某重型卡車離合器壓盤總成的設計

1、目 錄摘 要abstract第一章 離合器概述1第二章 離合器的選擇及其工作原理12.1 離合器的基本要求12.2 離合器的結構方案分析 22.2.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇32.2.3 膜片彈簧支撐形式5第三章 膜片彈簧離合器壓盤的結構與分析53.1 膜片彈簧離合器壓盤的結構53.1.1 離合器蓋63.1.2 膜片彈簧63.1.3 壓盤63.1.4 傳動片73.1.5 離合器的散熱通風73.2 膜片彈簧離合器的工作原理8第四章 離合器摩擦片參數(shù)的確定84.1 摩擦片參數(shù)的選擇84.1.1 初選摩擦片外徑d、內(nèi)徑d、厚度b94.1.2 離合器后備系數(shù)104.1.3 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩

2、104.1.4 離合器轉矩容量104.1.5 單位壓力f114.1.6 單位摩擦面積滑磨功134.2 離合器基本參數(shù)的校核134.2.1 最大圓周速度134.2.2 單位摩擦面積傳遞的轉矩14第五章 膜片彈簧的設計145.1 膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇155.1.1 高厚比z=h/t155.1.2自由狀態(tài)下碟簧部分大端r、小端r的選擇和比值155.1.3膜片彈簧起始圓錐底角的選擇165.1.4分離指數(shù)目n的選取165.1.5 切槽寬度1、2及半徑165.1.6壓盤加載點半徑r1和支承環(huán)加載點半徑r1的確定165.2 膜片彈簧材料16第六章 離合器蓋的設計176.1 離合器蓋結構設計的要求：176

3、.2 離合器蓋18第七章 壓盤的設計197.1 壓盤傳力方式的選擇197.2 對壓盤結構設計的要求:197.3 壓盤的結構設計與選擇20第八章 傳動片設計218.1 傳動片設計的要求:218.2 傳動片的設計與校核22第九章 分離杠桿的設計239.1 分離杠桿的設計要求：23設 計 總 結25致 謝26參 考 文 獻27某重型卡車離合器壓盤總成的設計某重型卡車離合器壓盤總成的設計摘 要本次設計是對載重為17噸的重型汽車的膜片式彈簧離合器傳動系中的一個壓盤總成進行設計。根據(jù)已知車輛使用條件和車輛參數(shù)，以及工作過程中壓盤總成中各零部件的相互運動關系，按照離合器系統(tǒng)的設計步驟和要求，完成對壓盤總成的

4、設計。此設計說明書詳細的說明了膜片彈簧離合器的結構形式以東風天龍6x2欄板載重型汽車離合器的選用，并進行了壓盤總成參數(shù)選擇以及計算過程。關鍵詞:離合器；壓盤；設計 design of a heavy truck clutch pressure plate assemblyabstractthis design is a plate diaphragm spring clutch transmission system to load 17 tons of heavy vehicles in the assembly design. according to the known traffic

5、conditions and vehicle parameters, movement and the working process in the pressure plate assembly parts, in accordance with the design steps and requirements of the clutch system, complete the design of the pressure plate assembly. this design specification describes in detail the structure of diap

6、hragm spring clutch to dongfeng denon 6x2 steeplechase heavy-duty automobile clutch, and the pressure plate assembly parameter selection and calculation.key words: clutch ；pressure plate；designi第一章 離合器概述根據(jù)卡車離合器的構造，掌握卡車離合器的工作原理。根據(jù)壓盤和膜片彈簧的結構，掌握壓盤和膜片彈簧的設計方法，通過對以上幾方面的了解，從而熟悉并掌握重型貨車離合器的工作原理。在實際設計過程中通過查找相

7、關文獻資料以及書籍，培養(yǎng)學生動手設計相關項目、自學的能力，掌握獨自設計相關課題和項目的方法。根據(jù)實際需要設計出滿足整車要求并符合相關檢驗標準、具有良好的制造加工工藝性且結構簡單、便于日常維護的汽車離合器，為以后從事汽車相關方面的工作或以后工作中設計其它項目打下良好的理論與實踐基礎。通過這次畢業(yè)設計，使學生從中充分地體會到設計并去完成一個工程項目所需經(jīng)歷的步驟，為日后成為一名工程技術人員所需具備的職業(yè)素質和專業(yè)素質，為一個即將離開學校步入社會的學生們提供了一個難得的學習機會，這種經(jīng)歷為即將走上工作崗位上的新一代由學生向社會工作者的角色轉變有著重大的教育意義。汽車離合器通常裝在發(fā)動機和變速器之間，

8、其主動部分與發(fā)動機飛輪相連接，而從動部分與變速器相連接。市面上大部分汽車所廣泛采用的摩擦式離合器，實際上是一種依靠其主動與從動部件間的摩擦力，在運動過程中來傳遞動力且能夠隨時分離的機構。離合器的功用主要是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機與傳動系的接合，確保汽車起步時較為平穩(wěn)；在換擋時將發(fā)動機與傳動系二者分離，減少變速器在換檔時齒輪間的沖擊。當在工作過程中汽車受到較大的動載荷時，能夠有效限制傳動系所承受的最大轉矩，以防止傳動系中的零部件因過載而損壞。另外能夠有效地降低傳動系在工作過程中的振動和產(chǎn)生的噪音。第二章 離合器的選擇及其工作原理 2.1 離合器設計的基本要求（1) 汽車在任何狀況下行駛，離合器要能夠可靠

