板力，C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近N點(diǎn)。為了保證摩擦片磨損后仍能可靠的傳遞傳矩，并考慮摩擦因數(shù)的下降，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力應(yīng)大于或等于新摩擦片時(shí)的壓緊力，見(jiàn)圖5-25.4膜片彈簧的應(yīng)力計(jì)算假定膜片彈簧在承載過(guò)程中其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)。斷面在O點(diǎn)沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，故該點(diǎn)的切向應(yīng)力為零，O點(diǎn)以外的點(diǎn)均存在切向應(yīng)變和切向應(yīng)力?，F(xiàn)選定坐標(biāo)于子午斷面，使坐標(biāo)原點(diǎn)位于中性點(diǎn)O。令X軸平行于子午斷面的上下邊，其方向如上圖所示，則斷面上任意點(diǎn)的切向應(yīng)力為：（5.5）式中φ——碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角（從自由狀態(tài)算起）α——碟簧部分子有狀態(tài)時(shí)的圓錐底角e——碟簧部分子午斷面內(nèi)中性點(diǎn)的半徑e=（R-r）/In(R/r)（5.6）為了分析斷面中斷向應(yīng)力的分布規(guī)律，將（5.5）式寫(xiě)成Y與X軸的關(guān)系式：（5.7）圖5-4切向應(yīng)力在子午斷面的分布

Figure5-4tangentialstressdistributionofthemeridionalsection由上式可知，當(dāng)膜片彈簧變形位置φ一定時(shí)，一定的切向應(yīng)力αt在X-Y坐標(biāo)系里呈線性分布。當(dāng)時(shí)，因?yàn)榈闹岛苄?，我們可以將看成，由上式可?xiě)成。此式表明，對(duì)于一定的零應(yīng)力分布在中性點(diǎn)O而與X軸承角的直線上。從式（5.7）可以看出當(dāng)時(shí)無(wú)論取任何值，都有。顯然，零應(yīng)力直線為K點(diǎn)與O點(diǎn)的連線，在零應(yīng)力直線內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力區(qū)，外側(cè)為拉應(yīng)力區(qū)，等應(yīng)力直線離應(yīng)力直線越遠(yuǎn)，其應(yīng)力越高。由此可知，碟簧部分內(nèi)緣點(diǎn)B處切向壓應(yīng)力最大，A處切向拉應(yīng)力最大，分析表明，B點(diǎn)的切向應(yīng)力最大，計(jì)算膜片彈簧的應(yīng)力只需校核B處應(yīng)力就可以了，將B點(diǎn)的坐標(biāo)X=（e-r）和Y=h/2代入（5.8）式有：（5.8）令可以求出切向壓應(yīng)力達(dá)極大值的轉(zhuǎn)角由于：mm所以：，N/mm2B點(diǎn)作為分離指根部的一點(diǎn)，在分離軸承推力F2作用下還受有彎曲應(yīng)力：（5.9）式中n——分離指數(shù)目n=18br——單個(gè)分離指的根部寬mm因此：N/mm2由于σrB是與切向壓應(yīng)力σtB垂直的拉應(yīng)力，所以根據(jù)最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論，B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為：N/mm2N/mm26操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)汽車(chē)離合器的操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員用來(lái)控制離合器分離的裝置，它又是能使離合器柔和接合的一套機(jī)構(gòu)。它以離合器踏板開(kāi)始，以離合器殼內(nèi)的分離軸承為止。由于離合器使用頻繁，因此離合器操縱機(jī)構(gòu)首先要求操作輕便。離合器操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)根據(jù)對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的要求、整車(chē)結(jié)構(gòu)、車(chē)型、生產(chǎn)條件等因素確定。按照分離離合器所用傳動(dòng)裝置的型式區(qū)分有機(jī)械式、液壓式和助力器式。離合器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)該滿(mǎn)足的要求是：(1)離合器的踏板力要小，轎車(chē)一般在80～150N范圍內(nèi)（2）傳動(dòng)效率要高；（3）汽車(chē)的振動(dòng)及車(chē)架和駕駛室的變形不會(huì)影響其正常工作。（4）要具有有對(duì)踏板行程進(jìn)行限位的裝置，用來(lái)防止離合器操縱機(jī)構(gòu)因受力過(guò)大而損壞；（5）應(yīng)具有足夠的剛度；（6）踏板行程對(duì)轎車(chē)一般在mm范圍內(nèi)，對(duì)貨車(chē)最大不超過(guò)180mm；（7）踏板行程應(yīng)能調(diào)整，以保證摩擦片磨損后分離軸承的自由行程可復(fù)原；（8）應(yīng)及時(shí)更換老化了的膜片。