拉式膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)【385KW5200r轉(zhuǎn)矩707】

1、膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)目錄第一章概述3第二章離合器的結(jié)構(gòu)方案分析6§ 2. 1離合器的主要結(jié)構(gòu)6§ 2. 2離合器的工作原理7§2.3離合器的功用及其結(jié)構(gòu)方案的選擇8第三章離合器主要參數(shù)的選擇12§ 3. 1離合器參數(shù)的選擇12§3.2摩擦片的約束計(jì)算13第四章離合器主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算16§ 4. 1膜片彈簧的設(shè)計(jì)16§4.2扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)計(jì)算24第五章主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算26§5.1從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)計(jì)算26§5. 2軸徑的計(jì)算28§ 5. 3壓盤和離合器蓋得設(shè)計(jì)28第六章離合器的操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)31

2、紀(jì)侖33參考文獻(xiàn)34第一章概述汽車誕生之前馬車是人類最好的陸上交通工具。1770年法國人呢古拉斯古諾 將蒸汽機(jī)裝在板車上，制造出第一輛蒸汽板車，這是世界上第一輛利 用機(jī)器為動(dòng)力的車輛。1769年，瑞士軍官普蘭捷爾也造出一輛以蒸 汽機(jī)為動(dòng)力的自由行駛的板車，于是又人將普蘭捷爾也認(rèn)定為汽車的 始祖之一。1860年，法國人艾辿勒努瓦發(fā)明了一種內(nèi)部燃燒的汽油 發(fā)動(dòng)機(jī)，1885年徳國工程師卡爾奔馳在曼海姆制成一部裝有0. 85馬 力汽油機(jī)的三輪車。徳國另一位工程師戈犄利布戴姆勒也同時(shí)造出了 一輛用1. 1馬力汽油機(jī)作動(dòng)力的三輪車。他們兩被公認(rèn)為以內(nèi)燃機(jī)為 動(dòng)力的現(xiàn)代汽車的發(fā)明者，1886年1月29閂也被

3、公認(rèn)為汽車的誕生 曰。汽車從無到有并迅猛發(fā)展。從20世紀(jì)初到20世紀(jì)50年代，汽 車產(chǎn)量大幅增加，汽車技術(shù)也有很大進(jìn)步，相繼出現(xiàn)了高速汽油機(jī)、 柴油機(jī)：弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙面錐齒輪傳動(dòng)、帶同步器的齒輪變速器、 化油器、差速器、摩擦片式離合器、等速萬向節(jié)、液壓減震器、石棉 制動(dòng)片、充氣式橡膠輪胎等。20世紀(jì)50年代到70年代，汽車的主耍技術(shù)是高速、方便、舒 適、流線型車身、前輪獨(dú)立懸架、液力自動(dòng)變速器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、全輪 驅(qū)動(dòng)、低壓輪胎、子午線輪胎都相繼出現(xiàn)。20世紀(jì)70年代至今，汽車技術(shù)的主耍發(fā)展是提高安全性、降低 排放污染。由此各種保障安全、減少排放污染的新技術(shù)、新車型相繼 出現(xiàn)，如各種防抱死系統(tǒng)、

4、電子控制噴油、電子點(diǎn)火、三元催化轉(zhuǎn)化 系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等?，F(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展的方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）安全可靠應(yīng)用汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（abs）、汽車驅(qū)動(dòng)防滑系 統(tǒng)（asr）、電控穩(wěn)定程序（esp）、電子巡航控制系統(tǒng)（ccs）、安全帶、 安全氣囊（srs）等。2）環(huán)境保護(hù)采用電控燃油噴射（ef1）、無分電器點(diǎn)火（dli）、 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、氣門升程與配氣相位 可變控制系統(tǒng)、斷油控制、進(jìn)氣壓力波增壓及廢氣渦輪增壓控制、共 軌電控柴油噴射系統(tǒng)等技術(shù)。3）節(jié)約能源1、整車輕量化美國專家認(rèn)為今后輕量化的途徑主 耍是將目前汽車質(zhì)量70%的鋼鐵材料換成輕的其他材料，特別是槊料

5、和鋁。2、降低輪胎的滾動(dòng)阻力采用子午線輪胎、高性能專用輪胎。 3、降低空氣阻力汽車造型更加光順圓滑。4）代用材料采用合成燃料、液化石油氣、壓縮天然氣、醇類燃 料等代用燃料。5）操縱輕便、乘坐舒適采用自動(dòng)變速器、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電控 懸架、汽車空調(diào)、全球上星定位系統(tǒng)、不停車收費(fèi)系統(tǒng)、自動(dòng)避撩系 統(tǒng)等技術(shù)。摩擦離合器是應(yīng)用的最廣泛也是歷史最久的一類離合器，它基本 上是由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主、 從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于結(jié)合狀態(tài)并能傳動(dòng)動(dòng)力的基 本機(jī)構(gòu)，而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。在以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車機(jī)械傳動(dòng)系中，離合器用來切斷和實(shí)現(xiàn) 對(duì)傳動(dòng)系

6、的動(dòng)力傳遞，以保證：在汽車豈不是將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順 結(jié)合，使汽車能平穩(wěn)起步，在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系迅速徹底的分 離，減少變速器中齒輪沖擊，以便于換擋：在工作中受過大的載荷時(shí)， 考離合器打滑來保護(hù)傳動(dòng)系，防止零件因過載而損壞。隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率的不斷提升、汽車電子技術(shù)的高速發(fā) 展，人們對(duì)離合器的要求越來越高。從提高離合器工作性能的角度出 發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片離合器結(jié)構(gòu)正在逐漸的向拉式膜片彈簧離合器結(jié) 構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操作形式正向自動(dòng)操縱形式發(fā)展。因此，提高離合器 的可靠性和使用壽命，適應(yīng)高轉(zhuǎn)速，增加傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操作， 己成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。第二章離合器的結(jié)構(gòu)方案分析§2

