低速載貨汽車(chē)離合器的設(shè)計(jì)
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揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
低速載貨汽車(chē)離合器的設(shè)計(jì)
摘要：離合器依靠其主、從動(dòng)部分的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)。YC1040低速載貨汽車(chē)中針對(duì)多數(shù)摩擦離合器存在散熱能力不足，摩擦片易磨損等缺點(diǎn)的現(xiàn)狀，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況和需要，依據(jù)經(jīng)濟(jì)、可靠、操作方便的原則，采用單片干式摩擦離合器，為保證其技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性，還采取了以下措施：（1）為使離合器保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，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)能保證分離徹底、接合平順，選擇采用單片盤(pán)摩擦片。（2）為保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，考慮壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式選用周置彈簧，壓緊彈簧采用圓柱螺旋彈簧。（3）壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式選用凸塊-窗孔式，采用3個(gè)分離杠桿，且分離杠桿保證足夠的剛度，使其工作可靠。（4）分離軸承選用開(kāi)式的推力球軸承，改進(jìn)潤(rùn)滑措施后，解決了這類(lèi)軸承潤(rùn)滑條件差、磨損嚴(yán)重、噪聲大、可靠性差、使用壽命低等缺點(diǎn)，在保證工作可靠的條件下降低制造成本。
通過(guò)本設(shè)計(jì)使其具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且在結(jié)構(gòu)上采取一定的措施，能使其結(jié)合平順。
關(guān)鍵詞：低速貨汽車(chē)；離合器；設(shè)計(jì)
Design of the Clutch of the Low-speed Truck
Abstract: Depending upon the friction, clutch is a mechanism to transmit or disengage the power, In view of the shortcomings of present clutch’s insufficient thermal radiation ability is abrasion and according to the actual situation and needs of production and the principle of economical, reliable, easy to operate, The low speed truck YC1040 uses the monolithic dry type friction clutch, to ensure its technical progress and the economical rationality, it also has taken the following measurement : (1) In order to guarantee its simple structure, compact size, good radiates, convenient to adjustment , driven partial rotations inertia small, when use can guarantee the separation thorough, the joint is smooth, chose to uses the single bobbin friction disk.(2) In order to guarantee the structure simple, easy to manufacture, to guarantee structure simple, convenient to manufacture , considered contracts the spring the structural style to select the week to set at the spring, contracts the spring to use the column helical spring. (3) Presses the plate the drive type to select the ridge - window hole type, uses 3 separations release levers, also the separation release lever guarantee enough rigidity, make its work to be reliable.(4) The release bearing selects start -like the thrust force ball bearing, after the improvement of lubrication , seriously solved the bad condition of these bearing lubrication , attrition, big noise, badly reliability , low life etc shortcoming, reduced the cost of production under the conditions that it can guarantee the work to be reliable.
Tthis design can enable many merits which is that its driven partial rotations inertia small, the radiation be better, the structure is simply, convenient to adjustment, the size compact, the separation thorough and so on, moreover it also takes some measure in the structure, which can make its union to be smooth.
Key words：the Low-speed Truck; Clutch; Design
揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)
低速載貨汽車(chē)離合器的設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名 韓寶玉
班 級(jí) 05機(jī)械 2班
學(xué) 號(hào) 0501012210
指導(dǎo)教師 仇華興
完成日期 2007年5月15 日
一、設(shè)計(jì)內(nèi)容
1、參與總體設(shè)計(jì)；
2、離合器結(jié)構(gòu)型式分析和主要參數(shù)的確定；
3、離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
4、用AUTOCAD編制二維工程圖。
二、設(shè)計(jì)依據(jù)
1、QC/T 25-2004《汽車(chē)干摩擦式離合器總成技術(shù)條件》；
2、GB7258-2004 《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》；
3、GB18320-2001 《農(nóng)用運(yùn)輸車(chē) 安全技術(shù)條件》；
4、其它有關(guān)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。
三、技術(shù)要求
1、規(guī)范合理的型式和尺寸選擇；
2、結(jié)構(gòu)和布置合理；
3、工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整；
4、盡量使用通用件，以便降低制造成本；
5、在保證功能和強(qiáng)度的要求下，盡量減小整體質(zhì)量。
6、符合標(biāo)準(zhǔn)和其它有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)物化成果的具體內(nèi)容及要求
1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份，達(dá)1萬(wàn)字以上，且要符合規(guī)范要求；
2、設(shè)計(jì)圖樣全部用AutoCAD繪制，總的繪圖量達(dá)3張A0以上，其中至少有裝配圖
一張。
五、畢業(yè)論文進(jìn)度計(jì)劃
起訖日期
工作內(nèi)容
備 注
2006.03.06—2006.03.07
布置任務(wù)
下達(dá)任務(wù)書(shū)
06.03.06—06.03.17
調(diào)查研究，收集資料，熟悉課題， 畢業(yè)實(shí)習(xí)
06.03.18—06.03.31
總體設(shè)計(jì)
06.04.01—06.05.10
撰寫(xiě)和完成論文初稿
06.05.11—06.06.04
完善論文、材料檢查
06.06.5—06.06.08
畢業(yè)論文預(yù)答辯
06.06.08—06.06.11
論文修改、定稿
06.06.12—06.06.13
論文評(píng)閱
06.06.14—06.06.16
畢業(yè)答辯
06.06.17—06.06.18
材料整理裝袋
六、主要參考文獻(xiàn)：
[1] JB1457—74,汽車(chē)離合器摩擦片尺寸系列[S]．
[2] GB7258-2004，機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件[S]．
[3] GB18320-2001，農(nóng)用運(yùn)輸車(chē) 安全技術(shù)條件[S]．
[4] 王望予．汽車(chē)設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．
[5] 汽車(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì)．汽車(chē)工程手冊(cè)（基礎(chǔ)篇）[M]．北京：人民交通出版社，2001．
[6] 陳家瑞．汽車(chē)構(gòu)造（下冊(cè)）[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．
[7] 劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.
[8] 徐灝．新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.
