離合器及操縱機(jī)構(gòu)說(shuō)明書

1、<p><b>　　第一章 前言</b></p><p><b>　　§1.1 概述</b></p><p>　　對(duì)于以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車，離合器在機(jī)械傳動(dòng)中是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的，它是汽車傳動(dòng)系直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成。目前，各種汽車廣泛使用摩擦離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。離合器

2、的主要功能是切斷和實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞。主要功用：</p><p>　　(1) 汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；</p><p>　　(2) 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；</p><p>　　(3) 限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系各零件因過載而損壞；</p><p>　　(4

3、) 有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。</p><p>　　§1.1.1 離合器設(shè)計(jì)的原則</p><p>　　1.在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備；</p><p>　　2.接合時(shí)要平順柔和，以保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊；</p><p>　　3.分離時(shí)要迅速、徹底；</p><

4、;p>　　4.離合器從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減少同步器的磨損；</p><p>　　5.應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長(zhǎng)其使用壽命；</p><p>　　6.應(yīng)使傳動(dòng)系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和減小噪聲的能力；</p><p>　　7.作用在從動(dòng)盤上的壓力和摩擦材料的摩擦

5、因數(shù)在使用過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能；</p><p>　　8.操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞；</p><p>　　9.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)；</p><p>　　10.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。</p><p>　　§1.1.2 離合器的

6、組成</p><p><b>　　1. 主動(dòng)部分 </b></p><p>　　主動(dòng)部分包括飛輪、離合器蓋、壓盤等機(jī)件組成。這部分與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連在一起。離合器蓋與飛輪靠螺栓連接，壓盤與離合器蓋之間是靠3－4個(gè)傳動(dòng)片傳遞轉(zhuǎn)矩的 </p><p>　　2. 從動(dòng)部分 從動(dòng)部分是由單片、雙片或多片從動(dòng)盤所組成，它將主動(dòng)部分通過摩擦傳來(lái)的動(dòng)力

7、傳給變速器的輸入軸。從動(dòng)盤由從動(dòng)盤本體，摩擦片和從動(dòng)盤轂三個(gè)基本部分組成。為了避免轉(zhuǎn)動(dòng)方向的共振，緩和傳動(dòng)系受到的沖擊載荷，大多數(shù)汽車都在離合器的從動(dòng)盤上附裝有扭轉(zhuǎn)減震器。 </p><p><b>　　3. 扭轉(zhuǎn)減振器 </b></p><p>　　離合器接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤傳給了從動(dòng)盤兩側(cè)的摩擦片，帶動(dòng)從動(dòng)盤本體和與從動(dòng)盤本體鉚接在一起的減振器盤轉(zhuǎn)

8、動(dòng)。從動(dòng)盤本體和減振器盤又通過六個(gè)減振器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動(dòng)盤轂。因?yàn)橛袕椥原h(huán)節(jié)的作用，所以傳動(dòng)系受的轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊可以在此得到緩和。傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使從動(dòng)盤轂相對(duì)于從動(dòng)盤本體和減振器盤來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，夾在它們之間的阻尼片靠摩擦消耗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，將扭轉(zhuǎn)振動(dòng)衰減下來(lái)。 </p><p>　　詳細(xì)D=W=G圖=紙：三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六</p><p>　　全 套 資 料 低 拾10

9、快起</p><p>　　為了使汽車能平穩(wěn)起步，離合器應(yīng)能柔和接合，這就需要從動(dòng)盤在軸向具有一定彈性。為此，往往在動(dòng)盤本體圓周部分，沿徑向和周向切槽。再將分割形成的扇形部分沿周向翹曲成波浪形，兩側(cè)的兩片摩擦片分別與其對(duì)應(yīng)的凸起部分相鉚接，這樣從動(dòng)盤被壓縮時(shí)，壓緊力隨翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大，從而達(dá)到接合柔和的效果。 4. 壓緊機(jī)構(gòu) 壓緊機(jī)構(gòu)主要由螺旋彈簧或膜片彈簧組成，與主動(dòng)部分一起旋轉(zhuǎn)

10、，它以離合器蓋為依托，將壓盤壓向飛輪，從而將處于飛輪和壓盤間的從動(dòng)盤壓緊。 5. 操縱機(jī)構(gòu) 操縱機(jī)構(gòu)是為駕駛員控制離合器分離與接合程度的一套專設(shè)機(jī)構(gòu)，它是由位于離合器殼內(nèi)的分離杠桿（在膜片彈簧離合器中，膜片彈簧兼起分離杠桿的作用）、分離軸承、分離套筒、分離叉、回位彈簧等機(jī)件組成的分離機(jī)構(gòu)和位于離合器殼外的離合器踏板及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、助力機(jī)構(gòu)等組成。</p><p>　　6.離合器的工作原理</

11、p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪是離合器的主動(dòng)件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤和從動(dòng)轂借滑動(dòng)花鍵與從動(dòng)軸（即變速器的主動(dòng)軸）相連。壓緊彈簧則將從動(dòng)盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上，再由此經(jīng)過從動(dòng)軸和傳動(dòng)系中一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。 </p><p>　　a.結(jié)合狀態(tài) b.分離狀態(tài)</p>

12、<p>　　圖1-1 離合器工作原理圖</p><p>　　由于汽車在行駛過程中，需經(jīng)常保持動(dòng)力傳遞，而中斷傳動(dòng)只是暫時(shí)的需要，因此汽車離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分是經(jīng)常處于接合狀態(tài)的。摩擦副采用彈簧壓緊裝置即是為了適應(yīng)這一要求。當(dāng)希望離合器分離時(shí)，只要踩下離合器操縱機(jī)構(gòu)中的踏板，套在從動(dòng)盤轂的環(huán)槽中的撥叉便推動(dòng)從動(dòng)盤克服壓緊彈簧的壓力向松開的方向移動(dòng)，而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動(dòng)力的傳遞。

13、 當(dāng)需要重新恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，為使汽車速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化比較平穩(wěn)，應(yīng)該適當(dāng)控制離合器踏板回升的速度，使從動(dòng)盤在壓緊彈簧壓力作用下，向接合的方向移動(dòng)與飛輪恢復(fù)接觸。二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸增加。當(dāng)飛輪和從動(dòng)盤接合還不緊密，二者之間摩擦力矩比較小時(shí)，二者可以不同步旋轉(zhuǎn)，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動(dòng)盤接合緊密程度的逐步增大，二者轉(zhuǎn)速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時(shí)，汽車速度方能與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正

