某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)

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任務(wù)書(shū).doc

減振盤(pán).dwg

壓盤(pán).dwg

摩擦片.dwg

某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)論文.doc

某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器裝配圖.dwg

膜片彈簧.dwg

某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)

目  錄

第1章 緒  論 2

1.1引言 2

1.2離合器的發(fā)展 2

1.3某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn) 4

1.3.1某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) 4

1.3.2某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的工作原理 5

1.3.3某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 5

1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容 6

1.6方案選擇 6

第2章 基本尺寸參數(shù)選擇 7

2.1離合器基本性能關(guān)系式 7

2.2后備系數(shù)的選擇 7

2.3摩擦片外徑的確定 7

2.4摩擦片設(shè)計(jì)過(guò)程 9

2.5本章小結(jié) 12

第3章 主動(dòng)部分設(shè)計(jì) 13

3.1壓盤(pán)設(shè)計(jì) 13

3.1.1壓盤(pán)參數(shù)的選擇和校核 13

3.1.2壓盤(pán)的Pro/E繪圖過(guò)程 13

3.2離合器蓋設(shè)計(jì) 15

3.3傳動(dòng)片設(shè)計(jì) 15

3.4本章小結(jié) 16

第4章 從動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì) 17

4.1摩擦片設(shè)計(jì) 17

4.2從動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì) 17

4.3從動(dòng)片設(shè)計(jì) 19

4.4扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 19

4.4.1扭轉(zhuǎn)減振器的功能 19

4.4.2 扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇 19

4.4.3扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定 21

7、從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角 22

8、限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)缺口側(cè)邊的間隙 22

9、限位銷(xiāo)直徑 22

10、從動(dòng)盤(pán)轂缺口寬度及安裝窗口尺寸 22

4.4.4減振彈簧的尺寸確定 23

4.4.5扭轉(zhuǎn)減振器的Pro/E繪圖過(guò)程 24

第5章 膜片彈簧設(shè)計(jì) 28

5.1膜片彈簧的概念 28

5.2膜片彈簧的彈性特性 28

5.3膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算 30

1、膜片彈簧原始內(nèi)截錐高與彈簧片厚度比的選擇 31

2、膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 31

3、膜片彈簧大端半徑及大端半徑與分離指半徑比的選擇 32

4、膜片彈簧在自由狀態(tài)下的圓錐底角 32

6、分離指的數(shù)目和切槽寬及半徑 32

7、支承圈平均半徑和膜片彈簧與壓盤(pán)的接觸半徑 33

5.5膜片彈簧的Pro/E繪圖過(guò)程 33

5.6本章小結(jié) 35

結(jié)  論 36

參考文獻(xiàn) 37

第1章 緒  論

1.1引言

某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)，離合器以?xún)?nèi)燃機(jī)在作為動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車(chē)中，離合器是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的。離合器通常裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，其主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連，從動(dòng)部分與變速器相連。為各類(lèi)型汽車(chē)所廣泛采用的摩擦離合器，實(shí)際上是一種依靠其主、從動(dòng)部分間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)。離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順的接合，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，減少變速器中換檔齒輪間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng)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)系個(gè)零部件因過(guò)載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪音。

1.2離合器的發(fā)展

在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計(jì)曾裝在1889年德國(guó)戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車(chē)輪的小汽車(chē)上。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動(dòng)件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀(jì)20年代中葉，對(duì)當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，錐形離合器的制造比較簡(jiǎn)單，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過(guò)駱毛帶、皮革帶等。那時(shí)曾出現(xiàn)過(guò)蹄-鼓式離合器，其結(jié)構(gòu)有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄-鼓式離合器用的摩擦元件是木塊、皮革帶等，蹄-鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。無(wú)論錐形離合器或蹄-鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動(dòng)件根本無(wú)法分離的自鎖現(xiàn)象。

現(xiàn)今所用的盤(pán)式離合器的先驅(qū)是多片盤(pán)式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點(diǎn)是，汽車(chē)起步時(shí)離合器的接合比較平順，無(wú)沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤(pán)片對(duì)著一青銅盤(pán)片。采用純粹的金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)到更為滿(mǎn)意的性能。

浸在油中的盤(pán)片式離合器，盤(pán)子直徑不能太大，以避免在高速時(shí)把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤(pán)片粘住，不易分離。但畢竟還是優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，許多其他離合器還在原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。

石棉基摩擦材料的引入和改進(jìn)，使得盤(pán)片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。20世紀(jì)20年代末，直到進(jìn)入30年代時(shí)，只有工程車(chē)輛、賽車(chē)和大功率的轎車(chē)上才使用多片離合器。

早期的單片干式離合器由與錐形離合器相似的問(wèn)題，即離合器接合時(shí)不夠平順。但是，由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，所以以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē)經(jīng)常采用它，尤其是成功地開(kāi)發(fā)了價(jià)格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此。

實(shí)際上早在1920年就出現(xiàn)了單片干式離合器，這和前面提到的發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時(shí)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)計(jì)上的缺陷，造成了單片離合器在接合時(shí)不夠平順的問(wèn)題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動(dòng)盤(pán)金屬片上是沒(méi)有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動(dòng)件飛輪和壓盤(pán)上的，彈簧布置在中央，通過(guò)杠桿放大后作用在壓盤(pán)上。后來(lái)改用多個(gè)直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤(pán)上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設(shè)計(jì)上帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的好處，使壓盤(pán)上的彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小了軸向尺寸。

多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因?yàn)樗哂袕膭?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)，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合盤(pán)式平順，因此現(xiàn)在廣泛采用于大、中、小各類(lèi)車(chē)型中。

如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤(pán)，提高了離合器的接合平順性。離合器從動(dòng)盤(pán)總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲和載荷。

隨著人們對(duì)汽車(chē)舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎(chǔ)上得到不斷改進(jìn)，乘用車(chē)上愈來(lái)愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更好地降低傳動(dòng)系的噪聲。