[9] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（1～4冊(cè)）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993．
七、其他
4
揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
目 錄
1前言 1
2總體方案論證 2
2.1離合器總成的結(jié)構(gòu)和有關(guān)組件的結(jié)構(gòu) 2
2.1.1從動(dòng)盤(pán)數(shù)及干、濕式的選擇 2
2.1.2壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式及布置 2
2.1.3 壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式 4
2.1.4分離杠桿的結(jié)構(gòu)型式 4
2.1.5分離軸承的類(lèi)型 5
2.1.6離合器的通風(fēng)散熱措施 5
2.1.7從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)型式 6
2.1.8 離合器的操縱機(jī)構(gòu)選擇 6
2.2 結(jié)論 7
3汽車(chē)離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算 9
3.1離合器主要參數(shù)的選擇 9
3.2摩擦離合器主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 12
3.2.1壓緊彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 12
3.2.2壓盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算 13
3.2.3從動(dòng)片與從動(dòng)盤(pán)轂的設(shè)計(jì)計(jì)算 14
3.2.4分離杠桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.2.5離臺(tái)器蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.3離合器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
3.3.1離合器操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇 16
3.3.2離合器分離行程及性能計(jì)算 18
4結(jié)論 19
參 考 文 獻(xiàn) 20
致 謝 21
附 錄 22
1前言
離合器是汽車(chē)傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成，其主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，以保證汽車(chē)起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車(chē)平穩(wěn)起步；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；在工作中受到大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系各零件因過(guò)載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。
[1]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(pán)等)、從動(dòng)部分(從動(dòng)盤(pán))、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]
本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，為解決多數(shù)摩擦離合器存在散熱能力不足，摩擦片易磨損等缺點(diǎn)的現(xiàn)狀，保證離合器具有良好的工作性能，依據(jù)經(jīng)濟(jì)、可靠、操作方便的原則，對(duì)汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)提出如下基本要求：
a.在任何行駛條件下，能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。
b.接合時(shí)要平順柔和，以保證汽車(chē)起步時(shí)沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。
c.分離時(shí)要迅速、徹底。
d.從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊。
e.有良好的吸熱能力和通風(fēng)散熱效果，保證離合器的使用壽命。
f.操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。
g.作用在從動(dòng)盤(pán)上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過(guò)程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。
h.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(zhǎng)。
i.結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊，制造工藝性好，維修、調(diào)整方便等。
早期使用的一些錐形摩擦式離合器，其從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量太大，使得變速器換檔困難，而且結(jié)合也不夠柔和，易卡住；濕式多片離合器其片與片間容易被油粘住，致使分離不徹底，造成換檔困難；多片干式摩擦離合器，接觸面數(shù)多，結(jié)合平穩(wěn)柔和，能保證汽車(chē)的平穩(wěn)起步。但其片數(shù)多使得從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，換檔不夠容易。而且其通風(fēng)散熱性不好，易引起過(guò)熱，加快了摩擦片的磨損甚至燒傷和碎裂，調(diào)整不當(dāng)也會(huì)使離合器分離不徹底；單片干式摩擦離合器，它具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，散熱性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且在結(jié)構(gòu)上采取一定的措施，能使其結(jié)合平順。
2總體方案論證
2.1離合器總成的結(jié)構(gòu)和有關(guān)組件的結(jié)構(gòu)
離合器是作為汽車(chē)傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成，其性能的好壞直接影響汽車(chē)平穩(wěn)起步、變速器中換擋齒輪之間的沖擊、傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲?，F(xiàn)代汽車(chē)摩擦離合器在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)車(chē)型的類(lèi)別，使用要求，與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配要求，制造條件以及標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化要求等，合理地選擇離合器總成的結(jié)構(gòu)和有關(guān)組件的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)分述如下：
2.1.1從動(dòng)盤(pán)數(shù)及干、濕式的選擇
a.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(pán)時(shí)也能接合平順。因此，廣泛用于各級(jí)轎車(chē)及微、輕、中型客車(chē)與貨車(chē)上，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不大于1000N·m的大型客車(chē)和重型貨車(chē)上也有所推廣。
b.雙片干式摩擦離合器