14、比。</p><p>　　第二章 離合器的方案選擇</p><p>　　§2.1 離合器的分類</p><p>　　汽車離合器大多是盤式摩擦離合器，按其從動(dòng)盤數(shù)目可分為：?jiǎn)纹㈦p片和多片三類；根據(jù)壓緊彈簧布置形式不同可分為：圓周布置、中央布置和斜布置等形式；根據(jù)使用的壓緊彈簧不同可分為：圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧離合器；根據(jù)分離時(shí)所受作用力的

15、方向不同可分為：拉式和推式兩種形式。</p><p>　　§2.2 從動(dòng)盤數(shù)的選擇</p><p>　　§2.2.1 單片離合器</p><p>　　單片離合器（圖2-1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊奏，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，能保證分離徹底，接合平順。適用于轎車和輕型、微型車。</p><p>　　§2

16、.2.2 雙片離合器</p><p>　　雙片離合器（圖2-2）摩擦面數(shù)是單片離合器的兩倍，傳遞轉(zhuǎn)矩能力較大，但是中間壓盤通風(fēng)散熱性不好，兩片起步負(fù)載不均，因而容易燒壞摩擦片，分離不夠徹底。此結(jié)構(gòu)一般用于傳遞轉(zhuǎn)矩較大的場(chǎng)合。</p><p>　　圖2-1 單片離合器 圖2-2 雙片離合器</p><p>　　§2.2.

17、3 多片離合器</p><p>　　多片離合器主要用于行星齒輪變速器換擋機(jī)構(gòu)中。它具有接合平順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于重型牽引車和自卸車上。 </p><p>　　通過以上分析比較，微型客車選用單片干式離合器。</p><p>　　§2.3 壓緊彈簧及其布置形式的選擇</p><p>　　

18、67;2.3.1 圓周布置彈簧離合器</p><p>　　圓周布置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易。為了保證摩擦片上壓力均勻，壓緊彈簧數(shù)目不應(yīng)太少，要隨摩擦片直徑的增大而增大，而且應(yīng)當(dāng)是分離杠桿的倍數(shù)。其缺點(diǎn)是壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，圓周布置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力也隨之降低；彈簧靠到它的定位面上，造成

19、接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)斷裂現(xiàn)象。</p><p>　　§2.3.2 中央布置彈簧離合器</p><p>　　中央彈簧離合器采用一到兩個(gè)圓柱螺旋彈簧或用一個(gè)圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心，此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。由于可選用較大的杠桿比，因此可得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便。此外，壓緊彈簧不與壓盤直接接觸，不會(huì)使彈簧退火，通過調(diào)整墊片或螺紋容易實(shí)現(xiàn)對(duì)

20、壓緊力的調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)多用于重型汽車上。</p><p>　　§2.3.3 斜布置彈簧離合器</p><p>　　斜布置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力盤上，并通過壓桿作用在壓盤上。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)是在摩擦片磨損或分離離合器時(shí)，壓盤所受的力幾乎保持不變。與上述兩種離合器相比，具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小的突出優(yōu)點(diǎn)。此結(jié)構(gòu)在重型汽車上已有采用。</p><

21、p>　　§2.3.4 膜片彈簧離合器</p><p>　　膜片彈簧離合器（圖2-3）中的膜片彈簧是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要由碟簧部分和分離指組成。</p><p><b>　　1.優(yōu)點(diǎn)</b></p><p>　　它與其它形式的離合器相比具有以下一系列優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1）彈簧具有較理

22、想的非線性特性（如圖2-4），彈簧壓力在摩擦片允許磨損范圍內(nèi)基本不變（從安裝工作點(diǎn)B變化到A點(diǎn)），因而離合器工作時(shí)能保持傳遞轉(zhuǎn)矩大致不變；對(duì)于圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降（從B點(diǎn)變化到 C點(diǎn)）。離合器分離時(shí)，彈簧壓力有所降（從B點(diǎn)變化到C點(diǎn)），從而降低了踏板力；對(duì)于圓柱螺旋彈簧，壓力則大大增加（從B點(diǎn)變化到C 點(diǎn)）。 </p><p>　　2）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

23、數(shù)目少，質(zhì)量小。</p><p>　　3）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性能穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力明顯下降。</p><p>　　4）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，使用壽命長(zhǎng)。</p><p>　　5）易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)。</p><p><b>　　6）平衡性好。<

24、/b></p><p>　　7）有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。</p><p><b>　　2.缺點(diǎn)</b></p><p>　　1）制造工藝復(fù)雜，對(duì)材質(zhì)和尺寸精度要求高。</p><p>　　2）非線性特性不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。</p><p>　　圖2-3 膜片彈

25、簧離合器 圖2-4膜片彈簧工作點(diǎn)位置 </p><p>　　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，膜片彈簧離合器不僅在轎車上被大量采用，而且在輕、中、重型貨車以及客車上也被廣泛采用。</p><p>　　§2.3.5 膜片彈簧的支承形式</p><p>　　圖2-5 推式

26、膜片彈簧雙支承環(huán)形式</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的是推式膜片彈簧，（圖2-5）是推式膜片彈簧的三種支承形式，圖2-5a)用臺(tái)肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個(gè)支承環(huán)與離合器蓋定位鉚合在一起，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；圖2-5 b)在鉚釘上裝硬化襯套和剛性檔環(huán)，提高了耐磨性，延長(zhǎng)了使用壽命，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；（圖2-5 c)取消了鉚釘，在離合器蓋內(nèi)邊緣上伸出許多舌片，將膜片彈簧、兩個(gè)支承環(huán)與離合器蓋彎合在一起，使結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)化，耐久性良好

27、，應(yīng)用日益廣泛。設(shè)計(jì)中采用了圖2-5 a)支承形式。</p><p>　　§2.3.6 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式</p><p>　　壓盤的驅(qū)動(dòng)方式主要有凸塊—窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動(dòng)片式等多種。前三種的缺點(diǎn)是在連接件之間都有間隙，在傳動(dòng)過程中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動(dòng)效率。彈性傳動(dòng)片式是近年來(lái)廣泛采用的驅(qū)動(dòng)方式，沿圓周切向布置三組或

