畢業(yè)設(shè)計(jì)豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì)

1、i 青青 島島 工工 學(xué)學(xué) 院院 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文( (設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)) ) 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 王鵬 學(xué)號學(xué)號 201104107327 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 李 艷 英 學(xué)學(xué) 院院 機(jī)電工程學(xué)院 專專 業(yè)業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化年級年級2011 級專升本 答辯日期答辯日期 20132013 年年 6 6 月月 5 5 日日 青青 島島 工工 學(xué)學(xué) 院院 ii 摘摘 要要 汽車與人們的生活息息相關(guān)，它是人們現(xiàn)實(shí)生活中必不可少的出行工具。在汽 車傳動(dòng)過程中，離合器性能的好壞直接影響著汽車的使用性能。離合器的主要功用 是切斷和實(shí)現(xiàn)對發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)，保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳

2、動(dòng)系平順結(jié)合， 確保汽車平穩(wěn)起步。 汽車離合器有摩擦式、液力式和電磁式三種類型，摩擦式離合器的使用最為廣 泛。本論文根據(jù)離合器的設(shè)計(jì)原理和車輛的使用條件以及車輛參數(shù)，按照離合器系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和彈簧要求，主要進(jìn)行了以下工作：選擇相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，離合器容量 參數(shù)，離合器后備系數(shù)的確定，單位壓力 p 的確定，摩擦片外徑 d 確定。并進(jìn) 行了總成設(shè)計(jì)，主要為減振從動(dòng)盤設(shè)計(jì)，壓盤設(shè)計(jì)，離合器蓋的設(shè)計(jì)和圓柱螺旋彈 黃的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：離合器；圓柱螺旋彈簧；摩擦片；從動(dòng)盤；壓盤 iii abstract the car is closely linked with peoples life, it is e

3、ssential to people in real life, travel tools. in the car in the process of transmission, clutch performance directly affects the performance of the vehicle. the main function of the clutch is cut off and the realization of power transmission to the engine, to ensure the car started the engine and t

4、ransmission system with the smooth, ensure a smooth start car. friction type, hydraulic and electromagnetic three types of automobile clutch, the use of the friction clutch is most widely. in this paper, according to the design principle and a clutch of a vehicle using conditions and vehicle paramet

5、ers, in accordance with the design steps and spring clutch system requirements, mainly for the following work: select the relevant design parameters, clutch size parameters, determine the clutch reserve coefficient, determines the unit pressure of p d determine the diameter, friction plate. and the

6、assembly design, the main design for reducing vibration, driven pressure plate, clutch cover design and cylindrical spiral shells huang design. key words：clutch；cylindrical spiral spring；friction；thedriven plate； pressure plate iv 目目 錄錄 1 緒論.1 1.1 選題的意義.1 1.2 離合器種類的介紹.1 1.3 汽車離合器設(shè)計(jì)的基本要求 .2 2 摩擦離合器基本

7、結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇.3 2.1 摩擦片外徑及其它尺寸的確定.3 2.1.1 摩擦片外徑d.3 2.1.2 摩擦片內(nèi)徑d.3 2.1.3 摩擦片厚度h.4 2.1.4 校核離合器所選尺寸.4 3 離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算.6 3.1 從動(dòng)盤總成.6 3.1.1 從動(dòng)片.6 3.1.2 從動(dòng)盤轂.6 3.2 壓蓋和離合器蓋 .9 3.2.1 壓盤設(shè)計(jì).9 3.2.2 離合器蓋設(shè)計(jì).12 3.3 離合器分離裝置的設(shè)計(jì).12 3.3.1 分離桿.12 3.3.2 分離軸承及分離套筒.13 4 圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì).14 4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) .14 4.2 彈簧的計(jì)算.14 4.3 離合器故障診斷

