離合器設(shè)計(jì)-曾歷維-車輛

1、工程學(xué)院 班級(jí)：車輛工程4班 姓名：曾歷維 學(xué)號(hào)：201131150426離合器的設(shè)計(jì)1拉式膜片彈簧離合器的總體方案設(shè)計(jì)（1） 選用單片離合器。微型客車的汽車總質(zhì)量為1410kg，總質(zhì)量小于6噸，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩不大，選用單片離合器即可。且單片離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)鞥保證分離徹底的優(yōu)點(diǎn)。 (2) 選用膜片彈簧。膜片彈簧與其他形式的離合器相比，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：1膜片彈簧具有較理想的非線性彈性變化，彈簧壓力在摩擦片的允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變，因而離合器工作中能保持轉(zhuǎn)矩大致不變；2膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，軸向

2、尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量少；3高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；4膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻；5易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)；6膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。 (3) 拉式膜片彈簧離合器具有很多優(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；拉式膜片彈簧是以中部與壓盤相壓，在同樣壓盤尺寸的條件下可用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞扭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)；在結(jié)合或分離的狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；

3、拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間的支承少，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減少約25%-30%；無論在結(jié)合的狀態(tài)或分離的狀態(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)形成間隙二增大踏板自由行程，不會(huì)產(chǎn)生沖擊和噪聲；使用壽命更長(zhǎng)。 (4) 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式采用彈性傳動(dòng)片式。驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓盤與飛輪對(duì)中性好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長(zhǎng)。2離合器的主要參數(shù)的確定（1）后備參數(shù)B=1.5（2）單位壓力Po=0.4MPa。（3）摩擦片外徑D，內(nèi)徑d和厚度b（3.1）式中：B后備系數(shù) T發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 f摩擦因數(shù) Z摩擦面數(shù) P

4、單位壓力 c摩擦片內(nèi)外徑之比假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為169N/M把數(shù)據(jù)代入式（3.1）中得:D=172.6mm.d=D*c=103.5mmb=4.0mm （4） 摩擦因數(shù)f=0.3（5） 摩擦面數(shù)Z=2（6） 離合器間隙t=4mm3離合器基本參數(shù)的優(yōu)化1）摩擦片外徑D（mm）的選取應(yīng)使最大圓周率速度不超過65-70m/s，=54.2=<65-70m/s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c應(yīng)在0.53-0.70范圍內(nèi)，0.53=<c=0.6=<0.703) 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)系過載，不同車型的B值應(yīng)在

5、一定范圍內(nèi)，1.2=<B=1.5=<4.04） 為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即5） 為減低離合器滑磨使得熱負(fù)荷，返回值摩擦片損傷，對(duì)于不同車型，單位壓力Po更具所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，0.10MPa=<Po=0.4MPa=<1.50MPA6) 為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一吃接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即所有參數(shù)符合要求，所以離合器設(shè)計(jì)合理。3 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇（1）比值H/h=1.5，H=4.5mm,h=3mm（2）比值R/r=1.3，R=76

6、mm,r=58.5mm（3）圓錐底角a=14.4度（4）分離指數(shù)目n=18（5）切槽寬度1=3.3mm，切槽寬度2=9.8mm，半徑re=48.7m（6）分離軸承作用半徑rf=40mm，膜片彈簧小端內(nèi)半徑34mm（7）壓盤加載點(diǎn)半徑R1=72mm，支撐環(huán)加載點(diǎn)半徑r1=65mm。4 膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算分析表明，B點(diǎn)的應(yīng)力值最高，通常只計(jì)算B點(diǎn)的應(yīng)力來校核碟簧的強(qiáng)度。（3.2）式中：E材料的彈性模量 u材料的泊松比 r自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑 e中性點(diǎn)半徑 自由狀態(tài)起碟簧子午斷面的轉(zhuǎn)角 自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的圓錐底角 h膜片彈簧鋼板厚度膜片彈簧子午斷面的實(shí)際轉(zhuǎn)角=7度，把數(shù)據(jù)代入式（3.2）中得

7、:=1474.7MPa在分離軸承推力的作用下，B點(diǎn)還受彎曲應(yīng)力，其值為=式中：分離軸承推力 r自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑 rf分離軸承作用半徑 n分離指數(shù)目 br一個(gè)分離指根部的寬度 h膜片彈簧鋼板厚度把數(shù)據(jù)代入式（3.2）中得:=81.3MPa根據(jù)最大切應(yīng)力強(qiáng)度理論，B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為=81.3-1474.7=1556MPa當(dāng)膜片彈簧材料采用60Si2MnA時(shí)，通常應(yīng)使不大于1500MPa-1700MPa。=1556MPa滿足設(shè)計(jì)要求。五 壓盤的設(shè)計(jì)（1） 壓盤的設(shè)計(jì)應(yīng)具有較大的質(zhì)量，以增大熱容量，減小溫升，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎，有時(shí)可設(shè)置各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，以幫助散熱通風(fēng)。中間壓盤可鑄出通風(fēng)槽，也可采用傳熱系數(shù)較大的鋁合金壓盤。（2） 壓盤應(yīng)具有較大的剛度，使壓緊在摩擦面上的壓力分布均勻并減小受熱