對(duì)于重型離合器，由于商用車(chē)趨于大型化，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加離合器傳扭能力，提高使用壽命，簡(jiǎn)化操作，已成為重型離合器當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高離合器的傳扭能力，在重型汽車(chē)上可采用雙片干式離合器。從理論上講，在相同的徑向尺寸下，雙片離合器的傳扭能力和使用壽命是單片的2倍。但受到其他客觀因素的影響，實(shí)際的效果要比理論值低一些。

近年來(lái)濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國(guó)外某些重型車(chē)上又開(kāi)始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低(不超過(guò)93℃)，因此，起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國(guó)內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的5-6倍，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過(guò)這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善。

5.6本章小結(jié)

本章膜片彈簧進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。使其可以更好的在該設(shè)計(jì)的離合器中工作，提高離合器的使用壽命及工作效率。膜片彈簧本身就兼起壓緊彈簧和分離杠桿作用，是離合器上最重要的部件，將其設(shè)計(jì)做好可以是離合器的各項(xiàng)性能得到大幅度的提高。

結(jié)  論

本設(shè)計(jì)分析了本設(shè)計(jì)所要采用的的某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)，對(duì)某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)進(jìn)行了分類(lèi)，闡述了某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的原理和組成，及其特性。通過(guò)詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程積累了大量的數(shù)據(jù)，并成功的繪制出了某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的成品圖。

主要敘述了離合器的發(fā)展現(xiàn)狀，和它的工作原理，在此過(guò)程中，經(jīng)過(guò)對(duì)比結(jié)合，初步確定了合適的離合器結(jié)構(gòu)形式，選取了拉式某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)，并且?guī)в信まD(zhuǎn)減振器，為后面的計(jì)算提供了理論基礎(chǔ)。

在計(jì)算中，首先確定摩擦片外徑尺寸，然后根據(jù)該尺寸對(duì)其他部件總成進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算校核摩擦片外徑尺寸，計(jì)算選擇出其他部件的外形尺寸，再對(duì)其進(jìn)行校核，確定是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)包括對(duì)從動(dòng)盤(pán)總成的設(shè)計(jì)校核，對(duì)壓盤(pán)的設(shè)計(jì)校核，對(duì)離合器蓋的設(shè)計(jì)校核及離合器蓋的設(shè)計(jì)校核和優(yōu)化。具體設(shè)計(jì)計(jì)算了摩擦片、扭轉(zhuǎn)減振器、膜片彈簧、壓盤(pán)、離合器蓋、傳動(dòng)片等多個(gè)部件總成在上述工作完成之后，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)運(yùn)用，對(duì)離合器總體裝配圖、從動(dòng)盤(pán)總成、壓盤(pán)、膜片彈簧、摩擦片進(jìn)行了繪制，在繪制的過(guò)程中對(duì)離合器的裝配又有了進(jìn)一步的理解，并且完善了計(jì)算部分的遺漏。

這次的設(shè)計(jì)，可以對(duì)原有離合器的設(shè)計(jì)提出優(yōu)化和修改的建議，對(duì)其以后的設(shè)計(jì)過(guò)程起參考作用。通過(guò)這次設(shè)計(jì)達(dá)到了優(yōu)化改進(jìn)原有離合器，提高該型汽車(chē)使用性，舒適性，并提高了汽車(chē)的工作效率的目的。