機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有繩索系和杠系傳動(dòng)兩種傳動(dòng)形式。杠傳動(dòng)的工作可靠，并且杠傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，這些是它的優(yōu)點(diǎn)。但是它的機(jī)械效率較低，質(zhì)量大，操縱桿系距離遠(yuǎn)，駕駛室和車(chē)架的形變可影響其正常工作，布置困難，而繩索傳動(dòng)卻可消除上面的缺點(diǎn)，但機(jī)構(gòu)效率不高，壽命短。本次設(shè)計(jì)的普通輪型離合器操縱機(jī)構(gòu)，因此采用液壓式操縱機(jī)構(gòu)。液壓操縱機(jī)構(gòu)有如下的優(yōu)點(diǎn)：A)液壓式操縱的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率高，質(zhì)量小，摩擦阻力小接合柔和，布置方便，不易受車(chē)身外形影響。便于采用吊掛踏板，從而容易密封，不會(huì)因?yàn)檐?chē)架和駕駛室的變形及發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉；B)可以使離合器接合柔和，可以降低因猛踩踏板而在傳動(dòng)系產(chǎn)生的動(dòng)載荷，正由于液壓式操縱有以上的優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用日益廣泛，離合器液壓操縱機(jī)構(gòu)由管路系統(tǒng)、主缸、工作缸等部分組成。6.1離合器踏板行程計(jì)算踏板行程由自由行程和工作行程組成：（6.1）式中，為分離軸承的自由行程，一般為mm，取mm；反映到踏板上的自由行程一般為mm；為離合器分離時(shí)對(duì)摩擦面間的間隙；、分別為主缸和工作缸的直徑,取、；Z為摩擦片面數(shù)；取,、、、、；由離合器摩擦片為單片：mm，取mm；、、、、、為杠桿尺寸。最后計(jì)算出，；圖6-1液壓操縱機(jī)構(gòu)示意圖Figure6-1Hydraulicoperatingmechanism6.2踏板力的計(jì)算踏板力為（6.2）式中，為離合器分離時(shí)，壓緊彈簧對(duì)壓盤(pán)的總壓力；為操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比，；為機(jī)械效率，液壓式：%，機(jī)械式：%；為克服回位彈簧1、2的拉力所需的踏板力，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可忽略之。N，，%；則N合格。分離離合器所作的功為式中，為離合器拉接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力，N，則J合格。6.3分離軸承的選取分離軸承在工作中主要承受的是軸向力，當(dāng)離合器分離時(shí)，因?yàn)榉蛛x軸承是旋轉(zhuǎn)的，所以當(dāng)它在受離心力的作用下，還要承受徑向力。在傳統(tǒng)的汽車(chē)離合器中采用的分離軸承主要有止推軸承和徑向止推軸承。而在現(xiàn)代汽車(chē)的離合器中主要是采用了角接觸式的徑向推力球軸承，并由軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)。本次設(shè)計(jì)的是拉式膜片彈簧離合器，采用如圖6-2的的自動(dòng)調(diào)心式分離軸承裝置，圖中在軸承外圈2和分離套筒5外凸緣和外罩殼3之間以及內(nèi)圈1與分離套筒內(nèi)凸緣之間都留用徑向間隙，這些間隙保證了分離軸承相對(duì)于分離套筒可徑向移動(dòng)1mm左右。為了將外圈緊緊頂在分離套筒凸緣的端面上，使軸承在不工作時(shí)不會(huì)發(fā)生晃動(dòng)，因此在外圈2與分離套筒5的端面之間裝有以波形彈簧片4，當(dāng)膜片彈簧旋轉(zhuǎn)軸線與軸承不同心時(shí)，分離軸承便會(huì)自動(dòng)徑向浮動(dòng)到與其同心的位置，以保證分離軸承能均勻壓緊各分離指舌尖部。這樣可減小振動(dòng)和噪聲，減小分離指與分離軸承端面的磨損，使軸承不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱而造成潤(rùn)滑脂的流失分解，延長(zhǎng)軸承壽命。另外，分離軸承由傳動(dòng)的外圈轉(zhuǎn)動(dòng)改為內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)、外圈固定不轉(zhuǎn)，由內(nèi)圈來(lái)推動(dòng)分離指結(jié)構(gòu)，適當(dāng)?shù)卦龃罅四て瑥椈傻母軛U比，且由于內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，潤(rùn)滑脂在內(nèi)、外圈間的循環(huán)得到改善，提高了軸承使用壽命。這種拉式分離軸承是將膜片彈簧分離指舌尖直接壓緊在蝶形彈簧6和擋環(huán)7之間，再用彈性鎖環(huán)8卡緊，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。