7、.1離合器的主要結(jié)構(gòu)一、主動(dòng)部分主動(dòng)部分包括飛輪、離合器蓋、壓盤等機(jī)件組成。這部分與發(fā)動(dòng) 機(jī)曲軸連在一起。離合器蓋與飛輪靠螺栓連接，壓盤與離合器蓋之間 是靠傳動(dòng)片傳遞轉(zhuǎn)矩的。二、從動(dòng)部分從動(dòng)部分是由單片、雙片或多片從動(dòng)盤所組成，它將主動(dòng)部分通 過摩擦傳來的動(dòng)力傳給變速器的輸入軸。從動(dòng)盤由從動(dòng)盤本體，摩擦 片和從動(dòng)盤轂三個(gè)基本部分組成。為了避免船東方向的共振，緩和傳 動(dòng)系受到的沖擊載荷，大對(duì)數(shù)汽車都不在離合器的從動(dòng)盤上附裝有扭 轉(zhuǎn)減震器。三、扭轉(zhuǎn)減震器離合器結(jié)合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤傳給了從動(dòng)盤兩 側(cè)的摩擦片，帶動(dòng)從動(dòng)盤本體和與從動(dòng)盤本體鉚接在一起的減震器盤 轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)盤本體和減震器盤

8、又通過六個(gè)減震器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從 動(dòng)盤轂。因?yàn)橛袕椥原h(huán)節(jié)的作用，所以傳動(dòng)系受的轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊可以在此 得到緩和。傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使從動(dòng)盤轂相對(duì)于從動(dòng)盤本體和減 震器盤來回轉(zhuǎn)動(dòng)，夾在它們之間的減震阻尼片靠摩擦消耗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的 能量，將扭轉(zhuǎn)振動(dòng)衰減下來。為了使汽車能平穩(wěn)起步，離合器應(yīng)能柔和結(jié)合，這就需要從動(dòng)盤 在軸向具有一定彈性。為此，往往在東盤本田圓周部分，沿徑向和周 向切槽。再將分割形成的扇形部分沿周向翹曲成波浪形，兩側(cè)的兩片 摩擦片分別與其對(duì)應(yīng)的凸起部分相鉚接，這樣從動(dòng)盤被壓縮時(shí)，壓緊 力沿翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大，從而達(dá)到結(jié)合柔和的效果。壓緊機(jī)構(gòu)主要由螺旋彈簧組成，與主動(dòng)部分一起旋轉(zhuǎn)，

9、它以離合 器蓋為依托，將壓盤壓向飛輪，從而將處于飛輪和壓盤間的從動(dòng)盤壓 緊。五、操縱結(jié)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)是為駕駛員控制離合器分離與結(jié)合程度的一套專設(shè)機(jī) 構(gòu)，它是由位于離合器殼內(nèi)的分離杠桿（在膜片彈簧離合器中，膜片 彈簧兼起分離杠桿的作用）、分離軸承、分離套筒、分離叉、回位彈 簧等機(jī)件組成的分離機(jī)構(gòu)和位于離合器殼外的離合器踏板及傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)、阻力機(jī)構(gòu)等組成。§2.2離合器的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪是離合器的主動(dòng)件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤和從動(dòng)轂借 滑動(dòng)花鍵與從動(dòng)軸相連。壓緊彈簧則將從動(dòng)盤壓緊在飛輪端面上。發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上， 再由此經(jīng)過從動(dòng)軸和傳動(dòng)系中一系列部

10、件傳給驅(qū)動(dòng)輪。壓緊彈簧的壓 緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。由于汽車在行駛過程中，需經(jīng)常保持動(dòng)力傳遞，而中斷傳動(dòng)只是 暫時(shí)的需要，因此汽車離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分是經(jīng)常處于結(jié)合 狀態(tài)的。摩擦副釆用彈簧壓緊裝置即是為了適應(yīng)這一要求。當(dāng)希望離 合器分離時(shí)，只要踩下離合器操縱機(jī)構(gòu)中的踏板，攤在分離套筒的環(huán) 槽中的撥叉邊推動(dòng)分離叉克服壓緊彈簧的壓力向松開的方向移動(dòng)，而 與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動(dòng)力的傳遞。當(dāng)需要重新恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，為使汽車速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化比 較平穩(wěn)，應(yīng)該適當(dāng)控制離合器踏板回升的速度，使從動(dòng)盤在壓緊彈簧 壓力作用下，向結(jié)合的方向移動(dòng)與飛輪恢復(fù)接觸。二者接觸面間的壓

11、 力逐漸增加，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸增加。當(dāng)飛輪和從動(dòng)盤結(jié)合還不 緊密，二者之間摩擦力矩比較小時(shí)，二者可以不同步旋轉(zhuǎn)，既離合器 處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動(dòng)盤結(jié)合緊密程度的逐漸增大，二者轉(zhuǎn) 速也逐漸相等。直到離合器完全結(jié)合而停止打滑時(shí)，汽車速度方能與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。§2.3離合器的功用及其結(jié)構(gòu)方案的選擇離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保 證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地結(jié)合，確保汽車平穩(wěn)起步；在 換扔時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊； 在工作中受到較大的載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防 止傳動(dòng)系各零部件因過載而損害；宥效地降低傳

12、動(dòng)系中的振動(dòng)和噪 聲，一、從動(dòng)盤數(shù)及干、濕式的選擇單片干式摩擦離合器其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，軸向尺寸緊湊，分 離徹底，從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，散熱性好，采用軸向有彈性的從動(dòng)盤時(shí) 也能結(jié)合平順。因此，廣泛用于各級(jí)轎車及微、輕、中型客車與貨車， 在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不大于1000牛/米的大型客車和重型貨車上也有所推 廣。當(dāng)轉(zhuǎn)矩更大時(shí)可釆用雙片干式或雙片濕式摩檫離合器。因木設(shè)計(jì) 的離合器是用于微型貨車上的，選用單片干式摩擦離合器。二、壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式及布置的選擇周置彈簧離合器的壓價(jià)彈簧均釆用圓柱螺旋彈簧并均勻布置在 同一個(gè)圓周上。有的重型汽車將壓緊彈簧布置在同心的兩個(gè)圓周上。 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易，因此用比較廣泛。