9、地傳遞發(fā)動機的最大轉矩，并能夠有適當?shù)霓D矩儲備，防止過載。（2) 工作過程中離合器要完全、平順、柔和的接合，保證汽車在起初起步時沒有抖動和沖擊現(xiàn)象。（3) 分離時要快速而且徹底。（4) 從動部分轉動慣量要小，以減輕汽車換檔時變速器齒輪間的相互沖擊，從而便于換檔和減小工作過程中同步器的磨損。（5) 應具有良好的吸熱能力和散熱通風能力，以保證其在工作溫度不致過高，從而延長使用壽命，減少零部件更換率。（6) 操縱應準確且方便，以減少駕駛員工作過程中的勞動量。（7）具有足夠的強度和良好的動平衡性能，保證其工作過程中使用可靠、使用壽命長。2.2 離合器的結構方案分析 汽車離合器按其工作方式可以分為摩擦式

10、、電磁式和液力式三種類型，其中摩擦式在現(xiàn)實中的應用最為廣范。而其中的盤形摩擦式離合器，按其從動盤的數(shù)目可分為單片、雙片、和多片三類。根據(jù)壓緊彈簧的布置形式差異，可分為圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧離合器。根據(jù)分離過程中離合器所受作用力的方向不同，又可以分為拉式和推式兩種形式。2.2.1 從動盤數(shù)的選擇 對轎車和輕型、微型貨車而言，它們的發(fā)動機最大轉矩不是很大。在布置尺寸允許的條件下，離合器通常設一片從動盤就已足夠。單片離合器的結構形式簡單，尺寸緊湊，散熱性能良好，同時在工作過程中又能保證其分離徹底、接合平順。因此，廣泛用于各級小轎車以及微輕型、中型客車或貨車上，在發(fā)動機轉矩不大于1000

11、nm的大型客車或貨車上也有一定的使用。雙片離合器與單片離合器二者相比較，由于雙片離合器的摩擦面數(shù)相對增加一倍，因此其傳遞轉矩的能力較大。但也存在在傳遞相同轉矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小，結合較為平順但中間壓盤通風散熱不通暢，兩片起步負載不均等現(xiàn)象，因而在工作過程中容易燒壞摩擦片，導致分離不夠徹底。故而設計時在結構上往往采取相應的增加散熱量的措施。這種雙片結構一般用在傳遞轉矩較大，且徑向尺寸受到限制的某些特定場合。多片離合器多為濕式，它有分離不徹底、軸向尺寸和質量較大等缺點，過去時常用于行星齒輪變速器換擋機構當中。但它具有接合過程中平順柔和、摩擦表面溫度較低、使用壽命長等一系列優(yōu)點，故而

12、主要用于重型牽引車等重型裝備上。 本次設計為東風天龍6x2欄板載貨車離合器壓盤總成的設計，原始數(shù)據(jù)為：表21東風天龍6x2欄板載貨車參數(shù)東風天龍6x2欄板載貨車類型：載貨車驅動形式：6x2整車重量：7.705噸額定載重：16.995噸最大總質量：24.83噸最高車速：90km/h噸位級別：重卡發(fā)動機發(fā)動機：東風康明斯 eqb210-33最大輸出功率：154kw最大馬力：210馬力扭矩：700nm最大扭矩轉速：1500rpm額定轉速：2500rpm變速箱變速箱：法士特 8js85e換擋方式：手動前進檔位：8倒檔檔位數(shù)：1輪胎輪胎數(shù)：8個輪胎規(guī)格：11.00r20 10.00-20 11.00-2

13、0 10.00r20底盤前橋允許載荷：5000kg后橋允許載荷：10000kg后橋速比：5.286 綜合以上數(shù)據(jù)，故而選用雙片摩擦離合器作為此次設計對象。2.2.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇 離合器的結構形式由壓緊彈簧的結構和布置形式可以分為圓柱螺旋彈簧，以及矩形斷面形狀的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等。（1）周置彈簧離合器其內(nèi)部結構簡單、制造方便，過去廣泛使用于各類汽車當中。此種結構的離合器工作過程中彈簧壓力直接作用于壓盤上，但為了保證摩擦片上的壓力能夠均勻的分布，壓緊彈簧的數(shù)目往往要隨著摩擦片直徑的增大而增多，而且是分離杠桿數(shù)目的整倍數(shù)。因壓緊彈簧時常與壓盤直接接觸，易受熱回火故而失效。當發(fā)動機