1-軸承內(nèi)圈；2-軸承外圈；3-外罩殼；4-波形彈簧；5-分離套筒；6-碟形彈簧；7-擋環(huán)；8-彈性鎖環(huán)圖6-2拉式自動(dòng)調(diào)心式分離軸承裝置Figure6-2Pulltypeautomaticself-aligningtypereleasebearingdevice分離軸承的參數(shù)表6-1分離軸承參數(shù)表型號(hào)Crεn7014C48.2KN1.234500r/minTable6-1releasebearingparametertable則由下式：得：h7技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析從技術(shù)上來(lái)分析，本次設(shè)計(jì)的離合器結(jié)構(gòu)合理。它能在任何行駛情況下可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩；并且所傳遞的扭矩能緩和地增加，不會(huì)使汽車(chē)起步?jīng)_撞和抖動(dòng)；它的分離迅速且徹底；設(shè)計(jì)的從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，換檔時(shí)的沖擊會(huì)降低許多；設(shè)計(jì)的離合器具有吸收振動(dòng)、噪聲和沖擊的能力；離合器的散熱良好，不會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高而燒裂，也不會(huì)或因?yàn)槟Σ料禂?shù)下降而打滑；它的操縱輕便，可以減少駕駛員的疲勞。膜片彈簧用了優(yōu)質(zhì)高精度鋼板材料，并且對(duì)它進(jìn)行了一系列的熱處理，這對(duì)離合器的質(zhì)量來(lái)說(shuō)是很重要的。對(duì)離合器的摩擦片和膜片彈簧都進(jìn)行了一系列的優(yōu)化措施。這些對(duì)離合器來(lái)說(shuō)都是非常重要的；從經(jīng)濟(jì)上來(lái)分析，由于此次設(shè)計(jì)的是微型轎車(chē)離合器，故選擇了單片離合器，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看是很合理的。摩擦片選用材料為石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑和特種添加劑熱壓而成。石棉基摩擦材料價(jià)格便宜，使用效果良好，因此我選擇它。在從動(dòng)盤(pán)和離合器蓋上，我在滿(mǎn)足使用條件的情況下也盡量用一些便宜的材料。對(duì)于粗糙度而言，在滿(mǎn)足技術(shù)合理的情況下，盡量選擇粗糙度值大一點(diǎn)的，這樣也可以節(jié)約成本。綜上所述，此次設(shè)計(jì)滿(mǎn)足技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求。8結(jié)論通過(guò)以上對(duì)膜片彈簧離合器及液壓操縱機(jī)構(gòu)的工作原理的闡述及各構(gòu)件的計(jì)算說(shuō)明，可以看出離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要從尺寸約束，選材，駕駛員操作，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩等各方面的綜合考慮。在選材上，離合器的摩擦片選用的是石棉基材料，保證其有足夠的強(qiáng)度和耐磨性、磨合性熱、穩(wěn)定性，保證其不會(huì)發(fā)生粘著現(xiàn)象。扭轉(zhuǎn)減振器中的扭轉(zhuǎn)彈簧選用了65Si2MnA，其中所含硅可以提高了零件的彈性，所含的錳可以加強(qiáng)它的耐高溫性；為了防止摩擦元件過(guò)快地磨損和溫度過(guò)高，設(shè)計(jì)后的離合器應(yīng)該順利通過(guò)溫升校核。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，取消了原來(lái)有的分離鉤，轉(zhuǎn)而在摩擦片與壓板之間安裝了一個(gè)壓緊彈簧，使離合器分離過(guò)程徑向力減少，分離的更徹底。在操縱裝置的設(shè)計(jì)上所選擇的液壓式操縱裝置改變了現(xiàn)有的拉索式操縱裝置摩擦阻力大，動(dòng)作剛性程度大、傳動(dòng)效率低、布置復(fù)雜等缺點(diǎn)。在離合器蓋子的設(shè)計(jì)上，在內(nèi)端面鑄造了突起，代替了原來(lái)有的膜片彈簧支撐圈，使離合器內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單化，有效的縮短了離合器的軸向距離。綜上所述，本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)全部通過(guò)了優(yōu)化條件檢驗(yàn)，而且離合器尺寸適合安裝，能最效率傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，符合計(jì)劃書(shū)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。參考文獻(xiàn)[1]徐石安,江發(fā)潮.汽車(chē)離合器[M].清華大學(xué)出版社.2005.[2]陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2005.[3]王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2006.[4]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì),中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典[M].