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1 某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì) 目 錄 第 1章 緒 論 ........................................................... 3 ............................................................. 3 ..................................................... 3 ....................... 5 .......................... 5 ...................... 5 .......................... 6 ......................................................... 6 ......................................................... 7 第 2章 基本尺寸參數(shù)選擇 ................................................. 8 ............................................. 8 ................................................... 8 ................................................. 8 .................................................. 10 ........................................................ 13 第 3章 主動(dòng)部分設(shè)計(jì) .................................................... 14 ........................................................ 14 ....................................... 14 繪圖過(guò)程 ....................................... 14 .................................................... 16 ...................................................... 16 ........................................................ 17 第 4章 從動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì) ...................................................... 18 ...................................................... 18 .................................................... 18 ...................................................... 20 .................................................. 20 ........................................... 20 轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇 ................................ 20 ....................................... 22 7、從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角 ................................. 23 8、限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)缺口側(cè)邊的間隙 ................................. 23 9、限位銷(xiāo)直徑 ................................................... 23 10、從動(dòng)盤(pán)轂缺口寬度及安裝窗口尺寸 .............................. 23 ......................................... 24 2 繪圖過(guò)程 ................................. 25 第 5章 膜片彈簧設(shè)計(jì) .................................................... 29 .................................................. 29 性特性 .............................................. 29 .............................................. 31 1、膜片彈簧原始內(nèi)截錐高與彈簧片厚度比的選擇 ..................... 32 2、膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 ..................................... 32 3、膜片彈簧大端半徑及大端半徑與分離指半徑比的選擇 ............... 33 4、膜片彈簧在自由狀態(tài)下的圓錐底角 ............................... 33 6、分離指的數(shù)目和切槽寬及半徑 ................................... 33 7、支承圈平均半徑和膜片彈簧與壓盤(pán)的接觸半徑 ..................... 34 繪圖過(guò)程 ........................................ 34 ........................................................ 36 結(jié) 論 ................................................................. 37 參考文獻(xiàn) ............................................................... 38 3 第 1 章 緒 論 言 某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)，離合器以?xún)?nèi)燃機(jī)在作為動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車(chē)中，離合器是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的。離合器通常裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，其主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連，從動(dòng)部分與變速器相連。為各類(lèi)型汽車(chē)所廣泛采用的摩擦離合器，實(shí)際上是一種依靠其主、從動(dòng)部分間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)。離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順的接合，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，減少變速器中換檔齒輪間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng) 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)系個(gè)零部件因過(guò)載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪音。 合器的發(fā)展 在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計(jì)曾裝在 1889年德國(guó)戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車(chē)輪的小汽車(chē)上。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動(dòng)件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到 20 世紀(jì) 20 年代中葉，對(duì)當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，錐形離合器的制造比較簡(jiǎn)單，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過(guò)駱毛帶、皮革帶等。那時(shí)曾出現(xiàn)過(guò)蹄 結(jié)構(gòu)有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄 用的摩擦元件是木塊、皮革帶等，蹄 論錐形離合器或蹄 容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動(dòng)件根本無(wú)法分離的自鎖現(xiàn)象。 