14、最大轉速很高時，周置彈簧受離心外力的作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力顯著下降，離合器傳遞發(fā)動機轉矩的能力也隨著降低。此外，彈簧靠在其定位座上，造成接觸部位嚴重磨損，甚至會出現(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。（2）中央彈簧離合器采用一到兩個圓柱螺旋彈簧或者用一個圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心。由于能夠選擇較大的杠桿比，因此能夠得到足夠的壓緊力，并能能夠有效減小踏板力，使其操縱輕便。壓緊彈簧與壓盤在工作過程當中不直接接觸，從而不會使彈簧受熱回火失效。通過調(diào)整墊片的高度或螺紋容易實現(xiàn)壓盤對壓緊力的調(diào)整。但這種離合器的結構較為復雜，軸向尺寸比較大，多用于發(fā)動機轉矩大于400500 nm的商用車上，以減輕其操縱

15、力度。（3）斜置彈簧離合器的彈簧壓力在工作工程中斜向作用于壓盤上，并通過壓桿作用在壓盤上。這種結構的最大的優(yōu)點就是在摩擦片磨損或當離合器分離時，壓盤所受的壓緊力幾乎能夠保持不變。與上述兩種離合器相比，斜置彈簧離合器具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小等顯著優(yōu)點。（4）膜片彈簧離合器的膜片彈簧是由彈簧鋼制成的、具有無底碟形的截錐形薄壁膜片，其小端在錐面方向上開有許多的徑向切槽，用來形成彈性杠桿，而剩余未切槽的大端截錐部分則發(fā)揮著彈簧作用。膜片彈簧離合器與其他形式的離合器相比，具有明顯的一系列優(yōu)點：膜片彈簧具有相對理想的非線性彈簧特性，能夠保持傳遞的發(fā)動機轉矩大致不變。離合器分離過程當中，膜片彈簧壓力有所

16、下降，從而降低了腳踏板的踏板力。膜片彈簧同時起著壓緊彈簧和分離杠桿的作用，其結構形式簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件少，質量輕。當高速旋轉時，彈簧的壓緊力降低程度較小，性能較為穩(wěn)定，但圓柱螺旋彈簧壓緊力則有著顯著的下降。膜片彈簧與壓盤以整個圓周接觸，使壓力能夠均勻的分布，摩擦片接觸性能良好，磨損程度均勻。易于實現(xiàn)良好的通風散熱性能，使用壽命較長。膜片彈簧中心與離合器的中心線重合，平衡性能好。 膜片彈簧離合器，根據(jù)分離時離合器蓋總成的分離指處承受的是壓力或者拉力，分為推式和拉式兩種。拉式膜片彈簧離合器中的膜片彈簧安裝方向，與傳統(tǒng)的推式結構相反，將支撐點移動到了膜片彈簧的大端附近。接合過程中，膜片彈簧

17、的大端支撐在離合器蓋上，以中部壓緊。與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有一系列的優(yōu)點：其結構更為簡單緊湊，零件數(shù)目更少。在同樣壓盤尺寸的條件下采用直徑較大的膜片彈簧，能夠提高壓緊力與傳遞轉矩的能力，但并不增大踏板的踏板力。在傳遞相同的轉矩時，可采用尺寸較小的結構。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。中間支撐少，降低了摩擦損耗，傳動效率更高，踏板操縱更為輕便，拉式結構的膜片彈簧大端與離合器蓋支撐始終保持緊密的接觸，在支撐環(huán)磨損后不會形成間隙從而增大踏板的自由行程，工作過程當中不會產(chǎn)生明顯的沖擊和噪聲；使用壽命更為長久。由于拉式膜片彈簧離合器綜合性能優(yōu)越，目前在各種汽車中的

18、應用日趨廣泛。2.2.3 膜片彈簧支撐形式根據(jù)膜片彈簧支撐形式又可分為推式膜片彈簧和拉式膜片彈簧，推式離合器分離時膜片彈簧彈性杠桿內(nèi)段的分離指處承受的是推力，而拉式膜片彈簧離合器中膜片彈簧中膜片彈簧的安裝方向與傳統(tǒng)的推式結構相反，將支撐點移到了膜片彈簧大端附近，接合時，膜片彈簧的大端支撐在離合器蓋上，以中部壓緊在壓盤上，將分離軸承向外拉離分輪實現(xiàn)離合器的分離。拉式離合器減少了對零部件的壓力集中，延長了零部件的使用壽命。由于重型卡車運動過程中離合器所受的的載荷變化較大，考慮到其工作情況和各類離合器的結構特點分析，以及零部件的通用性故而選擇的是拉式膜片彈簧離合器。第三章 膜片彈簧離合器壓盤的結構與

19、分析3.1 膜片彈簧離合器壓盤的結構壓盤在離合器中通過螺絲與飛輪緊密連接在一起，當汽車行駛需要發(fā)動機的動力時，壓盤通過完全壓緊離合器片使其傳遞發(fā)動機動力到傳動系，從而以驅動汽車行駛。當踏下離合器踏板時，分離軸承通過壓迫壓盤壓爪來壓緊彈簧，使離合器片與分離壓盤盤面之間產(chǎn)生間隙，以進一步達到分離的效果。膜片彈簧離合器壓盤總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片等部分組成。結構圖如下：圖31 離合器壓盤及蓋總成的結構3.1.1 離合器蓋離合器蓋大多數(shù)為120或90旋轉對稱的板殼沖壓結構，通過螺栓與飛輪緊密連接在一起。離合器蓋是離合器中結構形狀較為復雜的承載構件，壓緊彈簧的壓緊力最終都要靠其來承受。3.