28、四組薄彈簧鋼片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)結(jié)。（圖2-2），傳動(dòng)片的彈性允許其做軸向移動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)片受拉，當(dāng)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，傳動(dòng)片受壓。彈性傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓盤與飛輪對(duì)中性能好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長(zhǎng)。但反向承載能力差，汽車反拖時(shí)易折斷傳動(dòng)片，故對(duì)材料要求較高，一般采用高碳鋼。</p><p>　　綜上所述，本次設(shè)計(jì)的微型客車的離合器為推式膜片彈簧離合器。力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠

29、，降低成本。</p><p>　　第三章 離合器主要參數(shù)的選擇與計(jì)算</p><p>　　§3.1 離合器主要參數(shù)的選擇</p><p>　　摩擦離合器是靠存在于主、從動(dòng)部分摩擦表面之間的摩擦力矩來(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的。離合器的靜摩擦力矩為：</p><p><b>　　(3-1)</b></p>

30、<p>　　式中，為靜摩擦力矩；</p><p>　　為摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，計(jì)算時(shí)一般取0.25—0.30；</p><p>　　為壓盤施加在摩擦面上的工作壓力；</p><p>　　為摩擦片的平均摩擦半徑；</p><p>　　為摩擦面數(shù)，是從動(dòng)盤數(shù)的兩倍。</p><p>　　假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，

31、則有</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　式中，為摩擦面單位壓力，為一個(gè)摩擦面的面積；為摩擦片外徑；為摩擦片內(nèi)徑.</p><p>　　摩擦片的平均摩擦半徑根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示為</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p&

32、gt;　　當(dāng)d／D≥0．6時(shí)，Rc可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計(jì)算</p><p><b>　　(3-4) </b></p><p>　　將式（3-2）與式（3-3）代入式（3-1）得</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　式中，為摩擦片內(nèi)外徑之比，，一般在0.53～0.70之間

33、。</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)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　式中,為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；β為離合器的后備系數(shù)，定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，β必須大于1。</p><p>　　

34、離合器的基本參數(shù)主要有性能參數(shù)β和,尺寸參數(shù)、和摩擦片厚度以及結(jié)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù)和離合器間隙，最后還有摩擦系數(shù)。</p><p><b>　　1．后備系數(shù)β</b></p><p>　　后備系數(shù)β是離合器設(shè)計(jì)時(shí)用到的一個(gè)重要參數(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。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1)摩擦片在使用中磨損后，

35、離合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　2)要防止離合器滑磨過大。</p><p>　　3)要能防止傳動(dòng)系過載。</p><p>　　顯然，為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，β不宜選取太小；為使離合器尺寸不致過大，減少傳動(dòng)系過載，保證操縱輕便，β又不宜選取太大；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；當(dāng)使用條件惡劣，需要拖

36、帶掛車時(shí)，為提高起步能力、減少離合器滑磨，β應(yīng)選取大些；貨車總質(zhì)量越大，β也應(yīng)選得越大；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取的β值應(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可選取小些；膜片彈簧離合器由于摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定，選取的β值可比螺旋彈簧離合器小些；雙片離合器的β值應(yīng)大于單片離合器。各類汽車離合器的β值見表3-1</p><p>　　表 3-1 離合器后備系數(shù)β的取值范圍<

37、/p><p><b>　　2．單位壓力</b></p><p>　　單位壓力對(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。</p><p>　　離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小時(shí)，p0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，p0應(yīng)取小些；后備系

38、數(shù)較大時(shí)，p0可適當(dāng)增大。 </p><p>　　當(dāng)摩擦片采用不同的材料時(shí)，取值范圍見表3-2</p><p>　　表3-2摩擦片單位壓力p0的取值范圍</p><p>　　3. 摩擦片外徑、內(nèi)徑和厚度</p><p>　　當(dāng)離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料已選定，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩已知，結(jié)合式(3-5)和式(3-6)，適當(dāng)選取后備系數(shù)β和單位壓力，即

39、可估算出摩擦片外徑。</p><p>　　(3-7) </p><p>　　摩擦片外徑(mm)也可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩(N·m)按如下經(jīng)驗(yàn)公式選用</p><p>　　(3-8)

40、 </p><p>　　式中：為直徑系數(shù)，取值范圍見表3-3</p><p>　　表3-3 直徑系數(shù)的取值范圍</p><p>　　在同樣外徑時(shí)，選用較小的內(nèi)徑d 雖可增大摩擦面積，提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，但會(huì)使摩擦面上的壓力分布不均勻，使內(nèi)外緣圓周的相對(duì)滑磨速度差別太大而造成摩擦面磨損不均勻，且不利于散熱和扭轉(zhuǎn)減振器的安裝。摩擦片尺寸應(yīng)符合尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)GB5764—

41、86《汽車用離合器面片》，所選的應(yīng)使摩擦片最大圓周速度不超過65～70m／s，以免摩擦片發(fā)生飛離。</p><p>　　摩擦片的厚度b主要有3.2mm、3.5mm和4.0mm三種。</p><p>　　4.摩擦因數(shù)、摩擦面和離合器間隙</p><p>　　摩擦片的摩擦因數(shù)f取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。摩擦片的材料主要有石棉基材料、粉

42、末冶金材料和金屬陶瓷材料等。石棉基材料的摩擦因數(shù)f受工作溫度、單位壓力和滑磨速度影響較大，而粉末冶金材料和金屬陶瓷材料的摩擦因數(shù)f較大且穩(wěn)定。各種摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍見表3-4</p><p>　　表3-4 摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍</p><p>　　摩擦面數(shù)Z為離合器從動(dòng)盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小及其結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　

43、離合器的間隙是指離合器處于正常結(jié)合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能完全結(jié)合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。該間隙一般為1.5～3mm。</p><p>　　§3.2 離合器主要參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　§3.2.1 離合器主要參數(shù)的選擇與計(jì)算</p><p>　　根據(jù)以上離合器主要參數(shù)的

44、選擇的依據(jù)的條件，本設(shè)計(jì)離合器采用模壓石棉基材料初選取各參數(shù)為：</p><p>　　=0.20, =0.18×106MPa,=2, b =3.5mm, </p><p>　　由已知條件：=52 N·m, </p><p>　　1．摩擦片外徑D、內(nèi)徑d</p><p><b>　　由式(3－8)知：</b

