汽車周布彈簧式離合器總成設(shè)計(jì)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 汽車周布彈簧式離合器總成設(shè)計(jì) 院 （系） 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 2013 年 5 月 29 日 注 意 事 項(xiàng) 1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300 字左右） 、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論） 、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等） ，文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 1.2 萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件） 。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明 本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： 年 月 日重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄目 錄摘 要 IABSTRACT.II1 緒 論 .11.1 離合器的國內(nèi)外現(xiàn)狀.11.1.1 國內(nèi)離合器發(fā)展11.1.2 國外離合器發(fā)展11.2 離合器的結(jié)構(gòu)原理.22 總體設(shè)計(jì)任務(wù) 42.1 設(shè)計(jì)要求給出的參數(shù).42.2 課題設(shè)計(jì)主要內(nèi)容.42.3 設(shè)計(jì)原則.43 離合器容量設(shè)計(jì) 53.1 滑磨功 DW53.2 溫升速率 )/(21smNHR?63.3 離合器的轉(zhuǎn)矩容量 Tc?.63.4 離合器后備系數(shù)的確定 .73.5 離合器摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d及面積 A.83.6 摩擦片的摩擦系數(shù) ?和單位壓力 )/2mNP（ 93.7 校核離合器所選尺寸104 從動(dòng)盤總成 .114.1 摩擦片的材料選擇 124.2 從動(dòng)片 124.3 從動(dòng)盤轂 134.4 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)計(jì)算 144.4.1 性能參數(shù)計(jì)算 164.4.2 減震彈簧的尺寸.185 壓盤與離合器蓋205.1 壓盤 205.1.1 壓盤傳力方式.205.1.2 壓盤的幾何尺寸的確定.215.1.3 壓盤的材料選擇 215.1.4 壓盤的溫升性能校核.225.2 離合器蓋的設(shè)計(jì) 226 離合器的分離裝置 .236.1 分離桿設(shè)計(jì) 23重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄6.1.1 分離桿設(shè)計(jì).236.2 分離軸承和分離套筒 247 圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì) .257.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 257.2 彈簧的材料及許用應(yīng)力257.3 彈簧的參數(shù)計(jì)算25總結(jié) .28參考文獻(xiàn) .29致謝 .30重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要I摘 要離合器是汽車傳動(dòng)系中重要組成部件之一，位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間。通常直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸飛輪組的飛輪上，切斷和傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系之間的動(dòng)力。在汽車的使用過程中，從開始的啟動(dòng)到行駛，時(shí)常需要使用離合器。離合器能使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器緩慢結(jié)合，所傳遞的轉(zhuǎn)矩就會(huì)逐漸增大，汽車緩慢地加速從而平穩(wěn)起步；換擋時(shí)將離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)暫時(shí)分離，可減少汽車換擋沖擊；在汽車緊急制動(dòng)，傳動(dòng)系承受載荷過大時(shí)，離合器會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，可實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)的作用。離合器就像一個(gè)開關(guān)控制著發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。因此，任何款式的汽車都有離合器或具有離合器功能的總成，只是結(jié)構(gòu)不同而已。每款汽車都陪著與之性能相匹配的離合器或具有離合器功能的總成，來滿足汽車的操縱性和經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)主要是對(duì)轎車的周布彈簧式離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)國家相關(guān)離合器設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和離合器的設(shè)計(jì)步驟和要求，本設(shè)計(jì)做了如下的工作：通過對(duì)汽車結(jié)構(gòu)和給定的參數(shù)分析，選擇離合器的結(jié)構(gòu)形式；選擇離合器的基本參數(shù)并對(duì)相關(guān)尺寸計(jì)算；設(shè)計(jì)離合器的零部件，如：從動(dòng)盤轂、從動(dòng)盤的減振裝置、分離裝置和圓柱螺旋彈簧。對(duì)選用的零部件進(jìn)行校核計(jì)算等。關(guān)鍵詞：離合器 從動(dòng)盤總成 扭轉(zhuǎn)減振器 圓柱螺旋彈簧重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) ABSTRACT IIABSTRACTThe clutch is one of important components in the automobile drive train, between the engine and transmission. Usually installed directly on the engine crankshaft flywheel fly wheel, cut off and the transmission of power the engine and drive train. In the process of car use, from the start of the start to travel, often need to use the clutch. Clutch can make the engine and transmission is slow, the transmission of torque will gradually increase, car slowly started to smooth acceleration; In the coupling between the engine and transmission power cut off temporarily, reduces the impact when auto shift; When vehicle emergency braking, transmission when the load is too large, the clutch will produce skid phenomenon, to achieve overload protection function. Clutch is like a switch controls the engine's power output. Therefore, any style of