現(xiàn)今所用的盤(pán)式離合器的先驅(qū)是多片盤(pán)式離合器，它是直到 1925 年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點(diǎn)是，汽車(chē)起步時(shí)離合器的接合比較平順，無(wú)沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤(pán)片對(duì)著一青銅盤(pán)片。采用純粹的金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)到更為滿(mǎn)意的性能。 浸在油中的盤(pán)片式離合器，盤(pán)子直徑不能太大，以避免在高速時(shí)把油甩掉。此外，油也容 易把金屬盤(pán)片粘住，不易分離。但畢竟還是優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，許多其他離合器還在原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。 石棉基摩擦材料的引入和改進(jìn)，使得盤(pán)片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受 4 更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。 20 世紀(jì) 20 年代末，直到進(jìn)入 30年代時(shí)，只有工程車(chē)輛、賽車(chē)和大功率的轎車(chē)上才使用多片離合器。 早期的單片干式離合器由與錐形離合器相似的問(wèn)題，即離合器接合時(shí)不夠平順。但是，由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量小，所以以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē)經(jīng)常采用它，尤其是成功地開(kāi)發(fā)了價(jià)格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此。 實(shí)際上早在 1920 年就出現(xiàn)了單片干式離合器，這和前面提到的發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時(shí)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)計(jì)上的缺陷，造成了單片離合器在接合時(shí)不夠平順的問(wèn)題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動(dòng)盤(pán)金屬片上是沒(méi)有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動(dòng)件飛輪和壓盤(pán)上的，彈簧布置在中央，通過(guò)杠桿放大后作用在壓盤(pán)上。后來(lái)改用多個(gè)直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤(pán)上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方 法。這種布置在設(shè)計(jì)上帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的好處，使壓盤(pán)上的彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小了軸向尺寸。 多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因?yàn)樗哂袕膭?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)，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合盤(pán)式平順，因此現(xiàn)在廣泛采用于大、中、小各類(lèi)車(chē)型中。 如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤(pán)，提高了離合器的接合平順性。離合器從動(dòng)盤(pán)總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動(dòng)系 統(tǒng)噪聲和載荷。 隨著人們對(duì)汽車(chē)舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎(chǔ)上得到不斷改進(jìn)，乘用車(chē)上愈來(lái)愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更好地降低傳動(dòng)系的噪聲。 對(duì)于重型離合器，由于商用車(chē)趨于大型化，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加離合器傳扭能力，提高使用壽命，簡(jiǎn)化操作，已成為重型離合器當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高離合器的傳扭能力，在重型汽車(chē)上可采用雙片干式離合器。從理論上講，在相同的徑向尺寸下，雙片離合器的傳扭能力和使用壽命是單片的 2 倍。但受到其他客觀因素的影響 ，實(shí)際的效果要比理論值低一些。 近年來(lái)濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國(guó)外某些重型車(chē)上又開(kāi)始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低 (不超過(guò) 93℃ )，因此，起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國(guó)內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的 5，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在 5 某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過(guò)這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善。 中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn) 中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) 膜片彈簧 離合總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤(pán)、傳動(dòng)片和分離軸承總成等部分組成。 1、離合器蓋 離合器蓋一般為 120°或 90°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的板殼沖壓結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺栓與飛輪聯(lián)結(jié)在一起。離合器蓋是離合器中結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的承載構(gòu)件，壓緊彈簧的壓緊力最終都要由它來(lái)承受。 2、膜片彈簧 膜片彈簧是離合器中重要的壓緊元件，在其內(nèi)孔圓周表面上開(kāi)有許多均布的長(zhǎng)徑向槽，在槽的根部制成較大的長(zhǎng)圓形或矩形窗孔，可以穿過(guò)支承鉚釘，這部分稱(chēng)之為分離指；從窗孔底部至彈簧外圓周的部分形狀像一個(gè)無(wú)底寬邊碟子，其截面為截圓錐形，稱(chēng)之為碟簧部分。 3、壓盤(pán) 壓盤(pán)的結(jié)構(gòu)一般是環(huán)形盤(pán)狀鑄件，離合器通過(guò)壓盤(pán)與發(fā)動(dòng)機(jī)緊密相連。壓盤(pán)靠近外圓周處有斷續(xù)的環(huán)狀支承凸臺(tái)，最外緣均布有三個(gè)或四個(gè)傳力凸耳。 4、傳動(dòng)片 離合器接合時(shí)，飛輪驅(qū)動(dòng)離合器蓋帶動(dòng)壓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)壓盤(pán)與從動(dòng)盤(pán)摩擦片之間的摩擦力使從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)；在離合器分離時(shí)，壓盤(pán)相對(duì)于離合器蓋作自由軸向移動(dòng)，使從動(dòng)盤(pán)松開(kāi)。這些動(dòng)作均由傳動(dòng)片完成。傳動(dòng)片的兩端分別與離合器蓋和壓盤(pán)以鉚釘或螺栓聯(lián)接，一般采用周向布置。在離合器接合時(shí)，離合器蓋通過(guò)它來(lái)驅(qū)動(dòng)壓盤(pán)共同旋轉(zhuǎn)；在離合器分離時(shí)，可利用它的彈性恢復(fù)力來(lái)牽動(dòng)壓盤(pán)軸向分離并使操縱力減小。 5、分離軸承總成 分離軸承總成由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工作時(shí)主要承受軸向分離力，同時(shí)還承受在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力作用下的徑向力。