8、與排除.17 參考文獻(xiàn).18 致 謝.19 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 選題的意義 離合器是傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的部件，也是傳動(dòng)系的第一個(gè)總成。發(fā) 動(dòng)機(jī)一般在無負(fù)荷的狀態(tài)下起動(dòng)，從而在汽車起步前切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的傳 動(dòng)路線；另外，汽車在換擋和制動(dòng)前也必須切斷動(dòng)力傳遞。為此，需在發(fā)動(dòng)機(jī)與變 速器之間設(shè)有離合器。離合器的作用是根據(jù)情況來隨時(shí)切斷和接通發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系的 動(dòng)力，從而確保汽車在平穩(wěn)起步、換擋平順、防止傳動(dòng)系過載等的情況下來避免離 合器打滑。為了讓離合器具有以上優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前的汽車中大部分采用彈簧壓緊的摩擦 式離合器，摩擦式離合器傳遞的最大扭距取決于摩擦面間的壓

9、緊情況、摩擦片尺寸、 摩擦面的表面狀況等。摩擦式彈簧離合器一般具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）結(jié)合時(shí)通常比較平順、柔和。使汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。 （2）能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)距； （3）分離時(shí)要迅速、徹底； （4）操作輕便，工作性能穩(wěn)定，使用壽命長； （5）保證汽車傳動(dòng)系能夠共振和吸收振動(dòng)、沖擊和減小噪聲等一系列優(yōu)點(diǎn)； （6）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)具有可靠的強(qiáng)度并且要注意平衡而且要避免離心力的影響。 1.2 離合器種類的介紹 離合器分為摩擦式、液力式和電磁式三種類型.但摩擦式離合器用的最為廣泛, 目前與普通齒輪變速器配合的離合器多為干式離合器。干式摩擦離合器按壓緊彈簧 的形式與布置分為膜片彈黃式、周部彈簧式

10、和中央彈簧式三種形式。離合器的構(gòu)造 通常如圖 1-1 所示，一般對摩擦式離合器來說，通常就離合器的功能來看，結(jié)構(gòu)上 包括主動(dòng)件、從動(dòng)件、壓緊彈簧和分離杠桿等幾部分。 壓盤、分離桿和壓緊彈簧一起組裝在離合器蓋內(nèi)，稱為離合器蓋的總成。主動(dòng) 件由飛輪和壓盤構(gòu)成，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過飛輪和壓盤輸入。飛輪和壓盤之間作為從 動(dòng)盤總成并且作為從動(dòng)件通過摩擦接受由主動(dòng)件傳來的輸入轉(zhuǎn)矩，通常是通過離合 器中間的從動(dòng)盤轂花鍵來輸出轉(zhuǎn)矩。壓緊彈簧通過壓盤將從動(dòng)盤總成壓緊在飛輪上， 形成工作壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)通過帶動(dòng)壓盤和飛輪一起旋轉(zhuǎn)并且通過壓盤上的壓 緊彈簧產(chǎn)生的摩擦力來帶動(dòng)從動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)，通過這一系列的運(yùn)作來完成轉(zhuǎn)矩的

11、輸出。 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 2 圖 1-1 離合器結(jié)構(gòu) 1.3 汽車離合器設(shè)計(jì)的基本要求 設(shè)計(jì)離合器時(shí)應(yīng)考慮離合器的使用可靠性、壽命以及生產(chǎn)和使用中的良好技術(shù) 經(jīng)濟(jì)要求和環(huán)保指標(biāo)。 所謂使用可靠，指的是離合器的機(jī)構(gòu)或者是零部件能夠在預(yù)期內(nèi)正常工作得到 保證。這意味著在使用中要注意保養(yǎng)，其耗費(fèi)的的勞動(dòng)量也要建可能的小。這就取 決于制造和裝配質(zhì)量、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用狀況。 壞境保護(hù)的要求是，希望離合器工作時(shí)避免產(chǎn)生不良?xì)馕兑约皩θ梭w有害的粉 塵。通常要求飛輪外殼或車身完全封閉一般是做不到的，并且也不合適的，只能從 離合器上下手。離合器粉塵來源于從動(dòng)盤總成摩擦片的磨損。 高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)指的是

12、離合器具有相對便宜的價(jià)格和質(zhì)量必須得到保證。 這主要是由生產(chǎn)組織管理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝等幾個(gè)方面給予保證；減少零件數(shù) 目，采用通用化、系列化設(shè)計(jì)和大批量生產(chǎn)，都有利于提高離合器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 3 2 摩擦離合器基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇 2.1 摩擦片外徑及其它尺寸的確定 2.1.1 摩擦片外徑d 摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它好壞關(guān)系到離合器的使用壽命。摩擦片的 外徑根據(jù)轉(zhuǎn)矩來確定。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩選摩擦片外徑的重要參數(shù)，當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn) 矩 max t（n m）來選定d時(shí)，可根據(jù)公式 a t d emax 100 (2-1) 式中d摩擦片外徑，mm max t發(fā)