car has a clutch, just different structures. With every car match the performance of the clutch, to meet the maneuverability and economy.In this design is mainly for cars weeks cloth spring clutch design, according to the national related design standards and clutch design steps and requirements, this design to do the following work: through analyzing the parameters of the motor structure and a given, choose the structure of clutch; Select the basic parameters of the clutch and the related size calculation; Select the design of clutch components, such as: platen hub, driven plate vibration damping device, separation device and cylindrical helical spring. To choose the spare parts for checking computation and so on. Keywords: clutch Driven disc assembly Torsional vibration damper Cylindrical helical spring重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論11 緒 論1.1 離合器的國內(nèi)外現(xiàn)狀1.1.1 國內(nèi)離合器發(fā)展我國汽車離合器技術(shù)從 20 世紀(jì) 50 年代的簡單仿制到 20 世紀(jì) 80 年代引進(jìn)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)新技術(shù)的消化吸收，再到現(xiàn)在的自我研發(fā)設(shè)計(jì)，發(fā)生了很大的變化。隨著多種變速箱技術(shù)的發(fā)展，我國離合器技術(shù)也逐漸由單一的、傳統(tǒng)的摩擦式離合器向多種傳動(dòng)技術(shù)并存的方向發(fā)展 [14]。2000 年以前，我國基本上還是摩擦式離合器一枝獨(dú)秀，2000 年以后，隨著汽車逐漸向舒適性和環(huán)保節(jié)能的要求轉(zhuǎn)變，加上國外先進(jìn)傳動(dòng)技術(shù)的相繼研發(fā)和引進(jìn)，我國摩擦式離合器作為傳動(dòng)部件的壟斷地位逐漸被打破。最近幾年，我國自動(dòng)擋車型產(chǎn)量上升很快，2007 年，我國乘用自動(dòng)擋的比重已經(jīng)突破 30%。自動(dòng)變速器目前已經(jīng)在用的技術(shù)有 AT、AMT、CVT 和 DCT 等，它們對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)部件都不完全相同。AT、CVT 主要對(duì)應(yīng)液力變矩器（TC） ，同時(shí)也附帶有一個(gè)鎖止離合器。AMT 主要還是傳統(tǒng)的摩擦式離合器，但需要該改進(jìn)成自適應(yīng)（自動(dòng)補(bǔ)償）離合器。DCT 主要對(duì)應(yīng)是干式或者濕式雙離合器、雙質(zhì)量飛輪，目前國內(nèi)主要的離合器技術(shù)還是適應(yīng)手動(dòng)變速器（MT） ，也就是傳統(tǒng)的摩擦彈簧離合器。摩擦彈簧離合器主要有螺旋彈簧離合器、膜片彈簧離合器、單片離合器、多片離合器、拉式離合器、濕式離合器和干式離合器等不同種類 [14]。目前，我國離合器技術(shù)發(fā)展也由傳統(tǒng)摩擦彈簧離合器向多種傳動(dòng)技術(shù)方式發(fā)展。螺旋彈簧離合器基本上即將推出市場，目前只是在維修市場因價(jià)格便宜還有一些車主使用。膜片彈簧已經(jīng)成為我國目前離合器的主流技術(shù)。一些特殊需求如要求傳遞扭矩大的多片干式離合器、拉式離合器等，在我國也實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。雙質(zhì)量飛輪、自適應(yīng)離合器由于市場原因，國內(nèi)企業(yè)還沒有批量生產(chǎn)，但雙質(zhì)量飛輪也有望在湖北三環(huán)、吉林大華等企業(yè)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。目前，國內(nèi)技術(shù)開發(fā)最困難的是雙離合器。國內(nèi)的依維柯、上汽變速器等已經(jīng)推出了雙離合器變速器樣品，但核心技術(shù)主要還是來自國外 [14]。1.1.2 國外離合器發(fā)展國外離合器的發(fā)展趨勢主要集中在壽命長、傳遞扭矩高、整車舒適可靠等方面。1．長壽命離合器的使用壽命主要取決于離合器面片的耐磨性和耐熱許可極限。目前日本、美國、英國、德國都規(guī)定離合器的使用壽命不低于 15km。日野公司通過對(duì)離合器襯片重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論2材料的研究，使離合器的使用壽命從 5 萬公里提高到 20 萬公里。日本大金制作所認(rèn)為離合器的壽命應(yīng)向發(fā)動(dòng)機(jī)壽命（70 萬公里）靠齊。摘掉離合器“易損件”帽子，將成為今后的發(fā)展方向。為了降低儲(chǔ)備系數(shù)，改善散熱性能也提高了離合器的結(jié)構(gòu)和性能水平 [13]。2. 傳遞扭矩高為了適應(yīng)重型汽車隊(duì)摩擦離合器的需要，要求離合器具有傳遞大扭矩的能力?？刹捎秒p片及斜置彈簧結(jié)構(gòu)、多片濕式離合器及金屬陶瓷粉末冶金摩擦材料等 [13]。3．保證整車的可靠性和舒適性廣泛采用膜片彈簧式離合器；從動(dòng)盤具有軸向彈性機(jī)構(gòu)；從動(dòng)盤具有減震和阻尼摩擦功能；采用 S 型離合器。4．實(shí)現(xiàn)無調(diào)整、無保養(yǎng)、一次潤滑要求采用帶有分離筒的分離機(jī)構(gòu)；采用自動(dòng)調(diào)整式分離軸承；采用分離助力器；采用各種結(jié)構(gòu)的磨損自動(dòng)調(diào)整裝置。國內(nèi)的汽車離合器在研發(fā)和制造方面相對(duì)于國外比較落后，為了能夠加大國內(nèi)汽車在國際上的影響力，國內(nèi)在汽車離合器的研發(fā)和制造上面必須加大投入。因此對(duì)汽車離合器的設(shè)計(jì)研究是十分有必要的。1.2 離合器的結(jié)構(gòu)原理摩擦式離合器的結(jié)構(gòu)主要分為這五個(gè)部分：主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊結(jié)構(gòu)、分離結(jié)構(gòu)和操縱結(jié)構(gòu) [8]。結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡潔（如圖 1.1） 。離合器處于結(jié)合狀態(tài)時(shí)如圖 1.1（a）所示，此時(shí)離合器的壓緊結(jié)構(gòu)中的壓緊彈簧將飛輪、從動(dòng)盤和壓盤壓在一起。此時(shí)從動(dòng)盤與飛輪間的壓緊力產(chǎn)生的摩擦力矩將發(fā)圖 1.1 離合器結(jié)構(gòu)簡圖（a）結(jié)合；（b） 分離1-飛輪；2- 從動(dòng)盤總成；3- 壓盤；4- 分離桿；5-分離套筒；6-離合器制動(dòng)；7-離合器踏板；8-壓緊彈簧；9-離合器蓋；10-變速器第一軸；11-分離叉及操縱連接桿重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論3動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給沖動(dòng)盤。而在汽車換擋或啟動(dòng)前需要離合器分離，如圖 1.1（b）所示，此時(shí)是有駕駛員踩下離合器踏板，通過杠桿將力傳遞給離合器中的分離軸承，使其推動(dòng)分離杠桿內(nèi)端，而分離杠桿外端則拉動(dòng)離合器壓盤向后移動(dòng)，使壓緊彈簧進(jìn)一步壓緊，解除了從動(dòng)盤的壓力，于是離合器的飛輪、從動(dòng)盤和壓盤就處于分離狀態(tài)。