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(hào)學(xué)號(hào) 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(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化年級(jí)年級(jí)2011 級(jí)專(zhuān)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(chē)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(chē)傳動(dòng)過(guò)程中，離合器性能的好壞直接影響著汽車(chē)的使用性能。離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)，保證汽車(chē)起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順結(jié)合，確保

2、汽車(chē)平穩(wěn)起步。汽車(chē)離合器有摩擦式、液力式和電磁式三種類(lèi)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(chē)輛的使用條件以及車(chē)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(pán)設(shè)計(jì)，壓盤(pán)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(pán)；壓盤(pán)iiiabstractthe car is closely linked with peoples life, it is essential to people

3、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 transmission system

4、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 parameters, in accordance w

5、ith 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 assembly design, the

6、 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 plateiv目目 錄錄1 緒論.11.1 選題的意義.11.2 離合器種類(lèi)的介紹.11.3 汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)的基本要求 .22 摩擦離合器基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇.32.1 摩擦片外徑及其它尺寸的

7、確定.32.1.1 摩擦片外徑d.32.1.2 摩擦片內(nèi)徑d.32.1.3 摩擦片厚度h.42.1.4 校核離合器所選尺寸.43 離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算.63.1 從動(dòng)盤(pán)總成.63.1.1 從動(dòng)片.63.1.2 從動(dòng)盤(pán)轂.63.2 壓蓋和離合器蓋 .93.2.1 壓盤(pán)設(shè)計(jì).93.2.2 離合器蓋設(shè)計(jì).123.3 離合器分離裝置的設(shè)計(jì).123.3.1 分離桿.123.3.2 分離軸承及分離套筒.134 圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì).144.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) .144.2 彈簧的計(jì)算.144.3 離合器故障診斷與排除.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)11 緒論1.1 選題的意義

8、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(wú)負(fù)荷的狀態(tài)下起動(dòng)，從而在汽車(chē)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(chē)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(lái)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(chē)在平穩(wěn)起步、換擋平順、防止傳動(dòng)系過(guò)載等的情況下來(lái)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(chē)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(chē)起步時(shí)

9、沒(méi)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(zhǎng)；（5）保證汽車(chē)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(lèi)的介紹離合器分為摩擦式、液力式和電磁式三種類(lèi)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(duì)摩擦式離合器來(lái)說(shuō)，通常就離合器的功能來(lái)看，結(jié)構(gòu)上包括主動(dòng)件、從動(dòng)件、壓緊彈簧

10、和分離杠桿等幾部分。壓盤(pán)、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(pán)構(gòu)成，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)飛輪和壓盤(pán)輸入。飛輪和壓盤(pán)之間作為從動(dòng)盤(pán)總成并且作為從動(dòng)件通過(guò)摩擦接受由主動(dòng)件傳來(lái)的輸入轉(zhuǎn)矩，通常是通過(guò)離合器中間的從動(dòng)盤(pán)轂花鍵來(lái)輸出轉(zhuǎn)矩。壓緊彈簧通過(guò)壓盤(pán)將從動(dòng)盤(pán)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(guò)帶動(dòng)壓盤(pán)和飛輪一起旋轉(zhuǎn)并且通過(guò)壓盤(pán)上的壓緊彈簧產(chǎn)生的摩擦力來(lái)帶動(dòng)從動(dòng)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)這一系列的運(yùn)作來(lái)完成轉(zhuǎn)矩的輸出。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(chē)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)

11、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?duì)人體有害的粉塵。通常要求飛輪外殼或車(chē)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(lái)源于從動(dòng)盤(pán)總成摩擦片的磨損。高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)指的是離合器具有相對(duì)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)

12、濟(jì)指標(biāo)。豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì)32 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(lái)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maxt（n m）來(lái)選定d時(shí)，可根據(jù)公式 atdemax100 (2-1) 式中d摩擦片外徑，mmmaxt發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，n m ma車(chē)型及使用情況有關(guān)的系數(shù)，一般載貨汽車(chē) a36（單片）或a50（雙片） ，取 a50;自卸車(chē)或使用條件惡劣的載貨汽車(chē) 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。

13、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(lái)選定，定義為 ddc (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(guò)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. 0c由此可見(jiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與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 mm1601103.20.687106001801253.50.