13、在高轉(zhuǎn)速離心力的作用下， 周置彈簧易歪斜甚至嚴(yán)重彎曲鼓出而顯著降低壓緊力：另外，壓緊彈 簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時(shí)周置彈 簧由于受離心力作用而向外彎曲，是彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉(zhuǎn) 矩的能力隨之降低。此外，彈簧靠到它的定為面上，造成接觸部位嚴(yán) 重磨損，甚至出現(xiàn)彈簧斷裂的現(xiàn)象。中央彈簧離合器釆用一至兩個(gè)圓柱螺旋或用一個(gè)圓錐彈簧作為 壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心，這是壓緊彈簧不與壓盤直接接 觸，因此壓盤由于摩擦而長生的熱量不會(huì)直接傳給彈簧而使其回火失 效。壓簧的壓緊力是經(jīng)杠桿系統(tǒng)作用于壓盤，并按杠桿比放大，因此 可用力量較小的彈簧得到足夠的壓盤壓緊力，使操縱輕便。

14、采用中央 圓柱螺旋彈簧是離合器的軸向尺寸較大，而矩形斷面的錐形彈簧則可 明顯縮小軸向尺寸，但其制造卻比較困難，故中央彈簧離合器多用在 重型汽車上以減輕其操縱力。根據(jù)國外的統(tǒng)計(jì)資料：擋在貨汽車的發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大于400450牛/米時(shí)，常常采用中央彈簧離合器。斜置彈簧離合器是重型汽車采用的一種新型結(jié)構(gòu)。以數(shù)目較多的 一組圓柱螺旋彈簧為壓緊彈簧，分別以傾角u斜向作用于傳力套上， 跟著在推動(dòng)壓桿并按杠桿比放大后作用與壓盤上。因此，斜置彈簧離 合器與前兩種離合器相比，其突出優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)定。與周置 彈簧離合器比較，其踏板力可降低35%左右。膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是采用一個(gè)膜片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺旋彈

15、簧和分離杠桿。其結(jié)構(gòu)待點(diǎn)如下：1 ）膜片彈簧的軸向尺寸較小而徑向尺寸很大，這有利于在提高 離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力的情況下離合器的軸向尺寸。2）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，故不需專門的分離杠 桿，使離合器結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，零件數(shù)目少，質(zhì)量輕。3）由于膜片彈簧軸向尺寸小，所以可以適當(dāng)增加壓盤的厚度， 提高熱容量；而且還可以在壓盤上增設(shè)散熱筋及在離合器蓋上開設(shè)較 大的通風(fēng)孔來改善散熱條件。4）膜片彈簧離合器的主要部件形狀簡(jiǎn)單，可以采用沖壓加工， 大批量生產(chǎn)時(shí)可以降低生產(chǎn)成本。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列的優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧 的工藝水平也在不斷地提高，因而這種離合器在轎車及微型和中型客 車、貨車

16、上得到廣泛的應(yīng)用，而且逐漸擴(kuò)展到大型貨車上。綜上所述：本設(shè)計(jì)采用膜片彈簧。三、操縱機(jī)構(gòu)的選擇由于機(jī)械式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠多應(yīng)用于貨車，但該 裝置質(zhì)量大，杠桿之間餃點(diǎn)多，因而摩擦損失較大，傳動(dòng)效率低，其 工作受到發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)以及車身或車架變形的影響，不采用那種吊掛式 的踏板結(jié)構(gòu)。在平頭汽車上桿系的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合理布置桿系也較困難， 踏板的自由行程將加大，剛度也變差。然而，液力操縱機(jī)構(gòu)具有摩擦阻力小，轉(zhuǎn)動(dòng)效率高，質(zhì)量小，布置方便，便于采用吊掛踏板，駕駛 室容易密封，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和車架或駕駛室的變形不會(huì)影響其正常工 作，離合器接合柔和等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，本次設(shè)計(jì)選用液壓式操縱機(jī) 構(gòu)。離合器的通風(fēng)

17、散熱實(shí)驗(yàn)表明，離合器的磨損是隨溫度的升高而增大的，當(dāng)壓盤工作 表面溫度超過一定溫度時(shí)，摩擦片磨損急劇增加。在正常使用條件下 的離合器壓盤工作表面溫度在i8（rc。在特別嚴(yán)酷的使用條件下，壓 盤表面的瞬時(shí)溫度有可能高達(dá)iooo°c。過高的溫度能使壓盤受熱變 形產(chǎn)生裂紋。為了使摩擦表面溫度不致過高，除要求壓盤有足夠的重 量以保證足夠的熱容量外，還要求通風(fēng)散熱性良好。改善離合器的通 風(fēng)措施有：1）在壓藍(lán)上設(shè)置散熱筋；2）在離合器蓋上開較大的通風(fēng)口，在離合器外殼上設(shè)有通風(fēng)窗；五、膜片彈簧的支承形式推式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)按支承環(huán)數(shù)目不同可分三種：1）雙支承環(huán)形式用臺(tái)肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個(gè)支承環(huán)

18、與離合 器蓋定位鉚合在一起，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2）單支承環(huán)形式在沖壓離合器蓋上沖出一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)來代替后 支承環(huán)，使架構(gòu)簡(jiǎn)單，或在鉚釘前側(cè)以彈性當(dāng)環(huán)代替前支承環(huán)，以消 除膜片彈簧與支承環(huán)之間的軸向間隙；3）無支承環(huán)形式利用斜頭鉚釘?shù)念^部與沖壓離合器蓋上沖出的 環(huán)形凸臺(tái)將膜片彈簧鉚合在一起，取消前后支承環(huán)，或在鉚釘前側(cè)以 彈性當(dāng)環(huán)代替前支承環(huán)，離合器蓋上的環(huán)形凸臺(tái)代替后支承環(huán)，使結(jié) 構(gòu)更簡(jiǎn)化或取消鉚釘，離合器蓋內(nèi)邊緣處仲出的許多舌片將膜片彈簧 與彈性擋環(huán)和離合器蓋上的環(huán)形凸臺(tái)彎合在一起，結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單。本 次設(shè)計(jì)選用雙支承環(huán)式。六、壓盤的驅(qū)動(dòng)方式壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)它和飛輪一同帶 動(dòng)從

