汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-- 汽車離合器設(shè)計(jì)

1、<p>　　《汽車設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目: 汽車離合器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書…………………………………………… …… …………3</p><p>　　概述…………………………………………

2、 ………5</p><p>　　離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………… ………………………………8</p><p>　　摩擦片的外徑D及其他尺寸的確定…………………………………………13</p><p>　　離合器后備系數(shù)β的確定……………………………………………………13</p><p>　　單位壓力P0的確定…………………………

3、…………………………………16</p><p>　　離合器基本參數(shù)的約束條件…………………………………………………16</p><p>　　離合器主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………16</p><p>　　膜片彈簧設(shè)計(jì)…………………………………………………………………17</p><p>　　壓盤設(shè)計(jì)…………………………

4、……………………………………………25</p><p>　　離合器蓋設(shè)計(jì)…………………………………………………………………26</p><p>　　從動(dòng)盤設(shè)計(jì)……………………………………………………………………26</p><p>　　操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………27</p><p>　　選擇操縱機(jī)構(gòu)的型式…

5、………………………………………………………28</p><p>　　確定操縱機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)………………………………………………………28</p><p>　　校核踏板行程…………………………………………………………………28</p><p>　　校核踏板力……………………………………………………………………29</p><p>　　參考文獻(xiàn)……

6、…………………………………………………………………31</p><p>　　《汽車設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書</p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)的題目：離合器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)的要求</b></p><p>　　請(qǐng)根據(jù)所給的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)一套離合器裝置。</p><p>&l

7、t;b>　　具體完成任務(wù)：</b></p><p>　?。?）離合器膜片彈簧（A3圖） 1張</p><p>　　（2）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 1份</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟</p><p>　　1、離合器主要參數(shù)的確定</p&

8、gt;<p>　?。?）根據(jù)已知參數(shù)，確定離合器形式。</p><p>　　（2）確定離合器主要參數(shù)：①后備系數(shù)；②單位壓力；③摩擦片內(nèi)外徑D、d和厚度b；④摩擦因素f、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙。（可采用單片式或雙片式離合器）</p><p>　　（3）摩擦片尺寸校核與材料選擇。</p><p>　　2、扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)</p><p

9、>　?。?）扭轉(zhuǎn)減震器選型</p><p>　　（2）扭轉(zhuǎn)減震器主要參數(shù)確定</p><p>　?。?）減震彈簧尺寸確定</p><p><b>　　3、膜片彈簧的設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）膜片彈簧基本參數(shù)確定</p><p>　?。?）膜片彈簧強(qiáng)度計(jì)算</p>

10、<p><b>　　四、設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書</b></p><p>　　（1）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書要包括：目錄、任務(wù)書、設(shè)計(jì)內(nèi)容、參考資料、對(duì)課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)等。</p><p>　　（2）設(shè)計(jì)內(nèi)容要主要體現(xiàn)：①分析幾種不同類型離合器方案，論證自己所選方案的合理性；②進(jìn)行

11、參數(shù)選擇與計(jì)算時(shí)的理論依據(jù)、計(jì)算步驟及對(duì)計(jì)算結(jié)果合理性的闡述；③對(duì)課程設(shè)計(jì)結(jié)果的合理性進(jìn)行分析。</p><p>　?。?）最終上交的課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書統(tǒng)一用A4紙打印或撰寫，要求排版整潔合理，字跡工整。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)圖紙</b></p><p>　　離合器膜片彈簧A3圖紙一張。</p><p>　　

12、尺寸標(biāo)注、公差標(biāo)注、技術(shù)要求、明細(xì)欄等完整。</p><p><b>　　3、裝訂順序</b></p><p>　　按封面、汽車設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書、圖紙順序裝訂。</p><p><b>　　附件</b></p><p><b>　　離合器課題1：</b></p&

13、gt;<p><b>　　概述</b></p><p>　　按動(dòng)力傳遞順序來(lái)說(shuō)，離合器應(yīng)是傳動(dòng)系中的第一個(gè)總成。顧名思義，離合器是“離”與“合”矛盾的統(tǒng)一體。離合器的工作，就是受駕駛員操縱，或者分離，或者接合，以完成其本身的任務(wù)。離合器是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，其功用是能夠在必要時(shí)中斷動(dòng)力的傳遞，保證汽車平穩(wěn)地起步；保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工作平穩(wěn)；限制傳動(dòng)系所能承受的

14、最大扭矩，防止傳動(dòng)系過(guò)載。為使離合器起到以上幾個(gè)作用，目前汽車上廣泛采用彈簧壓緊的摩擦式離合器，摩擦離合器所能傳遞的最大扭矩取決于摩擦面間的工作壓緊力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面狀況等。即主要取決于離合器基本參數(shù)和主要尺寸。膜片彈簧離合器在技術(shù)上比較先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)性合理，同時(shí)其性能良好，使用可靠性高壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點(diǎn)[2]： </p><p>　?。?/p>

15、1）結(jié)合時(shí)平順、柔和，使汽車起步時(shí)不震動(dòng)、沖擊；</p><p>　?。?）離合器分離徹底；</p><p>　?。?）從動(dòng)部分慣量小，以減輕換檔時(shí)齒輪副的沖擊；</p><p><b>　?。?）散熱性能好；</b></p><p>　?。?）高速回轉(zhuǎn)時(shí)只有可靠強(qiáng)度；</p><p>　?。?）

16、避免汽車傳動(dòng)系共振，具有吸收震動(dòng)、沖擊和減小噪聲能力；</p><p><b>　?。?）操縱輕便；</b></p><p>　?。?）工作性能（最大摩擦力矩和后備系數(shù)保持穩(wěn)定）；</p><p><b>　?。?）使用壽命長(zhǎng)。</b></p><p><b>　　離合器的功用</b

17、></p><p>　　離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。如前所述，現(xiàn)代車用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)不能帶負(fù)荷啟動(dòng)，它必須先在空負(fù)荷下啟動(dòng)，然后再逐漸加載。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，得以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速約為300～500r/min，而汽車則只能由靜止開始起步，一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)，要帶一個(gè)靜止的傳動(dòng)系，是不能突然剛性接合的。因?yàn)槿绻峭蝗坏膭傂赃B接，就必然造成不是汽車猛烈攢動(dòng)，就是發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。所以離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)