13、動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，n m ma車型及使用情況有關(guān)的系數(shù)，一般載貨汽車 a36（單片）或 a50（雙片） ，取 a50;自卸車或使用條件惡劣的載貨汽車 a=19. 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，由表 21 選定摩擦片的尺寸最終為d160 mm。 212 摩擦片內(nèi)徑d 摩擦片的內(nèi)徑d是一個(gè)獨(dú)立的量，和外徑呈一定的比例，由比值 c 來選定，定 義為 d d c (2-2) 比值 c的大小能夠反映從動(dòng)片總成的使用性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。增加 c能夠降低摩 擦片內(nèi)外緣滑磨速度差和離合器的散熱。然而過分增大 c減小摩擦片的面積，從而 使其轉(zhuǎn)矩的能力得不到保證。根據(jù)前輩們的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)， 7 . 053 . 0 c 由此可見發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與

14、c取值有關(guān)。根據(jù)摩擦片的參數(shù)以及尺寸系列從表 21 中選取 c0.687，內(nèi)徑d110mm。 表 2-1 離合器尺寸系列和參數(shù) 外徑 /d mm 內(nèi)徑 /d mm 厚度 /h mm 內(nèi)外徑之 比 c 單位面積 2 /a mm 1601103.20.68710600 1801253.50.69413200 2001403.50.70016000 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 4 2251503.50.66722100 2501553.50.62030200 2801653.50.58940200 3001753.50.58346600 3251903.50.58554600 35019540.55

15、767800 38020540.54072900 40522040.54390800 43023040.535103700 2.1.3 摩擦片厚度 關(guān)于摩擦片的厚度h的選取，我們國家規(guī)定了 3.2 mm、3.5 mm、4 mm 三種規(guī)格。 參照離合器摩擦片的參數(shù)和尺寸系數(shù)以及表 2-1，我們將取厚度h取為 3.2 mm。 由以上可知，選取摩擦片外徑d160mm，內(nèi)徑d110 mm，厚度h3.2mm， c0.687。 2.1.4 校核離合器所選尺寸 離合器尺寸的校核可用如下公式 ) d 1 (pd 12 3 3 3 emaxc d ztt （23） 式中 d摩擦片外徑，mm； d摩擦片內(nèi)徑，mm

16、； p單位壓力，mpa； z摩擦片工作面數(shù)，單片為 2，雙片為 3； emax t發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，n m； 離合器后備系數(shù)； c t離合器的轉(zhuǎn)矩容量，n m。 后備系數(shù)保證了離合器能可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，還有助于減少汽車起 步時(shí)的滑磨，提高離合器的使用壽命。在開始設(shè)計(jì)離合器時(shí)，一般是參照已有的經(jīng) 驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)資料，并根據(jù)汽車的使用條件、離合器結(jié)構(gòu)型式的特點(diǎn)等，初步選定后備 h 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 5 系數(shù)。汽車離合器的后備系數(shù)推薦如下（供參考）： 小轎車： =1.21.3；載貨車： =1.72.25；帶拖掛的重型車或牽引車： =2.03.0。在同類型汽車中，其后備系數(shù)也可不完全一樣。例

17、如采用壓簧工作 壓力可以調(diào)正的離合器時(shí)，值就可以取小一些。否則，像一般螺旋彈簧離合器， 摩擦片磨損后工作壓力要減小，就要適當(dāng)加大后備系數(shù)。 綜上所述，由于采用的是螺旋彈簧，基本上在公路上行使，取1.7，摩擦 系數(shù)0.25，p0.41n/mm，內(nèi)徑d110mm，代入（23）得 ) 110 (1 41 . 0 225 . 0 12 1507 . 1 3 3 d d 可得 d110.13。 所求的 d 與按第一個(gè)求得 d 相近，因此所選擇的離合器尺寸而且參數(shù)要合理。 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 6 3 離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 從動(dòng)盤總成 設(shè)計(jì)從動(dòng)盤總成時(shí)應(yīng)注意滿足以下幾個(gè)方面的要求：