19、動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以他應(yīng)與飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)允許壓盤 在離合器分離過程中能自由作軸向移動(dòng)。壓盤的驅(qū)動(dòng)方式主要有凸塊一窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性 傳動(dòng)片式等多種。前三種的共同缺點(diǎn)是在連接件之間有間隙，在傳動(dòng) 中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低了 離合器的傳動(dòng)效率。彈性傳動(dòng)片式是最近廣泛采用的驅(qū)動(dòng)方式，沿圓 周切向布置的三組或四組薄彈簧鋼帶傳動(dòng)片兩端分別于離合器蓋和 壓盤以鉚釘或螺栓連接，傳動(dòng)片的彈性允許壓盤做軸向移動(dòng)。彈性傳 動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式簡(jiǎn)單，壓盤與飛輪對(duì)中性能好，使用平衡性好，工作可 靠，壽命長。故本次選用彈性傳動(dòng)片式。七、分離軸承的類型的選擇分離軸承和支持總成

20、由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在 工作中主要承受軸向分離時(shí)，他那個(gè)是還承受在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力作 用下的徑向力。以前主要采用推力球軸承或向心球軸承，但其潤滑條 件差，磨損嚴(yán)重、噪聲大、可靠性差、使用壽命低。目前國外以采用 角接觸推力軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鋰基潤滑脂，其端部形狀與 分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時(shí)采用球形端面，舌尖部為 弧形面時(shí)采用平斷面或凹弧形端面。本次設(shè)計(jì)選用推力球軸承。第三章離合器主要參數(shù)的選擇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)滿足如下基 本要求：1）能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。2）結(jié)合過程要平順柔和，使汽車s不是沒有抖動(dòng)和沖擊。3）分離吋要迅速

21、徹底。4）離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋是變速器輪齒 間的沖擊力并方便換擋。5）高速旋轉(zhuǎn)吋具冇可靠的強(qiáng)度，應(yīng)注意平衡免受離心力的影響。6）應(yīng)使汽車傳動(dòng)系避免共振，具有吸收振動(dòng)，沖擊和減小噪聲 的能力。7）操縱輕便，工作性能穩(wěn)定，使用壽命長。以上這些要求中最重要的是使用可靠，壽命長以及生產(chǎn)和使用中 的良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)。§3.1離合器參數(shù)的選擇設(shè)計(jì)所選發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)；功率38.5kw,轉(zhuǎn)速5200r/min,最大轉(zhuǎn)矩 70. 7 n. m一、摩擦片外徑的確定摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)和使用 壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩的大小有一定關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩

22、是 重要參數(shù)，安發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩te max （n. m）來選定d，由下列公式 可得：（3-1）取1 = 18te max = 554. 8 n. m代入數(shù)據(jù) d=18x v70j =435mm在主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中摩擦片的外徑選430mm左右。查摩擦片尺寸的系列化合標(biāo)準(zhǔn)化，選取標(biāo)準(zhǔn)摩擦片外徑 d=430mm，內(nèi)徑d=230mm,厚度b=4mm,內(nèi)外徑之比d/d=0. 667,單位 面積 a=221mm2。二、離合器后備系數(shù)的確定后備系數(shù)p是離合器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該確定的一個(gè)重耍參數(shù)，它反映了 離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇p時(shí)，應(yīng)考慮一下幾 點(diǎn)：1）摩擦片在使用中磨損后，離合器還能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)

23、機(jī)最大 轉(zhuǎn)矩。2）要能防止離合器滑磨過大。3）要能防止傳動(dòng)系過載。為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，3不宜選取 太小，當(dāng)使用條件惡劣，為提高起步能力，減小離合器滑磨，p應(yīng)選 取大些。采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，p選取 值應(yīng)大些。發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，p可選取小些?？紤]以上影響因素和設(shè)計(jì)車型為微型貨車，根據(jù)的取值范圍p = 1.201.75,同時(shí)參考其他同類車型選取13 =1.5。三、單位壓力po單位壓力p對(duì)離合器工作性能和使用壽命宥很大的影響，選取 時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件，發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率大小，摩擦片尺寸，材 料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。離合器使用頻繁，發(fā)

24、動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較 小時(shí)，p 應(yīng)取小些。當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為降低摩擦片外源出的 熱負(fù)荷，po應(yīng)取小些，后備系數(shù)較大時(shí)可適當(dāng)增大以。釆用石棉基材料時(shí)po=0.150.35（mpa）§3.2摩擦片的約束計(jì)算1 ）摩擦片的外徑d的選取應(yīng)使最大圓周速度v不超過6575m/s o(3-2)3i d n60x1000式中：d-摩擦片外徑mm;n -發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速r/min; v-摩擦片最大圓周速度m / s ;h da2 _ 60x1000一3.14x250x200060x1000= 26. 17m/s < 65m/s符合條件2）摩擦片的內(nèi)外徑比c應(yīng)在0. 530. 7范圍內(nèi)。在本設(shè)計(jì)

25、中c = 0. 620符合要求3）后備系數(shù)3的最大范圍1. 204. 0。在本設(shè)計(jì)中p =1.54）革位壓力。摩擦離合器是靠摩擦表面的摩擦力矩來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為：tc=f fz rc式中：tc-為靜摩擦力矩牛每米。f -摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，取f=0.30。f-壓盤施加在摩擦面上的工作壓力，單位：n。 z-摩擦面數(shù)，為從動(dòng)盤數(shù)兩倍。z = 2。摩擦片的平均摩檫半徑，單位：mm。假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有：離合器（3-3）jtf= poa= po -(d2-d2)(3-4)式中：po -摩擦面單位壓力，單位：m pa。a-個(gè)摩擦而的而積：mm2；d-摩擦片外徑：

26、mm; d -摩擦內(nèi)徑：nim;摩擦片的平均摩擦半徑根據(jù)壓力均勻假設(shè)，可表示rc =d3-d33(d2-t/2)(3-5)將式（2-4）與（2-5）帶入（3-3）得:311,tc = f z po dl-c3）（ 3-6）12式中：c-摩擦片內(nèi)外徑之比，c = 0. 620o為了保證離合器在任何情況下都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn) 矩，設(shè)計(jì)時(shí)tc應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即tc=f3 temax（3-7）則根據(jù)以上相應(yīng)計(jì)算公式及相關(guān)數(shù)據(jù)可得：由（3-7）得：tc二 p temax = l. 5 x 160 = 240 n. m 由（3-6）驗(yàn)算單位壓力po,則：240= 3，14 x 0.3 x 2

