汽車的設(shè)計(jì)課設(shè)說明書

1、遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）遼寧工業(yè)大學(xué)汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）題目： 駿捷 PRV-1.3-MT 舒適型轎車離合器設(shè)計(jì)院（系）： 汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：車輛工程 101學(xué) 號(hào)： 101201018學(xué)生姓名：范英指導(dǎo)教師：秦玉英教師職稱：副教授起止時(shí)間： 2013.12.16 2013.12.27目錄第 1 章 汽車離合器綜述 . 11.1 離合器的結(jié)構(gòu)型式 . 11.2 離合器的功能及其組成 11.3 離合器的工作原理 11.4 對(duì)離合器的要求 1第 2 章 設(shè)計(jì)方案的分析與確定 . 32.1 離合器組成 32.2 從動(dòng)盤數(shù)的選擇 32.3 壓緊彈簧形式

2、的選擇 32.4 分離時(shí)離合器受力形式選擇 42.5 壓盤的驅(qū)動(dòng)形式選擇 42.6 扭轉(zhuǎn)減振器 42.7 分離軸承的選擇 52.8 離合器的散熱通風(fēng) 5第 3 章 主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算和驗(yàn)算的簡要過程 . 63.1 摩擦片的設(shè)計(jì) . 63.2 離合器基本參數(shù)的優(yōu)化 . 73.3 膜片彈簧的設(shè)計(jì) . 93.4 從動(dòng)盤轂花鍵的強(qiáng)度驗(yàn)算 12第 4 章 主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 . 134.1 從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì) 134.2 離合器蓋和壓盤的方式選擇 134.3 分離軸承的選擇 144.4 離合器的通風(fēng)散熱 154.5 離合器種類的選擇 154.6 分離時(shí)離合器受力形式的選擇 154.7 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)

3、154.8 離合器的操縱機(jī)構(gòu)選擇 18第 5 章 經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析及對(duì)設(shè)計(jì)所作的簡要評(píng)語 . 205.1 經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析 205.2 簡評(píng) 20參考文獻(xiàn) . 21致謝 . 22附 錄. 23遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）第 1 章 汽車離合器綜述1.1 離合器的結(jié)構(gòu)型式現(xiàn)代各類汽車上應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合器，按從動(dòng)盤數(shù)分類可 分為：單片，雙片，多片。按照彈簧分布形式分類：圓周布置，中央布置，斜向布置。 按照彈簧形式分布：圓柱螺旋彈簧，圓錐螺旋彈簧，膜片彈簧。按照作用力方向分類： 推式，拉式 。1.2 離合器的功能及其組成（1）汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系

4、平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；（2）在換擋時(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；（3）限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系各零件因過載而損壞；（4）有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。飛輪、壓盤、從動(dòng)盤、膜片彈簧總成、離合器蓋。摩擦離合器主要由主動(dòng)部分 （發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪、離合器蓋和壓盤等 ） 、從動(dòng)部分 （從動(dòng)盤）、 壓緊機(jī)構(gòu)（壓緊彈簧）和操縱機(jī)構(gòu) （分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動(dòng)部件等 ）四部分 組成。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)， 操縱機(jī)構(gòu)是使離合器主、從動(dòng)部分分離的裝置。1.3 離合器的工作原理圖1 離合器總成離合器蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪用

5、螺栓緊固在一起，當(dāng)膜片彈簧被預(yù)加壓緊，離合器處于接 合位置時(shí)，由于膜片彈簧大端對(duì)壓盤的壓緊力， 使得壓盤與從動(dòng)摩擦片之間產(chǎn)生摩擦力。 當(dāng)離合器蓋總成隨飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) （ 構(gòu)成離合器主動(dòng)部分 ） ，就通過摩擦片上的摩擦轉(zhuǎn)矩帶動(dòng) 從動(dòng)盤總成和變速器一起轉(zhuǎn)動(dòng)以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力， 要分離離合器時(shí)， 將離合器踏板踏下， 通過操縱機(jī)構(gòu)，使分離軸承總成前移推動(dòng)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(dòng)片的彈力作用下離開摩擦片， 使從動(dòng)盤總成處于分離位置， 切斷了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的傳遞。1.4 對(duì)離合器的要求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）在任何行駛條件下均