重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 總體設(shè)計(jì)任務(wù)42 總體設(shè)計(jì)任務(wù)2.1 設(shè)計(jì)要求給出的參數(shù)1．整車參數(shù)：整備質(zhì)量 G0=1085kg。2．發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)：最大功率 Nemax＝63/6000（kw/rpm ） ，最大扭矩 Memax＝123/3500 （N?m/rpm） 。3．車輪型號(hào)：185/55 R15。2.2 課題設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1．查閱并總結(jié)資料內(nèi)容，明確原始參數(shù)的意義，明了汽車離合器總成結(jié)構(gòu)的類型及各自特點(diǎn)。2．確定所設(shè)計(jì)車型離合器總成的結(jié)構(gòu)方案。3．計(jì)算并確定離合器總成及主要零件的相關(guān)尺寸，著手繪圖工作。4．離合器總成性能的驗(yàn)算。2.3 設(shè)計(jì)原則1．根據(jù)離合器的功能，應(yīng)滿足下面幾點(diǎn)要求：2．要有合適的轉(zhuǎn)矩容量，即能滿足傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩還能防止傳動(dòng)系統(tǒng)過載。3．在結(jié)合過程中應(yīng)保持平順柔和來保證汽車平穩(wěn)起步 [8]。4．分離時(shí)應(yīng)保證徹底迅速，以便于變速器的換擋。5．應(yīng)具有較好的散熱能力。6．操作簡便，減輕駕駛疲勞。7．從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)較小，以便減少換擋時(shí)的沖擊。重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 離合器容量設(shè)計(jì)53 離合器容量設(shè)計(jì)3.1 滑磨功 WD在離合器結(jié)合剛開始的時(shí)候，由于飛輪和從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速不等。在它們的轉(zhuǎn)速達(dá)到同一轉(zhuǎn)速的這個(gè)過程中會(huì)出現(xiàn)滑磨現(xiàn)象。滑磨會(huì)產(chǎn)生熱量，熱量會(huì)使離合器壓盤、摩擦片及飛輪的溫度升高。如若溫度升得過高，則會(huì)導(dǎo)致：1．接觸面間的摩擦系數(shù)不定值；2．壓盤撓曲，有可能導(dǎo)致其龜裂；3．從動(dòng)盤撓曲，導(dǎo)致接觸面積減?。?．摩擦片磨損加劇。以上這些，都將會(huì)大大降低離合器的使用壽命。而離合器的工作過程大致可以分成兩個(gè)階段：第一個(gè)階段為壓緊力 P 迅速增長，但是摩擦片的摩擦力矩最初還不能夠克服外界的阻力使得汽車迅速起步。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速上升的更快。第二個(gè)階段為壓緊力 P 幾乎保持不變，而從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速增長得很快，雖然駕駛員不斷的加大供油量，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速還是很迅速的下降，直到它和離合器從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速相同，停止打滑為止。一般離合器的負(fù)荷狀況是根據(jù)離合器在結(jié)合過程中的滑磨嚴(yán)重程度來判定的，其用“滑磨功”這一指標(biāo)來評(píng)價(jià)，通常對(duì)車型進(jìn)行有目的性的假設(shè)和簡單化，其離合器結(jié)合時(shí)的滑磨功 為)(JWD（3.1）)10sin8.9/(90n01maxax21 aeefmriTi k?????式中， 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速 ； 為汽車總質(zhì)量 ； 為驅(qū)動(dòng)輪的n）（ a(kgr滾動(dòng)半徑 ； 為驅(qū)動(dòng)橋主減速比； 為變速器起步檔傳動(dòng)比； 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大)m（ 0i 1i axeT轉(zhuǎn)矩(N.m)； 為總動(dòng)效率（見表 3.1） ； 為坡度（見表 3.2） ，此處道路坡度用坡??sn度的正弦函數(shù)表示； 為滾動(dòng)阻力系數(shù)（見表 3.3） ； 是系數(shù)（對(duì)比計(jì)算時(shí)， ） 。f k1?k表 3.1 總傳動(dòng)效率 ?轎車 貨車 農(nóng)用車膜片彈簧 0.90 0.85 0.83螺旋彈簧 0.88 0.83 0.80重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 離合器容量設(shè)計(jì)6表 3.2 坡度 ?sin轎車 貨車 農(nóng)用車 牽引車越野 1/6 1/8 - 1/6公路 1/8 1/8 1/6 1/8表 3.3 滾動(dòng)阻力系數(shù) f一般瀝青和混凝土道路 0.015卵石路 0.021砂石路 0.0423.2 溫升速率 HR(N·m/s1/2) 離合器在工作是，摩擦片和飛輪在結(jié)合的時(shí)候，由于滑磨現(xiàn)象，它們之間會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量就會(huì)使得摩擦片的問題有所升高，而溫度升高的值我們用溫升速率來表示。在離合器的飛輪與摩擦片剛接觸的時(shí)候，離合器的工作正處于大負(fù)荷的狀態(tài) [8]。這時(shí)它們之間產(chǎn)生的滑磨現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。產(chǎn)生的熱量會(huì)使摩擦副的機(jī)械物理性能發(fā)生改變，這與摩擦片的磨損就有很大的關(guān)系。因?yàn)楫a(chǎn)生的大量的熱量會(huì)使接觸面的溫度升高，接觸面就可能會(huì)出現(xiàn)變形、開裂的現(xiàn)象。更會(huì)使摩擦片的磨損加重。所以設(shè)計(jì)階段需要計(jì)算離合器中摩擦副的溫升，來預(yù)測摩擦熱在使用條件下的狀況，明白了影響熱過程各因素間的關(guān)系，就能高效率的針對(duì)某些因素進(jìn)行改變，匹配好摩擦副的材料，降低其熱應(yīng)力，降低壓盤裂紋的生成，減少它的變形，從而較大的提高離合器的可靠性。所以引入了溫升速率 )/(21smNHR?（3.2）)10sin8.9/30147.0)/( 10ax1max2 aaeeR fmriTinsmNH ??? ???3.3 離合器的轉(zhuǎn)矩容量 Tc(N·m) 摩擦力所能傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的極限能力，我們用轉(zhuǎn)矩容量 來表示。但)(NTc?是轉(zhuǎn)矩容量表示的不一定是實(shí)際傳遞的轉(zhuǎn)矩。計(jì)算公式如下：（3.3）NZRTec???)(式中， 是摩擦因數(shù)，通常汽車起步時(shí)靠離合器的摩擦打滑來實(shí)現(xiàn)，這是充分的利用?摩擦傳動(dòng)，因此在計(jì)算離合器的轉(zhuǎn)矩容量的時(shí)候一般取 ； 為對(duì)壓盤的壓緊力，他動(dòng)隨著使用溫度會(huì)產(chǎn)生變動(dòng)，摩擦片的厚度隨著使用會(huì)磨損減小，頻繁結(jié)合導(dǎo)致的高溫重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 離合器容量設(shè)計(jì)7使彈簧變形使得 有所變化； 為離合器摩擦接觸的面數(shù)，單片為 2，雙片為 4；NZ是摩擦片的有效作用半徑，它隨著摩擦片磨損及高溫后的變形，會(huì)導(dǎo)致摩擦副不均eR勻接觸 [8]。是通過以下兩種數(shù)學(xué)模型（如圖）確定計(jì)算的；e圖 3.1 摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖一種是假設(shè)正壓力均勻分布于摩擦面上，則：（3.4）2103Re???