江西科學(xué)技術(shù)出版社.2002.[5]余仁義,梁濤.汽車(chē)離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].專(zhuān)用汽車(chē).2003.[6]董麗霞,張平.簡(jiǎn)明汽車(chē)技術(shù)詞典[M].人民交通出版社.2003.[7]張金柱,韓玉敏,石美玉.汽車(chē)工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2005.[8]廖清林.汽車(chē)離合器膜片彈簧的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào).2002.[9]王志明,胡樹(shù)根,王兆軍.汽車(chē)離合器蓋成形工藝和模具設(shè)計(jì)[J].實(shí)用技術(shù).2005（12）.[10]羅頌榮,胡浩,劉文清.汽車(chē)?yán)侥て瑥椈善膬?yōu)化設(shè)計(jì)[J].常德師范學(xué)院學(xué)報(bào).2001（3）[11]王洋,高翔,陳祥,朱茂桃.膜片彈簧設(shè)計(jì)的概率優(yōu)化研究[J].江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào).2001（1）.[12]王三民,諸文俊.機(jī)械原理與設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2002.[13]張鐵山,高翔,夏長(zhǎng)高,朱茂桃.汽車(chē)離合器傳動(dòng)片設(shè)計(jì)研究[J].江蘇理工學(xué)報(bào).2001（11）.[14]嚴(yán)正峰,盛學(xué)斌.Φ35膜片彈簧離合器校核設(shè)計(jì)[J].設(shè)計(jì).計(jì)算.研究.2004（5）.[15]王寶璽.汽車(chē)拖拉機(jī)制造工藝學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2005.[16]A.C.Rao.Trans.OnthePerformanceofKinematicChains.CSME[J]12No.2,1998.[17]夏華,胡亞民,黎勇等.汽車(chē)離合器蓋成形工藝和模具設(shè)計(jì)[J].鍛壓技術(shù).2005,2.[18]D.G.ChetwyndandP.H.Phiuipsonx,Anivestigationofreferencecriteriausedundnessmeasurement,J.Phys.E:Sciinstrum.[J]1980,13(5):530-538.附錄A隨著世界能源危機(jī)的持續(xù)，以及戰(zhàn)爭(zhēng)和能源石油的消耗及汽車(chē)飽有量的增加，能源在一天一天下降，終有一天它會(huì)消失的無(wú)影無(wú)蹤。石油不是在生資源。所以必須在石油耗凈之前找到這種代替品。隨著科技的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步，有人發(fā)明了電動(dòng)汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)將成為人們最為理想的交通工具。

世界在發(fā)展各各方面都取得豐碩成果，尤其是隨著汽車(chē)電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)以及發(fā)展迅速的信息時(shí)代。電子控制技術(shù)在汽車(chē)上得到了廣泛應(yīng)用，汽車(chē)上應(yīng)用的電子裝置越來(lái)越豐富，電子技術(shù)不僅用來(lái)改善和提高傳統(tǒng)汽車(chē)電器的質(zhì)量和性能，而且還提高了汽車(chē)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及廢氣排放的凈化性。汽車(chē)上廣泛使用電子產(chǎn)品不僅降低了成本，并且減少維護(hù)的復(fù)雜性。從發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射點(diǎn)火裝置、進(jìn)氣控制、廢氣排放控制、故障自診斷到車(chē)身輔助裝置都普遍采用了電子控制技術(shù)，可以說(shuō)今后汽車(chē)發(fā)展主要以機(jī)電一體化。汽車(chē)上廣泛采用的電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)主要有電子控制燃油噴射系統(tǒng)、電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)、電子控制自動(dòng)變速器、電子控制防滑（ABS/ASR）控制系統(tǒng)、電子控制懸架系統(tǒng)、電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、主動(dòng)安全帶系統(tǒng)、電子控制自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)還有GPS等。有了這些系統(tǒng)汽車(chē)響應(yīng)敏捷，使用功能強(qiáng)，可靠性高，既保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力又降低燃油的消耗，而且又滿(mǎn)足排放法規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)。