18、與傳動(dòng)系逐漸地柔和地接合在一起，使發(fā)動(dòng)機(jī)加給傳動(dòng)系的扭矩逐漸變大，至足以克服行駛阻力時(shí)，汽車便由靜止開始緩慢地平穩(wěn)起步了。</p><p>　　雖然利用變速器的空檔，也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的分離。但變速器在空檔位置時(shí)，變速器內(nèi)的主動(dòng)齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)還是連接的，要轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，就必須和變速器內(nèi)的主動(dòng)齒輪一起拖轉(zhuǎn)，而變速器內(nèi)的齒輪浸在黏度較大的齒輪油中，拖轉(zhuǎn)它的阻力是很大的。尤其在寒冷季節(jié)，如沒有離合器來(lái)分離發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)

19、系，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)是很困難的。所以離合器的第二個(gè)功用，就是暫時(shí)分開發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的聯(lián)系，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。</p><p>　　汽車行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開嚙合和進(jìn)入嚙合。如在脫檔時(shí)，由于原來(lái)嚙合的齒面壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合器暫時(shí)分離傳動(dòng)系，即能便利脫檔。同時(shí)在掛檔時(shí)，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達(dá)到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會(huì)造成掛檔沖

20、擊甚至掛不上檔，此時(shí)又需要離合器暫時(shí)分開傳動(dòng)系，以便使與離合器主動(dòng)齒輪聯(lián)結(jié)的質(zhì)量減小，這樣即可以減少掛擋沖擊以便利換檔。</p><p>　　離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車緊急制動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系受到很大的慣性負(fù)荷，此時(shí)由于離合器自動(dòng)打滑，可避免傳動(dòng)系零件超載損壞，起保護(hù)作用。</p><p>　　現(xiàn)代汽車離合器應(yīng)滿足的要求</p><p>　　根據(jù)離合器

21、的功用，它應(yīng)滿足下列主要要求：</p><p>　?。?）能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。為此，離合器的摩擦力矩（）應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（）；</p><p>　?。?）接合平順、柔和。即要求離合器所傳遞的扭矩能緩和地增加，以免汽車起步?jīng)_撞或抖動(dòng)；</p><p>　　（3）分離迅速、徹底。換檔時(shí)若離合器分離不徹底，則飛輪上的力矩繼續(xù)有一部份傳入變速

22、器，會(huì)使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲；</p><p>　　（4）從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。離合器分離時(shí)，和變速器主動(dòng)齒輪相連接的質(zhì)量就只有離合器的從動(dòng)盤。減小從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，換檔時(shí)的沖擊即降低；</p><p>　　（5）具有吸收振動(dòng)、噪聲和沖擊的能力；</p><p>　?。?）散熱良好，以免摩擦零件因溫度過(guò)高而燒裂或因摩擦系數(shù)下降而打滑；</p>&

23、lt;p>　?。?）操縱輕便，以減少駕駛員的疲勞。尤其是對(duì)城市行駛的轎車和公共汽車，非常重要；</p><p>　?。?）摩擦式離合器，摩擦襯面要耐高溫、耐磨損，襯面磨損在一定范圍內(nèi)，要能通過(guò)調(diào)整，使離合器正常工作。</p><p><b>　　離合器工作原理</b></p><p>　　如圖1.1所示，摩擦離合器一般是有主動(dòng)部分、從動(dòng)部

24、分組成、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。</p><p>　　離合器在接合狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩自曲軸傳出，通過(guò)飛輪2和壓盤借摩擦作用傳給從動(dòng)盤3，在通過(guò)從動(dòng)軸傳給變速器。當(dāng)駕駛員踩下踏板時(shí)，通過(guò)拉桿，分離叉、分離套筒和分離軸承8，將分離杠桿的內(nèi)端推向右方，由于分離杠桿的中間是以離合器蓋5上的支柱為支點(diǎn)，而外端與壓盤連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動(dòng)壓盤向左，這樣，從動(dòng)盤3兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩就

25、不再傳入變速器，離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)放開踏板，回位彈簧克服各拉桿接頭和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此時(shí)壓緊彈簧就推動(dòng)壓盤向右，仍將從動(dòng)盤3壓緊在飛輪上2，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩又傳入變速器。</p><p>　　1-軸承 2-飛輪 3-從動(dòng)盤 4-壓盤 5-離合器蓋螺栓 </p><p>　　6-離合器蓋 7-膜片彈簧 8-分離軸承 9-軸</p><p>　　圖1

26、.1 離合器總成</p><p>　　拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個(gè)支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更少；拉式膜片彈簧是中部與壓盤相壓在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)

27、；在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承減少了摩擦損失，傳動(dòng)效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約；無(wú)論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會(huì)形成間隙而增大踏板自由行程，不會(huì)產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽命更長(zhǎng)。</p><p><b>　　離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b>

28、</p><p>　　為了達(dá)到計(jì)劃書所給的數(shù)據(jù)要求，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)車型的類別、使用要求、制造條件，以及“系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化”的要求等，合理選擇離合器結(jié)構(gòu)。</p><p>　　離合器結(jié)構(gòu)選擇與論證</p><p><b>　　摩擦片的選擇</b></p><p>　　單片離合器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整

29、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，所以被廣泛使用于轎車和中、小型貨車，因此該設(shè)計(jì)選擇單片離合器。摩擦片數(shù)為2。</p><p>　　壓緊彈簧布置形式的選擇</p><p>　　離合器壓緊裝置可分為周布彈簧式、中央彈簧式、斜置彈簧式、膜片彈簧式等。其中膜片彈簧的主要特點(diǎn)是用一個(gè)膜片彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。膜片彈簧與其他幾類相比又有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)[9]：</p&

30、gt;<p>　?。?）由于膜片彈簧有理想的非線性特征,彈簧壓力在摩擦片磨損范圍內(nèi)能保證大致不變，從而使離合器在使用中能保持其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力不變。當(dāng)離合器分離時(shí)，彈簧壓力不像圓柱彈簧那樣升高，而是降低，從而降低踏板力；</p><p>　?。?）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量??；</p><p>　?。?）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓緊力

31、降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降；</p><p>　?。?）由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命；</p><p>　?。?）易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)；</p><p><b>　?。?）平衡性好；</b></p><p>　?。?）有利于大批量生產(chǎn)

32、，降低制造成本。</p><p>　　但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對(duì)材料質(zhì)量和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來(lái)，由于材料性能的提高，制造工藝和設(shè)計(jì)方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，我選用膜片彈簧式離合器。</p><p><b>　　壓盤的驅(qū)動(dòng)方式</b></p><p>　　