20、1.2 膜片彈簧膜片彈簧是離合器中重要的壓緊元件，在其內(nèi)孔圓周表面上開有許多均勻分布的長徑向槽，而在槽的根部制成較大的長圓形或矩形窗孔形狀，用來穿過支承鉚釘，這部分構造稱為分離指。從窗孔底部到彈簧外圓周的這一部分形狀酷似一個無底的寬邊碟子，其截面形狀為截圓錐形，叫做碟簧部分。3.1.3 壓盤壓盤結構大多數(shù)是環(huán)形盤狀的鑄件，離合器通過壓盤元件來與發(fā)動機緊密相連。壓盤靠近外圓周部分有間斷的環(huán)狀支承凸臺，最外緣均布有三至四個傳力凸耳。壓盤的驅動方式主要有凸塊為窗口式、傳力銷式、鍵塊式和彈簧傳動片式等多種。前三種的共同缺點是在連接件之間都有間隙，在傳動中將產(chǎn)生一定的沖擊和噪聲，而且在零件相對滑動中有摩

21、擦和磨損，降低了離合器的傳動效率。彈簧傳動片式是近幾年來廣泛采用的驅動方式，沿圓周切向均勻的布置三組或四組薄彈簧鋼帶傳動片，兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺旋聯(lián)結，傳動片的彈性允許其作軸向方向移動。當發(fā)動機驅動時，傳動片受拉；當拖動發(fā)動機時，傳動片受壓。彈性傳動片驅動方式結構形式簡單，壓盤與飛輪對中性能好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長。但這種結構反向承載的能力較差，汽車反拖時易折斷傳動片，故對材料性能要求較高，一般采用高碳鋼制造。3.1.4 傳動片離合器接合時，飛輪通過驅動離合器蓋帶動壓盤一起轉動，并通過壓盤與從動盤摩擦片之間的摩擦力來使從動盤轉動。在離合器分離過程中，壓盤相對于離合器蓋作

22、自由軸向移動，使從動盤松開。這些動作都由傳動片去完成。傳動片的兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接，一般采用周向布置。在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅動壓盤共同旋轉。在離合器分離時，可利用它的彈性恢復力來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。3.1.5 離合器的散熱通風試驗表明，摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當壓盤工作表面超過c時，摩擦片磨損劇烈增加。正常條件使用的離合器盤，工作表面的瞬時溫度不能超過c。在特別頻繁的使用條件下，壓盤表面的瞬時溫度有可能達到。過高的溫度會使壓盤在受壓過程中產(chǎn)生裂紋甚至碎裂。為使摩擦表面溫度不致過高，除了要求壓盤有足夠大的質量以保證擁有足夠的熱容量外，還

23、要求散熱通風性能良好。改善離合器散熱通風情況的措施有：在壓盤上設散熱筋，或鼓風筋。在離合器中間壓盤上鑄通風槽。將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風。在離合器外殼內(nèi)裝導流罩裝置。膜片彈簧式離合器本身構造能夠實現(xiàn)良好實現(xiàn)通風散熱效果，故不需作另外設計。 3.2 膜片彈簧離合器的工作原理由圖22可知，離合器蓋1與發(fā)動機飛輪用螺栓緊固在一起，當膜片彈簧3被預加壓緊，離合器處于接合位置時，由于膜片彈簧大端對壓盤5的壓緊力，使得壓盤與從動盤6摩擦片二者之間產(chǎn)生摩擦力。當離合器蓋總成隨飛輪一起轉動過程中，就通過摩擦片上產(chǎn)生的摩擦轉矩帶動從動盤總成和變速器一起轉動以傳遞發(fā)動機的動力。（1）接合位置 （

24、2）分離位置 1-離合器蓋 2-鉚釘 3-膜片彈簧 4-支撐環(huán) 5-壓盤 6-摩擦片 7-分離軸承總成 8-離合器踏板 9-輸出軸圖3-2膜片彈簧離合器的工作原理圖要分離離合器時，將離合器踏板8踏下，通過操縱機構，使分離軸承總成7前移推動膜片彈簧分離指，使膜片彈簧呈反錐形變形，其大端離開壓盤，壓盤在傳動片的彈力作用下離開摩擦片，使從動盤總成處于分離位置，切斷了發(fā)動機動力的傳遞。第四章 離合器摩擦片參數(shù)的確定4.1 摩擦片參數(shù)的選擇4.1.1 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，它關系到離合器的結構重量和壽命，它和離合器所需傳遞轉矩大小有一定的關系。根據(jù)參考資料經(jīng)6驗公式

