離合器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計

=5.0mm4）由結(jié)構(gòu)上確定彈簧的外徑=35mm5）彈簧中徑因此mm6）彈簧指數(shù)（旋繞比）因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圓整為6.7）實際的工作應(yīng)力因此MPa初選彈簧剛度=40N/mm8）彈簧的工作圈數(shù)式中，——材料的剪切彈性模數(shù)，對于碳鋼：。取=6.5圈。9）彈簧的實際剛度(3-19)對于離合器壓簧來說，希望K盡量小，一般=N/mm。因此N/mm10）彈簧的總?cè)?shù)（3-20）汽車離合器上一般采用,即每端3/4圈擰緊，并把端部鋼絲磨薄至直徑1/4.因此=6.5+1.5=8圈11）彈簧的工作變形（3-21）因此mm12）彈簧的附加變形量彈簧的附加變形量即為壓盤的分離行程，對于單片離合器=1.5~2.5；對于雙片離合器=1.5～3.0。因此取=2.1mm。13）彈簧的自由高度（3-22）式中，彈簧最大負(fù)荷時的間隙=0.5～1.5mm。因此mm14）彈簧的工作高度因此=70.85-26.7=44.15mm15）彈簧的最大負(fù)荷因此N為離合器徹底分離時的彈簧最大負(fù)荷，一般規(guī)定校核離合器分離時彈簧的最大負(fù)荷較增加了，因此符合規(guī)定要求。3．4．4離合器的平衡為了保證離合器工作的平衡性，離合器的旋轉(zhuǎn)零件和總成均進(jìn)行靜平衡，這對告訴發(fā)動機(jī)來說尤為重要。壓盤單件的平衡精度不低于15～20g·cm從動盤總成的平衡度不低于35g·cm離合器壓盤的平衡精度不低于30～70g·cm消除不平衡的辦法：可在相應(yīng)零件上鉆孔（如在壓盤的彈簧導(dǎo)向座上鉆孔；或在壓盤外圓上鉆孔等），或加平衡塊（一般加在從動盤上）。離合器總成與飛輪的相應(yīng)位置靠定位銷來保證，最后還必須對離合器總成與曲軸飛輪一體進(jìn)行動平衡。第二部分操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計1選擇操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式1.1機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有桿系和繩系兩種形式。桿系傳動結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠，缺點是質(zhì)量大、摩擦損耗大、機(jī)械效率低，車架和駕駛室的變形會影響其正常工作，在遠(yuǎn)距離操縱時布置困難。不宜采用適宜司機(jī)操作的吊掛式踏板結(jié)構(gòu)，踏板處的地板密封困難；由于發(fā)動機(jī)與離合器是經(jīng)彈性支撐安裝在車架或車身上，而后者有剛性的支撐著踏板軸，因此發(fā)動機(jī)的較大振動以及車架或車身的變形都會影響其正常工作，為此，操縱機(jī)構(gòu)的中間連接件之一必須采用球形支座以避免干涉。適宜發(fā)動機(jī)前置的各種汽車。繩索式傳動機(jī)構(gòu)可克服干系傳動的諸多缺點，且適宜方便駕駛員操縱的吊掛式踏板結(jié)構(gòu)。但其壽命較短，機(jī)械效率不高。多適用于輕型轎車。液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由主缸、工作缸和管路等部分組成，具有傳動效率高、質(zhì)量小、布置方便。便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、駕駛室和車輛變形不會影響其正常工作、離合器結(jié)合較柔和等優(yōu)點。此形式廣泛用于各種汽車。1.2液壓式操縱機(jī)構(gòu)液壓式操縱機(jī)構(gòu)由吊掛式離合器踏板、總泵、分泵、管路系統(tǒng)、回位彈簧等組成。