33、在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤的方法有三種[9]： </p><p>　?。?）凸臺(tái)—窗孔式：它是將壓盤的背面凸起部分嵌入在離合器蓋上的窗孔內(nèi)，通過(guò)二者的配合，將扭矩從離合器蓋傳到壓盤上，此方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多；缺點(diǎn)：壓盤上凸臺(tái)在傳動(dòng)過(guò)程中存在滑動(dòng)摩擦，因而接觸部分容易產(chǎn)生分離不徹底。</p><p>　?。?）徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)式：這種方式使用

34、彈簧剛制的徑向片將離合器蓋和壓盤連接在一起，此傳動(dòng)的方式較上一種在結(jié)構(gòu)上稍顯復(fù)雜一些，但它沒有相對(duì)滑動(dòng)部分，因而不存在磨損，同時(shí)踏板力也需要的小一些，操縱方便；另外，工作時(shí)壓盤和離合器蓋徑向相對(duì)位置不發(fā)生變化，因此離合器蓋等旋轉(zhuǎn)物件不會(huì)失去平衡而產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪聲。</p><p>　?。?） 徑向傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式：它用彈簧鋼制的傳動(dòng)片將壓盤與離合器蓋連接在一起，除傳動(dòng)片的布置方向是沿壓盤的弦向布置外，其他的結(jié)構(gòu)特

35、征都與徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式相同。經(jīng)比較，我選擇徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。</p><p><b>　　分離杠桿、分離軸承</b></p><p>　　分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔(dān)，其作用是通過(guò)分離軸承克服離合器彈簧的推力并推動(dòng)壓盤移動(dòng)，從而使壓盤與從動(dòng)盤和從動(dòng)盤與飛輪相互分離，截?cái)鄤?dòng)力的傳遞，分離杠桿要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受反復(fù)作用在其上面的彎曲應(yīng)力，分離軸承的作用是通過(guò)分

36、離叉的作用使分離軸承沿變速器前端蓋導(dǎo)向套作軸向移動(dòng)，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。分離本次設(shè)計(jì)選用的是油封軸承，它可以將潤(rùn)滑脂密封在軸承殼內(nèi)，使用中不需要增加潤(rùn)滑，相比供油式軸承則需增加。</p><p><b>　　離合器的散熱通風(fēng)</b></p><p>　　試驗(yàn)表明，摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當(dāng)壓盤工作表面超過(guò)°

37、C時(shí)摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤，工作表面的瞬時(shí)溫度一般在°C以下。在特別頻繁的使用下，壓盤表面的瞬時(shí)溫度有可能達(dá)到。過(guò)高的溫度能使壓盤受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂。為使摩擦表面溫度不致過(guò)高，除要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以保證足夠的熱容量外，還要求散熱通風(fēng)好。改善離合器散熱通風(fēng)結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋，或鼓風(fēng)筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄通風(fēng)槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流罩。膜片彈簧

38、式離合器本身構(gòu)造能良好實(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置。 </p><p><b>　　從動(dòng)盤總成</b></p><p>　　從動(dòng)盤總成由摩擦片，從動(dòng)片，減震器和從動(dòng)盤穀等組成。它雖然對(duì)離合器工作性能影響很大的構(gòu)件，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是設(shè)

39、計(jì)的重點(diǎn)。從動(dòng)盤總成應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求：</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減小變速器換檔時(shí)輪齒簡(jiǎn)單沖擊；</p><p>　?。?）應(yīng)具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，減小磨損。</p><p>　?。?）應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振，并緩和沖擊。</p><p><b>　　1、摩擦片要

40、求</b></p><p>　　摩擦系數(shù)穩(wěn)定、工作溫度、單位壓力的變化對(duì)其影響要小，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性；熱穩(wěn)定性好，磨合性好，密度?。挥欣诮Y(jié)合平順，長(zhǎng)期停放離合器摩擦片不會(huì)粘著現(xiàn)象的。綜上所述，選擇石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑（樹脂或硅膠）和特種添加劑熱壓制成，其摩擦系數(shù)為0.25～0.3，密度小，價(jià)格便宜，多年來(lái)在汽車離合器上使用效果良好。同時(shí)，摩擦片從動(dòng)鋼片用鉚釘連

41、接，連接可靠，更換摩擦片方便，而且適宜在從動(dòng)鋼片上裝波形彈簧片以獲得軸向彈性。</p><p>　　2、從動(dòng)盤的軸向彈性</p><p>　　從動(dòng)盤的軸向彈性可改善離合器性能，使離合器接合柔和，摩擦面接觸均勻，磨損較小。為使從動(dòng)盤有軸向彈性，單獨(dú)制造扇形波狀彈簧與從動(dòng)鋼片鉚接。波狀彈簧可用比鋼片輕薄的材料制造，軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，適宜高速旋轉(zhuǎn)，且彈簧對(duì)置分布，彈性好。因此設(shè)計(jì)中選用此

42、類彈簧。</p><p><b>　　3、扭轉(zhuǎn)減震器</b></p><p>　　扭轉(zhuǎn)減震器幾乎是現(xiàn)代汽車離合器從動(dòng)盤上必備的部件，主要由彈性元件和阻尼元件組成。彈性元件可降低傳動(dòng)系的首端扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避免由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵(lì)引起的共振。但是,這種共振往往難以避免。汽車行駛在不平的道路上行駛阻力也會(huì)時(shí)刻

43、變化。當(dāng)由于路面不平引起的激力頻率與傳動(dòng)系的某階自振頻率重合時(shí)，也會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。阻尼元件則可有效的耗散此時(shí)的振動(dòng)能量，因而扭轉(zhuǎn)減震器可有效地降低傳動(dòng)系共振載荷與噪聲。</p><p>　　扭轉(zhuǎn)減震器的彈性特性，又線性和非線性兩種。彈性元件采用圓柱螺旋彈簧的減震器，其彈性特點(diǎn)為線性。阻尼元件采用摩擦片通過(guò)碟形彈簧建立阻尼默片的正應(yīng)力，其阻尼力矩比較穩(wěn)定。因此發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩實(shí)際上是通過(guò)一些彈性元件傳遞到傳動(dòng)系的。&l

44、t;/p><p>　　摩擦式扭轉(zhuǎn)減震器工作原理：離合器工作時(shí)，扭矩從摩擦片傳給從動(dòng)鋼片再傳給從動(dòng)盤轂，此時(shí)彈簧被壓縮，從動(dòng)鋼片相對(duì)從動(dòng)盤轂前移（從動(dòng)轂邊緣上的缺口控制著鋼片與轂的最大位移）。</p><p>　　離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)</p><p>　　在進(jìn)行離合器的具體設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)保證傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為前提，然后滿足下列條件[15]:</p><