27、 x px 0.25 3 x（ 1 0.620 3）12 °po=0. 129m pa在所要求范圍內(nèi)。由式（3-5）：=0.1030mn0.253 0.1553rc=3x(0.252-0.1552) 有公式(3-3 ):2400.3x2x0.1030= 3883.5n第四章離合器主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算§4.1膜片彈簧的設(shè)計(jì)一、膜片彈簧主要參數(shù)的選取1）比值h / h和板厚h的選擇。比值h / h對(duì)于膜片彈簧的彈性 特性影響極大，如圖4-1。通過分析可知，當(dāng)h / h < w時(shí)，f, = f （a,） 為增函數(shù)；h / h =斤時(shí)，f, = f （人）有一極值，該極值點(diǎn)恰

28、為拐點(diǎn)； 當(dāng)h/h時(shí)，以人）有一極大值和一極小值；當(dāng)h/h=2人 時(shí)，fu,）的極小值落在橫坐標(biāo)上。為保證離合器壓緊力變化不大 和操作輕便，汽車離合器用膜片彈簧的h/ h 般為1.52.0,板厚圖4-1膜片彈簧的彈性特性曲線2）比值r/r和r、r的選擇，研宂表明，k/r越大，彈簧材料利 用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲線受直徑誤差的影響越大，且應(yīng)力 越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，r/r 般為1.21.35。為使摩擦片上的壓力分布較均勻，推式膜片彈簧的r值應(yīng)取為大于或等于摩 擦片的平均半徑r。3) u的選擇。膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角ci與內(nèi)截錐高度關(guān) 系密切，ci / h (r r ), 般

29、在915°的范圍內(nèi)。4) 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇。膜片彈簧工作點(diǎn)拐點(diǎn)h對(duì)著膜片彈簧的壓平位置，而且aih=uim+/lin)/2。新離合器在結(jié)合狀態(tài)吋， 一般( 0. 81. 0 )以保證摩擦片在最大磨損限度/u范圍內(nèi)的壓緊力從到匕變化不大。當(dāng)分離吋，膜片彈簧工作點(diǎn)從b到c。 為了最大限度的減小踏板力，c點(diǎn)應(yīng)盡量靠近n點(diǎn)。圖4-2膜片彈簧工作點(diǎn)位置5) 分離指數(shù)n的選取。分離指數(shù)n常取18,大尺寸膜片彈簧可 取24,小尺寸彈簧可取12。6) 膜片彈簧小端半徑及分離軸承作用半徑.的確定。由離 合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑。應(yīng)大 于r0o7）切槽寬度4、么及半徑

30、z;, 4 = 3.23.5mm，么=910m m , 的取值成滿足r 一彡么的要求。8）壓盤加載半徑r：和支撐環(huán)加載點(diǎn)半徑r|的確定。r,和r：的取 值將影響膜片彈簧得剛度。！'|應(yīng)略大于1'，r,應(yīng)略小于r且盡量接近本次設(shè)計(jì)取，h/h=l. 5，h=3mm, h=2mm, r/r=l. 2, r=108mm, r=90mm, a =12.7, n=18 , /-o = 20mm, = 3. 2mm, j2 = l 0mm, r, = l 0mm, zy =2 lmmo二、膜片彈簧的彈性特性假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午斷面剛性地繞此斷面上的某 中性點(diǎn)0轉(zhuǎn)動(dòng)。通過支持環(huán)和壓

31、盤加載膜片彈簧上的載荷f,集中在支承點(diǎn)處，加 載點(diǎn)間的相對(duì)軸向變形為冬（mm）,則膜片彈簧的彈性特性如下式表 達(dá)f, = f(a)=jieh/i,'6(1_a2).ln(/?/r)u2ha rr+ /r(4-1)式中，e為材料的彈性模量ul）,對(duì)于鋼：e=2.1x105 mp/； /為材料的泊松比，對(duì)于鋼：/ = 0. 3; h為膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部 分的內(nèi)截面錐高度（mm）; h為膜片彈簧鋼板厚度（mm）; r、r分別為 自由狀態(tài)下碟簧部分大、小端半徑（mm）; r：、r,分別為壓盤加載點(diǎn) 和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑（mni） o代入數(shù)據(jù)3.14x2 1x105x2x36x(l-0.32

32、)ln(108/90) (107-91)232.6108-90、 107-91 >31.310890107-91+4=2038n乂2 =當(dāng)離合器分離時(shí)，膜片彈簧的加載點(diǎn)將發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對(duì) 分離指端所加載荷為f,，相應(yīng)作用點(diǎn)變形為人gnm）;另外，在分離與 壓緊狀態(tài)下，只耍膜片彈簧變形到相同的位置，其子午斷面從自由狀 態(tài)也轉(zhuǎn)過相同的角度，則有如下關(guān)系(4-2)a2 =91-21107-91x2.6 = 11. 4mm（ 4-3）r'rf式中，r,為分離軸承和分離指的接觸半徑（mm）。107-9191-21x2038:466n三、膜片彈簧得強(qiáng)度校核子午斷面在中性點(diǎn)0處沿圓周方向

33、的切向應(yīng)力為零，0點(diǎn)以外的(pa(p/2)y(p e + x點(diǎn)均存在切向應(yīng)變力和切向應(yīng)力。建立坐標(biāo)xoy，則斷面上任意點(diǎn)（x、 y ）的切向應(yīng)力7,4-4)式中，a為自由狀態(tài)吋圓錐底角（rad）; p為從自由狀態(tài)起， 子午斷面的轉(zhuǎn)角（rad）; e為中性點(diǎn)半徑（mm），e= （rr）/ln（/?/r）。由上公式可知，當(dāng)p 定吋，一定的切向成力tt在坐標(biāo)軸系中呈 現(xiàn)線性分布，當(dāng)ert=o吋有y= a（p!2）x（4-5）因（漢一p/2）很小，a（p!2） tan（6zp/2）則表明：對(duì)于一定的（p零應(yīng)力分布在過0點(diǎn)而與x軸成（a /2）角的直線上。實(shí)際上，當(dāng)x=e 吋，無論為何值，均存在y=（漢