18、 （1）要盡可能的減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就是盡量降低變速器換擋時(shí)的沖擊。 （2）為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面上的壓力分布更均勻等，從動(dòng)盤應(yīng)具有 軸向彈性。 （3）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)盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減 振器。 （4）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。 帶扭轉(zhuǎn)減振器的和不帶扭轉(zhuǎn)減振器的是變速器的兩種基本結(jié)構(gòu)型式。 不帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕。帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤現(xiàn)在大 部分使用在今天的汽車中，避免汽車系統(tǒng)的共振、降低系統(tǒng)的噪聲等一系列措施將 可以提高汽車的使用壽命，從而能夠使汽車在行駛的過程中的舒適性相應(yīng)的得到提 高并且使汽車的起步更加趨于平穩(wěn)。 從動(dòng)盤由從動(dòng)片、摩擦片和從動(dòng)盤轂

19、等 3 個(gè)基本部分組成 4。 3.1.1 從動(dòng)片 設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)要盡量控制其重量，要盡量將其質(zhì)量分布在其旋轉(zhuǎn)中心處，從而 使其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不至于過大。其慣性力是由其從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速變化引起的，變速器換擋 齒輪間輪齒的沖擊和變速器中的同步裝置之間的磨損是由慣性引起的。慣性力的大 小和從盤盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量呈線性關(guān)系，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的降低能夠降低變速器換擋的沖擊， 從動(dòng)片通常做的較薄，通常選用 1.3-2.0mm 厚的鋼板沖制而成。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)片外緣的盤形部分磨薄至 0.65-1.0mm，使其質(zhì)量更加 靠近宣旋轉(zhuǎn)中心。 離合器的平順結(jié)合將確保汽車能夠平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般制成軸

20、 向彈性結(jié)構(gòu)。這樣，在離合器的結(jié)合過程中，主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的壓力是逐漸增 加的。 3.1.2 從動(dòng)盤轂 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是從動(dòng)盤轂的花鍵孔輸出，變速器第一軸花鍵軸就插在該花鍵孔內(nèi)。 從動(dòng)盤轂和變速器第一軸的花鍵結(jié)合方式，目前都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵?；ㄦI 之間通常選擇動(dòng)配合，為了確保離合器能夠在分離和結(jié)合的過程中使從動(dòng)盤轂在花 鍵軸上自由滑動(dòng)。 從動(dòng)盤轂的結(jié)構(gòu)由兩部分組成：盤轂和法蘭。過去兩者直接做成一體，現(xiàn)今國 外都做成裝配式，以節(jié)約材料。 1 從動(dòng)盤轂花鍵尺寸選擇 根據(jù) gb11441974 選定的花鍵標(biāo)準(zhǔn)，我們可以根據(jù)從動(dòng)盤的外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)的 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 7 轉(zhuǎn)矩選擇花鍵尺寸。

21、表 3-1 選取其尺寸入下：從動(dòng)盤外徑d200mm，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) c t110 n m，花鍵齒數(shù)n10，花鍵外徑 d29mm，花鍵內(nèi)徑 d23mm，齒厚 b4mm，有效長度l25mm，擠壓應(yīng)力11.3mpa。 表 3-1 從動(dòng)盤轂花鍵尺寸系列 從動(dòng)盤外 徑d/mm 發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩 maxe / n m 花 鍵 齒 數(shù) n 花 鍵 外 徑 d /mm 花 鍵 內(nèi) 徑 d/ mm 鍵 齒寬 b/ mm 有 效 齒 長 l/ mm 擠壓 應(yīng)力 /mp a 16050102 3 1832010 18070102 6 2132011.8 200110102 9 2342511.3 225150103 2 26

22、43011.5 250200103 5 2843510.4 280280103 5 3244012.7 3003101043254010.7 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 8 0 325380104 0 3254511.6 350480104 0 3255013.2 380600104 0 3255515.2 410720104 5 3656013.1 430800104 5 3656513.5 450950105 2 4166512.5 從東片和摩擦片之間一般有兩種緊固方法：粘接法與鉚接法。從動(dòng)盤轂一般由 中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，擠壓應(yīng)力一般不能超過 20mpa。 2 從動(dòng)盤轂花鍵的強(qiáng)度