14、694132002001403.50.70016000豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì)42251503.50.667221002501553.50.620302002801653.50.589402003001753.50.583466003251903.50.5855460035019540.5576780038020540.5407290040522040.5439080043023040.5351037002.1.3 摩擦片厚度關(guān)于摩擦片的厚度h的選取，我們國(guó)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 m

15、m。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 )d1 (pd12333emaxcdztt （23）式中 d摩擦片外徑，mm； d摩擦片內(nèi)徑，mm； p單位壓力，mpa； z摩擦片工作面數(shù)，單片為 2，雙片為 3； emaxt發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，n m； 離合器后備系數(shù)； ct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(chē)起步時(shí)的滑磨，提高離合器的使用壽命。在開(kāi)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(chē)的使用條件、離合器結(jié)構(gòu)型式的特

16、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(chē)離合器的后備系數(shù)推薦如下（供參考）：小轎車(chē)： =1.21.3；載貨車(chē)： =1.72.25；帶拖掛的重型車(chē)或牽引車(chē)：=2.03.0。在同類(lèi)型汽車(chē)中，其后備系數(shù)也可不完全一樣。例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. 0225. 0121507 . 133dd 可得 d110.13。所求的 d 與

17、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)63 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(pán)總成設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)總成時(shí)應(yīng)注意滿足以下幾個(gè)方面的要求：（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(chē)平穩(wěn)起步、摩擦面上的壓力分布更均勻等，從動(dòng)盤(pán)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(pán)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(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕。帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)現(xiàn)在大部分使用在今天的汽車(chē)中，避免汽車(chē)系統(tǒng)的共振、

18、降低系統(tǒng)的噪聲等一系列措施將可以提高汽車(chē)的使用壽命，從而能夠使汽車(chē)在行駛的過(guò)程中的舒適性相應(yīng)的得到提高并且使汽車(chē)的起步更加趨于平穩(wěn)。從動(dòng)盤(pán)由從動(dòng)片、摩擦片和從動(dòng)盤(pán)轂等 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(guò)大。其慣性力是由其從動(dòng)盤(pán)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(pán)盤(pán)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

19、動(dòng)片外緣的盤(pán)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(chē)能夠平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般制成軸向彈性結(jié)構(gòu)。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。3.1.2 從動(dòng)盤(pán)轂發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是從動(dòng)盤(pán)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(pán)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(guò)程中使從動(dòng)盤(pán)轂在花鍵軸上自由滑動(dòng)。從動(dòng)盤(pán)轂的結(jié)構(gòu)由兩部分組成：盤(pán)轂和法蘭。過(guò)去兩者直接做成一體，現(xiàn)今國(guó)外都做成裝配式，以節(jié)約材料。1 從動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸選擇根據(jù) g

20、b11441974 選定的花鍵標(biāo)準(zhǔn)，我們可以根據(jù)從動(dòng)盤(pán)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。表 3-1 選取其尺寸入下：從動(dòng)盤(pán)外徑d200mm，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)ct110 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(zhǎng)度l25mm，擠壓應(yīng)力11.3mpa。 表 3-1 從動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸系列從動(dòng)盤(pán)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(zhǎng)l/mm擠壓應(yīng)力/mpa16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010

21、322643011.525020010352843510.428028010353244012.73003101043254010.7豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì)8032538010403254511.635048010403255013.238060010403255515.241072010453656013.143080010453656513.545095010524166512.5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(pán)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(guò) 20mpa。2 從動(dòng)盤(pán)轂花鍵的強(qiáng)度校核花鍵齒的側(cè)面壓力 zddtpe)(4max （3-

22、1）式中z從動(dòng)盤(pán)轂的數(shù)目。因此 np8 .4230210)2329(11043擠壓應(yīng)力 nhlp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 . 41025)22329(108 .42303擠mpa 所以符合要求。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、參照同類(lèi)產(chǎn)品，選取從動(dòng)盤(pán)摩擦材料為金屬材料。除了應(yīng)有對(duì)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(duì)偶件的耐磨性；（2）離合器接合時(shí)工作的粗暴性。3.2 壓蓋和離合器蓋3.2.1 壓盤(pán)設(shè)計(jì)壓盤(pán)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(pán)傳力方式的選擇壓盤(pán)是離合器