34、一爐/2，即對(duì)于一定的識(shí)，等應(yīng)力 線都匯交與k點(diǎn)，其坐標(biāo)為x=-e, y二一、a-（pl2、e。顯然，0 k為零 應(yīng)力直線，其內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力區(qū)，外側(cè)為拉應(yīng)力區(qū)；等應(yīng)力線越遠(yuǎn)離零 應(yīng)力線，其應(yīng)力值越高。由此可見，彈簧部分內(nèi)上緣b點(diǎn)的切向壓應(yīng) 力最大。當(dāng)k點(diǎn)的縱坐標(biāo)（a（p/2）e a/2時(shí)，a'點(diǎn)的切向拉應(yīng)力最大。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)力來校核其 強(qiáng)度。將b點(diǎn)坐標(biāo)x = （er）和y = zz/2代入（4-4 ），可得b點(diǎn)的應(yīng)力（7$ 為tlie2（p(er)6z +(p(4-6)代入數(shù)據(jù)可得：=-1329mpa令d（7lb i cl（p = 0,可求出7$達(dá)到極大

35、值時(shí)的轉(zhuǎn)角= a+） （4-7）式（4-7）表明，b點(diǎn)最大壓應(yīng)力發(fā)生在比其壓平位置再多轉(zhuǎn)動(dòng) 個(gè)角度h/2（e_r）的位置。當(dāng)離合器徹底分離吋，膜片彈簧子午斷面的實(shí)際轉(zhuǎn)角外計(jì) 算時(shí)，識(shí)取 ;如果仏識(shí)p，則識(shí)取識(shí),.。，在分離軸承推力f2的作用下，b點(diǎn)還受彎曲應(yīng)力cr,.b，其值為(4-8)式中，n為分離指數(shù)0; 為一個(gè)分離指根部的寬度（mm ）。代入數(shù)據(jù)可得：s=136 mpa考慮到彎曲應(yīng)力么,是與切向壓應(yīng)力相互垂直的拉力，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(4-9)代入數(shù)據(jù)可得 = 1465 mpa實(shí)驗(yàn)表明，裂紋首先在最大應(yīng)力點(diǎn)b點(diǎn)產(chǎn)生，但此時(shí)裂紋并不發(fā) 展到損壞，且不明顯影響其承載能

36、力。繼后，在a點(diǎn)由于拉應(yīng)力產(chǎn) 生裂紋，這種裂紋是發(fā)展性的，一直發(fā)展到使其破壞。在實(shí)際設(shè)計(jì)中， 當(dāng)膜片彈簧采用60si2ma時(shí)，不應(yīng)大于1700mpa。.、膜片彈簧材料及制造工藝國內(nèi)膜片彈簧一般采用60si2mna和50cfva等優(yōu)質(zhì)高精度鋼板材 料。為了保證其硬度、幾何尺寸、金相組織、載荷特性和表面質(zhì)量等 要求，需進(jìn)行一系列熱處理。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對(duì)膜 片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理，即沿其分離狀態(tài)的工作方向，超過徹底分離點(diǎn) 后繼續(xù)施加過量的位移，使其過分38次，以產(chǎn)生一定的塑性變形， 從而是膜片彈簧的表面產(chǎn)生于使用狀態(tài)反方向的殘余應(yīng)力而達(dá)到強(qiáng) 化的目的。一般說，經(jīng)強(qiáng)化處理后，在同樣的工作條

37、件下，可提高膜 片彈簧的疲勞壽命5%30%。另外，對(duì)膜片彈簧的門面或雙面進(jìn)行噴 丸處理，即以高速彈丸流噴射到膜片表面，使表面產(chǎn)生塑性變形，從 而形成一定厚度的表面強(qiáng)化層，起到冷作硬化的作用，同樣也可以提 局承載能力和疲勞強(qiáng)度。為了提高分離指的耐磨性，可對(duì)其端部進(jìn)行高溫淬火、噴鍍鉻和 鍍鎘或四氟乙烯。在膜片彈簧與壓盤接觸處，為了防止由于拉應(yīng)力的 作用而產(chǎn)生裂紋，可對(duì)該處進(jìn)行擠壓處理，以消除應(yīng)力源。膜片彈簧表面不得有毛刺、裂紋、劃痕、銹蝕等缺陷。碟簧部分 的硬度一般在4550hrc,分離指端硬度為5562hrc,在同一片上 同一范圍的硬度差不應(yīng)大于3個(gè)單位，碟簧部分應(yīng)為均勻的回火屈氏 體和少量的索

38、氏體。單面脫碳層得深度一般不得超過厚度的3%。膜 片彈簧的內(nèi)、外半徑公差一般為h11和hll,厚度公差為±0. 025mm, 初始底錐角公差為±10'。膜片彈簧上下表面的表面粗糙度為 地面的平面度一般要求小于0. lmni。膜片彈簧處于接合狀態(tài)時(shí)，其分離指端得相互高度差一般要求小于0.81.0mm。五、膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)就是耍確定一組彈簧得基本參數(shù)，使彈性特 性滿足離合器的使用性能要求，而且彈簧強(qiáng)度也滿足設(shè)計(jì)要求，以達(dá) 到最佳的綜合效果。a）目標(biāo)函數(shù)目前，國內(nèi)關(guān)于膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)主要有以下兒點(diǎn)：1）彈簧工作時(shí)的最大應(yīng)力為最小。2）在從動(dòng)盤

39、摩擦片磨損前后，彈簧壓緊力之差的絕對(duì)值為最小。3）在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承扇的分離操縱力的平均 值為最小。4）在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對(duì)值得平均值 為最小。5）選3）和4）兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。為了既保證離合器使用過程中傳遞轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性，又不致嚴(yán)重過 載，且能保證操縱谷力，選取5)作為目標(biāo)函數(shù)，通過兩個(gè)目標(biāo)函數(shù) 分配不同的權(quán)重來協(xié)調(diào)他們之間的矛盾，并用轉(zhuǎn)化函數(shù)將兩個(gè)目標(biāo)合 成一個(gè)目標(biāo)，構(gòu)成統(tǒng)一的總目標(biāo)函數(shù)，則f(x)=w,/1(x)+ w2/2(x)(4-10)式中和分別為兩個(gè)s標(biāo)函數(shù)fjx)和/2(x)的加權(quán)因子，視設(shè)計(jì)耍求選定。b) 設(shè)計(jì)變量從膜片彈簧彈性特性計(jì)