6、能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。2）接合時(shí)要平順柔和，以保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。3）分離時(shí)要迅速、徹底。4）離合器從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和 減小同步器的磨損。5）應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其 使用壽命。6）應(yīng)使傳動(dòng)系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和減小噪聲的能力。7）操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。8）作用在從動(dòng)盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過程中變化要盡可能小，以 保證有穩(wěn)定的工作性能。9）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、壽命長。10）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊、

7、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。#遼 寧 工 業(yè)大 學(xué)課 程設(shè)計(jì) 說明 書（論 文）第 2 章 設(shè)計(jì)方案的分析與確定2.1 離合器組成摩擦離合器主要由主動(dòng)部分 （發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪、離合器蓋和壓盤等 ） 、從動(dòng)部分 （從動(dòng)盤）、 壓緊機(jī)構(gòu)（壓緊彈簧）和操縱機(jī)構(gòu) （分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動(dòng)部件等 ）四部分 組成。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)， 操縱機(jī)構(gòu)是使離合器主、從動(dòng)部分分離的裝置。2.2 從動(dòng)盤數(shù)的選擇從動(dòng)盤數(shù)由計(jì)算尺寸查汽車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)資料手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)。 磨擦片材料的選擇：選擇無石棉有機(jī)摩擦材料制成的。 摩擦片在性能上應(yīng)滿足如下要求 : 磨

8、擦系數(shù)比較穩(wěn)定 , 工作溫度 , 磨損速度 , 單位壓力 的變化對(duì)其影響要小 ,足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性 ,熱穩(wěn)定性好 ,磨合性能好 ,密度要小 ,有 利于結(jié)合平順 , 長期停放 , 離合器磨擦面間不發(fā)生“粘著現(xiàn)象” 。摩擦片與從動(dòng)盤片的連接用鉚釘聯(lián)接。從動(dòng)盤具有軸向彈性 , 可改變離合器性能 , 使離合器接合柔和 , 減小沖擊，磨擦面接觸 較為均勻 ,磨損較小，從動(dòng)轂在變速器第一軸花鍵上易于滑動(dòng)。單片離合器結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，在使用時(shí)能保證分離 徹底，接合平順。多片離合器分離不徹底，軸向尺寸大，質(zhì)量大，易燒壞摩擦片。 故選擇單片離合器。2.3 壓緊彈簧形式的選擇周置彈簧

9、由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞扭矩的能 力降低，另外，彈簧壓到它定位面上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，會(huì)出現(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。中央彈簧此結(jié)構(gòu)軸向尺寸大。 斜置彈簧在重型汽車上使用，突出優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)定，踏板力較小。 膜片彈簧彈簧壓力在摩擦片允許范圍內(nèi)基本不變，能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變，另 外它兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，質(zhì)量小。由于它 大斷面環(huán)形與壓盤接觸， 其壓力分布均勻， 摩擦片磨損均勻，提高使用壽命， 平衡性好。故選擇膜片彈簧。2.4 分離時(shí)離合器受力形式選擇推式膜片彈簧是一種傳統(tǒng)的膜片彈簧離合器， 使其結(jié)構(gòu)簡單、 緊湊。零件數(shù)目更少，

10、 質(zhì)量更小。它是以中部與壓盤相壓，在同樣壓盤尺寸下可采用直徑較小的膜片彈簧，從 而可以減小離合器的總體尺寸。而并不增加踏板力，在接合和分離狀態(tài)下，離合器蓋的 變形量小，剛度大，故分離效果更高，拉式杠桿比大于推式杠桿比，傳動(dòng)效率更高，使 用壽命長，它的分離與分離軸承套筒總成裝在一起，需專門分離軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。推式摸片彈簧結(jié)構(gòu)簡單，安裝拆卸較簡單，分離行程比拉式小。 故選擇推式膜片彈簧。2.5 壓盤的驅(qū)動(dòng)形式選擇窗孔式、銷釘式、鍵塊式它們?nèi)秉c(diǎn)是在聯(lián)接件間有間隙，在驅(qū)動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊噪聲， 而且零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低離合器傳動(dòng)效率。傳動(dòng)片式此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對(duì)中性好，使用平衡性好，簡單可靠，