25、4-4初選 式中, 為發(fā)動機最大轉矩nm為直徑系數(shù)，一般乘用車=14.5；輕、中型商用貨車中的單片=16.018.5，雙片=13.515.0；商用重型貨車=22.524.0.離合器尺寸應符合尺寸系列標準gb57641998汽車用離合器面片，參考資料6表4-1給出了所選外徑d應使摩擦片最大圓周速度不超過65m/s，以免摩擦片飛離。離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)表4-1外徑d/mm內(nèi)徑d/mm厚度b/mm單位面積/1601103.20.6870.6761061801253.50.6940.6671322001403.50.7000.6571602251503.50.6670.7032212501553

26、.50.6200.7623022801653.50.5890.7964023001753.50.5830.8024663251903.50.5850.80054635019540.5570.82767838020540.5400.84372940522040.5430.84090843023040.5350.8471037摩擦片內(nèi)徑d=d，為內(nèi)外徑比值。按設計經(jīng)驗，推薦=0.530.7；一般來說發(fā)動機轉速越高，取值越大。按擦片標準系列尺寸，取d=430mm,d=230mm,b=4mm, =d/d=0.534.1.2離合器后備系數(shù)矩容量與發(fā)動機最大轉矩之比，稱為后備系數(shù)。后備系數(shù)是離合器的重要參

27、數(shù)，選擇時，從以下幾個方面來考慮：a. 摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動機最大扭矩。b. 防止離合器本身滑磨程度過大。c. 要求能夠防止傳動系過載。選取時，應考慮發(fā)動機的后備功率的大小、汽車使用條件的好壞，若發(fā)動機后備功率大，則可小些；使用條件好，可以取小些。柴油機因工作粗暴區(qū)轉矩不平穩(wěn)，可比汽油機選大些。膜片彈簧離合器因磨損后壓緊力穩(wěn)定，可選小些。根據(jù)參考資料7，可知離合器后備系數(shù)的取值范圍表4-2車型后備系數(shù)一般轎車和輕型貨車1.201.70中重型貨車1.502.20重型拖掛車以及牽引車2.002.50根據(jù)發(fā)動機的最大轉矩及上述要求，該離合器與大柴東風康明斯 eqb210

28、-33發(fā)動機匹配時，其后備系數(shù)為2.20。4.1.3 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩=nm 4.1.4 離合器轉矩容量離合器的轉矩容量由摩擦片的尺寸及摩擦系數(shù)、壓力彈簧的工作壓力、摩擦副數(shù)來確定，根據(jù)參考資料7，其數(shù)學表達式為： 式中 u摩擦系數(shù)，一般取0.3； 壓力彈簧通過壓盤加于摩擦片的壓力； z摩擦副數(shù)，單片離合器為2,雙片離合器為4； 摩擦片平均摩擦半徑；設摩擦片的壓力平均分布，則： =170mm式中 d摩擦片外徑 d摩擦片內(nèi)徑4.1.5 單位壓力摩擦面上的單位壓力的值和離合器本身的工作條件,摩擦片的直徑大小,后備系數(shù),摩擦片材料及質量等因素都有著密切關系。離合器使用頻繁,工作條件比較惡劣

29、的情況下，單位壓力較小些為宜。當摩擦片的外徑較大時，要適當程度的降低摩擦片摩擦面上的單位壓力。因為在其它條件都不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時發(fā)熱更大，而整個零件較大，故而零件的溫度梯度也大，零件受熱程度不均勻。為了避免這些不利因素的影響，單位壓力要隨摩擦片外徑的增加而變化。選取時應該充分考慮離合器的工作條件、發(fā)動機后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質量和后備系數(shù)等各種因素的影響。 摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應滿足以下幾個方面的要求：應具有較為穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度。其單位壓力和滑磨速度的變化對摩擦系

30、數(shù)的影響要小。要有足夠的耐磨性能，在高溫環(huán)境下應更加的耐磨。要有足夠的機械強度性能，在高溫時機械強度要好。熱穩(wěn)定性能要好，在高溫時分離出的粘合劑較少，無刺激性氣味，不易燒焦。磨合性能要好，工作過程中不能刮傷飛輪及壓盤等零件的表面。油水對摩擦性能的影響較小。結合時應平順，而無明顯的“咬住”和“抖動”等現(xiàn)象。由以上的要求,目前車用離合器上廣泛采用粉末冶金摩擦材料摩擦片，由基體金屬（銅、鐵或其他合金）、潤滑組元（鉛、石墨、二硫化鉬等）、摩擦組元（二氧化硅、石棉等）3部分組成。其摩擦系數(shù)高，能很快吸收動能，制動、傳動速度快、磨損小。強度高，耐高溫，導熱性好；抗咬合性好，耐腐蝕，受油脂、潮濕影響小。粉末