40、算式可以看出，應(yīng)選取h、h、r、r、r：、 r,這六個(gè)尺t參數(shù)以及在結(jié)合工作點(diǎn)相應(yīng)與彈簧工作壓緊力心的大 端變形量4為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，即x=h h r r r, r, 2, j7(4-11)c) 約束條件1) 應(yīng)保證所設(shè)計(jì)的彈簧工作壓緊力心與要求的壓緊力fy相等， 即=fy2) 為了保證各工作點(diǎn)a、b、c有較適合的位置，應(yīng)正確選擇4相 對(duì)于拐點(diǎn)/1|14的位置，一般am/aih=0. 81. 0，即0. 8彡彡 1. 0( 4-12)h r-rj3) 為了保證摩擦片磨損后離合器仍可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，并考慮到摩 擦因數(shù)的下降，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力fia應(yīng)大于或等于新摩 擦片的壓緊力f1/?，即f

41、,a >4) 為了滿足離合器使用性能的耍求，彈簧得h/h與初始底錐角a h/(/?r)疲在一定范圍內(nèi)即1. 5 彡 h/h<2. 09o < a h/(/?-r)< 15°5) 彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即1. 20彡 r/r< 1. 353 k r / r0 5. 06) 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加載點(diǎn)半徑r,應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 推式：（d + d）/4</?, <d/27）根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求，r,與r，r,與r，。與之差應(yīng)在一定 范圍內(nèi)，即1 彡 r-r,7 0 r, z

42、* 6 0 rr-r048）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此其杠桿比應(yīng)在一定 范圍內(nèi)選擇，即推式：2. 3彡i4. 5尺ri9）彈簧在工作過程中，b點(diǎn)的最大壓應(yīng)力max應(yīng)不超過.其允許 值，即tamax ib 10）彈簧在工作過程中，a點(diǎn)的最大拉應(yīng)力_應(yīng)不超過其相應(yīng) 的需用值，即11）彈簧在制造的過程中，由于其主要尺寸參數(shù)h、h、r和r都 存在誤差，對(duì)彈簧得壓緊力有一定的影響。因此，為了保證在加工精 度范圍內(nèi)彈簧得工作性能，必須使由制造誤差引起的彈簧壓緊力的相對(duì)偏差不超過某一范圍，即afh + afh + afr<0. 05(4-13)式中，afh、xfr、.分別為由于h、h、r和

43、r的制造誤差 引起的彈簧壓緊力的偏差。12）在離合器裝配誤差范圍內(nèi)引起的彈簧壓緊力的相對(duì)偏差，也 不得超過某一范圍即af,f.彡 0. 05(4-14)式中，afib為離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值。§4.2扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)計(jì)算扭轉(zhuǎn)減震器主要參數(shù)的選擇1) 極限轉(zhuǎn)矩ti:有減震彈簧的最大變形量來確定，它規(guī)定了其作 用的轉(zhuǎn)矩上線，極限轉(zhuǎn)矩為減震器在消除限位銷與從動(dòng)盤轂缺口間的間隙吋所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。tr (1.5 2.0) temax(4-15)式中的微型貨車取tj = l. 5temax = 106. 05 n.m2) 扭轉(zhuǎn)剛度kp為了避免引起系統(tǒng)的共振，要合理選擇減震器的

44、扭轉(zhuǎn)剛度使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)常用的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。k。決定于減震器彈簧得線剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸。設(shè)減震彈簧分布在半徑為r。的圓周上，當(dāng)從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂轉(zhuǎn)過p弧度時(shí)，彈 簧相應(yīng)變形量為r。p。此時(shí)所需加在從動(dòng)片上的轉(zhuǎn)矩為t=1000kzz./?>( 4-16)式中，t為是從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂轉(zhuǎn)過弧度所需加的轉(zhuǎn)矩：；k為每個(gè)減震彈簧的線剛度；zj為減震彈簧的個(gè)數(shù)；r。為減震彈簧位置半徑。_t根據(jù)扭轉(zhuǎn)減震器扭轉(zhuǎn)剛度的定義，則kioookz人2( 4-17)式中，k。為減震器扭轉(zhuǎn)剛度設(shè)計(jì)時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)來處選取k<13t, 本設(shè)計(jì)屮取 k=1000n. m/rad3) 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩t/z由于

45、減震器扭轉(zhuǎn)剛度受結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效的消振，必須合理 選擇減震器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩一般可按下式初選ty/= (0.06 0. 17) tenm(4-18)木設(shè)計(jì)中初選t,7. 07n. m4) 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩tn減震彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。研究表明，tn增加，共振頻 率將向減小頻率的方向移動(dòng)，這是有利的。但是t n不應(yīng)大于t ，否 則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減震器將提前停止工作，故取tn=(0.05 0. 15) temax,本設(shè)計(jì)中初選 tn=6. 36 n. m5) 減震彈簧的位置半徑r。r。的尺寸引進(jìn)可能大些，一般取r = ( 0. 60

46、 0. 75) -(4-19)° 2式中的d為摩擦片的直徑。本設(shè)計(jì)中取r j50mm6) 減震彈簧的個(gè)數(shù)2;(參考下表)摩擦片外徑為225式減震彈簧的個(gè)數(shù)可取46本設(shè)計(jì)中z ;=47) 減震彈簧總壓力當(dāng)限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙a1與a2被消除，減震彈簧傳 遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值t時(shí)，減震彈簧收到的壓力1為fz = tj/ro(4-20)ez=2121n第五章主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算§5.1從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)計(jì)算從動(dòng)盤有兩種結(jié)構(gòu)形式，帶扭轉(zhuǎn)減震器的和不帶扭轉(zhuǎn)減震器的， 木次設(shè)計(jì)從動(dòng)盤為帶扭轉(zhuǎn)減震器的形式。從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)吋應(yīng)滿足一下幾個(gè)方面的要求：為了減少變速器換擋是輪齒間的沖擊，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)