汽車(chē)是現(xiàn)代人必不可少的交通工具。而電動(dòng)汽車(chē)給我們帶來(lái)無(wú)限樂(lè)趣外還能給我們勞累一天的身心得以放松。就拿自動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)吧，汽車(chē)在行駛時(shí)，可以不踩離合器踏板，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔而發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)熄火，這樣有效的提高駕駛方便性減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度。自動(dòng)變速器主要由液力變矩器、齒輪變速器、油泵、液壓控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、油冷卻系統(tǒng)等組成。電子控制的懸架主要是用來(lái)緩沖路面對(duì)車(chē)身的沖擊力以及減少振動(dòng)保證汽車(chē)平順性和操縱穩(wěn)定性。當(dāng)汽車(chē)行駛在不平坦的道路時(shí)汽車(chē)能能根據(jù)底盤(pán)和路面高度自動(dòng)調(diào)整。當(dāng)車(chē)高比設(shè)置的高度低時(shí)，就向氣室或油缸充氣或充油。如果是相反，就放氣或?yàn)a油。從而保證汽車(chē)的水平行駛，提高行駛穩(wěn)定性?？勺兞?dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因能顯著改變駕駛員的工作效率和狀態(tài)，所以在電動(dòng)汽車(chē)上廣泛使用。VDC對(duì)汽車(chē)性能有著至關(guān)重要的作用它能根據(jù)需要主動(dòng)對(duì)車(chē)輪進(jìn)行制動(dòng)來(lái)改變汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使汽車(chē)達(dá)到最佳的行駛狀態(tài)和操縱性能，并增加了汽車(chē)的附著性，控制性和穩(wěn)定性。除了這些之外4WS、4WD的出現(xiàn)大大提高了電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)值與性能同步提升。ABS具有減少制動(dòng)距離并能保持轉(zhuǎn)向操作能力有效提高行駛方向的穩(wěn)定性同時(shí)減少輪胎的磨損。安全氣囊的出現(xiàn)在很大程序上保護(hù)了駕駛員和乘客的安全，大大降低汽車(chē)在碰撞時(shí)對(duì)駕駛員和乘客的緩沖，以過(guò)到保護(hù)生命安全的目的。

智能電子技術(shù)在汽車(chē)上得以推廣使得汽車(chē)在安全行駛和其它功能更上一層樓。通過(guò)各種傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。除些之外智能汽車(chē)裝備有多種傳感器能充分感知交通設(shè)施及環(huán)境的信息并能隨時(shí)判斷車(chē)輛及駕駛員是否處于危險(xiǎn)之中，具備自主尋路、導(dǎo)航、避撞、不停車(chē)收費(fèi)等功能。有效提高運(yùn)輸過(guò)程中的安全，減少駕駛員的操縱疲勞度，提高乘客的舒適度。當(dāng)然蓄電池是電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵，電動(dòng)汽車(chē)用的蓄電池主要有：鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鈉硫蓄電池、鈉硫蓄電池、鋰電池、鋅―空氣電池、飛輪電池、燃料電池和太陽(yáng)能電池等。在諸多種電池中，燃料電池是迄今為止最有希望解決汽車(chē)能源短缺問(wèn)題的動(dòng)力源。燃料電池具有高效無(wú)污染的特性，不同于其他蓄電池，其不需要充電，只要外部不斷地供給燃料，就能連續(xù)穩(wěn)定地發(fā)電。燃料電池汽車(chē)(FCEV)具有可與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)媲美的動(dòng)力性能，在排放、燃油經(jīng)濟(jì)性方面明顯優(yōu)于內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛。

隨著計(jì)算機(jī)和電子產(chǎn)品不斷開(kāi)級(jí)換代，電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)也在日趨成熟與完善，使得駕駛更安全、方便、靈活、舒適?，F(xiàn)在，電動(dòng)汽車(chē)離普通消費(fèi)者的距離還很遙遠(yuǎn)，只有少數(shù)人在趕趕時(shí)髦而已。電動(dòng)汽車(chē)真正能夠與傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)相競(jìng)爭(zhēng)，今后汽車(chē)市場(chǎng)終會(huì)被電動(dòng)汽車(chē)和智能汽車(chē)所取代。這只是時(shí)間性的問(wèn)題這一天終究會(huì)來(lái)到的。ABS、GPS、4WS、4WD以及各種新時(shí)代的電子產(chǎn)品與現(xiàn)代高性能汽車(chē)默契組合、絕妙搭配，帶給我們無(wú)與倫比的精準(zhǔn)駕駛舒適性和行駛安全性。有限元熱分析的陶瓷離合器引言磨料空轉(zhuǎn)車(chē)輛離合器是力封閉聯(lián)軸器。