45、;p>　?。?）如前所述，扇形波狀彈簧對(duì)置分布鉚接在從動(dòng)鋼片上，并在從動(dòng)盤上設(shè)置扭轉(zhuǎn)減震器保證離合器接合柔和，摩擦片制成一定錐度（從動(dòng)盤錐形量約為0.5mm）使其大端面向飛輪，這樣從動(dòng)盤轂在從動(dòng)軸（即變速器第一軸）花鍵上易于滑動(dòng)，有利于離合器徹底分離。</p><p>　?。?）離合器主動(dòng)部分與從動(dòng)部分的連接和支撐形式，離合器的主動(dòng)部分包括飛輪，離合器蓋與他們一起轉(zhuǎn)動(dòng)并能軸向移動(dòng)的壓盤，壓盤通過(guò)鋼片與離合器

46、蓋相連，離合器從動(dòng)部分有從動(dòng)盤，從動(dòng)軸，從動(dòng)軸裝在飛輪與壓盤之間，可在從動(dòng)軸花鍵上滑動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)把離合器從動(dòng)軸的前軸承安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的中心孔內(nèi)。</p><p>　?。?）離合器從動(dòng)軸的軸向定位及軸承潤(rùn)滑，離合器從動(dòng)軸在安裝后應(yīng)保持軸向定位，在拆卸時(shí)便于離合器中抽出來(lái)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)使從動(dòng)軸前軸承外圓與飛輪為過(guò)渡配合，而前軸承內(nèi)圈與從動(dòng)軸為間隙配合，離合器的從動(dòng)軸軸向定位是靠從動(dòng)軸后軸承來(lái)保證的。離合器分離軸承靠注

47、入黃油潤(rùn)滑的，而從動(dòng)軸前軸承靠油杯定期注入潤(rùn)滑。 為防止?jié)櫥土鞯侥Σ烈r面，造成離合器打滑，除在軸承處安有自緊油封外，還在飛輪上開泄油孔。</p><p>　　（4）離合器運(yùn)動(dòng)零件的限位，離合器處于接合時(shí)為使壓盤與摩擦片很好接合，應(yīng)使分離彈簧與分離軸承之間保持一定間隙，這是分離軸承回位彈簧加以保證。分離時(shí)，應(yīng)對(duì)踏板的最大行程加以限制。</p><p>　　離合器主要零件的設(shè)計(jì)</p&

48、gt;<p><b>　　從動(dòng)盤</b></p><p>　　扇形波狀彈簧兩兩對(duì)置鉚接與從動(dòng)鋼片上，兩側(cè)在鉚接摩擦片，鉚釘都采用鋁制埋頭鉚釘，摩擦襯面在鉚接后腰磨削加工，使其工作表面的不平度誤差小于0.2mm，從動(dòng)盤本體采用45號(hào)鋼沖壓加工得到，為防止其彎曲變形而引起分離不徹底，一般在從動(dòng)盤本體上設(shè)徑向切口。</p><p><b>　　摩擦片

49、</b></p><p>　　摩擦片在性能上要滿足如下要求：</p><p>　　（1）摩擦系數(shù)穩(wěn)定，工作溫度，滑磨速度，單位壓力的變化對(duì)其影響；</p><p>　?。?）具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，熱穩(wěn)定性好；</p><p>　?。?）有利于接合平順；4.長(zhǎng)期停放離合器摩擦面會(huì)發(fā)生粘著現(xiàn)象。</p><p

50、>　?。?）摩擦片選用材料為石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑和特種添加劑熱壓而成，其摩擦系數(shù)為。石棉基摩擦材料密度小，工作溫度小于180℃，價(jià)格便宜，使用效果良好，在汽車離合器中廣泛使用。</p><p><b>　　膜片彈簧</b></p><p>　　膜片彈簧使用優(yōu)質(zhì)高精質(zhì)鋼。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料為60SiMnA。為了提高膜片彈簧

51、的承載能力，要對(duì)膜片彈簧進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，得具有高抗疲勞能力的回火索氏體。要防止膜片內(nèi)緣離開，同時(shí)對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理（將彈簧壓平并保持小時(shí)），使其高壓力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應(yīng)力，對(duì)膜片彈簧的凹表面進(jìn)行噴丸處理，噴丸是φ0.8的白口鐵小丸， 可提高彈簧的疲勞壽命。同時(shí)，為提高分離指的耐磨性，對(duì)其進(jìn)行局部高頻淬火式鍍鉻。采用乳白鍍鉻，若膜片彈簧許用應(yīng)力可取為1500～1700N/mm2。</p><p>&l

52、t;b>　　壓盤</b></p><p>　　壓盤的材料選用HT20-40鑄造制成。它要有一定的質(zhì)量和剛度，以保證足夠的熱容量和防止溫度升高而產(chǎn)生的彎曲變形。壓盤應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，并進(jìn)行靜平衡。壓盤的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于0.8。壓盤殼用M8×12mm螺栓將其一端固定在飛輪端面上，另一端固定在壓盤端面上。</p><p><b>

53、　　離合器蓋</b></p><p>　　離合器蓋的膜片彈簧支撐處須具有較大的剛度和較高的尺寸精度，壓盤高度（叢承壓點(diǎn)到摩擦面的距離）公差要小，支撐環(huán)和支撐鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性好，膜片彈簧的支撐形式采用鉚釘作支承時(shí)，如果分離軸承與曲軸中心線不同心，可引起鉚釘?shù)倪^(guò)度磨損。提高鉚釘硬度的套筒和支承與曲軸中心線不同心，亦可引起鉚釘?shù)倪^(guò)度。提高鉚釘硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的結(jié)構(gòu)措施，采用10鋼

54、材材料、HRc40-50。</p><p>　　離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明</p><p>　　摩擦片的外徑D及其他尺寸的確定</p><p>　　摩擦片的外徑D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。設(shè)計(jì)上通常首先確定摩擦片的外徑D。</p><p>　　在確定外徑D時(shí)，有下列經(jīng)驗(yàn)公式可供初選時(shí)使用：</p>&l

55、t;p>　　D= （1-1）</p><p>　　轎車：KD=14.5</p><p>　　輕、中型貨車：?jiǎn)纹琄D=16.0～18.5</p><p>　　雙片KD=13.5～15.0</p><p>　　重型貨車：KD=22.5～24.0</p><p>　　本次設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的是轎車（Temax/nT為