45、></p><p>　　==105.28mm</p><p>　　由于摩擦片的外徑D(mm)的選取應(yīng)使最大圓周速度VD不超過65～70m/s，即</p><p><b>　　(3-9)</b></p><p>　　則D的取值范圍為：105.28mm < D <243.20mm</p>&l

46、t;p>　　按表3.5初選：D ＝180mm d =125mm.</p><p>　　表3.5 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)</p><p>　　2.摩擦片的平均摩擦半徑Rc</p><p>　　由式(3-4)知：當(dāng)d／D≥0．6時(shí)</p><p><b>　　3. 靜摩擦力矩</b></p>&

47、lt;p>　　由式(3-2)知作用于摩擦片上的工作壓力F</p><p>　　由式(3-1)離合器的靜摩擦力矩</p><p>　　由式(3-6)可知離合器后備系數(shù)β的值為</p><p>　　§3.2.2 離合器基本參數(shù)的優(yōu)化</p><p>　　設(shè)計(jì)離合器要確定離合器的性能參數(shù)和尺寸參數(shù)，這些參數(shù)的變化影響離合器的結(jié)構(gòu)尺寸

48、和工作性能。這些參數(shù)的確定在前面是采用先初選、后校核的方法。</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)變量</b></p><p>　　后備系數(shù)可由式(3-1)和式(3-6)確定，可以看出β取決于離合器工作壓力F和離合器的主要尺寸參數(shù)D和d。</p><p>　　單位壓力。可由式(3—2)確定， 也取決于F 和D 及d。因此，離合器基本參數(shù)的優(yōu)化設(shè)

49、計(jì)變量選為</p><p>　　X=[x1 x2 x3 ]T =[ F 　D 　d ]T </p><p><b>　　2．目標(biāo)函數(shù)</b></p><p>　　離合器基本參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)追求的目標(biāo)是在保證離合器性能要求條件下，使其結(jié)構(gòu)尺寸盡可能小，即目標(biāo)函數(shù)為</p><p><b>　　3．約束條件&

50、lt;/b></p><p>　　1） 摩擦片的內(nèi)外徑比 </p><p>　　c =d／D=125/180=0.694 在0．53≤ c ≤0．70范圍內(nèi)</p><p>　　2) 摩擦片的外徑D(mm)的最大圓周速度 </p><p>　　不超過65 ～ 70m/s</p><p><b>　　3)

51、后備系數(shù)</b></p><p>　　為保證離合器可靠傳遞轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過載，不同車型的β值應(yīng)在一定范圍內(nèi),最大范圍β為1.2～4.0，即　1.2≤β≤4.0 　　</p><p>　　β=1.390 在1．2≤β≤4．0之間</p><p>　　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 約40mm,即</p&

52、gt;<p>　　>+40mm 可得 <42.5mm</p><p>　　5)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 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，最大范圍 為0.10～1.50MPa，即：</p><p>　　0．10MPa≤≤1．50MPa</p><p>　　前面我們選擇 =0．18MPa在

53、此范圍內(nèi)。</p><p>　　6）單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　由表3.6查出D＝180mm時(shí)：=0.28×102 N·m／mm2</p><p>　　表3.6 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 (N·m／mm2)</p><p>　　7) 為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫

54、度過高而發(fā)生燒傷，每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值。</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　式中，ω為單位摩擦面積滑磨功(J／mm2)；</p><p>　　[ω]為其許用值(J／mm2)，對(duì)于轎車：[ω] =0.40J／mm2；對(duì)于輕型貨車</p><p>　　[ω]=0.3

55、3J／mm2；對(duì)于重型貨車：[ω]=0.25J／mm2。由下式：</p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　可算出，式中，W為汽車起步時(shí)離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)，</p><p>　　為汽車總質(zhì)量(kg)； =1400kg</p><p>　　為輪胎

56、滾動(dòng)半徑(m)； =270mm</p><p>　　為起步時(shí)所用變速器擋位的傳動(dòng)比； ==3.647</p><p>　　為主減速器傳動(dòng)比； =5.598</p><p>　　為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r／min)，計(jì)算時(shí)轎車取2000r／min，貨車取1500r／min。</p><

57、p>　　則由式（3-11）得：</p><p>　　由式（3-10）得：</p><p>　　=0.25J／mm2</p><p>　　第四章 膜片彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　§4.1膜片彈簧的尺寸選擇</p><p>　　§4.1.1 膜片彈簧的尺寸選擇依據(jù)</p>

58、<p>　　圖4-1膜片彈簧的尺寸簡(jiǎn)圖</p><p>　　膜片彈簧的主要參數(shù)：</p><p>　　膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)截錐高度 H；</p><p>　　膜片彈簧鋼板厚度 h ；</p><p>　　自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑 R；</p><p>　　自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑 r ；<

59、;/p><p>　　自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的圓錐底角 α；</p><p>　　分離指數(shù)目 n 等，見圖4－1。</p><p>　　1.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。由圖4-2可知，當(dāng)H／h <時(shí)，F(xiàn)1=?(λ1)為增函數(shù)；H／h = 時(shí)，F(xiàn)1= ?(λ1)有一極值，該極值點(diǎn)恰為拐點(diǎn)；H／h

60、> 時(shí)，F(xiàn)1 = ?(λ1)有一極大值和一極小值；當(dāng)H／h =時(shí)，F(xiàn)1= ?(λ1)的極小值落在橫坐標(biāo)上。為保證離合器的壓緊力變化不大和操縱方便，離合器膜片彈簧的H/h一般為1.5～2.5,板厚為2～4mm。</p><p>　　圖4-2 膜片彈簧的彈性特性曲線</p><p>　　2.比值R／r和R 、r的選擇</p><p>　　研究表明，R/r越大，彈簧

61、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較大，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1.20～1.35。為使摩擦片上壓力分布較均勻，推式膜片彈簧的R值應(yīng)取為大于或等于摩擦片的平均半徑，拉式膜片彈簧的r值宜取為大于或等于。</p><p><b>　　3.α的選擇</b></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