扭矩和高速傳輸被壓緊表面之間產(chǎn)生的摩擦力所保證。應(yīng)用陶瓷是因?yàn)樗鳛槟Σ两橘|(zhì)具有好耐熱和耐磨損性能，提供了機(jī)會(huì)以驅(qū)動(dòng)更高的壓力，以及一個(gè)低的密度。因此，一個(gè)提功率密度啟用了一個(gè)平行的最小化建筑空間。測(cè)量使用陶瓷飾面離合器盤(pán)的第一個(gè)原型在卡爾斯魯厄大學(xué)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)從事客車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試執(zhí)行。在分析過(guò)程中的有限元（FE）模型是將與測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量條件的知識(shí)所構(gòu)成。計(jì)算的目的是要確定在離合器盤(pán)上溫度的分布以及環(huán)境中的在每一時(shí)刻的及時(shí)測(cè)量目。至關(guān)重要的是熟悉的溫度范圍，為了檢驗(yàn)該系統(tǒng)的耐磨特性。因此，重要信息從測(cè)量數(shù)據(jù)中得出。在臨界負(fù)載的情況下，預(yù)計(jì)最高溫度必須在時(shí)間和空間上進(jìn)行預(yù)測(cè)，為保護(hù)接近發(fā)熱體的位置測(cè)量工具的。本研究的目的是分析和修改該離合器系統(tǒng)通過(guò)改進(jìn)，以提供更好的工作條件熱傳導(dǎo)和系統(tǒng)或增加轉(zhuǎn)化成摩擦熱的能量的對(duì)流。此外，人們希望找到更有效的更好的離合器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。計(jì)算是由宇宙星空的設(shè)計(jì)的軟件進(jìn)行的。在模型開(kāi)發(fā)階段，非常謹(jǐn)慎，必須采取幾何元素，選擇適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化尺寸，并且由于正確調(diào)整的時(shí)間步長(zhǎng)大量的硬件要求瞬態(tài)計(jì)算。熱物性參數(shù)的改變，如表面熱對(duì)流化系數(shù)和熱負(fù)荷，必須考慮到到在一個(gè)持續(xù)的基礎(chǔ)上在時(shí)間和地點(diǎn)方面。離合器系統(tǒng)的分析測(cè)試這兩方面，只能通過(guò)加熱隔板連接的兩個(gè)獨(dú)立的模型來(lái)管理，根據(jù)該假說(shuō)認(rèn)為，接觸溫度必須是在兩個(gè)相同的雙方，同時(shí)他們要有適當(dāng)接觸，其價(jià)值需通過(guò)迭代來(lái)進(jìn)行調(diào)整。計(jì)算顯示，該熱分區(qū)按周期變化，它沿不同的內(nèi)，外接觸環(huán)。在不同的冷卻特性下，在陶瓷和鋼之間的結(jié)果是不同的，熱流從陶瓷側(cè)面向鋼側(cè)流動(dòng)。此熱流也通過(guò)迭代確定;它的價(jià)值也改變了周期和不同沿著所述內(nèi)和外接觸環(huán)。采用工程陶瓷作為摩擦材料的第一個(gè)原型機(jī)這款檢查過(guò)的離合器盤(pán)是根據(jù)“特定的陶瓷”產(chǎn)品而開(kāi)發(fā)的，此材料的研發(fā)過(guò)程在流程在卡爾斯魯厄大學(xué)的InstituteforProductDevelopment(IPEK)雜志上發(fā)表過(guò)。此開(kāi)發(fā)過(guò)程已經(jīng)具有的可能性，用于連接到一個(gè)真實(shí)的傳動(dòng)軸；甚至，它為面板有一個(gè)好的初始行為起到一個(gè)很好的緩沖作用。磨料配件必須符合以下基本要求：根據(jù)高摩擦系數(shù)高扭矩傳遞高舒適度（通過(guò)自感應(yīng)抖動(dòng)無(wú)共振）均勻的溫度分布低磨損特性開(kāi)關(guān)的一個(gè)關(guān)鍵因素是摩擦面.在設(shè)計(jì)極限方面，必須謹(jǐn)慎采取選擇合適的材料。高而恒定的摩擦系數(shù)，耐磨損和耐熱性是理想的特性。離合器圓盤(pán)能代替通常應(yīng)用環(huán)形磨料入口兩排SSIC的（燒結(jié)）陶瓷顆粒。這些小球被放置在6個(gè)單獨(dú)的段位。該段由鉚釘固定到中心輪轂。每個(gè)段由4片組成，2個(gè)工作面對(duì)著彈簧和2個(gè)作為載體。測(cè)量測(cè)量是在卡爾斯魯厄大學(xué)（TH）研究型大學(xué)的動(dòng)力傳動(dòng)系完成的，同時(shí)也是用于測(cè)試新的摩擦材料和新材料在實(shí)際離合器片中檢測(cè)的地方。真實(shí)情況是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電阻的仿真應(yīng)用（例如，開(kāi)始在平面上，開(kāi)始于山）的試驗(yàn)裝置。這是一個(gè)組件試驗(yàn)臺(tái)夷為平地在摩擦測(cè)試環(huán)境的第四位。為了給維度的概念：設(shè)備長(zhǎng)度大約4-5m。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)和軸向力是由計(jì)算機(jī)獨(dú)立控制;因此許多運(yùn)營(yíng)可實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)。這使得設(shè)備來(lái)完成一個(gè)摩擦學(xué)測(cè)量無(wú)數(shù)，而所有正確建模在乘用車(chē)上的離合器盤(pán)的操作。