23、校核 花鍵齒的側(cè)面壓力 zdd t p e )( 4 max （3-1） 式中z從動(dòng)盤轂的數(shù)目。 因此 np 8 . 4230 210)2329( 1104 3 擠壓應(yīng)力 nhl p 擠 （3-2） 式中 h花鍵齒的工作高度，m，2)(ddh。 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 9 因此207 . 4 1025) 2 2329 (10 8 .4230 3 擠 mpa 所以符合要求。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、參照同類產(chǎn)品，選取從動(dòng)盤摩擦材料為金屬材料。除了應(yīng)有對一般 有機(jī)摩擦材料所需要的綜合性能之外，還應(yīng)著重考慮以下兩方面性能，防止出現(xiàn)負(fù) 面影響： （1）對偶件的耐磨性； （2）離合器接合時(shí)工作的粗暴性。 3.2

24、壓蓋和離合器蓋 3.2.1 壓盤設(shè)計(jì) 壓盤的設(shè)計(jì)包括幾何尺寸的確定選擇和傳力方式的選擇兩個(gè)方面。 1壓盤傳力方式的選擇 壓盤是離合器的主動(dòng)部分，壓盤在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)將和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)， 因此壓盤與飛輪一定存在必然的聯(lián)系，它們之間的這種關(guān)系不但允許壓盤在離合器 分離過程中能自由地做軸向移動(dòng)，而且還能夠使壓盤和從動(dòng)盤脫離接觸。壓盤的傳 力方式有凸臺(tái)式連接、鍵式連接、銷式連接。 壓盤的結(jié)構(gòu)形狀除于傳力方式有關(guān)外，還與壓緊方式和分離方式有關(guān)。在采用 沿圓周分布的圓柱螺旋彈簧作壓緊彈簧時(shí)，壓盤上應(yīng)鑄有圓柱形凸臺(tái)作為彈簧的導(dǎo) 向座 1。 2傳力銷的強(qiáng)度校核 圖 3-1 傳力銷的受力圖 由圖 3-1 可

25、知，傳力銷同時(shí)承受由力 q 、 q 所引起的彎曲應(yīng)力和p（接合時(shí) 的彈簧壓緊力）引起的拉伸應(yīng)力。此外，傳力銷表面在寬度1s與2s的范圍內(nèi)還受 其 q 和 q 的擠壓作用。其強(qiáng)度校核如下。 1） 拉彎復(fù)合應(yīng)力 作用力 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 10 n e nr t q 2 max （3- 3） n e nr t q 4 max （3- 4） 式中 maxe t發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，n m； n傳力銷數(shù)目； n r力 q 和 q 的作用半徑，m。 因此 5 . 55 1016562 110 3 qn 8 . 27 1016564 110 3 qn 傳力銷的彎曲應(yīng) 3 max 1 . 04 )2( d

26、nr bat wm n e bb 彎 nrbatm neb 4)2( max （3- 5） 式中 b m彎矩，n m， ； d傳力銷根部直徑，cm； b w傳力銷抗彎截面模量， 3 cm； ba,力 q 和 q 的作用力臂，cm。 因此，39 . 2 10 5 . 181 . 061654 ) 5 . 30122(110 93 彎 mpa530 b mpa 傳力銷的拉伸應(yīng)力 nd p 2 4 拉 （3- 6） 因此 26 4 12 987.6 7.35 3.14 18.5106 拉 mpa 傳力銷的復(fù)合應(yīng)力 拉彎合 （3- 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 11 7） 因此 合 =2.39+7.35

27、=9.74 mpa 2) 傳力銷的擠壓應(yīng)力 100 11 ds q 擠 （mpa） （3-8） 100 12 ds q 擠 （mpa） （3-9） 式中， 1 d傳力銷的直徑，cm； 21，s s作用寬度，cm。 因此2000 100 5 . 181015 5 .55 6 擠 mpa 1000 100 5 . 181015 8 .27 6 擠 mpa 經(jīng)校核，傳力銷的強(qiáng)度符合要求。 3壓盤及傳力銷（塊）的材料 壓盤形狀不僅要復(fù)雜且要耐磨、傳熱性好和具有較理想的摩擦性能，通常由灰 鑄鐵鑄成(注意：不能用低碳鋼來代替鑄鐵，因?yàn)樵诘吞间摫砻嫒菀滓鸩梁?，其 金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為 170-2