62、，α=arctan /(R-r)≈H/(R-r)。一般在9°～15°范圍內(nèi)。</p><p>　　4.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2-4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=(+)/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H點(diǎn)處，一般=(0.8～1.0)，以保證摩擦片在最大

63、磨損限度范圍內(nèi)壓緊力從到變化不大。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>　　5.分離指數(shù)目n的選取</p><p>　　分離指數(shù)目n常取為18，大尺寸膜片彈簧可取24，小尺寸膜片彈簧可取12。</p><p>　　6.膜片彈簧小端半徑及分離軸承作用半徑的確定</p><p>　　由離

64、合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于花鍵的外徑，應(yīng)大于。</p><p>　　7.切槽寬度、及半徑 的確定</p><p>　　=3.2～3.5mm, =9～10mm，的取值應(yīng)滿足r-re≥</p><p>　　§4.1.2 膜片彈簧基本尺寸的選擇</p><p>　　根據(jù)上述依據(jù)，選擇膜片彈簧的基本尺寸如下表所示：</p>

65、<p>　　表4-1膜片彈簧的基本參數(shù)</p><p>　　§4.2 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)</p><p>　　通過確定一組彈簧的基本參數(shù)，使其載荷變形特性滿足離合器的使用性能要求，而且彈簧強(qiáng)度也滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　1. 目標(biāo)函數(shù)</b></p><p>　　關(guān)于膜片彈簧優(yōu)化設(shè)

66、計(jì)的目標(biāo)函數(shù)主要有以下幾種：</p><p>　　1) 彈簧工作時(shí)的最大應(yīng)力為最小。</p><p>　　2) 從動(dòng)盤摩擦片磨損前后彈簧壓緊力之差的絕對(duì)值為最小。</p><p>　　3) 在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承裝置上的分離操縱力平均值為最小。</p><p>　　4) 在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對(duì)值的平均值為最小

67、。</p><p>　　5) 選3)和4)兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。</p><p>　　選取5)作為目標(biāo)函數(shù)，通過兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)分配不同權(quán)重來(lái)協(xié)調(diào)它們之間的矛盾，并用轉(zhuǎn)換函數(shù)將兩個(gè)目標(biāo)合成一個(gè)目標(biāo)，構(gòu)成統(tǒng)一的總目標(biāo)函數(shù)。</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　式中，和分別為兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)和的加權(quán)因

68、子，視設(shè)計(jì)要求選定。</p><p><b>　　2. 設(shè)計(jì)變量 </b></p><p>　　通過支承和壓盤加在膜片彈簧上的載荷F1集中在支承點(diǎn)處，加載點(diǎn)間的相對(duì)軸向變形為λl(圖4—3b)，則有關(guān)系式</p><p><b>　　(4-2)</b></p><p>　　式中，E為材料的彈性模量，

69、對(duì)于鋼E =2.1×106 ；μ為材料的泊松比；對(duì)于鋼μ=0.3 ，H為膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)截錐高度（mm）；h彈簧鋼板厚度（mm）；R、r為碟簧部分大、小端半徑（mm）；R1、r1為壓盤加載點(diǎn)和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑(mm)。</p><p>　　從膜片彈簧載荷變形特性公式(4-2)可以看出，應(yīng)選取H、h、R、r、R1、r1這六個(gè)尺寸參數(shù)以及在接合工作點(diǎn)相應(yīng)于彈簧工作壓緊力F1B的大端變形量λ1B

70、 (圖2-4)為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，即:</p><p>　　X = [ x1 x 2 x3 x4 x5 x6 x7 ]T= [ H h R r R1 r1 λ1B]T (4-3)</p><p>　　a)自由狀態(tài) b)壓緊狀態(tài) C)分離狀態(tài)</p><p>　　圖4-3 膜片彈簧在不同工作狀態(tài)時(shí)的變形</p><p>　　當(dāng)離合器

71、分離時(shí)，膜片彈簧的分離點(diǎn)將發(fā)生變化（圖4-3 c）.設(shè)分離軸承對(duì)分離指端所加載載荷為F2(N)，相應(yīng)的作用點(diǎn)變形為λ2（mm）；另外在分離與壓緊狀態(tài)下，只要膜片彈簧變形到相同的位置，其子午斷面從自由狀態(tài)轉(zhuǎn)過相同的轉(zhuǎn)角，則有下列關(guān)系：</p><p><b>　　(4-4) </b></p><p><b>　　(4-5)</b></p>

72、;<p>　　上式中為分離軸承與分離指的接觸半徑（mm）</p><p>　　將式（4-4）、（4-5）代入式（4-2）得：</p><p><b>　　(4-6)</b></p><p>　　如果不計(jì)分離指在作用下的變形，則分離軸承推分離指的移動(dòng)行程 ( 圖4-3 c)為：</p><p><b&g

73、t;　　(4-7)</b></p><p>　　式中為壓盤的分離行程（圖4-3 b、c）。</p><p>　　由式（4-2）和 表 4-1 做出膜片彈簧的工作彈性曲線如圖4-4所示，計(jì)算數(shù)據(jù)如下表4-3所示。</p><p>　　表4-2膜片彈簧的基本參數(shù)</p><p>　　表4-3 膜片彈簧工作特性曲線計(jì)算</p>

74、;<p>　　圖4-4膜片彈簧工作特性曲線</p><p><b>　　3. 約束條件 </b></p><p>　　1) 應(yīng)保證所設(shè)計(jì)的彈簧工作壓緊力與要求壓緊力相等，即</p><p><b>　　= </b></p><p>　　2) 為了保證各工作點(diǎn)A、B、C有較合適的位置(A

75、點(diǎn)在凸點(diǎn)M左邊，B點(diǎn)在拐點(diǎn)H附近，C點(diǎn)在凹點(diǎn)N附近，如圖2-11所示)，應(yīng)正確選擇相對(duì)于拐點(diǎn)的位置，一般=0.8～1.0，即 </p><p>　　(4-8) </p><p>　　3) 保證摩擦片磨損后仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力應(yīng)大于或等于新摩擦

76、片時(shí)的壓緊力，即</p><p>　　4) 為了滿足離合器使用性能的要求，膜片彈簧的H／h與初始底錐角α應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即</p><p>　　1.6≤H／h≤2.2 9°≤α≤15°</p><p>　　設(shè)計(jì)膜片彈簧的H／h = 3.6/2 = 1.8 </p><p>　　α≈arctan=