它還配備用自動(dòng)的IT測(cè)量系統(tǒng)。可測(cè)量的量包括以下內(nèi)容：2個(gè)重型電機(jī)（150千瓦，Baume米勒DS160L-305）設(shè)備適用于施加軸向力扭力計(jì)（SensortelemetrieMF100）軸力計(jì)鋼盤(pán)的摩擦可更換的頭部貼上設(shè)備進(jìn)行測(cè)試溫度沿兩個(gè)不同的半徑處為0.4mm以下的鋼盤(pán)（歐米茄HJMTSS-IM100U-磨料表面150-2000，J鐵康銅熱電偶）每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為雙方（PolytecLSV065）。這里最大的挑戰(zhàn)是這些我們想知道的旋轉(zhuǎn)鋼盤(pán)面上溫度的測(cè)量。兩個(gè)熱元件放置在鋼盤(pán)通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和被放置為0.4mm以下的研磨面鋼盤(pán)上的兩個(gè)相對(duì)的圓弧的離合器盤(pán)。測(cè)量過(guò)程為了測(cè)量由組分分析和降低成本的一側(cè)離合器盤(pán)安裝用陶瓷襯片，由此，離合器磁盤(pán)及其配件將被稱(chēng)為陶瓷側(cè)，而磨具鋼盤(pán)與它的環(huán)境一起旋轉(zhuǎn)會(huì)簡(jiǎn)稱(chēng)為鋼側(cè)。在測(cè)量時(shí)，數(shù)據(jù)的過(guò)程中收集在100和1000Hz的采樣頻率。在測(cè)量開(kāi)始通過(guò)增加每轉(zhuǎn)鋼側(cè)（驅(qū)動(dòng)側(cè)）的分鐘為一個(gè)特定值（這里是1500轉(zhuǎn)）。然后在陶瓷側(cè)（驅(qū)動(dòng)側(cè)），在保持零轉(zhuǎn)速下被推向鋼盤(pán)和軸向力應(yīng)用，直到一個(gè)指定的值為止（名義上4200N在這里）。當(dāng)?shù)竭_(dá)所指定的軸向力的陶瓷側(cè)是釋放和雙方開(kāi)始同步。幾秒鐘在同步之后，在軸向載荷終止和后一段時(shí)間都在鋼和陶瓷兩側(cè)繞轉(zhuǎn)在相同的速度會(huì)慢下來(lái)。這被視為一個(gè)測(cè)量周期。十個(gè)周期中的一個(gè)過(guò)程中完成單次測(cè)量。在應(yīng)用程序中的軸向力陶瓷側(cè)被保持在零轉(zhuǎn)速，直至所需的力達(dá)到以確保發(fā)生同步于幾乎每種相同的時(shí)間周期。這是不利的從兩者的觀點(diǎn)出發(fā)，測(cè)量目和計(jì)算。測(cè)量通常通過(guò)進(jìn)行僅改變3個(gè)參數(shù)：速度，軸向載荷和慣性。下面的數(shù)字是應(yīng)用于各種組合：1.轉(zhuǎn)速n：700，1100和1500（RPM）2.軸向力F：4200，6400和8400（N）3.慣量I：1，1.25和1.5（kgm2為單位）實(shí)驗(yàn)測(cè)量與約推出,10-15分鐘的時(shí)間間隔，在此期間，系統(tǒng)冷卻到約30-40攝氏度。這使得計(jì)算變得很困難，因?yàn)榇_切的該系統(tǒng)的溫度分布是不知道的開(kāi)始測(cè)量。然而，可以假定經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的10-15分鐘就足夠了一個(gè)幾乎均一要產(chǎn)生的溫度分布。下面的模擬已經(jīng)選擇了一個(gè)中間的情況下用轉(zhuǎn)速n=1500轉(zhuǎn)，一軸向力F=4200N和一個(gè)慣量I=1kgm2。計(jì)算兩個(gè)摩擦過(guò)程中所消耗的機(jī)械能體被轉(zhuǎn)化成熱量所產(chǎn)生的熱量可計(jì)算由下列簡(jiǎn)單的公式：Q=μ·ν·F[W]，其中μ為摩擦系數(shù)，v是滑動(dòng)速度，F(xiàn)是垂直壓縮表面上的力。和每單位表面的熱通量密度q=μ·ν·p[Wm2]，其中p是計(jì)算的力的比率的壓力和的接觸表面。作為陶瓷片被放置在兩個(gè)不同的半徑沿離合器盤(pán)，所產(chǎn)生的熱量必須分別計(jì)算每個(gè)半徑?；瑒?dòng)可分為兩部分。在第一部，所述陶瓷側(cè)被保持在一個(gè)固定的位置由制動(dòng)，同時(shí)在軸向負(fù)荷增大，因此在時(shí)間的過(guò)程中壓縮的變化，而速度雙方的差異是恒定的。在第二部分（在同步）的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行均衡,而力值是恒定的，所以在時(shí)間的速度變化。基礎(chǔ)物所產(chǎn)生的熱量是：名義接觸面積是24的接觸表面的聚合和18陶瓷平板電腦在給定的半徑。陶瓷小塊的直徑是:計(jì)算進(jìn)行了負(fù)荷情況的特點(diǎn)是以下參數(shù):基于實(shí)驗(yàn)測(cè)量的恒定摩擦0.4系數(shù)成立。速率可以通過(guò)速度和半徑的知識(shí)來(lái)計(jì)算：表面壓力可以計(jì)算為軸向力的比率和接觸表面。這產(chǎn)生相同的數(shù)字的每個(gè)陶瓷顆粒，假設(shè)即使負(fù)載分布。則有：這樣的話，最大的集中熱值就是：在滑動(dòng)的第一部分，所產(chǎn)生的熱上升，由于負(fù)載力的增加;在第二部分中，它是減小由于速度差的均衡。這是要知道各滑動(dòng)部分的時(shí)間，以可以指定所產(chǎn)生的熱量時(shí)間曲線。