式中： 、 是摩擦片內(nèi)外半徑；1R0另一種根據(jù)實(shí)際的情況，正壓力分布是不均勻的，而摩擦系數(shù)在各處是不想同的，認(rèn)為正壓力從 到 是遞減的，則：10（3.5） )(210Re??傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是離合器最主要的作用之一。根據(jù)轉(zhuǎn)矩容量 的得來就可以看cT出來，在設(shè)計(jì)完離合器它的轉(zhuǎn)矩容量 基本上就可以確定了，此時(shí)我們認(rèn)為離合器的cT轉(zhuǎn)矩容量 就是離合器的一個(gè)本質(zhì)參數(shù)。cT但是通常情況它只能用來初步選取離合器的原始參數(shù)，尺寸。選取的參數(shù)是否合適還得取決于最后的試驗(yàn)驗(yàn)證。由于 、 等的選取和發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的變動(dòng)有聯(lián)系，NeR為保了證能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，確定離合器轉(zhuǎn)矩容量時(shí)應(yīng)該進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)使離合器的轉(zhuǎn)矩容量 大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 ，寫成如下關(guān)系式cTmaxeT（3.6）c??式中， 是離合器的后備系數(shù) 。?3.4 離合器后備系數(shù)的確定后備系數(shù) 這一參數(shù)對(duì)于離合器是否能傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩有著重要的影響 [8]。重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 離合器容量設(shè)計(jì)8它可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞的更加穩(wěn)定可靠，還可以讓離合器的滑磨現(xiàn)象減弱，大大的提高的汽車離合器的使用時(shí)間。但是后備系數(shù)不是越大越好，因?yàn)榇蟮暮髠湎禂?shù)不但使離合器尺寸加大，而且增加了分離離合器時(shí)操縱力，對(duì)防止傳動(dòng)系過載也是很?不利的，所以鑒于此離合器的后備系數(shù) 不宜過大。?因此，在選擇時(shí) 應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：?1．為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， 不宜選取太??；2．為防止傳動(dòng)系負(fù)荷的過載，操做更加方便簡單，不宜選取太大；3．發(fā)動(dòng)機(jī)功的后備率較大而卻工作環(huán)境較好的時(shí)候， 可選取小些；?4．汽車在惡劣的環(huán)境使用時(shí)為了減少離合器磨損加大它的壽命， 應(yīng)選取大些；由于轎車的后備功率較大，使用條件較好。表 3.4 后備系數(shù) 推薦值膜片彈簧 螺旋彈簧汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)普通轎車1.10~1.25 1.20~1.40 1.25~1.40 1.30~1.50高級(jí)轎車1.20~1.40 - - -輕型貨車1.15~1.30 1.20~1.40 1.30~1.50 1.40~1.60中型貨車1.25~1.60 1.30~1.70 1.50~1.80 1.60~1.90大型貨車1.30~1.70 1.40~1.80 1.60~2.00 1.80~2.25農(nóng)用車1.80~2.10 1.90~2.20 2.00~2.50 2.20~3.003.5 離合器摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 及面積 A離合器摩擦片的內(nèi)外徑及其面積都是十分重要的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)尺寸，它們與離合器莫聰?shù)慕Y(jié)構(gòu)、重量、性能和使用壽命有著很大的聯(lián)系，而卻摩擦片的最大圓周速度和離合器所需要傳遞的轉(zhuǎn)矩有關(guān)。傳遞的轉(zhuǎn)矩越大，當(dāng)然就需要摩擦片有更大的基礎(chǔ)尺寸。一般初選根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 通過經(jīng)驗(yàn)公式：maxeT（3.7）ADeax10?但是實(shí)際中受溫度的影響造成接觸式中 A 反映不同結(jié)構(gòu)和使用條件對(duì) D 的影響。重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 離合器容量設(shè)計(jì)9一般小轎車取 A=47。所以在本設(shè)計(jì)中取 A=47： mATDe162473010max??根據(jù)表 3.5，選取 D=180mm，d=125mm,厚度 h=3.5mm。 表 3.5 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑 mD/160 180 200 225 280 300 325 350 380內(nèi)徑 d110 125 140 150 155 165 175 190 195厚度 /3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4 4C'?0.687 0.694 0.700 0.667 0.620 0.589 0.583 0.585 0.55731?0.676 0.667 0.657 0.703 0.762 0.796 0.802 0.800 0.827單面面積 2/cm106 132 160 221 302 402 466 546 6783.6 摩擦片的摩擦系數(shù) ??和單位壓力 p(N/mm2) 摩擦片的摩擦因素是一個(gè)很重要的基本參數(shù)，它與摩擦片的材料、工作狀態(tài)下的溫度有關(guān)。還與摩擦片的單位壓力和打滑時(shí)的速度等因素有聯(lián)系。在本設(shè)計(jì)中用的是最常見的摩擦材料-石棉基摩擦材料。通過大量的實(shí)驗(yàn)的知，僅僅考慮 P 的值對(duì)摩擦片的是否耐磨是沒有結(jié)果的，那是因?yàn)樵斐赡Σ疗p的最主要條件是 PV 參數(shù)。單獨(dú)對(duì)于離合器而言，如果只減少 P 值參數(shù)。那么摩擦片的面積就要加大，面積的加大了摩擦片的質(zhì)量就會(huì)增加，從而可以磨損的量就增加了。這樣就會(huì)大大的提高摩擦片的使用時(shí)間。從這個(gè)我們可以看出。從某個(gè)程度上講，P 的大小反應(yīng)了離合器的使用壽命，P 值越小，壽命越長；反之壽命則越短。因此在我們在設(shè)計(jì)的時(shí)候確定 P 這一參數(shù)時(shí)，應(yīng)該結(jié)合著摩擦片的大小。還有就是摩擦片的工作環(huán)境和它的材料。根據(jù)前面所探討的內(nèi)容，假設(shè)離合器在比較惡劣的環(huán)境下工作量比較打的時(shí)候，我們就可以把 P 參數(shù)的值取的較小些，因?yàn)橹挥薪档蛦挝粔毫?p，增加摩擦面積。加大容許的磨耗的體積，增加使用磨耗量，才可以使的使用時(shí)間變長。但是當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)，要適當(dāng)?shù)慕档湍Σ撩嫔系膯挝粔毫?P。因?yàn)樵谄渌麠l件不變時(shí)，單獨(dú)的增加摩擦片的外徑，外徑增大了根據(jù)公式就會(huì)導(dǎo)致外緣的線速度增加，速度增加了摩擦就會(huì)更加嚴(yán)重。從而會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，再因?yàn)樗旧砹慵^大，各個(gè)地方的受熱不同，外緣的溫度高于內(nèi)圓的溫度就形成了梯度。為了消除這種現(xiàn)象，我們在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)就要平衡 P 值和摩擦片的外徑。