77、arctan=9.728°</p><p>　　5) 彈簧各部分有關(guān)尺寸比值應(yīng)符合一定的范圍，即</p><p>　　1.20≤R／r≤1.35 </p><p>　　70 ≤2R／h≤100 </p><p>　　3.5 ≤R／r0 ≤5.0 (4-9)</p

78、><p>　　R／r=1.31838 2R／h=87 R／r0 =4.5均在此范圍內(nèi)。</p><p>　　6) 為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑R1(或拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑r1)應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即</p><p>　　推式： (D+d)／4≤R1≤D／2 </p><

79、;p>　　拉式： (D+d)／4≤r1≤D／2</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的為推式：R1=67mm ,D=180mm ,d=125mm</p><p>　　76.25mm≤R1≤90mm R1滿足此條件</p><p>　　7) 根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置的要求，R1與R、r1與r、rf與r0之差應(yīng)在一定范圍，即</p><p>　

80、　1mm≤R-R1≤7mm R-R1=87-86=1mm</p><p>　　0mm≤r1-r≤6mm r1-r=67-66=1mm</p><p>　　0mm≤rf-r0≤4mm rf-r0=23-20=3mm</p><p>　　8) 膜片彈簧的杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即</p><p>　　推式

81、：2.3≤(r1- rf)／(R1- r1)≤4.5</p><p>　　拉式：3.5≤(R1- rf)／(R1- r1)≤9.0</p><p>　　所設(shè)計(jì)的推式膜片彈簧 </p><p>　　(r1-rf)／(R1-r1)=(67-23)/(86-67)=44/19=2.32mm滿足優(yōu)化條件。</p><p>　　9) 彈簧在工作過程中B

82、點(diǎn)的最大壓應(yīng)力應(yīng)不超過其許用值，即</p><p><b>　　≤</b></p><p>　　10) 彈簧在工作過程中A＇點(diǎn)(或A點(diǎn))的最大拉應(yīng)力 (或)應(yīng)不超過其相應(yīng)許用值，即</p><p>　　≤[] 或≤[]</p><p>　　11) 由主要尺寸參數(shù)H、h、R和r制造誤差引起的彈簧壓緊力的相對(duì)偏差不超過

83、某一范圍，即</p><p><b>　　(4-10)</b></p><p>　　式中ΔFH 、ΔFh 、ΔFR 、ΔFr 分別為H、h、R、r的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值。</p><p>　　12) 由離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊力的相對(duì)偏差也不得超過某一范圍，即 </p><p><b>　　(4

84、-11)</b></p><p>　　式中，ΔF1B為離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值。 </p><p>　　§4.3 膜片彈簧的工作點(diǎn)選擇及計(jì)算</p><p>　　§4.3.1膜片彈簧工作點(diǎn)的選擇</p><p>　　1. 結(jié)合膜片彈簧工作點(diǎn)位置圖（圖2-4）和膜片彈簧工作特性曲線圖（圖4-4）取工

85、作點(diǎn)位置B的變形量=3.3mm,此時(shí)2388.51N, </p><p>　　F為壓盤作用在摩擦片上的作用力 F =2370.31 N</p><p><b>　　校核后備系數(shù)</b></p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　離合器徹底分離時(shí)，工作點(diǎn)由B到C,壓盤的分離行

86、程 ,即膜片彈簧的大端變形量。</p><p>　　當(dāng)離合器發(fā)生磨損后，磨損后的工作點(diǎn)A點(diǎn)的變形量，</p><p>　　2. 離合器徹底分離時(shí)，分離軸承作用的載荷</p><p>　　離合器徹底分離時(shí)，由（式4-5）可得： </p><p>　　3. 離合器分離軸承的行程

87、計(jì)算</p><p>　　離合器徹底分離時(shí)，壓盤的分離行程在不計(jì)膜片的彈性彎曲變形時(shí)，分離軸承推分離指的移動(dòng)行程，由式(4-7)得：</p><p>　　自由狀態(tài)下分離軸承的自由行程一般為1.5～3 mm。所以可得分離軸承的總行程可計(jì)算為</p><p>　　§4.3.2膜片彈簧的強(qiáng)度校核</p><p>　　假設(shè)膜片彈簧在承載過程

88、中，其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)（圖4-5），子午斷面在中性點(diǎn)O處沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，O點(diǎn)以外的點(diǎn)均存在切向應(yīng)變和切向應(yīng)力。</p><p>　　在坐標(biāo)系xoy中，斷面上任意點(diǎn)（x,y）的切向應(yīng)力為</p><p><b>　　(4-12)</b></p><p>　　式中為自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的圓錐底角（rad）；為從自由狀

89、態(tài)起，碟簧子午斷面的轉(zhuǎn)角（rad）；</p><p>　　e為中性點(diǎn)半徑（mm）,</p><p>　　圖4-5 子午斷面饒中性點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)</p><p>　　由式（4-12）可知，當(dāng)一定時(shí)，一定的切向應(yīng)力在xoy坐標(biāo)系中呈線性分布，當(dāng)=0時(shí)有</p><p><b>　　(4-13)</b></p><

90、;p>　　因很小，則式（4-13）表明，對(duì)于一定的，零應(yīng)力分布在過O 點(diǎn)而與x軸成的直線上。經(jīng)分析可得，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)校核碟簧的強(qiáng)度。將B點(diǎn)坐標(biāo)和代入式（4-12），可得B點(diǎn)的應(yīng)力</p><p><b>　　(4-14)</b></p><p>　　令，可求出達(dá)到極大值時(shí)的轉(zhuǎn)角</p><p>　　(4-15)

91、 </p><p>　　式（4-15）表明B點(diǎn)的最大應(yīng)力發(fā)生在比彈簧壓平位置再多一個(gè)角度的位置處。</p><p>　　當(dāng)離合器分離時(shí)，膜片彈簧的子午斷面的實(shí)際轉(zhuǎn)角，計(jì)算時(shí)取=；在分離軸承推力作用下,B點(diǎn)還受到彎曲應(yīng)力，其值為</p><p><b>　　(4-16)</b></