28、27。一般為了增加其機(jī)械強(qiáng)度，可相應(yīng)的添 加一些鎳錳鐵等合金元素。 傳力銷可采用中碳鋼（35 號鋼） 。黃河牌 8t 汽車中間的壓盤傳力塊材料一般選 用 18crmnti，通常為了提高傳力銷表面的耐磨性能，一般采取滲碳處理，層深 0.8-1.0mm，硬度 hrc55-62。 4滑磨功的計(jì)算 確定滑膜功的計(jì)算公式的適用性的主要評判準(zhǔn)則是，除了該公式能否正確反映 其起步過程的物理本質(zhì)外，還有計(jì)算和實(shí)際結(jié)果相對照后所確定的精度。對于統(tǒng)計(jì) 實(shí)驗(yàn)分析法來說，利用試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)獲得的經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算滑膜功 l 時(shí)，其起始滑膜的 角速度 0 還需由實(shí)際來決定。資料表明該種計(jì)算方法的一般精度如下：對于第一類 在20%

29、之內(nèi)，對于第二類為-15%+28%,第三類為-10%+32%，第四類為-24% +20%。我們一般按照如下公式來及算滑膜功 2 0 0.5 a lj (3-10) 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 12 22 2 0 / aa kk jm ri i (3-11) 式中 a j汽車整車質(zhì)量轉(zhuǎn)化相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)慣量，2 0 離合器開始滑磨時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)角速度， 0 2/60nrad； a m汽車總質(zhì)量，kg； k r 車輪滾動(dòng)半徑； 0 i 主傳動(dòng)比； k i 變速器傳動(dòng)比。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、參照同類產(chǎn)品，選取輪胎規(guī)格為 9.0020，則 0 i=7.63， k i=6.24， k r=475mm， a m=8025k

30、g。 因此 80 . 0 63 . 7 24 . 6 104758025 22 62 a j 4 2 1049 . 4 3200 60 2 80 . 0 5 . 0 l 3.2.2 離合器蓋設(shè)計(jì) 離合器蓋和飛輪一般用螺栓來固定，并且通過它將傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩給 壓盤。離合器蓋一般還是分離桿與壓緊彈簧的支撐殼體。在設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾個(gè) 問題： 剛度問題 離合器分離桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，則當(dāng)離合器分離時(shí)，可 能使蓋引起較大的變形，就會(huì)降低離合器操縱部分的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)可能造成分 離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，從而導(dǎo)致變速器換檔困難。 通風(fēng)散熱 對中問題 對中方式常用的有兩種

31、：一止口對中。二定位銷或定位螺栓對中。 3.3 離合器分離裝置的設(shè)計(jì) 離合器的分離裝置包括分離套筒分離軸承、分離桿以及分離軸承。 3.3.1 分離桿 1）分離桿結(jié)構(gòu)型式的選擇 一般離合器接合與分離，壓盤與踏板的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系的最后環(huán)節(jié)都是分離桿。周置 螺旋彈簧離合器分離桿的數(shù)目一般是 36 個(gè)。 在沿圓周分布的圓柱螺旋彈簧離合器中常見的分離桿結(jié)構(gòu)有以下幾種類型，如 圖 3-1 所示 2。 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 13 圖 3-1 分離桿結(jié)構(gòu) 圖 3-1（a）是過去 bj212 等型汽車離合器中采用的分離桿結(jié)構(gòu)，它是鍛造后經(jīng) 加工制成的。與圖中其他三種結(jié)構(gòu)相比，圖（a）的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，加工量最大。