56、145Nm/3800rpm、nP為5600rpm）的膜片彈簧離合器。</p><p>　　所設(shè)計(jì)的離合器摩擦片為單片，初選擇KD =14.5。所以</p><p>　　D=14.5×= 175.8（mm）</p><p>　　由下表1，摩擦片的尺寸系列可選取接近的D值，故按系列尺寸表，取D=200mm</p><p>　　表3.3　

57、直徑系數(shù)的取值范圍</p><p>　　表3.4　離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)</p><p>　　摩擦片的內(nèi)徑d及摩擦片厚度b</p><p>　　由表1所示的摩擦片尺寸系列可確定摩擦片的內(nèi)徑d及摩擦片厚度b</p><p>　　因此，由表1選?。篋=200mm d=140mm B=3.5mm</p><p&

58、gt;　　離合器后備系數(shù)β的確定</p><p>　　后備系數(shù)β保證了離合器能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)，它有助于減少汽車起步時(shí)的滑磨，提高離合器的使用壽命。</p><p>　　為可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過(guò)大，β不宜選取太??；但是為了使離合器尺寸不致過(guò)大，減少傳動(dòng)系的過(guò)載，使操縱更輕便等，后備系數(shù)不宜過(guò)大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件較好時(shí)，β取小些；當(dāng)使用條件惡劣，需

59、要拖帶掛車時(shí)，為了提高起步能力，減少離合器滑磨，β取大些；貨車總質(zhì)量較大，β也應(yīng)該選取大些；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取β應(yīng)比汽油機(jī)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，β也應(yīng)選取小些。</p><p>　　在開始設(shè)計(jì)離合器時(shí)，一般是參照統(tǒng)計(jì)資料，并根據(jù)汽車的使用條件，離合器結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)，初步選定后備系數(shù)β。</p><p>　　汽車離合器后備系數(shù)推薦如下：表2

60、后備系數(shù)表</p><p>　　由于所設(shè)計(jì)的是小后備功率的轎車的離合器，所以選擇β=1.5</p><p><b>　　單位壓力P0的確定</b></p><p>　　摩擦面上的單位壓力P0值和離合器本身的工作條件，摩擦片的直徑大小，后備系數(shù)，摩擦片的材料及質(zhì)量等因素有關(guān)。</p><p>　　離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備

61、功率較小時(shí)，P0應(yīng)取小些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為降低摩擦片外緣熱載荷，P0應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增大。</p><p>　　當(dāng)摩擦片采用不同材料時(shí)，P0按下列范圍選?。?lt;/p><p>　　表3.6　摩擦片單位壓力的取值范圍</p><p>　　當(dāng)摩擦片采用不同材料時(shí),摩擦材料摩擦因數(shù)f，按下列范圍選?。?lt;/p><p>　　表3.

62、5　摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍</p><p>　　由于普遍性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，本次設(shè)計(jì)中我選取摩擦片的材料為石棉基材料。</p><p>　　故取P0 =0.25～0.35MPa，f =0.30</p><p>　　離合器摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為：</p><p>　　Tc=fFZRc (1-2)</

63、p><p>　　式中，Tc-------靜摩擦力矩；</p><p>　　f--------摩擦面間的靜摩擦因素，計(jì)算時(shí)一般取0.25～0.30；選取f=0.30</p><p>　　F--------壓盤施加在摩擦面上的工作壓力；</p><p>　　Rc ------摩擦片的平均半徑；</p><p>　　Z-----

64、---摩擦面數(shù)，是從動(dòng)盤的兩倍； </p><p>　　先設(shè)計(jì)一個(gè)單片摩擦片，所以，Z=2</p><p>　　假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有：</p><p>　　F= P0 A= P0π(D2-d2)/4（1-3）</p><p>　　式中，P0------摩擦片單位壓力；</p><p>　　A

65、------一個(gè)摩擦面面積；</p><p>　　D------摩擦片外徑；</p><p>　　d-------摩擦片內(nèi)徑.</p><p>　　摩擦片的平均半徑Rc根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示為：</p><p>　　Rc =(D3-d3)/3(D2-d2)</p><p>　　當(dāng)d/D≥0.6時(shí)，Rc可相當(dāng)準(zhǔn)確的有

66、下式計(jì)算：</p><p>　　Rc =（D+d）/4 (1-4)</p><p>　　因?yàn)閐=140mm、D=200mm，所以d/D=0.7≥0.6，則Rc用（1-4）式計(jì)算</p><p>　　將（1-3）、（1-4）式代入（1-2）得：</p><p>　　Tc=πfZ P0(D2-d2)（D+d）/16 （1-5）

67、</p><p>　　為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的，設(shè)計(jì)時(shí)Tc應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，即</p><p>　　Tc =βTemax （1-6）</p><p>　　式中，Temax=145N.m為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；β=1.5為離合器的后備系數(shù)。</p><p>　　Tc =βTema

68、x =145×1.5=217.5N.m</p><p>　　把（1-6）式代入（1-5）式得：</p><p>　　P0=16βTemax/[πfZ (D2-d2)（D+d）]</p><p>　　P0=16×217.5/[3.14×0.30×2 ×(2002-1402) ×（200+140）]=0.266

69、311</p><p>　　代入各參數(shù)可得P0=0.266311MPa</p><p>　　所得P0在石棉基材料單位壓力范圍內(nèi)，所以我們選取材料的單位壓力P0符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　則工作壓力Fy= F= P0 A= P0π(D2-d2)/4=0.266311×3.14×（2002-1402)/4=4264.7N</p>

70、<p>　　2 離合器基本參數(shù)的約束條件</p><p>　　2.1 摩擦片外徑D（mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度VD不超過(guò)65～70m/s，即</p><p>　　VD= nemaxD×10-3π/60≤65～70m/s</p><p>　　式中，nemax為發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速（r/min）。本次設(shè)計(jì)中nemax=5600 r/min，所以<

71、;/p><p>　　VD= 4800×200×10-3π/60=58.64m/s符合VD≤65～70m/s的約束條件。</p><p>　　2.2 摩擦片的內(nèi)外徑比c應(yīng)在0.53～0.70內(nèi)。</p><p>　　c=d/D=140/200=0.7符合約束條件</p><p>　　2.3 為保證離合器可靠傳遞轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系

72、過(guò)載，應(yīng)使1.2≤β≤4.0，在前面參數(shù)選取中，我們選取β=1.5，符合此約束條件。</p><p>　　2.4 為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑d必須大于減振器彈簧位置直徑2Ro約50mm，即d＞2Ro+50 。d=140mm，Ro=45mm符合要求。</p><p>　　2.5 為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即</p>