31、冶金摩擦材料(銅基)以銅粉為主要成分再添加摩擦和防止粘結的非金屬粉末制成的粉末冶金摩擦材料。 根據(jù)離合器轉矩容量計算公式和摩擦片平均摩擦半徑計算公式可推出 摩擦片材料選擇粉末冶金摩擦材料(銅基)，為單位壓力0.102，u為摩擦因數(shù)取0.3。根據(jù)參考資料6，可知： 圖41 單位壓力與摩擦片外徑的關系1適用于乘用汽車 2適用于商用貨車當摩擦片選用不同材料時，按下列范圍選?。菏藁牧希?0.100.35.粉末冶金材料：=0.350.60.金屬陶瓷材料：=0.701.50.由已確定單位壓力0.102，在規(guī)定范圍內(nèi)，故滿足要求。4.1.6 單位摩擦面積滑磨功為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦

32、片表面溫度過高而發(fā)生燒，離合器每一次結合的單位摩擦面積滑磨功w應小于其許用值w。汽車起步時離合器結合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(j)為：式中，w為汽車起步時離合器結合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(j)為汽車總質量取24830kg；rr為輪胎滾動半徑，查參考資料5可得為0.5425m； 為汽車起步時所用變速器檔位的傳動比10.38； 為主減速器傳動比5.286； 為發(fā)動機轉速(r/min),為1500 r/min; 式中，w為汽車起步時離合器結合一次所產(chǎn)生的總滑磨功取29373.4j滿足w 325mm時 ，=0.0 04 nm/0.005 nm/故符合要求。 圖42 摩擦片示意圖第五章 膜片彈簧的設計5.1

33、膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇 膜片彈簧的設計計算可利用阿爾曼-拉斯路公式，同時結合大量的試驗數(shù)據(jù)對其計算結果作進一步修正。膜片彈簧主要參數(shù)的選用參考值51基本參數(shù)膜片彈簧常用范圍一般范圍外內(nèi)徑比c=d/d1.21.31.21.35高厚比z=h/t1.72.01.62.2外徑厚度比d/t759570100比值453.55.0初始錐底角/()1013915變形比0.951.030.901.051.31.51.251.55半徑差值/mmr-l2417 0.5306 03045.1.1 高厚比z=h/t高厚比z對膜片彈簧的載荷特性和應力特性影響極大，故必須慎重考慮；考慮到制造工藝性并為了保證離合器壓緊力變

34、化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的h/t一般為1.72.0，板厚t為24mm,故初選t=3mm, ，則h=2t=6mm.5.1.2 自由狀態(tài)下碟簧部分大端r、小端r的選擇和比值當0.6時，摩擦片平均半徑 對于拉式膜片彈簧的r值，應滿足關系rrc=165mm故取r=170,再結合實際情況取r/r=1.25,則r=136mm。5.1.3 膜片彈簧起始圓錐底角的選擇底角與內(nèi)截錐高h關系密切，若過大，其特性曲線峰谷值差值過大，在操縱離合器時，會因為踏板力下降過小而造成踏板失控；若過小，特性曲線峰谷值相對過小，造成操縱省力的優(yōu)點喪失。arctanh/(r-r)=arctan6/(170-136)=

35、10，滿足915的范圍。5.1.4 分離指數(shù)目n的選取分離指數(shù)n常取的數(shù)值為18，某些大尺寸彈簧取24，小尺寸彈簧取12，本設計根據(jù)零件通用性取為n=18。5.1.5 切槽寬度1、2及半徑取13.3mm, 2=10mm, 滿足r-=2,則=r-2=136-10=126mm故取126mm。5.1.6 壓盤加載點半徑r1和支承環(huán)加載點半徑r1的確定r1和r1需滿足下列條件：1706故選擇160mm，138mm.(盡量接近r,盡量接近r)5.2 膜片彈簧材料 膜片彈簧的材料要求具有高的強度極限、較高的彈性極限與疲勞極限性能，同時還能夠承受較高的沖擊韌性與塑性。國外大多采用冷軋或熱軋的優(yōu)質鋼板，國內(nèi)一

36、般采用60si2mna和50crva，熱處理方式為淬火、回火處理，之后對表面還進行強化噴丸處理以及大于工作應力的強壓處理。圖51 膜片彈簧示意圖第六章 離合器蓋的設計 離合器蓋與飛輪用螺栓固定在一起，通過它來傳遞發(fā)動機的一部分轉矩給壓盤。此外它還是離合器壓緊彈簧和分離桿的支撐殼體。6.1 離合器蓋結構設計的要求：(1)應具有足夠的結構剛度，以免影響離合器的工作性能，增大操縱時的分離行程，減小壓盤的升程，嚴重時使摩擦面不能徹底的分離。(2)應與飛輪保持良好的對中性，以免影響總成的平衡性和正常的工作。(3)蓋的膜片彈簧支承處應具有較高的尺寸精度。(4)為了便于通風散熱，防止摩擦表面溫度過高，可在離

37、合器蓋上開較大的通風窗孔，將離合器制成特殊的形狀，或在蓋上加設通風扇片等方式，用來鼓風以增加散熱，防止溫度過高。6.2 離合器蓋的尺寸與材料選擇離合器蓋的形狀和尺寸由離合器的結構設計來確定，要求離合器蓋內(nèi)徑大于離合器摩擦片外徑，以便能夠將其他離合器上的部件包括其中。一般采用厚2. 55mm的低碳鋼鋼板沖壓制造，本次設計厚度選為5mm。在設計時要特別注意離合器蓋的剛度、對中、通風散熱等問題。當離合器蓋的剛度不夠時，會產(chǎn)生較大變形，這不僅會影響操縱系統(tǒng)的傳動效率，還可能導致分離不徹底、引起摩擦片早期磨損，甚至使變速器換檔困難。離合器蓋內(nèi)裝有壓盤、分離杠桿、壓緊彈簧等，因此，其對于飛輪軸線的對中十分