32、 圖 3-1（b）所示是一些重型汽車上采用的結(jié)構(gòu)。分離桿也是鍛制的。鉸鏈處使 用了滾針軸承，從而具有了摩擦損失小和傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閳D（b）的調(diào)整 螺母在離合器蓋上，所以調(diào)整相對來說較方便。 圖 3-1（c）所示是解放牌 ca10b 型汽車離合器中采用的結(jié)構(gòu)。分離桿是通過鋼 板沖壓制成的，且加工一般不復(fù)雜，調(diào)整螺釘在分離桿外端調(diào)整也不復(fù)雜。但由于 分離桿的中間支撐在離合器的窗口上，支撐處的接觸面積比較小，容易磨損，而且 在磨損以后，分離桿的位置將發(fā)生變動(dòng)，工作時(shí)會(huì)發(fā)出響聲 3。另外，調(diào)整螺釘布 置在分離桿外端，加大了壓盤尺寸，使離合器重量增加。 圖 3-1（d）所示的是中小型汽車上采用的結(jié)

33、構(gòu)。分離桿在壓盤上的支承方式相 對來說簡單。 2）分離桿設(shè)計(jì) 分離桿設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題： 1）分離桿內(nèi)端的高度可以調(diào)整 2）分離桿要有足夠的剛度 3）分離桿的鉸接處應(yīng)避免運(yùn)動(dòng)上的干涉 3)分離桿的材料與熱處理 分離桿一般由中碳鋼（35 鋼）鍛造或低碳鋼（08 鋼）沖壓而成。為了提高耐 磨性能，表面進(jìn)行氰化處理，層深 0.15-0.3mm，硬度 hrc58-68. 擺動(dòng)塊由中碳鋼板沖壓而成，擺動(dòng)塊由厚 2.5mm 的 35 鋼帶制成，表面氰化， 層深 0.15-0.3mm，硬度 hrc56-62。 3.3.2 分離軸承及分離套筒 分離軸承通常在實(shí)際工作中主要用來承擔(dān)軸向力。在離合器分離的過程

34、中，要 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 14 在分離軸承和旋轉(zhuǎn)離心力的基礎(chǔ)上還要額外受到徑向力的作用。因此適用于離合器 軸承的分離軸承主要包括徑向推力軸承和推力軸承。高速、低軸向符合的情況宜用 在徑向推力類，低速、高軸向符合的情況宜用在推力類。出去以上兩種，還有用在 某些輕型汽車上由油浸過碳和石墨混合壓制而成的滑動(dòng)止推軸承。 由于現(xiàn)今大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過 6000rmin，離心力造成的徑向力很大，因此， 汽車離合器分離軸承廣泛采用了角接觸式的徑向推力球軸承，并把它做成全密封、 充滿耐高溫的鋰基潤滑脂的軸承，而且把傳統(tǒng)的由軸承外圈轉(zhuǎn)動(dòng)變成為由軸承內(nèi)圈 轉(zhuǎn)動(dòng)，這些結(jié)構(gòu)措施使軸承的使用壽命更長并免維護(hù)。

35、 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 15 4 圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì) 4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 當(dāng)壓緊彈簧按照離合器壓盤圓周布置時(shí)一般都使用圓柱螺旋彈簧。螺旋彈簧的 兩端要確保拼緊和磨平，這樣做能夠增大彈簧的兩端接觸面，不至于使彈簧的受力 過于集中，這樣做的目的是減少彈簧的垂直度偏差。為了能夠使離合器的彈簧壓緊 力能夠均衡受力，螺旋彈簧的數(shù)目一般不應(yīng)該小于 6 個(gè)，彈簧的數(shù)目是由摩擦片的 外徑增大的多少確定的。除此之外，在安排圓柱螺旋彈簧時(shí)，充分考慮分離桿的個(gè) 數(shù)，以便彈簧能夠均勻的在分離桿之間分布。通常彈簧的個(gè)數(shù)z應(yīng)該是分離桿個(gè)數(shù) n的整數(shù)倍，即 mnz 式中 m 為任意正整數(shù)。 當(dāng)選定圓柱螺旋彈簧來設(shè)計(jì)時(shí)