具體見表 3.6：重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 離合器容量設(shè)計(jì)10表 3.6 摩擦因素 與許用單位壓力?][p摩擦材料 )/(2mN模壓 0.2 0.10~0.25石棉基 編織 0.3 0.25~0.35銅基 0.3 0.30 左右粉末冶金 鐵基 0.4 0.30 左右金屬陶瓷 0.4 0.35~0.65無石棉有機(jī)摩擦材料 0.2-0.4 0.20~0.403.7 校核離合器所選尺寸離合器尺寸的校核可以用公式：（3.8）)/1(233maxDdZpTec ?????式中： 摩擦片外徑 ； 是摩擦片內(nèi)徑 ； 單位壓力 ； 摩擦片D)（ dpMpaZ工作面數(shù)，單片為 2，雙片為 3； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ； 離合器后備系數(shù)；axe )(mN??離合器的轉(zhuǎn)矩容量 。cT(N?綜上所述根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，取后備系數(shù) ；摩擦因素 ；摩擦片工作3.1??3.0??面數(shù) ；在由已知條件： ；則：?ZTe??12maxMPappDdZce265.0 )18025(.03.14.3)/(333a? ?????????????根據(jù)表 3.6 單位壓力 在允許的范圍 0.25~0.35 內(nèi)，在根據(jù)前面的摩擦片圓周速M(fèi)a度的限制計(jì)算，所選離合器尺寸、參數(shù)合理。重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 從動(dòng)盤總成114 從動(dòng)盤總成從動(dòng)盤可以分為兩種結(jié)構(gòu)類型：一是帶扭轉(zhuǎn)減振器，二是不帶減振器的。相對(duì)于帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤而言，不帶減振器的從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)就顯得沒有那么的復(fù)雜，而卻更加的輕簡。但是，在現(xiàn)在的汽車上幾乎都是帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤。系零件的壽命，改善汽車在啟動(dòng)和行駛過程中的舒適度，并讓汽車平穩(wěn)起步。這時(shí)因?yàn)閹まD(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤它可以讓離合器在結(jié)合時(shí)產(chǎn)生的共振現(xiàn)象消除。還可以減少結(jié)合時(shí)的噪聲和加大傳動(dòng)效率。本設(shè)計(jì)中選用的是帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 4.1[8]從圖中我們可以看出，從動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)是比較簡單的。它主要是又兩片摩擦片和夾在中間的從動(dòng)盤、還有就是從動(dòng)盤轂。它們結(jié)構(gòu)連接也是比較簡單的，總體都是通過軸向連接的。兩片摩擦片 1.13 是通過 2,14,15 的鉚釘連接在從動(dòng)盤上的，從動(dòng)盤上的轉(zhuǎn)矩就是通過摩擦片上的摩擦力矩傳來的；而從動(dòng)片 5，從動(dòng)盤轂 8 和減振盤 12 則是通過限位銷 7 軸向連接的；而它們?nèi)咧虚g都有著減振摩擦片 6,9。它們?nèi)〉降淖饔檬菧p少軸向上的振動(dòng)；在從動(dòng)片，從動(dòng)盤轂，減振盤上都有沿著圓周上開的用于裝減振彈簧的長方形的孔，它們是位置和數(shù)量都是相同的，而卻它們還有著定位減振彈簧的作用；這樣從動(dòng)片上的轉(zhuǎn)矩就可以通過減振彈簧傳遞給從動(dòng)盤轂了；所以從動(dòng)盤轂是可以相對(duì)于從動(dòng)片和減振盤做轉(zhuǎn)動(dòng)的，而卻只能在一定范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以這就需要圖 4.1 帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤1，13—摩擦片；2，14，15—鉚釘；3—波形彈簧片；4—平衡塊；5—從動(dòng)片；6，9—減振摩擦；7—限位銷；8—從動(dòng)盤轂；10—調(diào)整墊片；11—減振彈簧；12—減振盤重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 從動(dòng)盤總成12限位銷，它的作用就是限制從動(dòng)盤轂的轉(zhuǎn)動(dòng)極限；在從動(dòng)片和減振盤上的長方形孔上有著翻邊，這樣就能防止減振彈簧跑出來，造成危險(xiǎn)。而在設(shè)計(jì)從動(dòng)盤的時(shí)候應(yīng)該注意讓從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小越好，通常在從動(dòng)盤上打些孔，這樣在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)就可以減輕齒輪間的沖擊；還有就是讓摩擦片上受到均勻的壓力；還要有軸向的彈性使得離合器結(jié)合時(shí)比較平穩(wěn)；最重要的是從動(dòng)盤總成要有扭轉(zhuǎn)減振器，消除從動(dòng)盤中的共振現(xiàn)象；從動(dòng)盤還需要較好的強(qiáng)度。4.1 摩擦片的材料選擇由于離合器摩擦面片在離合器結(jié)合過程中將與飛輪和壓盤產(chǎn)生嚴(yán)重的滑磨，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大量的熱，所以摩擦面片應(yīng)具有下列一些綜合性能才能保證摩擦片不會(huì)失效：1．在工作時(shí)有相對(duì)較高的摩擦系數(shù)；2．能在允許的壽命時(shí)間內(nèi)保持它的摩擦特性，不會(huì)出現(xiàn)摩擦系數(shù)變化的情況；3．有良好的吸熱和散熱功效，并有好的耐磨性；4．有較好的承受載荷的能力，不會(huì)出現(xiàn)變形，裂紋的狀況；5．能抵抗高轉(zhuǎn)速下大的離心力荷載而不被破壞；6．在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，有足夠的剪切強(qiáng)度；7．具有小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，卻材料加工性能良好；8．在正常的工作環(huán)境中與壓盤和飛輪間有著較好的摩擦性能；9．不受其它摩擦的影響，有獨(dú)立的摩擦特性；10.不會(huì)污染環(huán)境。4.2 從動(dòng)片離合器的從動(dòng)片是摩擦片的載體，并傳遞扭矩給減振彈簧到從動(dòng)盤轂。因?yàn)槠囋谛旭偟倪^程中要不斷的換擋，離合器要不斷的分離結(jié)合，這時(shí)離合器的從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速就會(huì)發(fā)生變化，或是増速，或是降速。這種轉(zhuǎn)速不停的變化會(huì)導(dǎo)致從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不停的變化，加速了變速器中的同步裝置的磨損。慣性力越大從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就越大。所以從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量需要很小，在設(shè)計(jì)從動(dòng)片的時(shí)候就應(yīng)該讓從動(dòng)片的質(zhì)量盡可能的小。并卻讓質(zhì)量分布在從動(dòng)盤的中心。制作從動(dòng)片的時(shí)候通常是用1.3～2.0㎜厚的薄鋼板沖壓而成。有時(shí)為了進(jìn)一步減小從動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。將從動(dòng)片外緣的盤形部分磨至 0.65～1.0㎜，這樣質(zhì)量更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。通常從動(dòng)片在與摩擦片接觸的地方都有波形片。波形片是有軸向的彈性力的，所以在離合器接觸的過程中，兩塊摩擦片不是直接剛性的壓在飛輪和壓盤之間的，而是有一定的時(shí)間間隔的。它們之間的壓緊力是逐漸增加的，這樣從動(dòng)盤所傳遞的轉(zhuǎn)矩是重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 從動(dòng)盤總成13慢慢的增加的，減少了振動(dòng)。