73、<p>　　Tc0=4Tc/πZ(D2-d2) ≤ [Tc0]</p><p>　　式中：Tc0為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.m/mm^2）；[Tc0]為許用值（N.m/mm^2），按表2選取。通過(guò)計(jì)算：Tc0=4×220.5/3.14×2×(2002-1402)=0.00688 N.m/mm^2。</p><p>　　表3、單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許

74、用值</p><p>　　通過(guò)表3比較，Tc0≤[Tc0]符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　2.6 為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，單位壓力P0對(duì)于不同車型，根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，P0為0.10～1.50MPa。</p><p>　　我們選取摩擦片的材料為石棉基材料，并且選取P0=0.27MPa，符合此約束條件。</p>&

75、lt;p>　　離合器主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　膜片彈簧設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　材料選取</b></p><p>　　我們選取60Si2MnA高精度鋼板材料為膜片彈簧材料。</p><p><b>　　主要參數(shù)選擇</b></

76、p><p>　　比值H/h和h的選擇</p><p>　　比值H/h對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極大。分析式（3.10）中載荷與變形1之間的函數(shù)關(guān)系可知，當(dāng)時(shí)，F(xiàn)2為增函數(shù)；時(shí)，F(xiàn)1有一極值，而該極值點(diǎn)又恰為拐點(diǎn)；時(shí)，F(xiàn)1有一極大值和極小值；當(dāng)時(shí)，F(xiàn)1極小值在橫坐標(biāo)上，見圖3.1。</p><p>　　1- 2- 3-</p><p><b

77、>　　4- 5-</b></p><p>　　圖3.1 膜片彈簧的彈性特性曲線</p><p>　　為保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的H/h一般為1.5～2.0，板厚h為2～4mm。所以我們初步選取H/h=2，h=2.1mm，H=4.2mm</p><p>　　比值R/r和R、r的選擇</p><p

78、>　　R/r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲線受直徑誤差的影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r一般為1.2～1.35。為使摩擦片上的壓力分布較均勻，膜片彈簧的R值應(yīng)取為大于或等于摩擦片的平均半徑Rc。</p><p>　　Rc =（D+d）/4=85mm，所以初步選取R=89mm ，R/r=1.27，r=70mm</p><p>　　3.1.2.3

79、α的確定</p><p>　　膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角α與內(nèi)截錐高度H關(guān)系密切，所以初步選取α=arctan H/（R-r）≈H/（R-r）=4.2/(89-70)=12.66O</p><p>　　切槽寬度δ1、δ2及半徑re的確定</p><p>　　δ1=3.2～3.5mm，δ2=9～10mm，re的取值應(yīng)滿足r-re≥δ2的要求。

80、 所以選取δ1=3.5mm，δ2=9mm，r-δ2=70-9=61≥re， 故取re =60</p><p>　　膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇</p><p>　　膜片彈簧的彈性特性曲線，如圖1所示。該曲線的拐點(diǎn)H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且λ1H= (λ1M +λ1N)／2。新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)B一般取在凸點(diǎn)M和拐點(diǎn)H之間，且靠近或在H點(diǎn)處，一般λ1B =(0.8～1.

81、0) λ1H，以保證摩擦片在最大磨損限度△λ范圍內(nèi)壓緊力從F1B到F1A變化不大。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從B變到C，為最大限度地減小踏板力，C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近N點(diǎn)。</p><p>　　△λ=Z*△s。 ，λ1f=Z*△s </p><p>　　其中 △s。為摩擦片允許的最大摩擦量0.65mm～1.1mm。初選△s。=0.75</p><p>　　△s為離合器徹底

82、分離時(shí)，對(duì)偶摩擦面間的間隙。 初選 △s=0.89</p><p>　　N的選擇：分離指數(shù)目N常取為18</p><p>　　膜片彈簧小端內(nèi)半徑r0及分離軸承作用半徑rf的確定</p><p>　　r0由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑?；ㄦI外徑可由參考文獻(xiàn)[2]P72表4.1.2根據(jù)從動(dòng)盤外徑及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩查得。rf應(yīng)大于r0。<

83、/p><p>　　所以選取r0=24mm，rf=26mm。</p><p>　　表3.13　花健的的選取</p><p>　　壓盤加載點(diǎn)R1半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)r1半徑的確定</p><p>　　R1和r1的取值將影響膜片彈簧的剛度。r1應(yīng)略大于且盡量接近r，R1應(yīng)略小于且盡量接近R。初步選取R1=88mm，r1=73mm。</p>

84、<p>　　3.1.3 膜片彈簧各尺寸的初步獲得</p><p>　　根據(jù)各個(gè)設(shè)計(jì)約束條件及設(shè)計(jì)要求對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。最終獲得膜片彈簧各參數(shù)為：H/h=2，h=2.1mm，H=4.2mm；R/r=1.27，R=89mm，r=70mm；N=18；r0=24mm，rf=26mm；δ1=3.5mm，δ2=9mm，re=60mm；R1=88mm，r1=73mm。</p><p>　　圖

85、3.2　膜片彈簧的尺寸簡(jiǎn)圖</p><p>　　表3.8　膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù)</p><p>　　通過(guò)支承環(huán)和壓盤加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷，假象集中在支承點(diǎn)處，用F1表示，加載點(diǎn)間的相對(duì)變形（軸向）為λ1，則壓緊力F1與變形λ1之間的關(guān)系式為:</p><p><b>　　（3.10）</b></p><p

86、>　　式中： E——彈性模量，對(duì)于鋼，</p><p>　　μ——泊松比，對(duì)于鋼，μ=0.3</p><p>　　H——膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，其碟簧部分的內(nèi)錐高度</p><p><b>　　h——彈簧鋼板厚度</b></p><p>　　R——彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的大端半徑</p><p&g

87、t;　　r——彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的小端半徑</p><p>　　R1——壓盤加載點(diǎn)半徑</p><p>　　r1——支承環(huán)加載點(diǎn)半徑</p><p>　　把表格數(shù)據(jù)代入（3.10）得</p><p><b>　　（3.11）</b></p><p>　　對(duì)（3.11）式求一次導(dǎo)數(shù)，可解出λ1

88、=F1的凹凸點(diǎn)，求二次導(dǎo)數(shù)可得拐點(diǎn)。</p><p><b>　　凸點(diǎn)：mm時(shí)，N</b></p><p><b>　　凹點(diǎn)：mm時(shí)，N</b></p><p><b>　　拐點(diǎn)：mm時(shí)，N</b></p><p>　　由上各調(diào)整后參數(shù)所獲得的膜片彈簧彈性特性曲線圖和六個(gè)特性點(diǎn)