92、p><p>　　式中n為分離指?jìng)€(gè)數(shù)，為一個(gè)分離指根部的寬度（mm）</p><p>　　考慮到彎曲應(yīng)力是與切向壓應(yīng)力相互作垂直的拉應(yīng)力，根據(jù)最大切應(yīng)力理論，B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為</p><p><b>　　(4-17)</b></p><p><b>　　由式（4-14）得</b></p>&

93、lt;p>　　式中由式（4-16）可得B點(diǎn)受到的彎曲應(yīng)力</p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　則由式（4-17）得 </p><p>　　實(shí)驗(yàn)表明，裂紋首先在碟簧壓應(yīng)力最大的B點(diǎn)發(fā)生，但此裂紋不發(fā)生到損壞，且不會(huì)明顯影響碟簧的承載能力。繼后，在A′點(diǎn)由于拉應(yīng)力產(chǎn)生裂紋，這種裂紋是發(fā)展性的，一直發(fā)展到使碟簧損壞。

94、設(shè)計(jì)中彈簧材料選擇60Si2MnA,通常應(yīng)使小于1500～1700 Mpa。</p><p>　　第五章 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)</p><p>　　扭轉(zhuǎn)減振器主要由彈性元件(減振彈簧或橡膠)和阻尼元件(阻尼片)等組成。彈性元件的主要作用是降低傳動(dòng)系的首端扭轉(zhuǎn)剛度，改變系統(tǒng)的固有振型，盡可能避開由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵(lì)引起的共振。阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動(dòng)能量。</p>&

95、lt;p>　　扭轉(zhuǎn)減振器具有如下功能：</p><p>　　1）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。</p><p>　　2）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。</p><p>　　3）控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器軸系的扭振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭振與噪聲。<

96、/p><p>　　4）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。</p><p>　　§5.1 扭轉(zhuǎn)減振器線性和非線性特性 </p><p>　　扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非線性特性兩種形式。</p><p>　　單級(jí)線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性如（圖 5-1）所示，其彈性元件一般采用圓柱螺旋彈簧，廣泛應(yīng)用于汽油機(jī)汽車中。<

97、/p><p>　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)時(shí)，怠速時(shí)引起變速器常嚙合齒輪齒間的敲擊，從而產(chǎn)生怠速噪聲。在扭轉(zhuǎn)減振器中另設(shè)置一組剛度較小的彈簧，使其在怠速工況下起作用，以消除變速器怠速噪聲， 此時(shí)可得到兩級(jí)非線性特性，第一級(jí)的剛度很小，稱為怠速級(jí)，第二級(jí)的剛度較大。</p><p>　　目前，在柴油機(jī)汽車中廣泛采用具有怠速級(jí)的兩級(jí)或三級(jí)非線性扭轉(zhuǎn)減振器 。三級(jí)非線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性如圖5-2所示。 &l

98、t;/p><p>　　圖5-1 單級(jí)線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性 圖5-2 三級(jí)非線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性</p><p>　　§5.2 扭轉(zhuǎn)減振器的主要參數(shù) </p><p>　　減振器的扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩是兩個(gè)主要參數(shù)。其設(shè)計(jì)參數(shù)還包括極限轉(zhuǎn)矩、預(yù)緊轉(zhuǎn)矩和極限轉(zhuǎn)角等。</p><p>　　圖5-3減振器尺寸簡(jiǎn)圖</p&

99、gt;<p><b>　　1.極限轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位銷與從動(dòng)盤轂缺口之間的間隙Δl(圖5-3)時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，一般可取</p><p>　　= (1.5～2.0) (5-1)</p><p>　　式中，商用車：系數(shù)取1.5；乘用車：系數(shù)取2.0。

100、</p><p>　　試驗(yàn)表明，當(dāng)減振器傳遞的極限轉(zhuǎn)矩與汽車后驅(qū)動(dòng)輪的最大附著力矩相等時(shí)，傳動(dòng)系的動(dòng)載荷為最??；若，系統(tǒng)將產(chǎn)生沖擊載荷；若，則會(huì)增大減振器的角剛度，使傳動(dòng)系動(dòng)載荷有所增大。因此，也可按下式選取</p><p><b>　　(5-2)</b></p><p>　　G2為汽車后驅(qū)動(dòng)橋靜載荷；為附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)=0.8；為齒輪滾動(dòng)半徑

101、；為主減速比；為變速器一檔傳動(dòng)比</p><p><b>　　=N</b></p><p><b>　　N·m</b></p><p><b>　　2. 扭轉(zhuǎn)角鋼度</b></p><p>　　決定于減振彈簧的線剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸。設(shè)減振彈簧分布在半徑為圓周上，當(dāng)從

102、動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂轉(zhuǎn)過弧度時(shí)，彈簧相應(yīng)變形量為。此時(shí)所需加在從動(dòng)片上的轉(zhuǎn)矩為</p><p><b>　　(5-3)</b></p><p>　　式中，為每個(gè)減振彈簧的線剛度(N／mm)；Zj為減振彈簧個(gè)數(shù)；為減振彈簧位置半徑(m)。</p><p>　　根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度的定義，則減振器扭轉(zhuǎn)剛度 </p><p><b&

103、gt;　　(5-4)</b></p><p>　　為減振器扭轉(zhuǎn)剛度(N·m/rad)</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)來(lái)初選 </p><p><b>　　(5-5)</b></p><p><b>　　N·m/rad </b></p><p

104、>　　取=890 N·m/rad </p><p><b>　　3.阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　為了在發(fā)動(dòng)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 。一

105、般可按下式初選</p><p>　　=(0.06～0.17) (5-6) </p><p>　　=0.11Χ52 = 5.72 N·m </p><p><b>　　4.預(yù)緊轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。研究表明，增加，共振

106、頻率將向減小頻率的方向移動(dòng)，這是有利的。但是不應(yīng)大于，否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器將提前停止工作，故取</p><p>　　=(0.05～0.15) (5-7)</p><p>　　=0.10Χ =0.10 Χ52 = 5.2 N·m </p><p>　　5. 減振彈簧的

107、位置半徑</p><p>　　的尺寸應(yīng)盡可能大些，如圖7-3所示，一般取</p><p>　　=(0.60～0.75)d/2 (5-8)</p><p>　　=(0.60～0.75)125/2 = 37.5～46.875mm 取=40mm</p><p><b>　　6 減振彈