波形片還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是使摩擦片受到的壓緊力更加的均勻。這樣不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)接觸的現(xiàn)象，減少了磨損增加了摩擦片的使用時(shí)間。還很好的穩(wěn)定了摩擦力矩。具有這種優(yōu)點(diǎn)的從動(dòng)片有三種結(jié)構(gòu)形式：①整體式的彈性從動(dòng)片 ②分開式的彈性從動(dòng)片 ③組合式彈性從動(dòng)片。4.3 從動(dòng)盤轂從動(dòng)盤轂主要有兩個(gè)部分而成：法蘭和盤轂。它們可以是裝配式還可以直接鑄造在一起。在本設(shè)計(jì)中用鑄造在一起的結(jié)構(gòu)。離合器從動(dòng)盤轂的作用就是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而卻它是離合器的最終輸出轉(zhuǎn)矩的零件 [8]。從動(dòng)盤轂通過花鍵直接與變速器的第一軸連接，所以從動(dòng)盤轂中的花鍵需要傳遞著發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎全的轉(zhuǎn)矩給變速器的第一軸上 [8]。因此花鍵需要很高的強(qiáng)度才能保證它不失效?；ㄦI與變速器的第一軸是動(dòng)配合的，因?yàn)樵陔x合器結(jié)合、分離的時(shí)候從動(dòng)盤需要在變速器的第一軸上軸向移動(dòng)的 [8]。而花鍵一般選用的是矩形花鍵并卻齒側(cè)對(duì)中的與變速器第一軸安裝?；ㄦI的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑 D 與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 選?。海ㄒ姳?4.1）maxeT表 4.1 從動(dòng)盤轂花鍵尺寸系列表花健尺寸摩擦片的外徑/mmD/N.mmaxeT齒數(shù)n外徑/mm'D內(nèi)徑/mm'd齒厚/mmt有效齒長/mml擠壓應(yīng)力/MPac?160 49 10 23 18 3 20 9．8180 69 10 26 21 3 20 11．6200 108 10 29 23 4 25 11．1225 147 10 32 26 4 30 11．3250 196 10 35 28 4 35 10．2280 275 10 35 32 4 40 12．5300 304 10 40 32 5 40 10．5325 373 10 40 32 5 45 11．4350 471 10 40 32 5 50 13．0根據(jù)本設(shè)計(jì)中摩擦片外徑 ，則可取花鍵中： ， ，mD180?10?nmD26'， ， ， 。 md21'?b3l2MPa6.?由于花鍵在工作過程中主要是因表面擠壓力過大而損壞，所以在選定花鍵尺寸后要進(jìn)行花鍵的擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核計(jì)算，當(dāng)應(yīng)力偏大時(shí)可以適當(dāng)?shù)脑黾踊ㄦI轂的軸向重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 從動(dòng)盤總成14長度來降低花鍵單位面積的擠壓應(yīng)力。擠壓應(yīng)力校核公式：（4.1）)(MPanhl?擠 壓?式中： 為花鍵齒的側(cè)面壓力 ，而 ; 分別為花鍵的內(nèi)外徑P)(NZdDTe)(''max?'',； 為發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 ； 為花鍵齒數(shù)； 為從動(dòng)盤轂的數(shù)目，?。?maxeT）?n； 花鍵齒的工作高度 ，而 ； 花鍵有效長度 。1?Zh)(m2/)(''h??l)(m帶入數(shù)據(jù)得： NdDTPe 33-''max 1062.1026)( ??）（ mh5.2'' ???， 合格MPaMPanl 6.123.5102.106)(3 ??????擠 壓?因?yàn)閺膭?dòng)盤轂需要在變速器的第一軸上軸向的滑動(dòng)，所以從動(dòng)盤轂的軸向長度需要一定的距離。如果這個(gè)距離取的過小，由于他們之間是動(dòng)配合，之間有間隙就會(huì)導(dǎo)致從動(dòng)盤轂在自由移動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生傾斜，就會(huì)阻礙離合器結(jié)合和分離。因此我們一般取從動(dòng)盤轂的軸向長度與花鍵的外徑相同。但是汽車常在惡劣環(huán)境中工作，從動(dòng)盤轂的軸向長度可以適當(dāng)?shù)脑黾樱梢詾榛ㄦI外徑的 1.4~1.5 倍。在本設(shè)計(jì)中為一般小汽車，故取從動(dòng)盤轂長為 。m264.4 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)計(jì)算在汽車的行駛過程中，由于汽車站的發(fā)動(dòng)機(jī)工作部均衡，轉(zhuǎn)矩會(huì)產(chǎn)生周期性變化，所以傳動(dòng)系傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)會(huì)引起傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。傳動(dòng)系發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使傳動(dòng)系零件的應(yīng)力成倍的增加，而這種應(yīng)力具有交變性，這樣傳動(dòng)系中的零件的壽命就會(huì)大幅度的減少。這種原因還是引起齒輪噪聲的重要因素。因此，常在離合器的從動(dòng)盤中裝幾個(gè)扭轉(zhuǎn)減振器，來消除從動(dòng)盤的共振狀況。扭轉(zhuǎn)減振器不但能消除共振現(xiàn)象，它還可以讓曲軸和變速器的第一軸的軸度更高，減少了離合器摩擦副中摩擦磨損；還能緩和從動(dòng)盤轂與從動(dòng)片在離合器結(jié)合時(shí)的動(dòng)載荷。這樣汽車才能平穩(wěn)的起步。重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 從動(dòng)盤總成15本設(shè)計(jì)采用彈簧摩擦式扭轉(zhuǎn)減振器。其結(jié)構(gòu)如圖 4.2[12]：在這種結(jié)構(gòu)中，從動(dòng)盤 1 和從動(dòng)盤轂 5 沿圓周方向彈性的連接在一起，而其上沿圓周切向都開有 6 個(gè)長方形的長方形孔，每個(gè)孔中裝有一個(gè)減振彈簧 2。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩則從摩擦片中摩擦力矩傳遞給從動(dòng)片，從動(dòng)片再傳遞給與從動(dòng)盤轂中的減振彈簧，減振彈簧再傳遞給從動(dòng)盤轂。緩和了它們之間的扭轉(zhuǎn)剛度。而從動(dòng)片 1、減振盤 7、從動(dòng)盤轂 5 之間的裝有的減振摩擦片 6 可以有效的抑制傳動(dòng)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的共振。限位銷8 出去將從動(dòng)片 1 和減振盤 7 鉚在一起外，還用來限制從動(dòng)盤轂相對(duì)從動(dòng)片轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，是為了限制減振彈簧 2 的變形，防止它過早的失效。而在設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)減振器的時(shí)候，大多數(shù)是參照以前的經(jīng)驗(yàn)在加以創(chuàng)新。減振器結(jié)構(gòu)尺寸簡圖如圖 4.3[12]：圖 4.3 減振器尺寸簡圖圖 4.2 帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤總成結(jié)構(gòu)示意圖1—從動(dòng)盤；2—減振彈簧；3—碟形彈簧墊圈；4—緊固螺釘；5—從動(dòng)盤轂；6—減振摩擦片 7—減振盤；8—限位銷重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 從動(dòng)盤總成164.4.1 性能參數(shù)計(jì)算根據(jù)減振器尺寸簡圖，計(jì)算其在驅(qū)動(dòng)工況中的相關(guān)數(shù)據(jù)：1．