目前國(guó)產(chǎn)的汽車(chē)中多使用角接觸推力球軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鏗基潤(rùn)滑脂，其端面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)采用平端面或凹弧形端面。 中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的工作原理 由圖 知，離合器蓋 1 與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪用螺栓緊固在一起，當(dāng)膜片彈簧 3 被預(yù) 6 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(pán) 5 的壓緊力， 使得壓盤(pán)與從動(dòng)盤(pán) 6 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(guò)摩擦片上的摩擦轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)從動(dòng)盤(pán)總成和變速器一起轉(zhuǎn)動(dòng)以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 （ 1）接合位置 （ 2）分離位置 123456789圖 要分離離合器時(shí)，將離合器踏板 8 踏下，通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)，使分離軸承總成 7 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(kāi)壓盤(pán)，壓盤(pán)在傳動(dòng)片的彈力作用下離開(kāi)摩擦片，使從動(dòng)盤(pán)總成處于分離位置，切斷了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的傳遞。 中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)與其他形式離合器相比，具有一系列優(yōu)點(diǎn)： 1、某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)具有較理想的非線(xiàn)性彈性特性； 2、膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量?。? 3、高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定； 4、膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤(pán)接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻； 5、易于實(shí)現(xiàn)良 好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)； 6、膜片彈簧中心與離合器中心線(xiàn)重合，平衡性好。 計(jì)內(nèi)容 基本參數(shù)： 發(fā)動(dòng)機(jī)排量 ,最高車(chē)速 180km/h,汽車(chē)整車(chē)整備質(zhì)量 392功率 60比轉(zhuǎn)矩 110N· m· 1、壓盤(pán)設(shè)計(jì)。 7 2、離合器蓋設(shè)計(jì)。 3、從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)。 4、膜片彈簧設(shè)計(jì)。 案選擇 本車(chē)設(shè)計(jì)采用單片某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)。本車(chē)采用的摩擦式離合器是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，維修方便，目前大多數(shù)汽車(chē)都采用這種形式的離合器。而采用干式離合器是因?yàn)闈袷诫x合 器大多是多盤(pán)式離合器，用于需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩的離合器，而該車(chē)型不在此列。采用某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)是因?yàn)槟持屑?jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，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)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。由于某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)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(chē)及微型、輕型客車(chē)上已得到廣泛的采用，而且逐漸擴(kuò)展到載貨汽車(chē)上。從動(dòng)盤(pán)選擇單片式從動(dòng)盤(pán)是一位其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。壓盤(pán)驅(qū)動(dòng)方式采用傳動(dòng)片式是因?yàn)槠錄](méi)有太明顯的缺點(diǎn)且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了裝配要求又有利于壓盤(pán)定中。選擇拉式離合器是因?yàn)槠漭^拉式離合器零件數(shù)目更少，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，軸向尺寸更小，質(zhì)量更小 ；并且分離杠桿較大，使其踏板操縱力較輕。 綜上本次設(shè)計(jì)選擇單片拉式某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì)。 8 第 2 章 基本尺寸參數(shù)選擇 合器基本性能關(guān)系式 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)矩離合器的靜摩擦力矩c?應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩而離合器傳遞的摩擦力矩c?又決定于其摩擦面數(shù) Z、摩擦系數(shù) f、作用在摩擦面上的總壓緊力 摩擦片平均摩擦半徑 ???? m a x?（ 式中： ? — 離合器的后備系數(shù)，見(jiàn)下表。 f — 摩 擦系數(shù)，計(jì)算時(shí)一般取 發(fā)動(dòng)機(jī)排量 ,最高車(chē)速 180km/h,汽車(chē)整車(chē)整備質(zhì)量 392功率60比轉(zhuǎn)矩 110N· m· 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 190N· m，取摩擦系數(shù) f 為 ?N· m[1], 備系數(shù)的選擇 離合器的后備系數(shù)，選擇時(shí)應(yīng)考慮摩擦 片磨損后仍能傳遞避免起步時(shí)滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；同時(shí)應(yīng)考慮防止傳動(dòng)系過(guò)載及操縱輕便等。 表 備系數(shù)表 車(chē) 型 轎車(chē) 輕型貨車(chē) 中、 重型貨車(chē) 越野車(chē) 牽引車(chē) 后 備 系 數(shù) 設(shè)計(jì)是基于長(zhǎng)城賽弗 車(chē)型屬于越野車(chē)類(lèi)型，故選擇本次設(shè)計(jì)的后背系數(shù) β 在 間選擇。因?yàn)樵撥?chē)型為城市越野車(chē)，不需要太大的后備系數(shù) ，取 ? = 擦片外徑的確定 9 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)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。顯然，傳遞大的轉(zhuǎn)矩，就需要大的尺寸。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)，當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)確定 D 時(shí)，可以查表 的尺。 表 合器尺寸選擇參數(shù)表 摩擦片外徑 D/動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Te · m 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 — 260 310 360 325 — 320 380 450 350 — 410 480 550 380 — 510 600 700 410 — 620 720 830 430 350 680 800 930 450 380 820 950 1100 所選的尺寸 D 應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) (規(guī)定。表 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，且重型汽 車(chē)不應(yīng)超過(guò) 50m/s。 