具有摩擦阻力小，傳動效率高，質(zhì)量小，布置方便，結(jié)合柔和（有助于降低猛接離合器時傳動系統(tǒng)的動載荷），便于采用吊掛式踏板使該處地板易于密封，車架或車身的變形以及發(fā)動機(jī)的振動不會影響其工作，系統(tǒng)剛度好有助于減小踏板自由行程，也便于遠(yuǎn)距離操縱及采用可翻傾式駕駛室等優(yōu)點。它不僅最廣泛地用于轎車及中、輕型客車及貨車上，而且在大客車和重型貨車上的應(yīng)用也日益增多，但在中型以上的汽車上使用時應(yīng)該加裝助力器。1.3機(jī)械式和液壓式操縱機(jī)構(gòu)的助力器在中型以上的汽車上，為減輕離合器踏板力，在機(jī)械式和液壓式操縱機(jī)構(gòu)中常采用各種助力器。氣壓式助力器多用于在大型重型汽車上，由于分離離合器時踏板力很大，駕駛員難以操作，在這種情況下常采用氣壓式助力器。氣壓式助力器是利用外界氣源壓力來協(xié)助分離離合器，理論上不需要人的體力，人對離合器踏板的操縱只是為了控制離合器的分離和接合，因此在設(shè)計上助力器的動作應(yīng)滿足隨動作用的要求，并且還應(yīng)保證在助力器失效的情況下，離合器仍然能夠由人力來操縱。所謂隨動作用，是指作用于分離軸承上的力（或它的位移）和駕駛員加于踏板上的力（或位移）構(gòu)成確定的比例關(guān)系，后者跟著前者動而動、停而停，卻與作用時間的長短無關(guān)。這樣就可以保證駕駛員逐漸地、緩慢地放松離合器踏板時，離合器能平穩(wěn)而柔和的接合，快速使離合器分離。彈簧式助力器如下圖：助力彈簧后端A鉤在固定于車架上的調(diào)節(jié)螺栓上，前段鉤在V型臂的后鉤耳上。V型臂的前端與踏板臂的支鉸鏈接與B點。當(dāng)離合器處于結(jié)合狀態(tài)、踏板處于圖示位置時，A、B兩點之間的連線略高于踏板軸的中心O，這時彈簧對踏板起回位作用。在踩下踏板的過程中，鉸接點B也隨著踏板臂的向下移動，但只要A、B連線未達(dá)到踏板軸中心O以前，彈簧一直起著不大的（因力臂很?。┳枇ψ饔?。一旦A、B連線低于O點，則彈簧就起助力作用。彈簧助力式雖助力效果有限，只能使踏板力降低25%-30%。但其結(jié)構(gòu)簡單，便于設(shè)計，節(jié)約能源，安裝、維修簡單。輕型貨車所需離合器踏板力適中，無需較強(qiáng)的助力。因此本此設(shè)計采用彈簧助力式離合器操縱機(jī)構(gòu)。2操縱機(jī)構(gòu)的工作原理及尺寸參數(shù)的確定2.1操縱機(jī)構(gòu)的工作原理當(dāng)司機(jī)踩下離合器踏板時，在踏板力和助力彈簧的作用力下分離拉桿向左移動。由于分離叉擺臂和分離叉由鍵連接固定，不可轉(zhuǎn)動，因此可視為一體。分離叉的一端與分離叉擺臂連接，另一端與車體上固定的軸承配合。分離拉桿帶動分離叉擺臂下端向左移動時，分離叉擺臂和分離叉組成的整體繞車體上固定的軸承徑向旋轉(zhuǎn)。在分離叉上突出的倆分離耳的作用下分離套筒帶動分離軸承右移，分離軸承施力于分離杠桿，實現(xiàn)離合器的分離。當(dāng)司機(jī)松開離合器踏板時，在復(fù)位彈簧的作用下，分離套筒和分離軸承右移，離合器處于合的狀態(tài)。分離叉擺臂下端左移，分離拉桿左移，離合器踏板復(fù)位。2.2操縱系統(tǒng)和分離杠桿傳動比的估算F正=F扭/μi總=F正/F踏其中各參數(shù)含義：F正——分離套筒所受的正壓力。F扭——發(fā)動機(jī)輸出的最大扭矩。μ——摩擦片的摩擦因數(shù)。i總——離合器操縱系統(tǒng)的總傳動比。F踏——踏板力的最大值（貨車的踏板力一般取120-180N）。分離套筒所受正壓力最小值：F正min=F扭min/μ=490N/0.25=1960N。分離套筒所受正壓力最大值：F正max=F扭max/μ=570N/0.25=2280N。離合器操縱系統(tǒng)的總傳動比最小值：i總min=F正min/F踏max=1960N/180N=10.9。離合器操縱系統(tǒng)的總傳動比最大值：i總max=F正max/F踏min=2280N/120N=19。取離合器操縱系統(tǒng)的總傳動比i總=16，i操=4，i分=4。2.3踏板行程的計算校核離合器踏板儲備行程。