47、動(dòng)慣量應(yīng)盡可能 ??；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；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)減震器；具有足夠的抗暴裂強(qiáng)度。一、從動(dòng)片設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)，應(yīng)盡量減輕其重量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分布盡可能 的靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)片一般都做的比較薄， 通常使用1.32.omm厚的鋼板沖制而成。本次設(shè)計(jì)的微型貨車，故 取從動(dòng)片厚度為1. 5mm。為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一 般都做成具有軸向彈性的結(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。具有軸向彈性的從動(dòng)片宥整體式、

48、分開式和組合式三種型式。比 較三種型式的優(yōu)缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)從動(dòng)片采用整體式彈性從動(dòng)片。整體 式彈性從動(dòng)片能達(dá)到軸向彈性的要求，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成木低。二、從動(dòng)盤轂發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是經(jīng)從動(dòng)盤轂的花鍵孔輸出，變速器輸入軸就插在該 花鍵孔內(nèi)。從動(dòng)盤轂和變速器輸入軸的花鍵結(jié)合方式采用齒側(cè)定心的 矩形花鍵。設(shè)計(jì)花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)參照國標(biāo)gb1 144-1974的花鍵標(biāo)準(zhǔn)，表5-1從動(dòng)盤轂花鍵的尺寸摩擦片發(fā)動(dòng)機(jī)齒數(shù)n外徑mmi人j徑mm齒原mm有效齒擠壓應(yīng)外徑mm最大轉(zhuǎn)矩n. m長mm力m pa160491023183209. 81806910262132011.620010810292342511.122514

49、710322643011.325019610352843510. 228027510353244012. 530030410403254010. 532537310403254511.435047110403255013. 0從動(dòng)盤轂花鍵尺寸如下：花鍵齒數(shù)：n=10；花鍵外徑：d=32mm； 花鍵內(nèi)徑：d = 26mm；齒厚：b=4mm；冇效齒長：l=30mi由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過大而全破壞，所以 花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計(jì)算。冇公式：(5-1 )(5-2)pg - nhl式中：p-花鍵的齒側(cè)面壓力，由下式確定:pemax-(d + d)z式中：d, d-花鍵的內(nèi)外徑，mm;z-從

50、動(dòng)盤轂的數(shù)目；ttmax-發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，n. m； n -花鍵齒數(shù)；h-花鍵工作高度，m, h = ( d- d ) / 2； 1 -花鍵有效長度，m。由已知條件:4x70.7(0.030 + 0.026)x1= 4876n487610x0.003x0.035. 4mpa從動(dòng)盤轂由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超 過20mpa。故所選花鍵尺寸滿足要求。§5.2軸徑的計(jì)算t軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為:(5 3)式中：rt 一軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，mpa；t一軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，n.mm；wt 軸的抗扭截面系數(shù)，mm3 ；對(duì)于實(shí)心軸，將wt = nr d3 / 16代入(51)可得:d

51、31p =106x0.1948=20.7mm木地設(shè)計(jì)取值d = 26mmo§5.3壓盤和離合器蓋得設(shè)計(jì)一、壓盤幾何尺寸的確定在摩擦片的尺寸確定以后，與它摩擦相接觸的壓盤內(nèi)外徑尺寸也 就基本確定下來了。這樣，壓盤幾何尺寸最后歸結(jié)為如何去確定它的 厚度。壓盤厚度的確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)：1) 壓盤應(yīng)具有足夠的質(zhì)量，以增大熱熔，減少升溫，防止其產(chǎn) 生裂紋和破碎，有時(shí)可設(shè)各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，以以幫助散熱 通風(fēng)，使每次結(jié)合時(shí)的溫升不至于過高：2) 壓盤應(yīng)具有較大的剛度，使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均 勻并減少受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊及離合器的 分離，厚度約1525mi3)

52、 與飛輪應(yīng)保持良好的對(duì)中，并要進(jìn)行靜平衡，壓盤單件的平 衡精度應(yīng)不低于1520g. cm。4) 壓盤高度公差要小。鑒丁以上原因，本次設(shè)計(jì)壓盤厚度取20mmo在初步確定壓盤厚 度以后，應(yīng)校核離合器結(jié)合一次的溫升，它不應(yīng)超過810°c。校核公式：r = ( 5-4)cm式中：r-溫升，"c;l-滑磨功，j;分配到壓盤上的滑磨功所占的百分比，單片離合器壓盤 7=0.50；c-壓盤的熱容量，對(duì)于鑄鐵壓盤：c = 481. 4j/(kg. k)； m-壓盤使量，kg。m= pv = 7. 0 x 103 x 3. 14 x ( 0. 225 x 0. 225 - 0. 15 x 0.

53、 145 ) 4-4 x 0.020=2.78kgr= 0,5x400644 =9. 8"c < 1(tc 符合要求 481.4x3.1二、離合器蓋的設(shè)計(jì)離合器蓋與飛輪用螺栓固定在一起，通過它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分 轉(zhuǎn)矩給壓盤。對(duì)離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求：1) 應(yīng)具有足夠的剛度，否則將會(huì)影響離合器的工作特性，增大 操縱時(shí)的分離行程，減少壓盤升程，嚴(yán)重時(shí)使摩擦面不能徹底分離。 為此采取以下措施：適當(dāng)增大蓋得板厚，一般為2.54mm。2）應(yīng)與飛輪保持良好的隊(duì)中性，以免影響總成的平衡和正常的 工作。3）蓋的膜片彈簧支承處應(yīng)具有高的尺寸精度。4）為了便于通風(fēng)散熱，防止摩擦表面溫度過高，可在離合器蓋 上幵較大的通風(fēng)窗孔，或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等。經(jīng)以上敘述與實(shí)物類比，本次設(shè)計(jì)取厚度4mm。三、支承環(huán)支承環(huán)和支承鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性要好。支承環(huán)一 般采用34mm的碳素彈簧鋼絲。本次設(shè)計(jì)取3mm。第六章離合器的操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、對(duì)離合器操縱機(jī)構(gòu)的基本要求1）踏板力要盡可能小，2）踏板行程一般在80150 nun內(nèi)，最大不要超過180 mm。3）應(yīng)有踏板行程調(diào)整裝置，以保證摩擦片磨損后，分離軸承的 自由行程可以復(fù)原。4）應(yīng)有踏板行程限位裝置，以防止操縱機(jī)構(gòu)的零件因受力過大 而損壞。5）應(yīng)有足夠的剛度，傳動(dòng)效率要高，工作可靠