23、的主動(dòng)部分，壓盤(pán)在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)將和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此壓盤(pán)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(pán)在離合器分離過(guò)程中能自由地做軸向移動(dòng)，而且還能夠使壓盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)脫離接觸。壓盤(pán)的傳力方式有凸臺(tái)式連接、鍵式連接、銷(xiāo)式連接。壓盤(pán)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(pán)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(xiāo)的強(qiáng)度校核圖 3-1 傳力銷(xiāo)的受力圖由圖 3-1 可知，傳力銷(xiāo)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(xiāo)表面在寬度1s與2s的范圍內(nèi)還受其q和q 的擠壓作用

24、。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)10nenrtq2max （3-3） nenrtq4max （3-4）式中maxet發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，n m；n傳力銷(xiāo)數(shù)目；nr力q和q 的作用半徑，m。因此 5 .5510165621103qn 8 .2710165641103 qn 傳力銷(xiāo)的彎曲應(yīng)3max1 . 04)2(dnrbatwmnebb彎nrbatmneb4)2(max （3-5） 式中bm彎矩，n m， ；d傳力銷(xiāo)根部直徑，cm； bw傳力銷(xiāo)抗彎截面模量，3cm；ba,力q和q 的作用力臂，cm。因此，39. 2105 .181 . 061654)5 .3012

25、2(11093彎mpa530bmpa傳力銷(xiāo)的拉伸應(yīng)力 ndp24拉 （3-6）因此 264 12 987.67.353.14 18.5106拉mpa傳力銷(xiāo)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)117）因此 合=2.39+7.35=9.74 mpa2) 傳力銷(xiāo)的擠壓應(yīng)力 10011dsq擠（mpa） （3-8） 10012 dsq擠（mpa） （3-9）式中，1d傳力銷(xiāo)的直徑，cm；21，ss作用寬度，cm。因此20001005 .1810155 .556擠mpa10001005 .1810158 .276 擠mpa 經(jīng)校核，傳力銷(xiāo)的強(qiáng)度符合要求。3壓盤(pán)及傳力銷(xiāo)（塊）的材料壓盤(pán)形狀

26、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(lái)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 170-227。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(xiāo)可采用中碳鋼（35 號(hào)鋼） 。黃河牌 8t 汽車(chē)中間的壓盤(pán)傳力塊材料一般選用 18crmnti，通常為了提高傳力銷(xiāo)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(píng)判準(zhǔn)則是，除了該公式能否正確反映其起步過(guò)程的物理本質(zhì)外，還有計(jì)算和實(shí)際結(jié)果相對(duì)照后所確定的精度。對(duì)于統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)分

27、析法來(lái)說(shuō)，利用試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)獲得的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)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(lái)決定。資料表明該種計(jì)算方法的一般精度如下：對(duì)于第一類(lèi)在20%之內(nèi)，對(duì)于第二類(lèi)為-15%+28%,第三類(lèi)為-10%+32%，第四類(lèi)為-24%+20%。我們一般按照如下公式來(lái)及算滑膜功 200.5alj (3-10)豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì)12 22 20/aa kkjm ri i (3-11)式中aj汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量轉(zhuǎn)化相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)慣量，2 0離合器開(kāi)始滑磨時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)角速度，02/60nrad； am汽車(chē)總質(zhì)量，kg； kr 車(chē)輪滾動(dòng)半徑；0i 主傳動(dòng)比； ki 變速器傳動(dòng)比。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、參照同類(lèi)產(chǎn)品，選取輪胎規(guī)

28、格為 9.0020，則0i=7.63，ki=6.24，kr=475mm，am=8025kg。因此 80. 063. 724. 61047580252262aj421049. 4320060280. 05 . 0l3.2.2 離合器蓋設(shè)計(jì)離合器蓋和飛輪一般用螺栓來(lái)固定，并且通過(guò)它將傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩給壓盤(pán)。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(wèn)題： 剛度問(wèn)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