36、，應(yīng)根據(jù)摩擦片外徑d來確定彈簧的個(gè)數(shù)z，通 過離合器的工作總壓力 p，從而使每一個(gè)彈簧的工作壓力p得以確定： z p p 式中 p工作總壓力，n； z離合器壓簧的數(shù)目。 當(dāng)選定離合器的摩擦片外徑為 160mm 時(shí)，我們一般取將周布圓柱螺旋彈簧的數(shù) 目取為 6 個(gè)，因此取z=6. 設(shè)計(jì)上，要保證各個(gè)周布圓柱螺旋彈簧的工作壓力 p 確定在 1000n 以下 。 4.2 彈簧的計(jì)算 已知摩擦片外徑d=160mm，壓緊彈簧的數(shù)目z=6，離合器的總壓緊 p=5925.8n。彈簧的相關(guān)計(jì)算如下： 1）工作總壓力 00 pfpp 4 )( 22 dd =0.41 4 )110160(14 . 3 22 =4

37、344.98 2）每一個(gè)彈簧的工作壓力 z p p =16.724 6 98.4344 n 材料選用 65mn 鋼 3）彈簧絲直徑 6 . 1d 1 pck (3-14) 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 16 式中，p=785n，初選彈簧指數(shù)（旋繞比）c=6，曲度系數(shù) k =1.15，選 =800mpa，代入上式 0 . 4 800 615 . 1 16.724 6 . 1 1 d mm 取鋼絲標(biāo)準(zhǔn)直徑 1 d=4.0mm 4）由結(jié)構(gòu)上確定彈簧的外徑 1 d=35mm 5）彈簧中徑 1101 ddd 因此 31435 01 dmm 6）彈簧指數(shù)（旋繞比） 01 1 d c d 因此2 . 6 5

38、31 c 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圓整為 6. 7）實(shí)際的工作應(yīng)力 2 1 8 d kpc 因此 6 .795 10414 . 3 15 . 1 616.7248 62 mpa 初選彈簧剛度k=40n/mm 8）彈簧的工作圈數(shù) kd gd i 3 01 4 1 8 式中 g材料的剪切彈性模數(shù)，對于碳鋼： 143 8.0 10 8.3 10gmpa 。 取i=6.5 圈。 9）彈簧的實(shí)際剛度 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 17 f pp id gd k max 3 01 4 1 8 (3-19) 對于離合器壓簧來說，希望 k 盡量小，一般k=4520n/mm。 因此 44 3 8.3 105 36.95 8 30

39、6.5 k n/mm 10）彈簧的總?cè)?shù) 5 . 1 in （3- 20） 一般汽車離合器采用5 . 1 in,即每端 3/4 圈擰緊，并把端部鋼絲磨薄至直徑 1/4. 從而n=6.5+1.5=8 圈 11）彈簧的工作變形 kpf （3- 21） 從而 987.6 26.7 36.95 f mm 12）彈簧的附加變形量 彈簧的附加變形量也就是壓盤的分離行程，一般單片離合器f =1.52.5；雙 片離合器f=1.53.0。 取f=2.1mm。 13）彈簧的自由高度 iffdnh 10 )5 . 0( （3- 22） 式中 彈簧最大負(fù)荷時(shí)的間隙=0.51.5 mm。 從而 0 80.5526.72

40、.1 6.5 0.770.85h mm 14）彈簧的工作高度 fhh 0 從而 h=70.85-26.7=44.15mm 豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì) 18 15）彈簧的最大負(fù)荷 pfkp max 從而 max 36.95 2.1 987.61065.2pn max p為離合器徹底分離時(shí)的彈簧最大負(fù)荷，一般規(guī)定校核離合器分離時(shí)彈簧的 最大負(fù)荷 max 1.15 1.20pp max p較p增加了， max 1065.2 1.07 987.6 p p 符合規(guī)定要求。 4.3 離合器故障診斷與排除 離合器的故障大致可分為以下幾類： （1）分離不徹底； （2）離合器打滑； （3）離合器結(jié)合時(shí)發(fā)抖； （4）振動(dòng)、噪聲； （5）零件損壞； （6）踏板力過大。 離合器的故障檢測、排除和安裝； （1）拆下離合器后注意是否漏油。如果漏油，請檢查油封并更換。 （2）檢查同心度問題。 （3）檢查飛輪表面是否磨損、翹曲、變色、裂紋等不良現(xiàn)象，通?？捎媚ハ?的方法將其修復(fù)。 （4）檢查分離軸承套管磨損的均勻性或者它是否出現(xiàn)損壞跡象。 （5）檢查在曲孔中的導(dǎo)向軸承是否需要更換。 （6）檢查分離軸承是否需要更換。 （7）