11、壽命長。 故選擇傳動(dòng)片式。2.6 扭轉(zhuǎn)減振器它能降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系扭振固有頻率，增 加傳動(dòng)系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振，控制動(dòng) 力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器的扭振與噪聲，緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖 擊載荷和改善離合器的接合平順性。故要有扭轉(zhuǎn)減振器。2.7 分離軸承的選擇根據(jù)汽車實(shí)用技術(shù)手冊(cè)選徑向推力軸承，分離軸承與分離杠桿通過軸承外圈聯(lián) 接，軸承內(nèi)圈通過擋圈與膜片彈簧鎖止在一起 , 分離軸承與分離杠桿間有軸向滑動(dòng) ,同時(shí) #遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）也有徑向滑動(dòng)。2.8 離合器的散熱通

12、風(fēng)實(shí)驗(yàn)表明 , 磨擦片的磨損是隨壓盤的溫度的升高而增大的 , 溫度超過 180 200時(shí), 磨擦片磨損急劇增加 .正常條件下 ,壓盤表面工作溫度在 180以下。改善離合器結(jié)構(gòu)措施有 : 在壓盤上設(shè)散熱筋和轂風(fēng)筋 ,在離合器蓋上開較大的通風(fēng)口； 在離合器外窗設(shè)有通風(fēng)窗 , 在離合器外殼內(nèi)裝一導(dǎo)流罩 , 加強(qiáng)通風(fēng)，使工作溫度保持在 180以下。5遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）第 3 章 主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算和驗(yàn)算的簡要過程3.1 摩擦片的設(shè)計(jì)3.1.1 初選摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d、厚度 b3-1)D=100 Te m ax / A =151.7 ，本車 A 取 47表

13、 3.1 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 1根據(jù)表 3.1 可知，取 D=225mm,d=150mm, b=3.5m。m3.1.2 后備系數(shù) 由于所設(shè)計(jì)的離合器為膜片彈簧離合器，在使用過程中其摩擦片的磨損工作壓力幾 乎不會(huì)變小(開始時(shí)還有些增加) ，再加上載自卸車的后備功率比較小，使用條件較差， 故取 1.3 。3.1.3 單位壓力 PO壓 緊 力 F=3000Temax(D+d)/ Z(D+d)2=3000*1.5*131*(225+150)/*2*( 2002 +200*140+1402 )=1144/ Po=F/a=1144/*a, 其中 a=16022.1 mm2當(dāng)=0.2 時(shí)， Po=0

14、.36MPa,當(dāng)=0.3 時(shí)， Po=0.23MPa,表 3.2摩擦片單位壓力2故根據(jù)表 3.2 可知，摩擦片材料選擇無石棉有機(jī)摩擦基材料3.1.4 摩擦因數(shù) f 、離合器間隙 t摩擦因數(shù) f=0.3離合器間隙 t=3mm摩擦面數(shù) Z=23.2 離合器基本參數(shù)的優(yōu)化3.2.1設(shè)計(jì)變量后備系數(shù)取決于離合器工作壓力 F和離合器的主要尺寸參數(shù) D和 d。單位壓力 P 也取決于離合器工作壓力 F 和離合器的主要尺寸參數(shù) D 和 d。因此，離合器基本參數(shù)的 優(yōu)化設(shè)計(jì)變量選為：X x1x2x3T FDd T3-2)3.2.2 目標(biāo)函數(shù) 離合器基本參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)追求的目標(biāo)，是在保證離合器性能要求的條件下使其結(jié)

15、構(gòu) 尺寸盡可能小，即目標(biāo)函數(shù)為f (x) min (D 2 d 2)43-3)3.2.3 約束條件（ 1） 最大圓周速度根據(jù)下式vDnemaxD 10 3 65 70m/s3-4)知，式中 vD 為摩擦片最大圓周速度（ m/s）； nemax 為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速（ r/min ）607遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）V n D 10 3 53.3 65 70 D max 60 emax所以，故符合條件。（ 2）摩擦片內(nèi)、外徑之比 c0.66, 滿足 0.53 c 0.70 的條件范圍d 150 cD 2253）后備系數(shù) 初選后備系數(shù) 1.54）扭轉(zhuǎn)減振器的優(yōu)化對(duì)于摩擦