89、A、M、B、H、N、C及各點(diǎn)坐標(biāo)如圖1所示：</p><p>　　圖3.3 膜片彈簧工作點(diǎn)位置</p><p>　　2、當(dāng)離合器分離時(shí)，膜片彈簧加載點(diǎn)發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對(duì)膜片彈簧指所加的載荷為F2，對(duì)應(yīng)此載荷作用點(diǎn)的變形為λ2。由 </p><p><b>　　（3.12）</b></p><p><b

90、>　?。?.13）</b></p><p>　　表3.9　膜片彈簧工作點(diǎn)的數(shù)據(jù)</p><p>　　檢驗(yàn)所得尺寸是否符合設(shè)計(jì)的約束條件</p><p>　　應(yīng)保證所設(shè)計(jì)的彈簧工作壓緊力F1B與摩擦片工作壓力Fy相等</p><p>　　由上圖數(shù)據(jù)顯示可知，F(xiàn)1B=4236.5348N，F(xiàn)y=4325.9731N，F(xiàn)1B≈FC

91、符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　為保證各工作點(diǎn)A、B、C有較合適的位置，應(yīng)使λ1B/λ1H=0.8～1.0即</p><p>　　0.8≤（R-r）λ1B/[（R1-r1）H]≤1.0</p><p>　　λ1B=3.082則（R-r）λ1B/[（R1-r1）H]=(89-70)×3.082/[（88-73）×4.2]=0.929符合設(shè)計(jì)要求

92、。</p><p>　　為保證膜片彈簧磨損后離合器仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，并考慮到摩擦因素的下降，摩擦后彈簧工作壓緊力F1A應(yīng)滿足F1A＞F1B。</p><p>　　由上特性曲線可知F1A=4397.7393N，F(xiàn)1B =4236.5348N，滿足F1A＞F1B的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　為滿足離合器的使用性能的要求，應(yīng)該滿足：</p><p

93、>　　1.6≤H/h≤2.2</p><p>　　9O≤α≈H/（R-r）≤15O</p><p>　　H/h=4.2/2.1=2和α≈H/（R-r）=4.2/（89-70）rad=12.66O都符合離合器的使用性能的要求。</p><p>　　彈簧各部分有關(guān)尺寸比值符合一定的范圍，即</p><p>　　1.2≤R/r≤1.35<

94、;/p><p>　　70≤2R/h≤100</p><p>　　3.5≤R/rO≤5.0</p><p>　　根據(jù)所確定的參數(shù)可得R/r=89/70=1.27、2R/h=2×89/2.1=84.7、R/rO =89/24=3.7都符合上述要求。</p><p>　　為使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，應(yīng)滿足：</p><

95、;p>　　推式：（D+d）/4≤R1≤D/2</p><p>　　拉式：（D+d）/4≤r1≤D/2</p><p>　　根據(jù)所確定的參數(shù)可得（D+d）/4=85，D/2=100，R1=89。符合上述要求，故此離合器為推式離合器。</p><p>　　根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置的要求，應(yīng)滿足：</p><p>　　1≤R-R1≤7； 0≤r1-r

96、≤6； 0≤rf- r0≤6</p><p>　　根據(jù)所確定的參數(shù)可得R-R1=89-88=1，r1-r =73-70=3，rf- r0=26-24=2都符合彈簧結(jié)構(gòu)布置的要求。</p><p>　　膜片彈簧的分離指起分離杠桿作用，因此其杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即：</p><p>　　2.3≤（r1-rf）/（R1- r1）≤4.5</p><

97、;p>　　根據(jù)所確定的參數(shù)可得（r1-rf）/（R1- r1）=（73-26）/（88-73）=3.1符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　膜片彈簧強(qiáng)度計(jì)算與校核</p><p>　　分析表明，B點(diǎn)的應(yīng)力值最高，通常只計(jì)算B點(diǎn)的應(yīng)力來(lái)校核膜片彈簧碟簧的強(qiáng)度。由參考文獻(xiàn)[1]P65可知B點(diǎn)的應(yīng)力σtB為</p><p>　　σtB=E/（1－μ2）/r{(e-r)

98、 *φ2/2－[（e-r）α+h/2]φ}</p><p>　　令σtB對(duì)φ的導(dǎo)數(shù)等于零,可求出σtB達(dá)到極大值時(shí)的轉(zhuǎn)角φP</p><p>　　φP=α+h/(e-r)/2</p><p>　　自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的圓錐底角α=0.22rad;</p><p>　　中性點(diǎn)半徑e=(R-r)/ln(R/r)= (89-70)/ln(89/70)

99、=79.12mm。此時(shí)</p><p>　　φP=0.22+2.1/(79.12-70)/2=0.335rad</p><p>　　離合器徹底分離時(shí),膜片彈簧子午斷面的實(shí)際轉(zhuǎn)角為φf(shuō)</p><p>　　φf(shuō)=2arctan{λ1f /(R1-r1)*2}=2arctan{1.8/（88-73）*2}=0.09rad</p><p>　　此時(shí)

100、φf(shuō) ＜φP，則計(jì)算σtB時(shí)φ取φf(shuō)，所以</p><p>　　σtB =2.1×100000/（1-0.32）/70×{（79.12-70）×0.092/2-[（79.12-70）×0.22+2.1/2] ×0.09} =－723.68MPa）</p><p>　　設(shè)分離軸承對(duì)分離指端所加載荷為F2（N），由參考文獻(xiàn)[1]P64式（2-1

101、6）可知：</p><p>　　F2=(R1-r1) F1/（r1- rf）</p><p>　　式中rf=26mm為分離軸承與分離指的接觸半徑；F1等于壓盤工作壓力F1B=4236.5348（N）。所以</p><p>　　F2=(88-73) ×4236.5348/（73- 26）=1352.1（N）</p><p>　　在分離

102、軸承推力F2的作用下，B點(diǎn)還受彎曲應(yīng)力σtB，其值為</p><p>　　σrB=6（r- rf）F2/（nbrh2）</p><p>　　式中，n為分離指數(shù)目（n=18）；br為一個(gè)分離指根部的寬度</p><p>　　br=2π（r + re）/2 /18-δ2=7.4mm</p><p>　　所以σrB=6×（70- 26）&