與單片離合器相比，由于摩擦面增多使傳遞轉(zhuǎn)矩的能力增大，接合也更平順、柔和；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，其徑向尺寸較小，踏板力較小。但軸向尺寸加大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜；中間壓盤(pán)的通風(fēng)散熱性差易引起過(guò)熱而加快摩擦片的磨損甚至燒傷碎裂；分離行程大，調(diào)整不當(dāng)分離也不易徹底；從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大易使換檔困難等。僅用于傳遞的轉(zhuǎn)矩大且徑向尺寸受到限制時(shí)。
c.多片濕式離合器
摩擦面更多，接合更加平順柔和；摩擦片浸在油中工作，表面磨損小。但分離行程大、分離也不易徹底，特別是在冬季油液粘度增大時(shí)；軸向尺寸大；從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，故過(guò)去未得到推廣。近年來(lái)，由于多片濕式離合器在技術(shù)方面的不斷完善，重型車(chē)上又有采用，并有不斷增加的趨勢(shì)。因?yàn)樗捎糜捅脤?duì)摩擦表面強(qiáng)制冷卻，使起步時(shí)即使長(zhǎng)時(shí)間打滑也不會(huì)過(guò)熱，起步性能好，據(jù)稱(chēng)其使用壽命可較干式高出5～6倍。
單片離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。依據(jù)經(jīng)濟(jì)、可靠、操作方便的原則，故選擇單片離合器。
2.1.2壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式及布置
離合器壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等?？刹捎醚貓A周布置、中央布置和斜置等布置型式。根據(jù)壓緊彈簧的型式及布置，離合器分為：
a.周置彈簧離合器
周置彈簧離合器的壓緊彈簧是采用圓柱螺旋彈簧并均勻布置在一個(gè)圓周上。有的重型汽車(chē)將壓緊彈簧布置在同心的兩個(gè)圓周上。周置彈簧離合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，過(guò)去廣泛用于各種類(lèi)型的汽車(chē)上?，F(xiàn)代由于轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高(最高轉(zhuǎn)速高達(dá)5000～7000r／min或更高)，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，也使彈簧靠到定位座柱上而使接觸部位嚴(yán)重磨損甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。因此，現(xiàn)代轎車(chē)及微、輕、中型客車(chē)多改用膜片彈簧離合器。但在輕、中、重型貨車(chē)上，周置彈簧離合器仍得到廣泛采用。
b.中央彈簧離合器
采用一個(gè)矩形斷面的圓錐螺旋彈簧或用1～2個(gè)圓柱螺旋彈簧做壓簧并布置在離合接觸，因此壓盤(pán)由于摩擦而產(chǎn)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(pán)，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(pán)壓緊力，使操縱較輕便。采用中央圓柱螺旋彈簧時(shí)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(chē)上以減輕其操縱力。根據(jù)國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料：當(dāng)載貨汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大于400～450N·m時(shí)，常常采用中央彈簧離合器。
c.斜置彈簧離合器
是重型汽車(chē)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?xún)A角（彈簧中心線(xiàn)與離合器中心線(xiàn)間的夾角）斜向作用于傳力套上，后者再推動(dòng)壓桿并按杠桿比放大后作用到壓盤(pán)上。這時(shí)，作用在壓桿內(nèi)端的軸向推力等于彈簧壓力的軸向分力。當(dāng)摩擦片磨損后壓桿內(nèi)端隨傳力套前移，使彈簧伸長(zhǎng)，壓力減小，傾角亦減小，而值則增大。這樣即可使在摩擦片磨損范圍內(nèi)壓緊彈簧的軸向推力幾乎保持不變，從而使壓盤(pán)的壓緊力也幾乎保持不變。同樣，當(dāng)離合器分離時(shí)后移傳力套，壓盤(pán)的壓緊力也大致不變。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，其踏板力約可降低35％。
d.膜片彈簧離合器
膜片彈簧離合器由于膜片彈簧具有非線(xiàn)性特性，因此可設(shè)計(jì)成當(dāng)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器軸的中心線(xiàn)是對(duì)稱(chēng)的，因此其壓力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著地縮短了其軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤(pán)是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的散熱通風(fēng)等。
周置彈簧在輕、中、重型貨車(chē)上，周置彈簧離合器得到廣泛采用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便，分離徹底。中央彈簧此結(jié)構(gòu)軸向尺寸大。斜置彈簧在重型汽車(chē)上使用，突出優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)定，踏板力較小。膜片彈簧彈簧其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，提高使用壽命，平衡性好。依據(jù)經(jīng)濟(jì)、可靠、操作方便的原則，故選擇周置彈簧。
2.1.3 壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式
凸塊—窗孔式、銷(xiāo)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(pán)與飛輪對(duì)中性好，使用平衡性好，簡(jiǎn)單可靠，壽命長(zhǎng)。是在單片離合器中長(zhǎng)期采用的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2-1)。[2]該結(jié)構(gòu)是在壓盤(pán)外緣鑄出3～4個(gè)凸塊，裝配時(shí)伸入離合器蓋對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)方形窗孔中。而離合器蓋則與飛輪相連。考慮到摩擦片磨損后壓盤(pán)將向前移，因此凸塊應(yīng)突出窗孔以外；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。[2]
圖2-1 凸塊—窗孔式壓盤(pán)驅(qū)動(dòng)
缺點(diǎn)是連接之間有間隙（如凸塊與窗孔之間的間隙約為0.2mm左右）。這樣，在傳動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生沖擊和噪聲。依據(jù)經(jīng)濟(jì)、可靠、操作方便的原則，故選擇凸塊—窗孔式。
2.1.4分離杠桿的結(jié)構(gòu)型式
在周置彈簧離合器中一般采用3～6個(gè)分離杠桿，采用如圖2-2所示的結(jié)構(gòu)型式。對(duì)它們的共同要求是：杠桿應(yīng)有足夠的剛度；其支承處的摩擦損失要?。黄渲С袡C(jī)構(gòu)與壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉；分離杠桿內(nèi)端的位置應(yīng)便于調(diào)整以便分離軸承能同時(shí)均衡地壓緊所有的分離杠桿；分離杠桿的質(zhì)心要設(shè)計(jì)得盡量靠近其中間支承處，以避免在高速時(shí)因分離杠桿的離心力造成壓緊力的降低。
圖2-2 離合器分離桿杠
1 滾銷(xiāo) 2 支承銷(xiāo)（切有平面）
[1]分離杠桿由鍛造后加工制成，其中間支承叉用螺釘緊固在離臺(tái)器蓋上，固定在支承叉孔中的支承銷(xiāo)上切有平面，分離杠桿的中間孔就支承在支承銷(xiāo)及與支承銷(xiāo)平面相接觸的小滾銷(xiāo)上。在它們之間有配合間隙，因此當(dāng)分離離合器時(shí)，滾銷(xiāo)可在支承銷(xiāo)的平面上移動(dòng)，使分離杠桿的中間支點(diǎn)成為一個(gè)可活動(dòng)的支承，以適應(yīng)壓盤(pán)運(yùn)動(dòng)的要求。[1]
2.1.5分離軸承的類(lèi)型