16、片內(nèi)徑 d=150mm, 而減振器彈簧位置半徑 R0 （0.6 0.75）d/2140R 0.6 48.故取 0 2(mm)，d 2R 150 2 48 54> 500 符合150R0 0.6 1520 48.0 取R0 48符合要求故符合 d>2R0+50mm的優(yōu)化條件( 5)單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 Tc0Tc04Tc Z(D2 d 2)Tc03-5)根據(jù)下式知，Tc= Tem ax=1.3*108 =136.5N.m表 3.3 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 2（N.m/mm2 ）根據(jù)表 3.3 知, 摩擦片外徑 D 小于 210mm時(shí)，4TCTCOz (D2 d2) 0.002

17、8 TCO 0.28 故符合要求。6）單位壓力 P0P0 的最大范圍為為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，選取單位壓力0.15 0.35Mpa，由于已確定單位壓力 P0 0.25Mpa，在規(guī)定范圍內(nèi)，故滿足要求。3.3 膜片彈簧的設(shè)計(jì)3.3.1 膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇（1）比值 H 和 h 的選擇h為了保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的 H 一般為 h1.5 2.0 ，板厚 h 為 24mmH故初選 h=2.6mm, =1.54 則 H=4.004mmh（2）R 比值和 R、r 的選擇 rRCRr2200 140493 .7575mm由于摩擦片平均半徑（3-6

18、） 對(duì)于推式膜片彈簧的 r 值，應(yīng)滿足關(guān)系 R Rc 故取 R=105m，m 再結(jié)合實(shí)際情況取 R/r=1.4 ，則 r=75mm。（3）的選擇=arctanH/（R-r） 12.5 °（3-7）故滿足 9° 15°的范圍。（4）分離指數(shù)目 n 的選取 取為 n=18。（5）膜片彈簧小端內(nèi)半徑 r0 及分離軸承作用半徑 rf 的確定r0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。9遼寧工業(yè)大 學(xué)課程設(shè)計(jì) 說明書(論 文)由 d=Kd3 Temax 6 公式，可求得 d=19.78mm,則取 d=25mm再, 取分離軸承 ( 6)切槽寬度 1、2 及半

19、徑 re取13.2mm, 2=10mm, re滿足 r- re>=2,則re<=r- 2=86mm 故取 re 65mm。(7) 壓盤加載點(diǎn)半徑 R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 r 1的確定由于 R1和 r 1需滿足下列條件 2 ：(D d)/4 R R1 D/2 (D d)/4 r1 r D/2故選擇 R1 96mm， r 1 75mm。3.3.2 膜片彈簧的彈性特性曲線假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午線剛性地繞上地某中性點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。rf 30mm。加載點(diǎn)間的相對(duì)P1 f (x1)Ehx16(1 b2 )ln(R/r)2 (R1 r1)2(H x1 Rr )(Hx1Rr )h21 R1r12

20、R1r13-8)設(shè)通過支承環(huán)和壓盤加載膜片彈簧上地載荷 P1(N) 集中在支承點(diǎn)處， 軸向變形為 x1(mm),則膜片彈簧的彈性特性如下式表示：式中， E彈性模量，鋼材料取 E=2.0× 105 Mpa； b 泊松比，鋼材料取 b=0.3 ；R 自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑， mm； r 自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑， mm；R 1壓盤加載點(diǎn)半徑， mm；r 1支承環(huán)加載點(diǎn)半徑， mm；H 自由狀態(tài)下碟簧部分內(nèi)截錐高度， mm； h膜片彈簧鋼板厚度， mm。繪制圖像如下#遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書(論 文)13由 MATLAB所繪制的曲線取點(diǎn)，得到下面坐標(biāo)1M 2

21、.5 mm, P1M 6882.16N1N 4.0 mm, P1N 6503.55N3-9)上述曲線的拐點(diǎn) H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置， 而且 1H ( 1M 1N)/2則 1H =( 2.5+4.0 )/2=3.2mm 新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn) B 一般取在凸點(diǎn) M和拐點(diǎn) H之間，且靠近或在H點(diǎn)處，一般 1B (0.8 1.6) 1H則取 1B1H則此時(shí)校核后備系數(shù)P RCZ4430 0 .385 2 1 . 5131000T1. 53-10)emax滿足要求3.3.3 強(qiáng)度校核膜片彈簧大端的最大變形量 1N 4.1210mm 由公式P得 B 756.15MPa3.4 從動(dòng)盤轂花