103、#215;1352.1/（18×7.4×2.12）=607.67（MPa）</p><p>　　考慮到彎曲應(yīng)力σrB是與切向壓應(yīng)力σtB相互垂直的拉應(yīng)力，根據(jù)最大切應(yīng)力強(qiáng)度理論，B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為</p><p>　　σjB=σrB－σtB=607.67－（－723.68）=1331.35（MPa）</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)中，膜片彈簧材料采

104、用60Si2MnA，所以σjB=1331.35MPa符合σjB≤1500～1700MPa的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　膜片彈簧的制造工藝及熱處理</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中膜片彈簧采用60Si2MnA高精度鋼板材料。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理。另外，對(duì)膜片彈簧的凹面或雙面進(jìn)行噴丸處理以起到冷作硬化的作用，同樣也可以提高承載能力的疲勞強(qiáng)度。</p&

105、gt;<p>　　為了提高分離指的耐磨性，可對(duì)其端部進(jìn)行高頻淬火、噴鍍鉻合金和鍍鎘或四氟乙烯。在膜片彈簧與壓盤接觸圓形處，為了防止由于拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂紋，可對(duì)該處進(jìn)行擠壓處理，以消除應(yīng)力源。</p><p>　　膜片彈簧表面不得有毛刺、裂紋、劃痕、銹蝕等缺陷。碟簧部分的硬度一般為45～50HRC，分離指端硬度為55～62HRC，在同一片分離指上同一范圍內(nèi)的硬度差不大于3個(gè)單位。膜片彈簧的內(nèi)、外半

106、徑公差一般為H11和h11，厚度公差為±0.025mm，初始底錐角公差為±10分。膜片彈簧上下表面的表面粗糙度為1.6μm，底面的平面一般要求小于0.1mm。膜片彈簧處于接合狀態(tài)時(shí)，其分離指端的相互高度差一般要求小于0.8～1.0mm。</p><p><b>　　壓盤設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　傳力定中方式的選擇</

107、b></p><p>　　壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪有一定聯(lián)系，但這種聯(lián)系又允許壓盤在離合器分離過(guò)程中能夠自由地做軸向移動(dòng)，使壓盤和從動(dòng)盤脫離接觸。驅(qū)動(dòng)部位的形式有離合器蓋和壓盤的窗孔與凸臺(tái)、傳動(dòng)片、傳動(dòng)銷等，應(yīng)用較廣泛的是傳動(dòng)片式。我們選擇壓盤的傳力方式為傳力片傳動(dòng)方式。

108、 </p><p><b>　　幾何尺寸的確定 </b></p><p>　　可以根據(jù)1.1中所確定摩擦片的內(nèi)、外徑尺寸來(lái)確定壓盤的內(nèi)外徑：</p><p>　　壓盤外徑=D+（2～5）mm，壓盤內(nèi)徑=d-（1～4）mm</p>

109、<p>　　在設(shè)計(jì)中選取壓盤外徑=D+4=204mm，壓盤內(nèi)徑=d-3mm=137mm</p><p>　　為了使壓盤具有足夠的質(zhì)量和剛度，要求壓盤有足夠的厚度，轎車離合器壓盤厚度一般不小于15mm。所以本次設(shè)計(jì)中根據(jù)車型選取壓盤厚度為16mm。</p><p><b>　　離合器蓋設(shè)計(jì)</b></p><p><b>

110、　　剛度問(wèn)題</b></p><p>　　離合器分離桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，則當(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會(huì)降低離合器操縱部分的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會(huì)造成變速器換擋困難。</p><p>　　為了減輕重量和增加剛度，一般轎車的離合器蓋通常用厚度約為3～5mm的低碳鋼板（如08鋼板）沖壓成比較復(fù)雜的形狀。本

111、次設(shè)計(jì)中選取離合器蓋厚度為3mm。</p><p><b>　　通風(fēng)散熱問(wèn)題</b></p><p>　　為了加強(qiáng)離合器的冷卻，離合器蓋上必須開許多通風(fēng)窗口。</p><p><b>　　對(duì)中問(wèn)題</b></p><p>　　離合器蓋內(nèi)裝有壓盤、分離桿等零件，因此它相對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪曲軸中心線必須要有良

112、好的定心對(duì)中，否則會(huì)破壞系統(tǒng)整體的平衡，嚴(yán)重影響離合器的正常工作。</p><p>　　在本次離合器的設(shè)計(jì)中我們采用定位銷對(duì)中方式，離合器蓋根據(jù)離合器蓋上4個(gè)定位銷孔φ5與飛輪上4個(gè)定位銷φ4相配合進(jìn)行定位。將4個(gè)孔加工到所要求的尺寸，孔的準(zhǔn)確度為0.05mm。</p><p><b>　　從動(dòng)盤設(shè)計(jì)</b></p><p>　　從動(dòng)盤總成主要

113、由從動(dòng)盤轂、摩擦片、從動(dòng)片、扭轉(zhuǎn)減振器等組成。</p><p>　　3.4.1 軸向彈性從動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　為了使從動(dòng)盤具有軸向彈性，則：</p><p>　?。?）在從動(dòng)片外緣開“T”形槽，形成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形。兩側(cè)的摩擦片分別鉚在每相隔一個(gè)的扇形上。</p><p>　?。?）將扇形

114、波形片的左、右凸起段分別與左、右側(cè)摩擦片鉚接，由于波形片（厚度小于1.0mm）比從動(dòng)片（厚1.5～2.5mm）薄，這種結(jié)構(gòu)的軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，適宜于高速旋轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）利用階梯形鉚釘桿的細(xì)段將成對(duì)波形片的左片鉚在左側(cè)摩擦片上，并交替地把右片鉚在右側(cè)摩擦片上。</p><p>　?。?）將靠近飛輪的左側(cè)摩擦片直接鉚合在從動(dòng)片上，只在靠近壓盤側(cè)的從動(dòng)片鉚有波形片，右側(cè)

115、摩擦片用鉚釘與波形片鉚合。</p><p>　　3.4.2 從動(dòng)盤轂</p><p>　　從動(dòng)盤轂是離合器承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動(dòng)機(jī)穿來(lái)的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對(duì)中的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax=147.0 N.m</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]P74表2-7選取。</p>

116、<p>　　從動(dòng)盤轂軸向長(zhǎng)度不宜過(guò)小，以免在花鍵上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取1.0～1.4倍的花鍵直徑，我們?nèi)?.0倍的花鍵直徑。從動(dòng)盤轂一般采用鍛鋼（如45，40Cr等），并且經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　摩擦片</b></p><p>　　由于本次所以設(shè)計(jì)的離合器所配的車型轎車，摩擦片在中、輕載荷下工作，我們選取的摩擦片材料為石