分離軸承在工作中主要承受軸向力；在分離離臺(tái)器時(shí)由于分離軸承旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，形成其徑向力。故離合器的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承兩種。前者適于高轉(zhuǎn)速低軸向負(fù)荷，后者適于相反情況。常用含潤(rùn)滑脂的密封止推球軸承；小型車(chē)有時(shí)采用含油石墨止推滑動(dòng)軸承。
分離套筒支承著分離鈾承并位于變速器第一軸軸承蓋的軸頸上，可軸向移動(dòng)。離合器接合后，分離軸承與分離杠桿間一般有3～4mm間隙，以免在摩擦片層損后引起壓盤(pán)壓力不足而導(dǎo)致離合器打滑使摩擦片及分離軸承燒損。此間隙使踏板有段自由行程。有的轎車(chē)采用無(wú)此間隙的內(nèi)圈恒轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，用輕微的油壓或彈簧力使分離軸承與桿端（多為膜片彈簧）經(jīng)常貼合，以減輕磨損和減小踏板行程。
2.1.6離合器的通風(fēng)散熱措施
提高離合器工作性能的有效措施是借助于其通風(fēng)散熱系統(tǒng)降低其摩擦表面的溫度。在正常使用條件下，離合器壓盤(pán)工作表面的溫度一般均在180以下。隨著其溫度的升高，摩擦片的磨損將加快。當(dāng)壓盤(pán)工作表面的溫度超過(guò)180～200時(shí)，摩擦片的磨損速度將急劇升高。在特別嚴(yán)酷的使用條件下，該溫度有可能達(dá)到1000，在高溫下壓盤(pán)會(huì)翹曲變形甚至?xí)a(chǎn)生裂紋和碎裂；由石棉摩擦材料制成的摩擦片也會(huì)燒裂和破壞。為防止摩擦表面的溫度過(guò)高，除壓盤(pán)應(yīng)有足夠的質(zhì)量以保證有足夠的熱容量外，還應(yīng)使其散熱通風(fēng)良好。為此，可在壓盤(pán)上沒(méi)置散熱筋或鼓風(fēng)筋；在雙片離合器中間壓盤(pán)體內(nèi)鑄出足夠多的導(dǎo)風(fēng)槽，這種結(jié)構(gòu)措施在單片離合器壓盤(pán)上也開(kāi)始采用；將離合器蓋和壓桿設(shè)計(jì)成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)；在保證有足夠剛度的前提下在離合器蓋上開(kāi)出較多或較大的通風(fēng)口，以加強(qiáng)摩擦表面的通風(fēng)散熱和清除摩擦產(chǎn)生的材料粉末；在離合器殼上設(shè)置離合器冷卻氣流的入口和出口等所謂通風(fēng)窗，在離合器殼內(nèi)裝設(shè)為冷卻氣流導(dǎo)向的導(dǎo)流罩，以實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦表面有較強(qiáng)定向氣流通過(guò)的通風(fēng)散熱等。
2.1.7從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)型式
簡(jiǎn)單的從動(dòng)盤(pán)由從動(dòng)片、摩擦片及從動(dòng)盤(pán)轂鉚接而成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小，有時(shí)用于重型汽車(chē)尤其是雙片離合器中。
為了使離合器接合平順，從動(dòng)片尤其是單片離合器的從動(dòng)片，一般都使其具有軸向彈性。最簡(jiǎn)單的方法是在從動(dòng)片上開(kāi)T形槽，外緣形成許多扇形，并將它們沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形。兩邊的摩擦片則分別鉚在每相隔一個(gè)的扇形片上。在離合器接合時(shí)，從動(dòng)片被壓緊，彎曲的波浪形扇形部分被逐漸壓平，使從動(dòng)盤(pán)上的壓力和傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸增大，故接合平順柔和。這種切槽有利于減少?gòu)膭?dòng)片的翹曲。其缺點(diǎn)是很難保證每片扇形部分的剛度完全一致。
分開(kāi)式結(jié)構(gòu)中，波形彈簧片與從動(dòng)片分別沖壓成型后鉚在一起。由于波形彈簧片是由同一模具沖制，故其剛度比較一致；由于波形彈簧是采用比從動(dòng)片更薄的鋼板(厚度僅為0.7mm)，故這種結(jié)構(gòu)容易得到更小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這些方面都優(yōu)于整體式結(jié)構(gòu)。上述兩種結(jié)構(gòu)尤其是后一種多為轎車(chē)所采用。
在載貨汽車(chē)上常采用一種所謂組合式從動(dòng)片。這種結(jié)構(gòu)在靠近壓盤(pán)一側(cè)的從動(dòng)片上鉚著波形彈簧片，摩擦片則鉚在波形彈簧片上，而靠近飛輪一側(cè)的摩擦片則直接鉚在從動(dòng)片上。其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，但對(duì)于要求剛度較高、外形穩(wěn)定性較好的大型從動(dòng)片來(lái)說(shuō)，這種結(jié)構(gòu)也是可以采用的。當(dāng)載貨汽車(chē)離合器的直徑小于380mm時(shí)，則從動(dòng)片仍可采用前兩種結(jié)構(gòu)。
采用組合式從動(dòng)片它能降低發(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。
2. 1.8 離合器的操縱機(jī)構(gòu)選擇
機(jī)械式質(zhì)量大，機(jī)械效率低，在遠(yuǎn)距離操縱時(shí)布置較困難，壽命短，用于輕型車(chē)。液力式傳動(dòng)效率高，質(zhì)量小，布置方便，離合器接合較柔和，有可能降低猛接離合器時(shí)傳動(dòng)系的動(dòng)載荷。它不僅用于中、小型車(chē)，在重型汽車(chē)上也日益增多。氣壓式突出優(yōu)點(diǎn)是操縱輕便。依據(jù)經(jīng)濟(jì)、可靠、操作方便的原則，故選擇液壓式。
2.2總體方案論證結(jié)論
YC1040離合器的壓緊彈簧是采用圓柱螺旋彈簧并均勻布置在一個(gè)圓周上。該構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。其構(gòu)造見(jiàn)圖2-1。離合器的主動(dòng)部分、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)都裝在發(fā)動(dòng)機(jī)后方的離合器殼內(nèi)，而操縱機(jī)構(gòu)的各個(gè)部分則分別位于離合器殼內(nèi)部、外部和駕駛室中。
圖 2-1周布彈簧離合器
發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪和壓盤(pán)是離合器的主動(dòng)部分，離合器蓋和壓盤(pán)之間是通過(guò)四組傳動(dòng)片來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的。傳動(dòng)片用彈簧鋼片制成．每組兩片，其一端用傳動(dòng)片鉚釘鉚在離合器蓋上，另一端則用傳動(dòng)片固定螺釘與壓盤(pán)連接，離合器蓋用螺釘固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上。因此，壓盤(pán)能隨飛輪一起旋轉(zhuǎn)。在離合器分離時(shí)，彈性的傳動(dòng)片產(chǎn)生彎曲變形（其兩端沿離合器軸向作相對(duì)位移）。為使離合器分離時(shí)不至于破壞壓盤(pán)的對(duì)中和離合器的平衡。四組傳動(dòng)片是相隔沿圓周切問(wèn)均勻分布的。
在飛輪和壓盤(pán)之間裝有一片帶有扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)組件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)從動(dòng)盤(pán)）。鉚裝在從動(dòng)盤(pán)轂上的從動(dòng)盤(pán)本體由薄鋼片制成，故其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小。從動(dòng)盤(pán)本體的兩面各鉚有一片用石棉合成物制成的摩擦片。從動(dòng)盤(pán)轂的花鍵孔套在從動(dòng)軸(即變速器第一軸)前端的花鍵上，并在花鍵上作軸向移動(dòng)。