這些可以是從測(cè)量數(shù)據(jù)序列來(lái)確定。同步時(shí)間可以很容易地從陶瓷側(cè)的速度來(lái)決定。速度的提升是線性的。力的增加是非線性的。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，力增加在被取代的由直線計(jì)算使下面的直線的面積近相同的曲線下測(cè)量的面積。因此，時(shí)間直線的兩個(gè)端點(diǎn)之間的差異是第一滑動(dòng)部的時(shí)間。將上述方法應(yīng)用于每個(gè)周期和他們的平均被指定。基于這些結(jié)果，下面的值被確定為滑動(dòng)時(shí)間：應(yīng)力時(shí)間s同步時(shí)間s現(xiàn)在發(fā)熱的時(shí)間曲線可以產(chǎn)生。該相同的曲線被用在每一個(gè)周期，因?yàn)橛性诿恳粋€(gè)循環(huán)參數(shù)之間沒(méi)有顯著差異。所產(chǎn)生的熱量，計(jì)算出這種方式，會(huì)出現(xiàn)在熱模型的熱負(fù)荷。它必須分布的接觸表面通過(guò)考慮適當(dāng)?shù)刂g考慮熱分區(qū)。熱分區(qū)需要接觸的溫度是相同的兩個(gè)表面上。正確的調(diào)整需要反復(fù)迭代。附錄ＢAstheworldenergycrisis,andthewarandtheenergyconsumptionofoil--andarefullofenergy,inoneday,somedayitwilldisappearwithoutatrace.Oilisnotinresources.Soinoilconsumptionmustbecleanbeforefindingareplacement.Withthedevelopmentofscienceandtechnologytheprogressofthesociety,peopleinventedtheelectriccar.Electriccarswillbecomethemostidealoftransportation.Inthedevelopmentofworldeachaspectisfruitful,especiallywiththeautomobileelectronictechnologyandcomputerandrapiddevelopmentoftheinformationage.Theelectroniccontroltechnologyinthecaronawiderangeofapplications,theapplicationoftheelectronicdevice,cars,andelectronictechnologynotonlytoimproveandenhancethequalityandthetraditionalautomobileelectricalperformance,butalsoimprovetheautomobilefueleconomy,performance,reliabilityandemissionspurification.Widelyusedinautomobileelectronicproductsnotonlyreducesthecostandreducethecomplexityofthemaintenance.Fromthefuelinjectionengineignitiondevices,aircontrolandemissioncontrolandfaultdiagnosistothebodyauxiliarydevicesaregenerallyusedinelectroniccontroltechnology,autodevelopmentmainlyelectromechanicalintegration.Widelyusedinautomotiveelectroniccontrolignitionsystemmainlyelectroniccontrolfuelinjectionsystem,electroniccontrolignitionsystem,electroniccontrolautomatictransmission,electroniccontrol(ABS/ASR)controlsystem,electroniccontrolsuspensionsystem,electroniccontrolpowersteeringsystem,vehicledynamiccontrolsystem,theairbagsystems,activebeltsystem,electroniccontrolsystemandtheautomaticair-conditioningandGPSnavigationsystemetc.Withthesystemresponse,theusefunctionofquickcar,highreliability,guaranteesofenginepowerandreducefuelconsumptionandemissionregulationsmeetstandards.Thecarisessentialtomoderntraffictools.Andelectriccarsbringusinfinitejoywillgiveusthephysicalandmentalrelaxation.Takeforexample,automatictransmissioninroad,cannotontheclutch,canachieveautomaticshiftandengineflameout,notsoeffectiveimprovethedrivingconveniencelightenthefatiguestrength.Automatictran