22、鍵的強(qiáng)度驗(yàn)算花鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。擠壓應(yīng)力計(jì)算公式： j P (MPa) j nhlP=4Temax/(D+d)Z=4*148/(250+155)2=73.3 N(3-12)Pj=73.3/8*4*55=9.632 MPa3-11)20MPa。nhl 從動(dòng)盤轂一般由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過 故滿足條件。遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）第 4 章 主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明4.1 從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì)4.1.1 從動(dòng)盤轂從動(dòng)盤轂軸向長度不宜過小 2 ，以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底， 一般取 1.0 1.4 倍的花鍵軸直徑。故取從動(dòng)盤

23、轂軸向長度取為 1.2d=1.2 ×22=26.4mm。 從動(dòng)盤轂的材料選取 45 鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，表面和心部硬度一般 2632HRC。為提高花 鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，采用鍍鉻工藝，對(duì)減振彈簧窗口及與從動(dòng)片配合處進(jìn)行高頻 處理。根據(jù)摩擦片的外徑 D 的尺寸及表 4.1 查出從動(dòng)盤轂花鍵的尺寸。表 4.1 離 合 器 從 動(dòng) 盤 轂 花 鍵 尺 寸 系 列 2摩擦片 外徑D/mm發(fā)動(dòng)機(jī)的 最大轉(zhuǎn)矩Temax/N· m花鍵尺寸擠壓應(yīng)力 j/Mpa齒數(shù)N外徑D/mm內(nèi)徑 d/mm齒厚 b/mm有效齒長 l/mm16050102318320101807010262132011.

24、820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.2由于 D=200mm則, 查表可得， 花鍵尺寸：齒數(shù) n=10， 外徑 D ' =32mm, 內(nèi)徑 d' 26mm 齒厚 t=4mm,有效齒長 l=30mm, 擠壓應(yīng)力 c =11.3Mpa4.1.2 從動(dòng)片 從動(dòng)片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度要求高。材料選用中碳鋼板 50鋼，一般厚度 1.3 2.5 ，

25、本車厚度取為 2mm，表面硬度為 35 40HRC。4.1.3 波形片和減振彈簧波形片采用 65Mn，厚度取為 1mm，硬度為 40 46HRC，并經(jīng)過表面發(fā)藍(lán)處理。減振 彈簧用 60Si2MnA彈簧鋼絲。4.2 離合器蓋和壓盤的方式選擇4.2.1 離合器蓋 離合器蓋是離合器的主動(dòng)件之一，它與飛輪固定在一起，通過它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩給壓盤。此外它還是離合器壓緊彈簧和分離桿的支承殼體。因此它需要具有足夠 的剛度，板厚取 3.5mm，乘用車離合器蓋用 10 鋼等低碳鋼板。4.2.2 壓盤（ 1）壓盤傳動(dòng)方式的選擇 由于傳統(tǒng)的凸臺(tái)式連接方式、鍵式連接方式、銷式連接方式存在傳力處之間有間隙 的缺點(diǎn)

26、，故選擇已被廣泛采用的傳動(dòng)片傳動(dòng)方式。另選用膜片彈簧作為壓力彈簧時(shí)，則在壓盤上鑄有一圈凸起以供支承膜片彈簧或彈 性壓桿之間。（2）壓盤幾何尺寸的確定 前面已經(jīng)分析了如何確定摩擦片的內(nèi)、外徑尺寸。當(dāng)摩擦片的尺寸確定后，與它配 合工作的壓盤內(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 確定它的厚度。壓盤厚度的確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)：一是壓盤應(yīng)有足夠的質(zhì)量；二是壓盤應(yīng)具有較 大的剛度。為滿足上述要求壓盤應(yīng)做得厚些，本次設(shè)計(jì)采用25mm。（3）傳動(dòng)片 傳動(dòng)片的作用是在離合器接合時(shí)，離合器蓋通過它來驅(qū)動(dòng)壓盤共同旋轉(zhuǎn)，分離時(shí)， 又可利用它的彈性來牽動(dòng)壓盤軸向分離并使操縱力減小。傳動(dòng)片采用

27、 3 組，每組 3 片的形式，具體尺寸為，寬 a=25mm，厚 b=12mm，兩孔間距 為 l=22mm，孔直徑為 d=10mm，傳動(dòng)片彈性模量 E=2 105 MPa。由于各傳動(dòng)片沿圓周均勻分布，它們的變形不會(huì)影響到壓盤的對(duì)中性和離合器的平 衡性。4.3 分離軸承的選擇由于 nemax =6000r/min, 離心力造成的徑向力很大， 因此采用角接觸式徑向推力軸承。4.4 離合器的通風(fēng)散熱 由于離合器尺寸小，在離合器蓋上開通風(fēng)窗口即能滿足離合器通風(fēng)散熱的要求4.5 離合器種類的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)方案的分析，確定采用單片膜片彈簧離合器。4.6 分離時(shí)離合器受力形式的選擇 由于推式的優(yōu)點(diǎn)突出，所以采