38、重要。對中方式可采用定位銷或定位螺栓以及止口對中。為了加強通風散熱和清除摩擦片的磨損粉末，在保證剛度的前提下，可在離合器蓋上設置循環(huán)氣流的入口和出口，也可將蓋設計成帶有鼓風葉片的結構。為了降低使用成本、增加剛度，重型汽車離合器蓋一般用鑄鐵材料。圖6-1 離合器蓋示意圖第七章 壓盤的設計7.1 壓盤傳力方式的選擇 壓盤是離合器的主動部件，在傳遞發(fā)送機的轉矩時，它和飛輪一起帶動從動盤轉動，所以它和飛輪緊密聯(lián)系在一起，但這種聯(lián)系又允許壓盤在離合器分離過程中能夠自由地做軸向移動，以便使壓盤和從動盤脫離接觸。壓盤和飛輪間常用的連接方式有以下幾種。其中一種是離合器蓋用螺旋固定在飛輪上，在蓋上開設長方形的窗

39、口，壓盤上鑄有相應的凸臺結構，凸臺伸進蓋上的窗口，由離合器蓋帶動動壓盤?？紤]到摩擦片磨損后壓盤將向前方移動，因此在設計新離合器時，應使壓盤凸臺適當高出蓋上窗口以外，以保證摩擦片磨損到極限以后仍能夠可靠的傳動。 此外，在單片離合器中也可采用鍵式連接方法，中間壓盤通過鍵，壓盤則通過凸臺?，F(xiàn)在傳動片的廣泛傳動方式，是由彈簧鋼帶制成的傳動片的一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上。為了改善運動過程當中傳動片的受力情況，其一般沿圓周切向布置。這種傳動片的連接方式還簡化了壓盤的結構，降低了對裝配精度的要求，并且有利于壓盤的定中。 壓盤的結構形狀除與傳力方式有聯(lián)系之外，還與壓緊方式和分離方式有關聯(lián)。在

40、采用沿圓周分布的圓柱螺旋彈簧做壓緊彈簧時，壓盤上時常鑄有圓柱形凸臺作為彈簧的導向座。在采用膜片彈簧或中央彈簧時，則需要在壓盤上鑄有一圈凸起用來支撐膜片彈簧或彈性壓桿。7.2 對壓盤結構設計的要求:(1)壓盤需具有較大的質量,以增大工作過程中的熱容量，減小溫升，防止過高溫使其產(chǎn)生裂紋和破碎，也可設置各種形狀的散熱筋或鼓風筋，以幫助散熱通風。中間壓盤可鑄出通風槽，也可以采用傳熱系數(shù)較大的鋁合金材料。(2)壓盤應具有較大剛度，使壓緊力在摩擦面上的壓力均勻分布，并減小受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊及與離合器的徹底分離，厚度約為1525 mm 。(3)與飛輪應保持良好的對中性，并要進行靜平衡

41、，壓盤單件的平衡精度應不低于1520 gcm 。(4)壓盤高度的公差尺寸要小。壓盤形狀較復雜，要求傳熱性好，具有較高的摩擦因數(shù)，通常采用灰鑄鐵，一般采用ht200、ht250、ht300，硬度為170227hbs。7.3 壓盤的結構設計與選擇壓盤的結構形狀較為復雜，要求傳熱性好、具有較高的摩擦系數(shù)及耐磨性能。故通常由灰鑄鐵ht200鑄成，金相組織呈珠光體結構，硬度170227hbs。本設計采用的材料是ht200。另外在材料中可添加少量稀有金屬元素(如鎳、鐵、錳合金等)以增強其機械強度。壓盤厚度約為1525 mm，本次設計采用15mm.壓盤的厚度初步確定后，應校核離合器一次接合的溫升不應超過81

42、0溫升的校核按參考資料6校核公式為： (1) (2)根據(jù)公式（1）（2）可得： （3）式中，w為汽車起步時離合器結合一次所產(chǎn)生的總滑磨功，取w=29373.4 j為傳到壓盤的熱量所占的比例，對單片離合器壓盤，=0.5，雙片離合器壓盤，=0.25，雙片離合器中間壓盤，=0.5；m為壓盤質量(kg)v為壓盤估算面積；c為壓盤的比熱容，鑄鐵：c=481.4 j/ (kg)；為鑄鐵密度，取7800 kg/； d為摩擦片外徑取430mm； d為摩擦片內(nèi)徑取230mm； h為壓盤厚度，取15 mm； t為壓盤溫升（）若工作過程中發(fā)現(xiàn)溫升過高，可適當增加壓盤的厚度。壓盤單件的平衡精度應不低于1520gcm。