極限轉(zhuǎn)矩 jT極限轉(zhuǎn)矩 通常不會(huì)超過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的 2 倍，一般可取j（4.2）max)0.~51(ejT?對(duì)于本設(shè)計(jì)取 1.5 倍，則 NTej ???.8412351max2．摩擦轉(zhuǎn)矩 ?減震器扭轉(zhuǎn)剛度 與離合器的結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)。在設(shè)計(jì)時(shí)必須合理的dK選擇摩擦轉(zhuǎn)矩 。一般可按下式初選?T（4.3）mNTe ????45.18235.017.0~6.max）（初選 。N?19?3．預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 nT減震彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。研究表明，當(dāng) 增加時(shí)，共振頻率將向減小nT頻率的方向移動(dòng)，這是有利的。但 不應(yīng)大于 ；這時(shí)因?yàn)樵诜聪蚬ぷ鲿r(shí)，扭轉(zhuǎn)減震nT?器會(huì)提前停止運(yùn)動(dòng)，可按下式選?。?.4）mNTen ????76.1423.015.0~.max）（初選 。mNn?154．減震彈簧在從動(dòng)盤轂上的分布半徑 ：1R（4.5）2/)75.0~6(1d?式中， 為離合器摩擦片的內(nèi)徑。d由于摩擦片的內(nèi)徑要滿足 ，結(jié)合兩個(gè)條件，取mRd21??重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 從動(dòng)盤總成17mdR5.372/16.02/.1 ???5．減震彈簧的數(shù)量 ：可參照下表 4.2 選取。Z表 4.2 減震彈簧數(shù)量選取表離合器摩擦片外徑 mD/ 減震彈簧數(shù)量 Z350 10 以上在本設(shè)計(jì)中， ，選?。?。mD180?4?Z6．極限轉(zhuǎn)角 j?在離合器結(jié)合時(shí)減震器的轉(zhuǎn)矩預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩，這時(shí)它們之間就會(huì)相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的角為極限轉(zhuǎn)角 為j?（4.6）02arcsinRlj??式中， 為減震彈簧的工作變形量。l?全部減震彈簧總的工作壓力 ：指限位銷在從動(dòng)盤轂法蘭上缺口中的間隙 消除zP ?時(shí)，減震彈簧壓縮到極限時(shí)的工作壓力，此時(shí)扭轉(zhuǎn)減振器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為極限轉(zhuǎn)矩，所以可得 為jTzP（4.7）NRTjz 492015.378/31????則減震彈簧單個(gè)的工作壓力 ：（4.8）ZPz123049/??7．扭轉(zhuǎn)角剛度 扭轉(zhuǎn)角剛度可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取 ，故可取dKjdTK?（4.9）mNTj ??185.01重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 從動(dòng)盤總成184.4.2 減震彈簧的尺寸圖 4.4 減振彈簧計(jì)算簡圖見圖 4.4，彈簧中徑 ：一般由結(jié)構(gòu)布置來確定，一般取 左右。cDmDc15~?則取 。mDc12?彈簧鋼絲直徑 ：d（4.10）mPDc 97.36014.328][3 ?????式中， 為減震彈簧單個(gè)工作壓力；扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 可取 。通常左右P][?MPa60~5。故取：md4~3?md4減振彈簧剛度 ：k（4.11）mNZRKd /3284)105.37(8102 ????減振彈簧有效圈數(shù) ：i（4.12）kDGic 8.1032)1(8)(. 46434???式中， 為材料的剪切彈簧模量，對(duì)碳鋼可取 。MPaG4.??減振彈簧總?cè)?shù) ：一般在 6 圈左右，總?cè)?shù) 和有效圈數(shù) 間的關(guān)系為nni（4.13）)2~5.1(??i故取 。6?n減震彈簧最小高度 ；指減振彈簧在最大工作負(fù)荷下的工作長（高）度，考慮到minl此時(shí)彈簧的壓縮各圈之間仍需留一定的間隙，所以（4.14）4.261)(in ?????dnl?重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 從動(dòng)盤總成19減振彈簧總變形量 ：指減振彈簧在最大工作負(fù)荷下的最大壓縮變形，為l?（4.15）mkP75.32810/?減振彈簧的自由高度 ：指減振彈簧無負(fù)荷時(shí)的高度，為0l（4.16）15.307.46min???減振彈簧預(yù)變形量 ：指減振彈簧安裝時(shí)的預(yù)壓縮變形，它和選取的預(yù)緊力矩'l有關(guān)，為nT（4.17）mkZRTln 305.15.37428' -1 ????減振彈簧安裝工作高度 ：它關(guān)系到從動(dòng)盤轂零件窗口尺寸的設(shè)計(jì)，為l（4.18）l 84.290.'0?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?有關(guān)，其值為)(''' ll???（4.19）)5.3720.arcsin()2/arcsin(1' ???Rl?限位銷與從動(dòng)盤轂缺口側(cè)邊的間隙 1?（4.20）?sin21?式中， 為限位銷的安裝尺寸。值一般為 。2Rm4~5.限位銷直徑 'd按結(jié)構(gòu)布置選定，一般 ， 可取 。'd12.9'?d9'?重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 壓盤與離合器蓋205 壓盤與離合器蓋5.1 壓盤壓盤的設(shè)計(jì)在汽車周布彈簧式離合器中占有很重要的部分，它的總體設(shè)計(jì)主要包括壓盤本身的尺寸設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及它與離合器蓋板之間力與力相互傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)以及確定。5.1.1 壓盤傳力方式離合器中缺少壓盤這個(gè)零件是不能正常運(yùn)行工作的，電動(dòng)機(jī)通過高速軸遞交轉(zhuǎn)矩時(shí)，由于傳遞力的作用，飛輪高速的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)壓盤，使從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，由此可以看出壓盤、飛輪和從動(dòng)盤之間的關(guān)系是非同一般的，這種聯(lián)系不是固定不變的，離合器分離的時(shí)候，壓盤與從動(dòng)盤分開，壓盤的這種在軸上的向上、向下的運(yùn)動(dòng)就是壓盤的傳力方式的具體體現(xiàn)。所以在離合器蓋和壓盤之間的傳力需要特殊的結(jié)構(gòu) ，常用的連接方式有凸塊-窗孔式、傳力銷式、鍵槽-指銷式、鍵齒式、彈性傳力片（結(jié)構(gòu)如圖 5.1） 。但前三種連接方式有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即傳力處之間有間隙。這樣，在傳力開始的一瞬間，將產(chǎn)生沖擊和噪聲。飛輪、壓盤與從動(dòng)盤相互之間并不是直接接觸，而是有一定的間隔，這樣運(yùn)動(dòng)起來就會(huì)產(chǎn)生很大的撞擊并產(chǎn)生較強(qiáng)烈的噪音，嚴(yán)重的時(shí)候更會(huì)出現(xiàn)裂紋甚至斷裂等情況。為了減少或者避免此類情況發(fā)生，本人在此次設(shè)計(jì)中壓盤的傳動(dòng)方式采用的是彈性傳動(dòng)片方式。