從離合器完全分離時起到踏板行程結(jié)束的距離，為了使離合器在所有情況下都能徹底分離以免造成變速器換擋時的齒輪撞擊、換擋力增加等，至少應(yīng)留25mm的踏板行程，即自由行程（取40mm）。這樣能夠保證離合器在所有情況下都能順利的分離。接合開始點。踏板往上抬時的離合器結(jié)合過程，位于徹底分離點之上。若它距離儲備點50mm以上，就難以從腳感上確定踏板的位置。結(jié)合調(diào)節(jié)區(qū)。它的范圍是接合開始到離合器摩擦力矩等于發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩之時，離合器的接合過程中，轉(zhuǎn)矩容量是從零逐漸增大（已靠經(jīng)踏板行程的最高頂點位置），故接合區(qū)域是不穩(wěn)定的。當(dāng)離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時，離合器的完全結(jié)合發(fā)生在踏板行程靠近終了頂部，而在部分負(fù)荷小轉(zhuǎn)矩時，則靠近與開始結(jié)合點不遠(yuǎn)離合器就結(jié)合了。在正常行駛范圍內(nèi)，大部分離合器的接合在很短的踏板行程內(nèi)即可完成。離合器踏板的自由行程S1=S0×i操/η離合器踏板的工作行程S2=Z×ΔS×i操×i分/η假設(shè)離合器踏板總行程為S，儲備行程為S3則：S=S1+S2+S3其中各參數(shù)的含義：S0——分離軸承與分離杠桿的間隙，一般為2-4mm。Z——摩擦面數(shù)目：單片=2，雙片=4。ΔS——摩擦片與壓盤、飛輪之間的間隙：單片=0.75-1.3mm，雙片0.5-0.9mm。η——系統(tǒng)效率，一般為0.8-0.9（取0.8）。i操——操縱系統(tǒng)傳動比。i分——分離杠桿傳動比。分離軸承與分離杠桿的間隙S0取3mm。系統(tǒng)效率η取0.8。離合器踏板的自由行程：S1=S0×i操/η=3mm×4/0.8=15mm。離合器為雙片式，因此摩擦片與壓盤、飛輪之間的間隙ΔS取0.8mm。摩擦面數(shù)目Z=4。離合器踏板的工作行程：S2=Z×ΔS×i操×i分/η=4×0.8mm×4×4/0.8=64mm。離合器踏板的儲備行程S3取41mm。離合器踏板總行程：S=S1+S2+S3=15mm+64mm+41mm=120mm該踏板行程小于175mm，符合踏板行程合理的取值范圍。2.4踏板力的計算校核踏板力F踏可按下式計算：F踏=F正/i總踏板力最小值F踏min=F正min/i總=1960N/16=122.5N。踏板力最大值F踏max=F正max/i總=2280N/16=144.5N。一般來說，對于輕型貨車，踏板力F踏在80～150N范圍內(nèi)。所設(shè)計的踏板力F踏=122.5-144.5N符合要求。分離離合器所做的功W=F正×Z×ΔS/η式中，F(xiàn)正為離合器結(jié)合狀態(tài)下的壓盤上的總工作壓力，經(jīng)計算得分離離合器所需做的總功W大約為W=7.84-9.12J在規(guī)定的踏板力和行程的允許范圍內(nèi)，駕駛員分離離合器所作的功不應(yīng)大于30J。所以所設(shè)計的分離離合器所做的功W=7.84-9.12J符合設(shè)計要求。2.5踏板和分離叉擺臂工作半徑的計算參照已有的設(shè)計經(jīng)驗選取踏板的工作半徑選為400mm。前面已計算出離合器操縱系統(tǒng)的傳動比為：i操=4。經(jīng)計算得分離叉擺臂的工作半徑大致為100mm。參考文獻(xiàn)[1]龔微寒.汽車現(xiàn)代設(shè)計制造.北京：人民交通出版社.1995.8:326~327.[2]徐石安，江發(fā)潮.汽車離合器.清華大學(xué)出版社.2005年第1版：57~58.[3]林慕義，張福生.車輛底盤構(gòu)造設(shè)計.北京：冶金工業(yè)出版社.2007年1月：9~13.[4]劉濤.汽車設(shè)計.北京：北京大學(xué)出版社.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