29、對(duì)中問(wèn)題對(duì)中方式常用的有兩種：一止口對(duì)中。二定位銷(xiāo)或定位螺栓對(duì)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(pán)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(jiàn)的分離桿結(jié)構(gòu)有以下幾種類(lèi)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(guò)去 bj212 等型汽車(chē)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(duì)復(fù)雜，加工量最大。

30、圖 3-1（b）所示是一些重型汽車(chē)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(duì)來(lái)說(shuō)較方便。圖 3-1（c）所示是解放牌 ca10b 型汽車(chē)離合器中采用的結(jié)構(gòu)。分離桿是通過(guò)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(pán)尺寸，使離合器重量增加。圖 3-1（d）所示的是中小型汽車(chē)上采用的結(jié)構(gòu)。分離桿在壓盤(pán)上的

31、支承方式相對(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)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(wèn)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(lái)承擔(dān)軸向力。在離合器分離的過(guò)程中，要豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì)14在分離軸承

32、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(lèi)，低速、高軸向符合的情況宜用在推力類(lèi)。出去以上兩種，還有用在某些輕型汽車(chē)上由油浸過(guò)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(guò) 6000rmin，離心力造成的徑向力很大，因此，汽車(chē)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(rùn)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(zhǎng)并免維護(hù)。豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì)154 圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì)4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

33、要點(diǎn)當(dāng)壓緊彈簧按照離合器壓盤(pán)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(guò)于集中，這樣做的目的是減少?gòu)椈傻拇怪倍绕?。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(lái)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)摩擦片外徑d來(lái)確定彈簧的個(gè)數(shù)z，通過(guò)離合器的工作總壓力p，從而使每一個(gè)彈簧的工作壓

34、力p得以確定：zpp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 00pfpp4)(22dd =0.414)110160(14. 322=4344.98 2）每一個(gè)彈簧的工作壓力zpp=16.724698.4344n材料選用 65mn 鋼3）彈簧絲直徑 6 . 1d1pck (3

35、-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 . 4800615. 116.7246 . 11d mm 取鋼絲標(biāo)準(zhǔn)直徑1d=4.0mm4）由結(jié)構(gòu)上確定彈簧的外徑1d=35mm5）彈簧中徑1101ddd 因此3143501dmm6）彈簧指數(shù)（旋繞比）011dcd因此2 . 6531c根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圓整為 6.7）實(shí)際的工作應(yīng)力218dkpc因此6 .79510414. 315. 1616.724862mpa初選彈簧剛度k=40n/mm8）彈簧的工作圈數(shù) kdgdi301418 式中 g材料的剪切彈性模數(shù)，對(duì)于

36、碳鋼：1438.0 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)17fppidgdkmax301418 (3-19)對(duì)于離合器壓簧來(lái)說(shuō)，希望 k 盡量小，一般k=4520n/mm。因此4438.3 10536.958 306.5kn/mm10）彈簧的總?cè)?shù) 5 . 1 in （3-20）一般汽車(chē)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 987.626.736.95f mm12）彈簧的附加變形量彈簧的附加變形量也就是壓盤(pán)的分離行程

37、，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 iffdnh10)5 . 0( （3-22）式中 彈簧最大負(fù)荷時(shí)的間隙=0.51.5 mm。從而 080.5526.72.1 6.5 0.770.85h mm14）彈簧的工作高度 fhh0 從而 h=70.85-26.7=44.15mm豐田卡羅拉離合器的總體設(shè)計(jì)1815）彈簧的最大負(fù)荷pfkpmax從而 max36.95 2.1 987.61065.2pnmaxp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 max1.15 1.20ppmaxp較p增加了，max1

38、065.21.07987.6pp 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(lèi)：（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(guò)大。離合器的故障檢測(cè)、排除和安裝；（1）拆下離合器后注意是否漏油。如果漏油，請(qǐng)檢查油封并更換。（2）檢查同心度問(wèn)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?？捎媚ハ鞯姆椒▽⑵湫迯?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）檢查離合器機(jī)械操縱系統(tǒng)中各磨損點(diǎn)和液壓操縱系統(tǒng)中管路、儲(chǔ)油罐、主缸和分缸的狀況。在有問(wèn)題