表 合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 /D 內(nèi)徑 /d 厚度 /h 內(nèi)外徑之比/位面積2/F 160 110 0600 180 125 3200 200 140 6000 225 150 2100 250 155 0200 280 165 0200 10 300 175 6600 325 190 4600 350 195 4 7800 380 205 4 2900 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)該車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Te 90N·離合器摩擦片外徑為 250查表 體參數(shù)，如下： 摩擦片外徑 D=250擦片內(nèi)徑 d=155擦片厚度 h=擦片內(nèi)外徑比 d/D=面面積 F=30200擦片設(shè)計(jì)過(guò)程 首先畫(huà)出一個(gè)環(huán)形的盤(pán)體，先建立一個(gè)平面的俯視圖樣如圖 示，再將其拉伸成體如圖 后在盤(pán)體上剪切出孔如圖 11 圖 建立過(guò)程 1 12 圖 建立過(guò)程 2 圖 建立過(guò)程 3 13 圖 建立過(guò)程 4 章小結(jié) 本章對(duì)離合器的摩擦片進(jìn)行了設(shè)計(jì)選擇，確定了離合器摩擦片的外徑尺寸，對(duì)以后其他多個(gè)部件總成的外形尺寸選擇起了決定作用。通過(guò)對(duì)摩擦片這個(gè)零件的設(shè)計(jì)選擇，還可以間接確定離合器的外形尺寸等。 14 第 3 章 主動(dòng)部分設(shè)計(jì) 盤(pán)設(shè)計(jì) 盤(pán)參數(shù)的選擇和校核 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。故通常由灰鑄鐵成，金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度 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。為了使每次接合的溫升不致過(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)的離合器壓盤(pán)，其厚度一般不小于 15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) 8℃ ～ 10℃ 溫升 τ 的校核按式為： τ=γL/ （ 式中： γ— 傳到壓盤(pán)的熱量所占的比率。對(duì)單片離合器， γ= m— 壓盤(pán) 的質(zhì)量， c— 壓盤(pán)的比熱容，鑄鐵的比熱容為 ( )； L— 滑磨功， J。 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· 選擇壓盤(pán)厚度為 20徑 255徑 150 代入公式（ 行校核計(jì)算， τ=符合標(biāo)準(zhǔn) [2， 3]。 盤(pán)的 繪圖過(guò)程 首先畫(huà)出壓盤(pán)的盤(pán)體部分如圖 示再在盤(pán)體上畫(huà)出突起并進(jìn)行陣列如圖 后畫(huà)出凸耳如圖 15 圖 建立過(guò)程 1 圖 建立過(guò)程 2 16 圖 建立過(guò)程 3 合器蓋設(shè)計(jì) 一般采用厚 2. 5～ 5低碳鋼鋼板沖壓制造。離合器蓋的形狀和尺寸由離合器的結(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，甚至將蓋設(shè)計(jì)成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)離合器蓋要求離合器蓋內(nèi)徑大于離合器摩擦片外徑，能將其他離合器上的部件包括其中即可 [4]。 動(dòng)片設(shè)計(jì) 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；若通過(guò)凸塊一窗孔、傳力銷(xiāo)或鍵連接時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核： 17 ? ?m a ? ?（ 式中： ? — 考慮發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩片離合器取 ； R — 力的作用半徑 (見(jiàn)圖 m； z — 工作元件 (例凸塊一窗孔、傳動(dòng)銷(xiāo)、鍵 )的數(shù)目，這里取 3 組每組 4 片； F — 接觸面積， 里取長(zhǎng)為 65為 20以 F=1300 計(jì)算得j?=合標(biāo)準(zhǔn) [5]。 1234圖 章小結(jié) 本章對(duì)離合器主動(dòng)件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、計(jì)算、選擇及校核。主動(dòng)件包括離合器蓋、壓盤(pán)等。這些部件都是給離合器傳遞扭矩的部件，他們共同的特點(diǎn)是都要有良好的散熱能力，有能有效把在主動(dòng)部分的熱傳遞出去的能力。這些部件總成都是符合標(biāo)準(zhǔn)的部件，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的校核計(jì)算，可以符合使用的標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足使用的需要。 18 第 4 章 從 動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì) 擦片設(shè)計(jì) 離合器表面片在離合器接合過(guò)程中將遭到嚴(yán)重的滑磨，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此，要求面片應(yīng)有下列一些綜合性能： 1、在工作時(shí)有相對(duì)較高的摩擦系數(shù)； 2、在整個(gè)工作壽命期內(nèi)應(yīng)維持其摩擦特性，步希望出現(xiàn)，摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象； 3、在短時(shí)間內(nèi)能吸收相對(duì)高的能量，且有好的耐磨性能； 4、能承受較高的壓盤(pán)作用載荷，在離合器接合過(guò)程中表現(xiàn)出良好的性能； 5、能抵抗高轉(zhuǎn)速下大的離心力載荷而不破壞； 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，材料加工性能良好； 8、 在整個(gè)正常工作溫度范圍內(nèi)，和對(duì)偶材料壓盤(pán)、飛輪等有良好的兼容摩擦性能； 9、摩擦副對(duì)偶面有高度的溶污性能，不易影響它們的摩擦作用； 10、具有良好的性能 /價(jià)格比，不會(huì)污染環(huán)境。 鑒于以上各點(diǎn)，近年來(lái)，摩擦材料的種類(lèi)增長(zhǎng)極快。挑選摩擦材料的基本原則是： 1、滿(mǎn)足較高性能標(biāo)準(zhǔn)； 2、成本最??； 3、考慮代替石棉。 本設(shè)計(jì)離合器摩擦片選用金屬陶瓷材料。它是由金屬機(jī)體、陶瓷成分和潤(rùn)滑劑組成的一種多元復(fù)合材料。金屬基體的主要作用是以機(jī)體接合方式將陶瓷成分和潤(rùn)滑劑保持其中，形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的整體；陶瓷組分主要起摩擦 劑作用；而潤(rùn)滑劑組分則主要起提高材料抗咬合性和抗戰(zhàn)粘性的潤(rùn)滑作用，并使摩擦副工作平穩(wěn)。潤(rùn)滑劑組分和陶瓷組分一起共同形成金屬陶瓷摩擦磨損性能調(diào)節(jié)劑。 這種材料能和好的的完成上邊提到的各種要求，所以選擇這種材料。 摩擦片的尺寸參數(shù)在第 再敘述 [6]。 動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤(pán)毅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)毅能作軸向移動(dòng)?；ㄦI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 19 按 取 (見(jiàn)表 從動(dòng)盤(pán)毅花鍵孔鍵齒的有效長(zhǎng)度約為花鍵 外徑尺寸的(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)毅沿軸向移動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生偏斜。 表 動(dòng)盤(pán)外徑D/動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩N? m 花鍵 齒數(shù) n 花鍵 外徑 D/鍵 內(nèi)徑 d/齒寬 b/效 齒長(zhǎng) l/壓 應(yīng)力 ? /60 50 10 23 18 3 20 10 180 70 10 26 21 3 20 00 110 10 29 23 4 25 25 150 10 32 26 4 30 50 200 10 35 28 4 35 80 280 10 35 32 4 40 00 310 10 40 32 5 40 25 380 10 40 32 5 45 50 480 10 40 32 5 50 80 600 10 40 32 5 55 10 720 10 45 36 5 60 30 800 10 45 36 5 65 50 950 10 52 41 6 65 鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力j?( 剪切應(yīng)力 τ j ( 強(qiáng)度校核： ? ? ? ? M P az n 0822 m a x ????? ?? （ ? ? ? ? 