16個(gè)沿圓周分布的螺旋壓緊彈簧將壓盤(pán)壓向飛輪．并將從動(dòng)盤(pán)夾緊在中間，使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。這樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其轉(zhuǎn)矩一部分將由飛輪經(jīng)與之接觸的摩擦片直接傳給從動(dòng)盤(pán)本體；另一部分則由飛輪通過(guò)8個(gè)固定螺釘傳到離合器蓋，并由此經(jīng)四組傳動(dòng)片傳到壓盤(pán)，最后也通過(guò)摩擦片傳給從動(dòng)盤(pán)本體。從動(dòng)盤(pán)本體再將轉(zhuǎn)矩通過(guò)從動(dòng)盤(pán)轂的花鍵傳給從動(dòng)軸，由此輸入變速器。
離合器須與曲軸飛輪組組裝在一起進(jìn)行動(dòng)平衡校正。為了在拆卸離合器后重新組裝是仍保持動(dòng)平衡，離合器蓋與飛輪的相對(duì)角位置由離合器蓋定位銷(xiāo)定位。在壓緊彈簧的作用下，離合器經(jīng)常處于接合狀態(tài)．只有在必要時(shí)暫時(shí)分離。位于離合器內(nèi)部的分離操縱機(jī)構(gòu)主要有分離杠桿、帶分離軸承的分離套筒和分離叉。它有四個(gè)徑向安裝的、用薄鋼板沖壓制成的分離杠桿，其中部以分離杠桿支承柱孔中的浮動(dòng)銷(xiāo)為支點(diǎn)．外端通過(guò)擺動(dòng)支片抵靠著壓盤(pán)的鉤狀凸起部。當(dāng)在分離杠桿內(nèi)端施加一個(gè)向前的水平推力時(shí)。杠桿將繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其外端通過(guò)擺動(dòng)支片推動(dòng)壓盤(pán)克服壓緊彈簧的力而后移，從而撤除對(duì)從動(dòng)盤(pán)的壓緊力，于是摩擦作用消失，離合器不再傳遞任何轉(zhuǎn)矩，即離合器轉(zhuǎn)入了分離狀態(tài)。當(dāng)需要使離合器由分離狀態(tài)恢復(fù)接合時(shí)，駕駛員可放松離合器踏板．踏板和分離叉分別在回位彈簧的作用下退回原位，壓緊彈簧又重新使離合器恢復(fù)接合狀態(tài)。為使結(jié)合柔和，駕駛員應(yīng)逐漸地放松踏板。
3汽車(chē)離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1離合器主要參數(shù)的選擇
摩擦片或從動(dòng)盤(pán)的外徑是離合器的重要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸有決定性的影響，并根據(jù)離合器能全部傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩來(lái)選擇。為了能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距，離合器的靜摩擦力矩應(yīng)大干發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，而離臺(tái)器傳遞的摩擦力矩又決定于其摩擦面數(shù)z、摩擦系數(shù)，作用在摩擦面上的總壓緊力 與摩擦片平均摩擦半徑，即
(3-1)
=1.75×104=182
取
表 3-1 離合器的后備系數(shù)[3]
車(chē)型
轎車(chē)，輕型貨車(chē)
中、重型貨車(chē)
越野汽車(chē)、牽引車(chē)、重型帶拖掛車(chē)
后備系數(shù)
1.301.75
1.602.25
2.03.5
摩擦片平均摩擦半徑（當(dāng)壓力均布時(shí)）為
（3-2）
當(dāng) 時(shí)，可足夠精確地由下式求得：
設(shè)為摩擦表面所承受的單位而積上的壓力，則單元摩擦面積ds(見(jiàn)圖3-1)上產(chǎn)生的單元摩擦力為
而單元摩擦力矩為
圖3-1 摩擦片上的單元摩擦面積
整個(gè)摩擦片上產(chǎn)生的摩擦力矩則為
而單位壓力為
（3-4）
對(duì)于具有Z對(duì)摩擦表面的離合器，其摩擦力矩則為
（3-5）
得：
（3-6）
離合器應(yīng)按轉(zhuǎn)矩容量及熱容量設(shè)計(jì)，摩擦片或從動(dòng)片外徑D是其基本尺寸。它關(guān)系到結(jié)構(gòu)尺寸及質(zhì)量的大小和使用壽命的長(zhǎng)短。設(shè)計(jì)時(shí)通常首先確定D值。
決定離合器輪廓尺寸及其摩擦表面耐磨性的因素之一是作用在其摩擦表面上的單位面積壓力P0?，F(xiàn)根據(jù)式（3-5），及式(3-1)有
（3-7）
通常取r=(0.55～0.65)R，若以r=0.6R代入上式，經(jīng)整理則可得到摩擦片或從動(dòng)片外徑：
（3-8）
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax已知，離合器的結(jié)構(gòu)型式和摩擦片材料已定，z和、f便已定，上式便成了離合器的D,β, P0三參數(shù)的關(guān)系式。選好β及P0，則摩擦片尺寸即可確定。對(duì)于石棉基摩擦材料，通常取P0=0.15～0.25MPa，且較小值用于發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較小、離合器使用頻繁的汽車(chē)，裝載質(zhì)量大或在壞路面上行駛的汽車(chē)。當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為降低其外緣處的熱負(fù)荷，也應(yīng)降低P0值。貨車(chē)為0.18～0. 28MPa。選擇β時(shí)應(yīng)考慮到：為了能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及防止過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的滑磨，β應(yīng)取較大值；為了防止傳動(dòng)系過(guò)載、保證操縱輕使以及使離合器尺寸不致過(guò)大，β應(yīng)取較小值。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率大，使用條件好，離合器壓盤(pán)的壓力在使用中可調(diào)整或變化不大時(shí)，β可選小些；當(dāng)使用條件惡劣，需要拖帶掛車(chē)以及為了提高起步能力，減少滑磨時(shí)，β可取大些。
[4]離合器摩擦片外徑D(mm)也可參照表3-2或按經(jīng)驗(yàn)公式：
根據(jù)Temax初選。
式中Temax—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N·m
A—系數(shù)，貨車(chē)：?jiǎn)纹x合器取30一40 [4]
表 3-2 離合器尺寸選擇參數(shù)表[5]
摩擦片外徑 D/mm
發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩
單片離合器
雙片離合器
重負(fù)荷
中等負(fù)荷
極限值
225
-
130
150
170
250
-
170
200
230
280
-
240
280
320
300
-
260
310
360
所選的尺寸D應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[6]的規(guī)定。表3-2給出了離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)。另外，所選的D應(yīng)符合其最大圓周速度不超過(guò)65～70m/s的要求。
表3-3離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)[5]
外徑D/mm
內(nèi)徑 d/mm
厚度 h/mm
內(nèi)外徑之比d/D
單位面積
225
150
3.5
0.667
22100
250
155
3.5
0.620
30200
280
165
3.5
0.589
40200
300
175
3.5
0.583
46600
為了便于布置扭轉(zhuǎn)減振器，要求加大內(nèi)徑，從而加大了內(nèi)、外徑之比值。此比值的增大也有利于離合器的散熱和減小摩擦片內(nèi)外緣滑磨速度差。但過(guò)多地增大此比值會(huì)使摩擦面積減小，影響傳遞轉(zhuǎn)矩的能力。一般來(lái)說(shuō)對(duì)高速發(fā)動(dòng)機(jī)此比值應(yīng)取大些。
[7]基本參數(shù)主要有性能參數(shù)β和ρ0，尺寸參數(shù)D和d及摩擦片厚度b。
后備系數(shù)β是離合器一個(gè)重要設(shè)計(jì)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β時(shí)，應(yīng)保證離合器應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、要防止離合器滑磨過(guò)大、要能防止傳動(dòng)系過(guò)載。因此，在選擇β時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
a為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，β不宜選取太??；