5.1 壓盤與飛輪的連接方式 [12]（a）凸塊-窗孔式；（b）傳力銷式；（c）鍵槽-指銷式；（d）鍵齒式；（e）彈性傳力片重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 壓盤與離合器蓋21彈性傳動(dòng)片式的傳力方式如圖 5.1 中的（e） ，彈性傳力片在壓盤傳動(dòng)中的作用中觀重要，她是有相對(duì)較薄的彈簧鋼沖壓制成，它的連接方式有很多種，本次設(shè)計(jì)采用的是兩端分別連接，也就是說一端固定在離火器的端蓋上，另外一段固定在壓盤上，傳力片的布置方式根據(jù)其受力情況可以分為很多種，根據(jù)受力分析，傳力片均布分布在壓盤四周，并與壓盤外圓相切，傳動(dòng)片的數(shù)量一般取三到四組，每組分別有兩到三片。這時(shí)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)受力片受拉，當(dāng)離合器結(jié)合、分離時(shí)受壓。這種驅(qū)動(dòng)壓盤的方式與其他方式相比優(yōu)點(diǎn)非常突出， 結(jié)構(gòu)上也相對(duì)簡單，容易制作，生產(chǎn)效率也較高，采取這種驅(qū)動(dòng)壓盤方式最為重要的作用是解決了壓盤的定位問題。壓盤與從動(dòng)盤的壓緊方式、與離合器的分離方式都是設(shè)計(jì)壓盤結(jié)構(gòu)的重要因素，經(jīng)過對(duì)比和篩選，最用采用圓柱式彈簧作為壓緊裝置。5.1.2 壓盤的幾何尺寸的確定壓盤的內(nèi)勁與外徑的大小取決于摩擦片的相應(yīng)尺寸，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的摩擦片的大小，將壓盤的外徑取 ；內(nèi)徑取 。mD185?md120?壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)：1．壓盤的質(zhì)量 正常工作中，離火器每次的分離與結(jié)合，都會(huì)產(chǎn)生相對(duì)摩擦，摩擦?xí)a(chǎn)生的大量熱，每次產(chǎn)生的熱量相對(duì)較少，但是離合器的每次分離與結(jié)合時(shí)間很短很短，所以即使很少量的熱也無法散掉，這樣隨著離合器的多次運(yùn)動(dòng)，積少成多，熱量也隨之加劇，太多的熱量無法散去會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的后果，其中包括摩擦系數(shù)下降，從而導(dǎo)致摩擦片的嚴(yán)重磨損，如果工作時(shí)間較長，且不間斷的時(shí)候，更會(huì)出現(xiàn)摩擦片斷裂現(xiàn)象。這樣產(chǎn)生的熱量無法散出成為了設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)壓盤的時(shí)候必須要有足以使產(chǎn)生大量熱均勻分布的體積與重量。2．壓盤的剛度 大量的熱集聚無法散去會(huì)使零件發(fā)生形變，從而影響離合器的正常運(yùn)行，所以要求壓盤必須具有較高的剛度和強(qiáng)度，這樣發(fā)生形變的概率會(huì)相對(duì)減小很多。 離合器工作產(chǎn)生的大量熱影響很多因素，為設(shè)計(jì)的重中之重，所以必須對(duì)其進(jìn)行校核，熱量是累計(jì)的，所以只需計(jì)算離合器一次工作產(chǎn)生的熱量進(jìn)行校核就可以，校核產(chǎn)生的結(jié)果顯示，溫度應(yīng)該在 8~10 度以下，可以適當(dāng)增加壓盤的厚度。綜上所述，所設(shè)計(jì)壓盤的厚度必須超過 15mm，但一般不小于 。而卻壓盤的結(jié)m10構(gòu)設(shè)計(jì)還要加強(qiáng)通風(fēng)、冷卻。在本設(shè)計(jì)中，初步確定該離合器的壓盤的厚度為 。155.1.3 壓盤的材料選擇壓盤材時(shí)必須要具有較好的導(dǎo)熱能力與較高的抗摩擦能力，所以選取金相組織為珠光體結(jié)構(gòu)的灰鑄鐵是最為合適的。另外添加少量金屬元素(如鎳、鐵、錳合金等)來重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 壓盤與離合器蓋22增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。5.1.4 壓盤的溫升性能校核校核公式如下：（5.1） 壓cmL???式中： 為傳到壓盤的熱量所占的比率。對(duì)單片離合器， ； 為壓盤的質(zhì)量? 5.0??壓m； 為壓盤的比熱容，鑄鐵的比熱容為 ； 為滑磨功 。）（ kgc )/(28.54KkgJc??L)(N?5.2 離合器蓋的設(shè)計(jì)離合器蓋一般都與飛輪用螺栓連接在一起，通過它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩給壓盤。離合器蓋還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體。所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意：1．離合器蓋的剛度：離合器的每次分離是靠分離支桿的支撐來完成的，而分離支桿的支撐面試離合器蓋，所以必需要求離合器蓋具有較高的剛度要求。如果剛度不夠，離合器長期的分離產(chǎn)生的力會(huì)通過分離支桿傳遞到離合器蓋上，會(huì)使其發(fā)生緩慢形變，使離合器不能正常運(yùn)行。 2．離合器的散熱性能：離合器分離和結(jié)合產(chǎn)生的大量熱，這就要把離合器蓋上多設(shè)計(jì)幾個(gè)通風(fēng)口，這樣可以盡快的散掉因離合器工作速度較快而不發(fā)散掉的熱量。重慶科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 離合器的分離裝置236 離合器的分離裝置6.1 分離桿設(shè)計(jì)分離桿主要是控制壓盤在軸向上移動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)與從動(dòng)盤的結(jié)合和分離的結(jié)構(gòu)。分離桿一般都是使用在周布彈簧式離合器上，而分離桿的數(shù)目一般選用 3 到 6 個(gè) [8]。根據(jù)本設(shè)計(jì)中壓盤的結(jié)構(gòu)尺寸取分離桿的數(shù)目為 3 個(gè)。而分離桿的結(jié)構(gòu)也多種多樣。在本設(shè)計(jì)中分離桿應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡單，分離桿在軸向上可以有一定調(diào)節(jié)能力和安裝方便的特性外。所以選用的是擺動(dòng)式的分離桿結(jié)構(gòu)。6.1.1 分離桿設(shè)計(jì)1．分離桿應(yīng)有足夠的剛度在需要離合器分離時(shí)，分離桿會(huì)帶動(dòng)壓盤讓其與從動(dòng)盤分離，此時(shí)的分離桿需要承受所有壓緊彈簧的壓緊力，比從動(dòng)盤承受的壓緊力還大，因此分離桿的剛度必須要足夠，不能產(chǎn)生分離桿變形、失效等現(xiàn)象來影響從動(dòng)盤與分離之間的結(jié)合與分離。所以在設(shè)計(jì)分離桿時(shí)應(yīng)對(duì)分離桿采用加強(qiáng)筋。2．分離桿鉸接處應(yīng)盡量避免運(yùn)動(dòng)上的干涉在要使壓盤與從動(dòng)盤分離時(shí)，分離桿需要繞著分離桿上的交接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。這就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)干涉的現(xiàn)象，不能使得離合器順利的分離。因此為了防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，需要在分離桿采用特殊的結(jié)構(gòu)。為了再結(jié)構(gòu)上滿足要求，設(shè)計(jì)中采用的擺塊式分離桿。3．分離桿內(nèi)端高度應(yīng)可以自由調(diào)整分離桿在安裝的時(shí)候很難保證各個(gè)分離桿在同一平面上。如果不在同一平面上，在離合器分離的時(shí)候壓盤就不會(huì)同時(shí)的分離開，會(huì)造成壓盤與從動(dòng)盤之間存在局部壓力過大，這樣的就會(huì)加劇摩擦片的磨損。為了防止這種情況，在設(shè)計(jì)分離桿的時(shí)候，在上面加入了可以通過分離桿在離合器外端的部分來自由調(diào)節(jié)分離桿的位子。4．分離桿鉸接處應(yīng)該用滾針軸承在分離桿的鉸接處采用滾針軸承。可以減少磨損、提高效率。6.1.2 分離桿的材料選擇在本設(shè)計(jì)中采用的是擺動(dòng)式分離桿，所以用厚為 2.5㎜的中碳鋼板沖壓而成。而卻分離桿的表面需要進(jìn)行氰化處理。