54 m a x ????? ??（ 式中： D ， d — 分別為花鍵外徑及內(nèi)徑， n— 花鍵齒數(shù)； l ， b— 分別為花鍵的有效齒長(zhǎng)及鍵齒寬， z— 從動(dòng)盤(pán)毅的數(shù)目； 20 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， N? 從動(dòng)盤(pán)毅通常由 40 45 號(hào)鋼、 35 號(hào)鋼鍛造，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理， 32。 由表 花鍵齒數(shù) n=10； 花鍵外徑 D=35 花鍵內(nèi)徑 D=28 鍵齒寬 b=4 有效齒長(zhǎng) l=35 擠壓應(yīng)力 ? = 校核j?= j?=合強(qiáng)度得要求 。 動(dòng)片設(shè)計(jì) 從動(dòng)片通常用 的鋼板沖壓而成。減小其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)片的材料與其結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，整體式即不帶波形彈簧片的從動(dòng)片，一般用高碳鋼 (50 或 85 號(hào)鋼 )或 65板， 熱處理硬度 8；采用波形彈簧片的分開(kāi)式 (或組合式 )從動(dòng)片，從動(dòng)片采用 08 鋼板，氰化表面硬度深 形彈簧片采用 65板，熱處理硬度 51。 轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)減振器的功能 為了降低汽車(chē)傳動(dòng)系的振動(dòng)，通常在傳動(dòng)系中串聯(lián)一個(gè)彈性一阻尼裝置，它就是裝在離合器從動(dòng)盤(pán)上的扭轉(zhuǎn)減振器。其彈性元件用來(lái)降低傳動(dòng)系前端的扭轉(zhuǎn)剛度，降低傳動(dòng)系扭振系統(tǒng)三節(jié)點(diǎn)振型的固有頻率，以便將較為嚴(yán)重的扭振車(chē)速移出常用車(chē)速范圍 (當(dāng)然，在實(shí)際中要做到這一點(diǎn)是非常困難的 )；其阻尼元件用來(lái)消耗扭振能量，從而可有效地降低傳動(dòng)系的共振載荷、非共振載荷及噪聲 [7]。 轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇 圖 出了幾種扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)圖，它們之間的差異在于采用了不同的彈性元件和阻尼裝置。采用圓柱螺旋彈簧和摩擦元件的扭轉(zhuǎn)減振器 (見(jiàn)圖 到了最廣泛的應(yīng)用。在這種結(jié)構(gòu)中，從動(dòng)片和從動(dòng)盤(pán)毅上都開(kāi)有 6 個(gè)窗口，在每個(gè)窗口中裝有一個(gè)減振彈簧，因而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩由從動(dòng)片傳給從動(dòng)盤(pán)毅時(shí)必須通過(guò)沿從動(dòng)片圓周切向布置的彈簧，這樣即將從動(dòng)片和從動(dòng)盤(pán)毅彈性地連接在一起，從而改變了傳動(dòng)系統(tǒng) 21 的剛度 。當(dāng) 6 個(gè)彈簧屬同一規(guī)格并同時(shí)起作用時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器的彈性特性為線(xiàn)性的。這種具有線(xiàn)性特性的扭轉(zhuǎn)減振器，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，廣泛用于汽油機(jī)汽車(chē)中。當(dāng) 6 個(gè)彈簧屬于兩種或三種規(guī)格且剛度由小變大并按先后次序進(jìn)人工作時(shí)，則稱(chēng)為兩級(jí)或三級(jí)非線(xiàn)性扭轉(zhuǎn)減振器 (圖 三級(jí)的 )。這種非線(xiàn)性扭轉(zhuǎn)減振器，廣泛為現(xiàn)代汽車(chē)尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)所采用。柴油機(jī)的怠速旋轉(zhuǎn)不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪輪齒問(wèn)的敲擊。為此，可使扭轉(zhuǎn)減振器具有兩級(jí)或三級(jí)非線(xiàn)性彈性特性。第一級(jí)剛度很小，稱(chēng)怠速級(jí)，對(duì)降低變速器怠速噪聲效果顯著。線(xiàn)性扭轉(zhuǎn)減振器只能在一 種載荷工況 (通常為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 )下有效地工作，而三級(jí)非線(xiàn)性扭轉(zhuǎn)減振器的彈性特性則擴(kuò)大了適于其有效工作的載荷工況范圍，這有利于避免傳動(dòng)系共振，降低汽車(chē)在行駛和怠速時(shí)傳動(dòng)系的扭振和噪聲。 采用空心圓柱形見(jiàn) (圖 星形等其他形狀的橡膠彈性元件的扭轉(zhuǎn)減振器，也具有非線(xiàn)性的彈性特性。雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橡膠變形時(shí)具有較大的內(nèi)摩擦，因而不需另加阻尼裝置，但由于它會(huì)使從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量顯著增大，且在離合器熱狀態(tài)下工作需用專(zhuān)門(mén)的橡膠制造，因此尚未得到廣泛采用。 減振器的阻尼元件多采用摩擦片，在 (圖 結(jié) 構(gòu)中阻尼摩擦片的正壓力靠從 12345 678圖 動(dòng)片與減振盤(pán)間的連接鉚釘建立。其結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但當(dāng)摩擦片磨損后，阻尼力矩便減小甚至消失。為了保證正壓力從而阻尼力矩的穩(wěn)定，可加進(jìn)碟形彈簧 (圖 d)，同時(shí)采用不同剛度的碟形彈簧和圓柱螺旋壓簧分別對(duì)兩組摩擦片建立不同的正壓力 22 (圖 就可實(shí)現(xiàn)阻尼力矩的非線(xiàn)性變化。 轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定 1、扭轉(zhuǎn)減振器的角剛度 減振器 扭轉(zhuǎn) 角 剛度 下列公式初選角剛度 13 式中 ： 下式計(jì)算 式中 ： 用 乘 用車(chē)， 用 商 用車(chē)，本設(shè)計(jì)為商用車(chē)，選取 1.5，入數(shù)值得 80， 設(shè)計(jì)初選 000N· m/ 2、扭轉(zhuǎn)減振器最大摩擦力矩 由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度 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)最有效地消振，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T? 。一般可按下式初選為 T?=（ 取 T?=設(shè)計(jì)按其選取 T?=m。 3、扭轉(zhuǎn)減振器的預(yù)緊力矩 減振彈簧安裝時(shí)應(yīng)有一定的預(yù)緊。這樣，在傳遞同樣大小的極限轉(zhuǎn)矩它將降低減振器的 剛度，這是有利的，但預(yù)緊力值一般不應(yīng)該大于摩擦力矩否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器將停止工作。 一般選取 9 N· m。 4、扭轉(zhuǎn)減振器的彈簧分布半徑 減振彈簧的分布尺寸 尺寸應(yīng)盡可能大一些，一般取 （ D/2 （ 其中 D 為摩擦片內(nèi)徑，代入數(shù)值，得 56 5、扭轉(zhuǎn)減振器彈簧數(shù)目 可參考表 取，本設(shè)計(jì) D=250選取 Z=4。 23 表 振彈簧的選取 離合器摩擦片外徑 D 減振彈簧數(shù)目 Z 225～ 250 4～ 6 250～ 325 6～ 8 325～ 355 8～ 10 >350 10 以上 6、扭 轉(zhuǎn)減振器減振彈簧的總壓力 當(dāng)限位彈簧與從動(dòng)盤(pán)轂之間的間隙被消除時(shí)，彈簧傳遞扭矩達(dá)到最大 總= 式中 ： 總= 每個(gè)彈簧工作壓力 ? 總 （ = 7、 從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角 2 a r c s i n 2?? （ =8、 限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)缺口側(cè)邊的間隙 2?（ 式中 ： 限位銷(xiāo)的安裝半徑， λ一般為 4設(shè)計(jì)取 λ=3。 9、 限位銷(xiāo)直徑 限位銷(xiāo)直徑 'd 按結(jié)構(gòu)布置選定，一般 'd =12設(shè)計(jì)取 'd =11。 10、 從動(dòng)盤(pán)轂缺口寬度及安裝窗口尺寸 為充分利用減振器的緩沖作用，將從動(dòng)片上的部分窗口尺寸做的比從動(dòng)盤(pán)轂上的窗口尺寸稍大一些，如圖 示。 24 圖 從動(dòng)盤(pán)窗口尺寸簡(jiǎn)圖 一般推薦 a=16樣，當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)鱽?lái)沖擊時(shí)，開(kāi)始只有部分彈簧參加工作，剛度較小，有利于緩和沖擊。