b為減少傳動(dòng)系過(guò)載，保證操縱輕便，β又不宜選取太大；
c當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件較好時(shí)，β可選取小些；
d當(dāng)使用條件惡劣，為提高起步能力、減少離合器滑磨，β應(yīng)選取大些；
e汽車(chē)總質(zhì)量越大，β也應(yīng)選得越大；
f柴油機(jī)工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取的β值應(yīng)比汽油機(jī)大些；
g發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，β可選取小些；
h膜片彈簧離合器選取的β值可比螺旋彈簧離合器小些；
i雙片離合器的β值應(yīng)大于單片離合器。
單位壓力ρ0對(duì)離合器工作性能和使用壽命有很大影響，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。[7]
離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小時(shí)，ρ0應(yīng)取小些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為了降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷，ρ0應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增大ρ0 。
綜合以上計(jì)算內(nèi)容，取D=250mm，d=150mm,h=3.5mm
3.2摩擦離合器主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.1壓緊彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算
離合器壓緊彈簧采用圓柱螺旋彈簧，[4]材料選用65Mn制造，硬度HRC40～50。
周置圓柱螺旋彈簧的數(shù)目9個(gè)，以便得到均勻的壓力，且應(yīng)是分離杠桿數(shù)目的整數(shù)倍，以避免壓盤(pán)在分離時(shí)偏斜。在確定彈簧數(shù)目對(duì)應(yīng)考慮到對(duì)輕型裝載量的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，每個(gè)彈簧的壓緊力不應(yīng)超過(guò)600～700N。螺旋彈簧的兩端應(yīng)拼緊并磨平以便使兩端支承面較大、各圈受力均勻，且彈簧的垂直度偏差較小。周置壓緊彈簧的外徑通常限制在27～30mm之間，彈簧的工作高度做成相同的尺寸，用改變鋼絲直徑和工作圈數(shù)的方法獲得不同壓緊力，以利于在不同的離合器上通用。[4]
a.彈簧指數(shù)（旋繞比）
b.曲度系數(shù)
c.彈簧的工作壓力/MPa
d.彈簧鋼絲的直徑/mm
e.彈簧中徑/mm
f.彈簧剛度/N/mm
g.彈簧工作圈數(shù)
h.彈簧總?cè)?shù)
i.工作負(fù)荷下的變形/mm
j.彈簧的附加變形量/mm
單片離合器：
k.彈簧的自由高度/mm
l.彈簧最大負(fù)荷是的間隙/mm
m.彈簧的工作高度/mm
n.彈簧最大負(fù)荷/N
3.2.2壓盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算
壓盤(pán)形狀較復(fù)雜，要求傳熱性好、具有較高的摩擦系數(shù)及耐磨。[4]由灰鑄鐵HT200鑄成,金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度HB170～227。另外可添加少量金屬元素（如鎳、鐵、錳合金等）以增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。壓盤(pán)的外徑可根據(jù)摩擦片的外徑由結(jié)構(gòu)確定。為了使每次結(jié)合的溫升不致過(guò)高，壓盤(pán)應(yīng)具有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量；為了保證在受熱情況下不致翹曲變形，壓盤(pán)應(yīng)具有足夠大的剛度且一般都較厚(載貨汽車(chē)的離臺(tái)器壓盤(pán)，其厚度一般不小于15mm)。此外，壓盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)注意其通風(fēng)冷卻要好，例如在壓盤(pán)體內(nèi)鑄出導(dǎo)風(fēng)槽。壓盤(pán)的厚度初步確定后，應(yīng)校核離合器一次接合的溫升不應(yīng)超過(guò)。溫升的校核按式(3—22)進(jìn)行。若溫升過(guò)高，可適當(dāng)增加壓盤(pán)的厚度。壓盤(pán)單件的平衡精度應(yīng)不低于15—20g·cm。[4]
壓盤(pán)與飛輪通過(guò)彈性傳動(dòng)片連接時(shí)，則傳動(dòng)片應(yīng)進(jìn)行拉伸應(yīng)力的強(qiáng)度校核；通過(guò)凸塊-窗孔連接時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核：
（3-9）
現(xiàn)有結(jié)構(gòu)按上式計(jì)算的擠壓應(yīng)力多在10～15MPa范圍內(nèi).
另外，傳力銷(xiāo)還承受著由壓盤(pán)和中間壓盤(pán)作用引起的彎曲應(yīng)力和離合器壓緊彈簧引起的拉伸應(yīng)力。因此，還需進(jìn)行拉彎復(fù)合應(yīng)力的強(qiáng)度校核。
作用力：
（3-10）
傳力銷(xiāo)根部的彎曲應(yīng)力（MPa）
（3-11）
傳力銷(xiāo)的拉伸應(yīng)力為
（3-12）
傳力銷(xiāo)的拉彎復(fù)合應(yīng)力為
（3-13）
3.2.3從動(dòng)片與從動(dòng)盤(pán)轂的設(shè)計(jì)計(jì)算
[4]從動(dòng)片通常用1.3～2.0mm厚的鋼板沖壓而成。有時(shí)將其外緣的盤(pán)形部分磨薄至0.65～1.0mm，以減小其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。分開(kāi)式從動(dòng)片采用08鋼板，氰化表面硬度HRC45，層深0.2～0.3mm。[4]
從動(dòng)盤(pán)轂的花鍵孔與變速器第一軸前端的花鍵軸以齒側(cè)定心矩形花鍵的動(dòng)配合相聯(lián)接，以便從動(dòng)盤(pán)轂?zāi)茏鬏S向移動(dòng)。花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)從動(dòng)盤(pán)外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩按[9]選取(見(jiàn)表3-4)。從動(dòng)盤(pán)轂花鍵孔鍵齒的有效長(zhǎng)度約為花鍵外徑尺寸的(1.0～1.4)倍(上限用于工作條件惡劣的離合器)，以保證從動(dòng)盤(pán)轂沿軸向移動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生偏抖。
表3-4 離合器從動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸系列[4]
從動(dòng)盤(pán)外徑
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩
花鍵齒數(shù)
花鍵外徑
花鍵內(nèi)徑
鍵齒寬
有效齒長(zhǎng)
擠壓應(yīng)力
225
150
10
32
26
4
30
11.5
250
200
10
35
28
4
35
10.4
280
280
10
35
32
4
40
12.7
300
310
10
40
32
5
40
10.7
花鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力（MPa）及剪切應(yīng)力（MPa）的強(qiáng)度校核： （3-14）
（3-15）
從動(dòng)盤(pán)轂通常由40Cr鍛造，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，HRC28～32。
3.2.4分離杠桿的設(shè)計(jì)計(jì)算
分離杠桿的結(jié)構(gòu)型式如圖2-2所示。[4]由35號(hào)鋼等中碳鋼鍛造(鍛件硬度HB131～156)。為了提高耐磨性，均進(jìn)行表面氰化處理，層深0.15～0.30mm，硬度HRC58～63。[4]
分離杠桿需進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。如圖2-2所示，N為分離離合器時(shí)作用于分離杠桿內(nèi)端的力；，分別為危險(xiǎn)斷面和中間支承中心至N力約垂直距離；為兩鉸接中心間的距離，則分離杠桿危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力為