43、將以上參數(shù)代入公式（3）進行校核計算，得雙片離合器壓盤 雙片離合器中間壓盤 滿足壓盤溫升不超過810的設計要求。 圖51 壓盤示意圖第八章 傳動片設計8.1 傳動片設計的要求:傳動片的功用是當離合器接合時，離合器蓋通過它來驅動壓盤一起共同旋轉，分離時，又可利用它的彈性來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。由于各傳動片在離合器中沿圓周均勻布置，因此它們的變形不會影響到壓盤的對中性以及離合器的平衡性。從動片常用34組，每組24片，每片通常用1.32.0mm厚的鋼板沖壓而成，有時將其外緣的盤形部分磨薄至0.651.0mm，以減小其轉動慣量，本設計采用1.5mm。從動片的材料與其結構型式有關，整體式即不帶

44、波形彈簧片的從動片，一般用高碳鋼(50或85號鋼)或65mn鋼板，熱處理硬度hrc3848；采用波形彈簧片的分開式(或組合式)從動片，從動片采用08鋼板，氰化表面硬度hrc45，層深0.20.3mm；波形彈簧片采用65mn鋼板，熱處理硬度 hrc4351。8.2 傳動片的設計與校核壓盤與飛輪通過彈性傳動片連接時，則傳動片應進行拉伸應力的強度校核；若通過凸塊一窗孔、傳力銷或鍵連接時，則應進行擠壓應力的強度校核： （3.2）式中：考慮發(fā)動機轉矩分配到壓盤上的比例系數(shù)，單片離合器取雙片離合器?。籸力的作用半徑(見圖4)，0.4m；z工作元件(例凸塊一窗孔、傳動銷、鍵)的數(shù)目，這里取3組每組4片；f接

45、觸面積，mm2，這里取長為65mm，寬為20mm，所以f=1300 mm2 。計算得=7.61符合標準。1-傳力裝置；2-分離杠桿中間支承；3-支承叉；4-調(diào)整螺母 圖81 壓盤及分離杠桿計算用圖第九章 分離裝置的設計 離合器的分離裝置常由分離杠桿和分離軸承總成組成，其中在離合器分離和結合的過程中，踏板和壓盤之間最后的運動聯(lián)系環(huán)節(jié)為分離桿。分離軸承總成又由分離軸承和分離套組成，其主要在工作過程中承受軸向分向力，同時還承受高速旋轉時離心作用力下的徑向力。9.1 分離杠桿的設計要求:(1)分離杠桿應該具有較大的彎曲剛度，以免分離時桿件過度彎曲變形，減小壓盤的行程，使其分離時不徹底。（2）應該使分離

46、杠桿支撐結構與壓盤的驅動結構在運動時彼此之間不發(fā)生干涉。（3）分離杠桿內(nèi)端的高度應該能調(diào)整，使各內(nèi)端位于與壓盤平行的同一平面內(nèi)，其高度差不超過0.2mm。（4）分離杠桿的支撐處應采用滾針軸承、滾銷或刀口支撐，以減少工作過程中彼此之間的摩擦和磨損。（5）應該避免離合器在高速旋轉時因分離杠桿的離心力作用而降低壓盤的壓緊力。（6）為了提高離合器的通風散熱能力，故將分離杠桿制成特殊的形狀，如葉輪形狀，以增加通風散熱能力。 分離杠桿主要有鋼板沖壓和鍛造成形兩種生產(chǎn)方式，本設計采用鋼板沖壓的生產(chǎn)方式。支撐環(huán)和支撐鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要求比較高，耐磨性要求比較好。本設計支撐環(huán)采用的是34mm的碳素彈簧鋼絲。在

47、周置螺旋彈簧離合器中，分離桿數(shù)目一般為3-6個，本設計采用3個。壓盤總成裝配示意圖設 計 總 結 通過對東風天龍6x2欄板載貨車離合器壓盤總成的設計，本文得到的主要結論有：(1) 汽車離合器有摩擦式、電磁式和液力式三種類型，其中摩擦式的應用最廣，考慮到本型卡車的通用型，故而選取摩擦式離合器。(2) 通過對雙片離合器與單片離合器的比較選擇，由于雙片離合器摩擦面數(shù)增加一倍，因此傳遞轉矩的能力較大；在傳遞相同轉矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小，結合較為平順，一般用在傳遞轉矩較大，且徑向尺寸受到限制的場合。東風天龍6x2欄板載貨車最大扭矩為2156 nm，扭矩較大且受整體尺寸影響故而選取雙片摩擦離合器。(3) 離合器的結構形式由壓緊彈簧的結構和布置形式可以分為圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等，而根據(jù)膜片彈簧一系列優(yōu)點以及實用性和廣泛性故選用膜片彈簧，根據(jù)膜片彈簧的彈簧支撐形式以及拉式膜片彈簧的耐磨性故選用拉式，故而為拉式雙片摩擦式膜片彈簧離合器。通過以上離合器種類的選擇，并通過對零部件的尺寸設計以及材