本設(shè)計(jì)取 a=A=25 減振彈簧的尺寸確定 在初步選定減振器的主要尺寸后，即可根據(jù)布置上的可能來(lái)確定和減振彈簧設(shè)計(jì)的相關(guān)尺寸。 彈簧的平均直徑2D：一般由結(jié)構(gòu)布置決定，通常選取2D=11～ 15 左右。本設(shè)計(jì)選取2D=12。 彈簧鋼絲直徑： 231 8??（ 式中 ： 扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 ? =550～ 600出后應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，一般為 3～ 4右。代入數(shù)值，得1d=合上述要求。 [8] 減振彈簧剛度 ： 211000z?（ =振彈簧的有效圈數(shù) ： i = （ 式中 ： G 為材料的扭轉(zhuǎn)彈性模數(shù)，對(duì) 鋼 G =83000N/入數(shù)值，得 i = 減振彈簧的總?cè)?shù) ? ?1 ～ = 25 減振彈簧在最大工作壓力 P 時(shí)最小長(zhǎng)度 ： ? ?m L n d ??? （ 中 ：?=彈簧圈之間的間隙。 減振彈簧的總變形量 ： Pl c?? （ =振彈簧的自由高度 ： 0 l l? ??（ =振彈簧的預(yù)變形 量 ： ' 預(yù)1 =振彈簧安裝后的工作高度 ： 0l l l? ??（ = 扭轉(zhuǎn)減振器的 繪圖過(guò)程 首先畫(huà)出減振盤(pán)如圖 圖 建立過(guò)程 1 26 圖 建立過(guò)程 2 再畫(huà)出減振彈簧如圖 圖 建立過(guò)程 3 27 圖 建立過(guò)程 4 最后進(jìn)行裝備如圖 圖 振盤(pán) 建立過(guò)程 5 28 章小結(jié) 本章對(duì)離合器從動(dòng)盤(pán)各部件總成進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。從動(dòng)盤(pán)包括摩擦片、扭轉(zhuǎn)減振器、波形彈簧、從動(dòng)盤(pán)轂及其他一些起緊固、傳遞力作用的零件?？紤]了其各方面的要求及特征，改進(jìn)了原零件的一些設(shè)計(jì)方案和材料，使整體效果更好一些。并能提高離合 器本身的使用壽命及汽車(chē)的舒適性等。 29 第 5 章 膜片彈簧設(shè)計(jì) 片彈簧的概念 膜片彈簧的大端處為一完整的截錐，類(lèi)似無(wú)底的碟子，和一般機(jī)械上用的碟形彈簧一樣，故稱(chēng)作碟簧部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。與碟形彈簧不同的是在膜片彈簧上還有徑向開(kāi)槽部分，形成許多稱(chēng)為分離指、起分離杠桿作用的彈性杠桿。分離指與碟簧部分小端交接處的徑向槽較寬且呈長(zhǎng)方孔，分離指根部的過(guò)渡圓角半徑應(yīng)大于 減少分離指根部的應(yīng)力集中，長(zhǎng)方孔又可用來(lái)安置銷(xiāo)釘固定膜片彈簧。 片彈簧的彈性特性 膜片彈簧的彈性特性 是由其碟簧部分所決定，是非線(xiàn)性的，與自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)錐高 H 及彈簧的鋼板厚 h 有關(guān)。不同的 H/h 值有不同的彈性特性 (見(jiàn)圖 當(dāng) (H/h)2 2 ，則特性曲線(xiàn)具有更大的負(fù)剛度區(qū)且具有載荷為負(fù)值的區(qū)域。這種彈簧適于汽車(chē)液力傳動(dòng)中的鎖止機(jī)構(gòu) [9， 10， 11]。 圖 30 碟形彈簧當(dāng)其大、小端部承受壓力時(shí)，載荷 ? ??????? ??????? ????? 222 2)1( ?? ?（ 式中： E— 彈性模量，對(duì)于鋼： E=21 X 104— 波桑比，鋼材料取 μ=0. 3； h— 彈簧鋼板厚度， H— 碟簧的內(nèi)截錐 高， R— 碟簧大端半徑， A— 系數(shù)， ?????? ??? m— 碟簧大、小端半徑之比， m=R/r。 汽車(chē)離合器膜片彈簧在實(shí)際安裝中的支承點(diǎn)如圖 4 （ a） 自由狀態(tài)；（ b）結(jié)合狀態(tài)；（ c）分離狀態(tài) 圖 （ b） 111111? ?? ?? ?????? ??(經(jīng)過(guò)整理式 （ 得如下關(guān)系式： 321 1 1 13 2 9 2 1 6 4 4 5 6 3P ? ? ?? ? ?（ 利用式（ 繪制出膜片彈簧的1P—1?特性曲線(xiàn)，如圖 31 圖 片彈簧特性曲線(xiàn) ? ?? ?? ? ? ?1 21212 1 1 1 11 1 1l n /261 fE h R r R r R H hR r R rR r r r?? ?????? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???（ 式（ 為分離軸承推力2變形1?的關(guān)系式。將（ （ 入（ ， 1211???（ 11211 ?（ 可得到2關(guān)系式（ 式中離 軸承作用半徑 522 2 2 26 5 4 1 8 8 6 2? ? ? ?? ? ? （ 片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算 前述膜片彈簧的載荷與變形之間的關(guān)系式，是在假定膜片彈簧在承載過(guò)程中，其子午截面無(wú)變形而只是剛性地繞該截面上的某一中性點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下推導(dǎo)出的。根據(jù)這一假定可知，截面在 O 點(diǎn)處沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，因而該點(diǎn)處的切向應(yīng)力亦為 零。 般均產(chǎn)生切向應(yīng)變，故亦有切向應(yīng)力。若如圖 為坐標(biāo)原點(diǎn)在子午截面處建立 標(biāo)系，則截面上任意點(diǎn)的切向應(yīng)力為： ??????? ?????????21 2（ 式中： ? — 碟簧部分子午截面的轉(zhuǎn)角， a — 膜片彈簧自由狀態(tài)時(shí)的圓錐底角， 32 圖 為坐標(biāo)原點(diǎn)在 子午截面處建立 e — 中性點(diǎn) O 的半徑， )/rR ?。 經(jīng)計(jì)算t?=537不大于 1500~1700合適用強(qiáng)度。 片彈簧基本參數(shù)的選擇 1、膜片彈簧原始內(nèi)截錐高與彈簧片厚度比的選擇 此比值對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極大，因此，要利用 H/ 得到理想的特性曲線(xiàn)及獲得最佳的使用性能。一般汽車(chē)的某中級(jí)轎車(chē)汽車(chē)離合器總成設(shè)計(jì) 多?。? ?h 為鋼板厚度，取 3H/h 取等于 膜片彈簧原始內(nèi)截錐高 H= 2、膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 汽車(chē)離合器膜片彈簧特性曲線(xiàn)的形狀如圖 擇好曲線(xiàn)上的幾個(gè)特定工圖 作點(diǎn)的位置很重要。拐點(diǎn) T 對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而 1? τ 為曲線(xiàn)凸點(diǎn) M 和凹點(diǎn) 33 N 的橫坐標(biāo)平均值。 B 點(diǎn)為新離合器 (摩擦片無(wú)磨損 )在接合狀態(tài)時(shí)的工作點(diǎn) ，通常取在使其橫坐標(biāo)為 1B? =(1? τ 的位置，以保證摩擦片在最大磨損 ?? 后的工作點(diǎn) 擦片總的最大允許磨損量 ?? 可按下式求得： 0SZ c ?????（ 式中：離合器的摩擦片工作表面數(shù)目，例單片； 0S?— 每個(gè)摩擦工作表面的最大允許磨損量，一般為0S?= C 點(diǎn)為離合器徹底分離時(shí)的工作點(diǎn)。它以靠近 N 點(diǎn)為好，以減小分離軸承的推力使操縱輕便。 這里本離合器為單片式離合器，所以，該車(chē)型以城市公路為主，再考慮經(jīng)濟(jì)性，故取0S?=上可知 ?? =2 3、膜片彈簧大端半徑及大端半徑與分離指半徑比的選擇 膜片彈簧的大端半徑 R 應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求和摩擦片的尺寸來(lái)確定。比值 R/r 的選定影響到材料的利用效率。 R/r 愈小，則彈簧材料的利用效率愈好。碟形彈簧儲(chǔ)存彈性能的能力在 R/r=最大，用于緩和沖擊、吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能的碟簧最佳。但對(duì)汽車(chē)離合器膜片彈簧來(lái)說(shuō)，并不要求儲(chǔ)存大量的彈性能，而應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)布置及壓緊力的需要，通常取 R/r= 右 ) [17， 18]。 膜片彈簧大端半徑即為摩擦片外徑取 R=250 R/r=以 r=200 4、膜片彈簧在自由狀態(tài)下的圓錐底角 膜片彈簧在自由狀態(tài)下的圓錐底角 α在 10°～ 12°范圍內(nèi)選擇。 取 α=10°。 5、膜片彈簧小端半徑及分離軸承作用半徑 膜片彈簧小端半徑最小值應(yīng)大于變速器第一軸的花鍵外徑。 分離軸承作用半徑華健外徑選用2.5，50 6、分離指的數(shù)目和切槽寬及半徑 分離指的數(shù)目 n 多取為 18；切槽寬1?=2? =9～ l0