（3-16）
分離杠桿的彎曲許用應(yīng)力可取MPa。[5]
3.2.5離合器蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算
[10]一般采用厚2.5～5mm的低碳鋼08鋼板沖壓制造，以增強(qiáng)其剛性。[10]離合器蓋的形狀和尺寸由離臺(tái)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。在設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意的是剛度、對(duì)中、通風(fēng)散熱等問(wèn)題。離合器蓋的剛度不夠，會(huì)產(chǎn)生較大變形，這不僅會(huì)影響操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)效率，還可能導(dǎo)致分離不徹底、引起摩擦片早期磨損，甚至使變速器換檔困難。離合器蓋內(nèi)裝有壓盤(pán)、分離杠桿、壓緊彈簧等，因此，其對(duì)于飛輪軸線(xiàn)的對(duì)中十分重要。對(duì)中方式可采用定位銷(xiāo)或定位螺栓以及止口對(duì)中。為了加強(qiáng)通風(fēng)散熱和清除摩擦片的磨損粉末，在保證剛度的前提下，可在離合器蓋上設(shè)置循環(huán)氣流的入口和出口等通風(fēng)窗，甚至將蓋設(shè)計(jì)成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)。
3.3離合器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
離合器的操縱比較頻繁，除自動(dòng)離合器外，離合器都是由司機(jī)左腳踩踏板操縱。為減輕司機(jī)的疲勞，要求踏板力盡可能地小，載貨汽車(chē)不應(yīng)超過(guò)150～200N；踏板總行程也不宜過(guò)大，一般應(yīng)在80～150mm范圍內(nèi)，最大應(yīng)不超過(guò)180mm。應(yīng)具有踏板自由行程的調(diào)整裝置以便在離合器摩擦片磨損后用來(lái)調(diào)整和恢復(fù)分離軸承與分離杠桿間的正常間隙量；還應(yīng)有踏板行程限位裝置以防止操縱機(jī)構(gòu)的零件受過(guò)大載荷而損壞。此外，操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率要高，具有足夠的剛度，不會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)以及車(chē)架和駕駛室的變形而干涉其正常工作，工作可靠、壽命高，維修保養(yǎng)簡(jiǎn)易、方便等。
3.3.1離合器操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇
離合器操縱機(jī)構(gòu)分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)四種。為了降低中型以上貨車(chē)的踏板力，在機(jī)械式和液壓式操縱機(jī)構(gòu)中有時(shí)采用助力器。
圖 3-2 離合器的液壓操縱機(jī)構(gòu)
1 踏板臂；2 分離叉球形支座；3 分離叉回位彈簧；
4 分泵（工作缸）；5 總泵（主缸）；6 補(bǔ)償孔；7 進(jìn)油孔
a．機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)
有桿系傳動(dòng)和鋼索傳動(dòng)兩種型式。桿系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，廣泛用于各種類(lèi)型的汽車(chē)上。但質(zhì)量及摩擦損耗都較大；傳動(dòng)效率低。當(dāng)離合器需遠(yuǎn)距離操縱時(shí)，則桿系的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、布置困難，踏板的自由行程將加大，剛度及可靠性也會(huì)變差。鋼索傳動(dòng)壽命較短，傳動(dòng)效率也不高，僅用于某些輕型轎車(chē)中。
b．液壓式操縱機(jī)構(gòu)
如圖3-2所示，液壓式操縱機(jī)構(gòu)由吊掛式離合器踏板、總泵(主缸)、分泵(工作缸)、管路系統(tǒng)、回位彈簧等組成。具有摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，質(zhì)量小，布置方便，接合柔和(有助于降低猛接離合器時(shí)傳動(dòng)系的動(dòng)載荷)，便于采用吊掛式踏板使該處地板易于密封，車(chē)架或車(chē)身的變形以及發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)不會(huì)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(diǎn)。它不僅最廣泛地用于轎車(chē)及中、輕型客車(chē)及貨車(chē)上，而且在大客車(chē)和重型貨車(chē)上的應(yīng)用也日益增多，但在中型以上的汽車(chē)上使用時(shí)應(yīng)該加裝助力器。
c．機(jī)械式和液壓式操縱機(jī)構(gòu)的助力器
[10]在中型以上的汽車(chē)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大型客車(chē)和重型貨車(chē)上并與離合器液壓操縱系組合。當(dāng)踩下踏板時(shí)，工作油液由總泵經(jīng)管路及油孔A壓向離合器分離活塞，同時(shí)推動(dòng)活塞壓縮膜片的壓簧，使氣路暢通并打開(kāi)進(jìn)氣閥、關(guān)閉排氣閥，使壓縮空氣進(jìn)入活塞的進(jìn)氣空間，推動(dòng)活塞克服彈簧力并給離合器分離活塞1以助力。與此同時(shí)，部分壓縮空氣經(jīng)孔進(jìn)入膜片的壓簧一側(cè)空間，給壓簧以助力，起隨動(dòng)平衡作用。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)離合器踏板力不應(yīng)大于150N的要求來(lái)選擇各活塞、彈簧以及膜片等的尺寸，并且要求當(dāng)助力器失效時(shí)不會(huì)影響人力操縱。[10]
3.3.2離合器分離行程及性能計(jì)算
[11]液壓式操縱機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比為：
（3-16）
總行程為：
（3-17）
=160mm
式中Δ——分離軸承的自由行程，一般為2～4mm，反映到踏板上即為踏板自由行程，一般為20～30mm；
S——壓盤(pán)行程：
Zc——離合器的摩擦表面數(shù)(單片為2，雙片為4)；
SΔ——離合器在分離狀態(tài)下對(duì)偶摩擦面間的間隙，對(duì)單片離合器取0.75～1.0mm，雙片取0.5～0.6mm；
m——離合器在接合狀態(tài)下從動(dòng)盤(pán)的變形量，對(duì)具有軸向彈性的從動(dòng)盤(pán)取m=1.0～1.5mm，對(duì)非彈性從動(dòng)盤(pán)取m=0.15～0.25mm。
離合器徹底分離時(shí)的踏板力Q
（3-18）
=150N
式中PΣmax——離合器徹底分離時(shí)壓緊彈簧的總壓力；
i——操縱機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比；
η——操縱機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)效率，對(duì)機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)取0.7～0.8；對(duì)液壓式取0.8～0.9；
Qh——克服各回位彈簧（例如分離套筒及踏板等的回位彈簧）拉力所需的踏板力。
為減輕司機(jī)的疲勞，要求踏板力盡可能地小，轎車(chē)在80～130N左右，載貨汽車(chē)不應(yīng)超過(guò)150～200N。踏板總行程也不宜過(guò)大，一般應(yīng)在80～150mm范圍內(nèi)，最大應(yīng)不超過(guò)180mm。[11]
4結(jié)論