108、簧個(gè)數(shù)</b></p><p>　　表6—1 減振彈簧個(gè)數(shù)的選取</p><p>　　因?yàn)樗x取摩擦片的外徑=180mm,故取=4。</p><p><b>　　7.減振彈簧總壓力</b></p><p>　　當(dāng)限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙或被消除，減振彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值時(shí)，減振彈簧受到的壓力為 &l

109、t;/p><p><b>　　(5-9) </b></p><p>　　= 69.04/0.040 =1726 N</p><p>　　§5.3 減振彈簧的計(jì)算</p><p>　　1. 單個(gè)減振彈簧的的工作載荷</p><p>　　2. 減振彈簧的尺寸</p><p&g

110、t;　　彈簧中徑D2：一般有結(jié)構(gòu)布置來(lái)決定，通常D2=11～15mm 左右。查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第883頁(yè)，取D2=14 mm</p><p><b>　　彈簧鋼絲直徑d:</b></p><p><b>　　(5-10)</b></p><p>　　式中，扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力取550～600 Mpa，此處=580Mpa<

111、/p><p>　　所以取d = 3 mm</p><p>　　減振彈簧的剛度:應(yīng)根據(jù)已選定的減振器扭轉(zhuǎn)剛度值及其布置尺寸,根據(jù)下式計(jì)算：</p><p><b>　　(5-11) </b></p><p>　　減振彈簧的有限圈數(shù) :</p><p><b>　　(5-12)</b>

112、;</p><p>　　式中，G為材料的剪切彈性膜量，對(duì)碳鋼可取G =8.3Χ104 Mpa</p><p><b>　　則有 </b></p><p>　　總?cè)?shù)+(1.5～2)=3.84～4.34 此設(shè)計(jì)中取=5 圈</p><p>　　減振彈簧的最小高度：指減振彈簧在最大工作負(fù)荷下的工作長(zhǎng)度，考慮到此時(shí)彈

113、簧的壓縮各圈之間仍需留一定的間隙，可確定為</p><p>　　減振彈簧總變形量：指減振彈簧在最大工作負(fù)荷下所產(chǎn)生的最大壓縮變形，為 </p><p>　　減振彈簧自由高度：指減振彈簧無(wú)負(fù)荷時(shí)的高度，為</p><p><b>　　減振彈簧預(yù)變形量 </b></p><p>　　減振彈簧安裝工作高度：它關(guān)系到從動(dòng)盤轂等零

114、件窗口的尺寸設(shè)計(jì)，為 </p><p>　　3. 從動(dòng)片相對(duì)于從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角 </p><p>　　最大轉(zhuǎn)角和減振彈簧的工作變形量有關(guān)，其值為</p><p>　　4. 限位銷與從動(dòng)盤轂缺口側(cè)邊的間隙</p><p><b>　　(5-13)</b></p><p>　　式中，為限位銷的安裝尺

115、寸。的取值一般為2.5～3 mm</p><p><b>　　取=3 mm，則有</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)中取=42mm</b></p><p><b>　　5．限位銷直徑 </b></p><p>　　按結(jié)構(gòu)布置選定，一般=9.5～12mm 取=10m

116、m</p><p>　　目前從動(dòng)盤減振器在特性上存在如下局限性：</p><p>　　1) 通用的從動(dòng)盤減振器不能使傳動(dòng)系振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率降低到怠速轉(zhuǎn)速以下，因此不能避免怠速轉(zhuǎn)速時(shí)的共振。</p><p>　　2) 它在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)用轉(zhuǎn)速1000～2000r／min范圍內(nèi)，難以通過降低減振彈簧剛度得到更大的減振效果。因?yàn)樵趶膭?dòng)盤結(jié)構(gòu)中，減振彈簧位置半徑較小，其轉(zhuǎn)角又受

117、到限制，如降低減振彈簧的剛度，就會(huì)增加轉(zhuǎn)角并難以確保允許傳遞扭矩的能力。</p><p>　　第六章 離合器操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　離合器操縱系統(tǒng)的功能是，把駕駛員對(duì)離合器踏板的輸入變成分離軸承上的輸出，來(lái)控制離合器的分離和接合，從而完成對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力切斷或傳遞。因此離合器踏板的布置位置、相關(guān)尺寸、作用力以及行程都要符合人體工學(xué)的要求。</p><p&

118、gt;　　§6.1 對(duì)離合器操縱機(jī)構(gòu)的要求</p><p>　　1. 踏板力要盡可能小，乘用車一般在80～150N，商用車不大于150～200N。</p><p>　　2. 踏板行程在一定的范圍內(nèi)，乘用車一般在80～150mm，商用車最大不應(yīng)超過180mm。</p><p>　　3. 應(yīng)有踏板行程調(diào)整裝置，以保證摩擦片磨損后，分離軸承的自由行程可以調(diào)整復(fù)原

119、。</p><p>　　4. 應(yīng)有對(duì)踏板行程進(jìn)行限位的裝置，防止操縱機(jī)構(gòu)的零件因受力過大而損壞。</p><p>　　5. 應(yīng)具有足夠的剛度。</p><p>　　6. 傳動(dòng)效率要高。</p><p>　　7. 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及車架和駕駛室的變形不會(huì)影響其正常工作。</p><p>　　8. 工作可靠、壽命長(zhǎng)，維修方便。&

120、lt;/p><p>　　§6.2 操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　常用的離合器操縱機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械式、液壓式、機(jī)械式和液壓式操縱機(jī)構(gòu)的助力器、氣壓式和自動(dòng)操縱式等。</p><p>　　機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有桿系和繩索兩種形式。</p><p>　　桿系操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，被廣泛應(yīng)用。但其質(zhì)量大，機(jī)械效率低，在遠(yuǎn)距離操縱時(shí)布置較

121、困難。</p><p>　　繩索傳動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)（圖6-1）可克服上述缺點(diǎn)，且可采用吊掛式踏板結(jié)構(gòu)。但其壽命較短，機(jī)械效率仍不高。多用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排量小于1.6 L的輕型汽車車中。</p><p>　　液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由主缸、工作缸和管路等部分組成，具有傳動(dòng)效率高、質(zhì)量小、布置方便、便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、駕駛室和車架變形不會(huì)影響其正常工作、離合器接合較柔和等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各種形式