28、用推式。4.7 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)4.7.1 扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)（ 1）極限轉(zhuǎn)矩 Tj 極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位銷與從動(dòng)盤轂缺口之間的間隙時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn) 矩，即限位銷起作用時(shí)的轉(zhuǎn)矩。極限轉(zhuǎn)矩受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與發(fā)動(dòng)機(jī) 最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取，Tj=（1.5 2.0） Temax 2對(duì)于轎車，系數(shù)取 2.0 。則 Tj =2.0 × Temax 2×108216N.m（ 2）扭轉(zhuǎn)剛度 k 為了避免引起系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)剛度，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā) 動(dòng)機(jī)常用工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。由經(jīng)驗(yàn)公式 k 13 T j2 初選即 k 13Tj 13×21

29、62808（N.m/rad ）15遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）（ 3）阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 T由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度 k 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，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩。根據(jù)公式初選 TT（0.060.17） Te max 2取 T=0.1 Temax =0.1 ×1108=10.8 （N.m）（ 4）預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 Tn減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。 Tn 增加，共振頻率將向減小的頻率的方向移動(dòng)，這是有利的。但是 Tn 不應(yīng)大于 T由于 Tn 滿足以下關(guān)系：Tn（0.05 0.15 ）

30、Temax 2且 Tn T 10.8N.m而（ 0.05 0.15 ） Temax 6.5519.65N.m則初選 Tn9.72N.m（ 5）減振彈簧的位置半徑 R0R0的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取R0=（0.60 0.75）d/2 2則取 R0=0.6d/2=0.6 ×150/2=48（mm）（ 6）減振彈簧個(gè)數(shù) Zj根據(jù)表 4.2 2 知，表 4.2 減振彈簧個(gè)數(shù)的選取當(dāng)摩擦片外徑小于 225mm時(shí)， Zj 4,6,故取 Zj=4（ 7）減振彈簧總壓力 F當(dāng)限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙被消除，減振彈簧傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值Tj 時(shí)，減振彈簧受到的壓力 F 為F Tj/R0（4-1 ）2

31、16/(48 ×10 3 )2570（kN）4.7.2 減振彈簧的計(jì)算 在初步選定減振器的主要參數(shù)以后，即可根據(jù)布置上的可能來確定和減振器設(shè)計(jì)相關(guān)的尺寸。（ 1）減振彈簧的分布半徑 R1由于 R1的尺寸應(yīng)盡可能大些 1 ，一般取R1=（0.60 0.75）d/2式中， d 為離合器摩擦片內(nèi)徑故 R1=0.7d/2=0.7 × 140/2=49（mm），即為減振器基本參數(shù)中的 R0（ 2）單個(gè)減振器的工作壓力 P4-2)4-3)P= F /Z=6238/4=1559 （N）（3）減振彈簧尺寸1）彈簧中徑 Dc 彈簧中徑一般由布置結(jié)構(gòu)來決定 1 ，通常 Dc=1115mm故取

32、Dc=15mm2）彈簧鋼絲直徑 dd=3 8PDc式中，扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 可取 550600Mpa,故取為 550Mpa所以8pD4.92。3）減振彈簧剛度 k根據(jù)式 k=1000knR121 知，應(yīng)根據(jù)已選定的減振器扭轉(zhuǎn)剛度值 k 及其布置尺寸 R1 確定，即19遼 寧 工 業(yè)大 學(xué)課 程設(shè)計(jì) 說明 書（論 文）kk= 2 (N /mm)1000R12n則 K 0.3546N /m4）減振彈簧有效圈數(shù) iG d48.3 104 106 (4.0 10 3)43. 54-4)4-5)5）減振彈簧總?cè)?shù) n其一般在 6 圈左右，與有效圈數(shù) i 之間的關(guān)系為n=i +（1.5 2）=5減振彈簧最小高度