本課題設(shè)計(jì)的YC1040低速載貨汽車(chē)中針對(duì)多數(shù)摩擦離合器存在散熱能力不足，摩擦片易磨損等缺點(diǎn)的現(xiàn)狀，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況和需要，依據(jù)經(jīng)濟(jì)、可靠、操作方便的原則，采用單片干式摩擦離合器，為保證其技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性，還采取了以下措施：（1）為使離合器保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，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)能保證分離徹底、接合平順，選擇采用單片盤(pán)摩擦片。（2）為保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，考慮壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式選用周置彈簧，壓緊彈簧采用圓柱螺旋彈簧。（3）壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式選用凸塊-窗孔式，采用3個(gè)分離杠桿，且分離杠桿保證足夠的剛度，使其工作可靠。（4）分離軸承選用開(kāi)式的推力球軸承，改進(jìn)潤(rùn)滑措施后，解決了這類(lèi)軸承潤(rùn)滑條件差、磨損嚴(yán)重、噪聲大、可靠性差、使用壽命低等缺點(diǎn)，在保證工作可靠的條件下降低制造成本。
在本設(shè)計(jì)中，執(zhí)行工作的從動(dòng)件能滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝提出的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功能范圍和運(yùn)動(dòng)性能等諸方面的具體要求。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸大小適度，在整體布置上占有空間小，布局緊湊。制造加工容易，維修拆裝方便，工作中穩(wěn)定可靠，使用安全，具有足夠的壽命。并且其具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且在結(jié)構(gòu)上采取一定的措施，能使其結(jié)合平順。本機(jī)符合生產(chǎn)的需要，具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 陳家瑞．汽車(chē)構(gòu)造（下冊(cè)）[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．
[2] 劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.
[3] GB18320-2001，農(nóng)用運(yùn)輸車(chē) 安全技術(shù)條件[S]．
[4] 汽車(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì)．汽車(chē)工程手冊(cè)（設(shè)計(jì)篇）[M]．北京：人民交通出版社，2001．
[5] 王望予．汽車(chē)設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．
[6] JB1457—74,汽車(chē)離合器摩擦片尺寸系列[S]．
[7] GB7258-2004，機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件[S]．
[8] 汽車(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì)．汽車(chē)工程手冊(cè)（基礎(chǔ)篇）[M]．北京：人民交通出版社，2001．
[9] GB1144-74,矩形花鍵聯(lián)結(jié), 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出版社[S]．
[10] 徐灝．新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.
[11] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（1～4冊(cè)）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993．
致 謝
為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)已經(jīng)結(jié)束，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次全面考驗(yàn)，它也是對(duì)即將走向社會(huì)的我們的進(jìn)行的一次有效的訓(xùn)練。回顧整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，雖然充滿(mǎn)了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是低速載貨汽車(chē)離合器的設(shè)計(jì)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我能夠在畢業(yè)前將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識(shí)。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我掌握了低速載貨汽車(chē)離合器的設(shè)計(jì)的方法和步驟，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題等，另外還更加熟悉運(yùn)用查閱各種相關(guān)手冊(cè)等。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)自身的許多不足，理論知識(shí)不夠扎實(shí)，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，同時(shí)又缺乏實(shí)踐工作的磨礪，從而導(dǎo)致在設(shè)計(jì)時(shí)難以做出正確的選擇，對(duì)課題的內(nèi)容茫然不知所措。對(duì)資料的應(yīng)用也不夠確切，對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的具體形狀、運(yùn)作方式、性能指標(biāo)也不能有一個(gè)準(zhǔn)確的定位。缺乏對(duì)具體產(chǎn)品的想象力，當(dāng)查閱有關(guān)資料時(shí)， 設(shè)計(jì)思維又受到書(shū)本內(nèi)容的束搏，不能得到擴(kuò)展，始終局限于個(gè)別的、單一的理論或?qū)嶓w。在李老師的幫助下，我翻閱了很多與我課題相關(guān)的資料，同時(shí)將以前所學(xué)的有直接聯(lián)系的相關(guān)專(zhuān)業(yè)科目認(rèn)真的溫習(xí)了一邊，豐富了許多理論方面的知識(shí)。這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，縮短了我與工廠(chǎng)工程技術(shù)人員的差距，為我以后從事實(shí)際工程技術(shù)工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在李書(shū)偉老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進(jìn)行的。李老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問(wèn)題，以及引導(dǎo)我的設(shè)計(jì)思路。在歷經(jīng)三個(gè)多月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一直熱心的輔導(dǎo)。另外，我還得到了同組同學(xué)陳沖、劉小鋒、謝新、蔡小文等人的熱心幫助與指導(dǎo)。在此，我忠心地向他們表示誠(chéng)摯的感謝和敬意！
本次設(shè)計(jì)任務(wù)業(yè)已順利完成，但由于本人水平有限，時(shí)間倉(cāng)促，加上缺乏經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)留下一些遺憾，在此懇請(qǐng)各位專(zhuān)家、老師及同學(xué)不吝賜教。
附 錄
1 離合器裝配圖 YZ1040-02-00 A0
2 離合器壓盤(pán)及蓋總成 YZ1040-02-02 A1
3 離合器壓盤(pán)分離桿 YZ1040-02-02-07 A3
4 離合器壓盤(pán)殼 YZ1040-02-02-08 A1
5 離合器摩擦片（前） YZ1040-02-03-01 A2
6 離合器盤(pán) YZ1040-02-03-02 A2
7 離合器盤(pán)轂 YZ1040-02-03-03 A3
8 離合器盤(pán)轂固定圓片 YZ1040-02-03-04 A3
9 離合器摩擦片（后） YZ1040-02-03-05 A2
10 離合器殼底蓋 YZ1040-02-12 A1
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