33、lmin n(d ) 1.1dn=21.468mm 彈簧總變形量l =p/k=4.4減振彈簧總變形量 l 04-6)4-7)l0 =lminl=21.468+4.4=26.864mm減振彈簧預(yù)變形量4-8)l'Tn12.0 0.17mmKZR0 291 6 42 10 3減振彈簧安裝工作高度 l l l 0 l ' =30.58m(4-9)4-10)6）從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角最大轉(zhuǎn)角 和減振彈簧的工作變形量 l''（ l''l l '） 有關(guān)，其值為2 arcsin( l" / 2R1 ) =1.954-11)8 D 3K

34、 8 (13 10 3 )3 0.291 1034.8 離合器的操縱機(jī)構(gòu)選擇4.8.1 對(duì)離合器操縱機(jī)構(gòu)的要求1）踏板力要盡可能小，乘用車一般在 80-150N 范圍內(nèi)，商用車不大于 150-200N。2）踏板行程一般在 80-150mm范圍內(nèi)，最大不應(yīng)超過 180mm。3）應(yīng)有踏板行程調(diào)節(jié)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。6）傳動(dòng)效率要高。7）發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及車架和駕駛室的變形不會(huì)影響其正常工作。8）工作可靠，壽命長，維修保養(yǎng)方便。4.8.2 離合器操縱機(jī)構(gòu)的型式及確定常用的離合器操縱機(jī)構(gòu)主要有

35、機(jī)械式、 液壓式、機(jī)械式和液壓式操縱機(jī)構(gòu)的助力器氣 壓式和自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)等。機(jī)械式又分為桿系和繩系。桿系操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。但質(zhì)量大，傳動(dòng)效 率低，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和車架或駕駛室的變形會(huì)影響其正常工作，在遠(yuǎn)距離操縱時(shí)，布置 較困難。繩系可以克服上述缺點(diǎn)，但其壽命短機(jī)械效率仍不高。液壓式操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效 率高，質(zhì)量小，便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和駕駛室或車架變形 不會(huì)影響其正常工作，結(jié)合柔和等優(yōu)點(diǎn)。但其要求加工精度高，容易泄漏，成本高。綜上所述，本次設(shè)計(jì)因?yàn)闄C(jī)械式的桿系形式優(yōu)點(diǎn)突出，結(jié)構(gòu)簡單，成本低而選擇。21遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）第 5

36、章 經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析及對(duì)設(shè)計(jì)所作的簡要評(píng)語5.1 經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析本離合器設(shè)計(jì)，在實(shí)際操作使用中，接合可靠分離徹底、動(dòng)作迅速、操縱靈活、適 應(yīng)性強(qiáng)、分離與接合平穩(wěn)無沖擊；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造價(jià)和生產(chǎn)方面，離合器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單 , 實(shí)際加工制造容易 , 材料和加工成本低； 在使用安全和壽命上， 本設(shè)計(jì)工作安全、 動(dòng)力傳 動(dòng)效率高、使用壽命長；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能上，本設(shè)計(jì)重量輕、外形尺寸小、散熱能力強(qiáng)、 調(diào)整維修方便，且維修保養(yǎng)成本低。5.2 簡評(píng)本次課程設(shè)計(jì)根據(jù)給出的設(shè)計(jì)要求和原始設(shè)計(jì)參數(shù)，以及推式膜片彈簧離合器及其 操縱機(jī)構(gòu)的工作原理和使用要求，通過對(duì)其工作原理的闡述、結(jié)構(gòu)方案的比較和選擇、 相關(guān)零件參數(shù)的計(jì)算，大致確定了離合器及其操縱機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和主要尺寸以及制造 相關(guān)零部件所用的材料。結(jié)構(gòu)方面：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，考慮到使用條件和其顯著的優(yōu)點(diǎn)，選用帶扭轉(zhuǎn)減振器的 單片推式膜片彈簧離合器，壓盤驅(qū)動(dòng)方式采用傳動(dòng)片傳動(dòng)，分離軸承采用自動(dòng)徑向推力 軸承，操縱機(jī)構(gòu)采用機(jī)械操縱式操縱機(jī)構(gòu)。計(jì)算方面：確定了離合器的主要參數(shù) 、P0、D、d，結(jié)果按照基本公式運(yùn)算得出并 通過約束條件，檢驗(yàn)合格。根據(jù)膜片彈簧基本參數(shù)之間的約束關(guān)系，