福特?？怂箖蓭?.8手動(dòng)經(jīng)典型離合器設(shè)計(jì) 車輛工程畢業(yè)論文

1、專業(yè)課課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)主題：福特?？怂箖蓭?.8手動(dòng)經(jīng)典型離合器設(shè)計(jì)學(xué) 院：機(jī)械與車輛學(xué)院專業(yè)班級(jí)：車輛工程姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：成 績(jī)：摘 要離合器是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成，其主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車起步時(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；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系各零件因過載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。本文通過對(duì)福特福克斯兩廂1.8手動(dòng)經(jīng)典型整車參數(shù)的分析，對(duì)轎車離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得轎車離合器設(shè)計(jì)更合理。關(guān)鍵詞：離合器 膜

2、片彈簧 設(shè)計(jì) 校核目 錄摘要i一、離合器設(shè)計(jì)的目的及離合器概述11.1離合器設(shè)計(jì)的基本要求11.2技術(shù)參數(shù)及論文要求11.3膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)21.4膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)31.5膜片彈簧離合器的工作原理3二、離合器摩擦片參數(shù)的確定42.1 摩擦片參數(shù)的選擇42.1.1 初選摩擦片外徑d、內(nèi)徑d、厚度b42.1.2 后備系數(shù)52.1.3 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩tc62.1.4 單位壓力p06三、離合器其它主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1 從動(dòng)盤設(shè)計(jì)73.1.1 從動(dòng)盤設(shè)計(jì)要求73.1.2 從動(dòng)片的選擇和設(shè)計(jì)83.1.3從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)93.2壓盤的設(shè)計(jì)103.2.1壓盤傳力方式選擇103.2.2 壓

3、盤的材料選擇113.2.3壓盤的幾何尺寸的確定113.2.4離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求12四、膜片彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算134.1 膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇134.1.1 截錐高度h與板厚h比值 和板厚h的選擇134.1.2自由狀態(tài)下碟簧部分大端r、小端r的選擇和 比值144.1.3膜片彈簧起始圓錐底角 的選擇144.1.4分離指數(shù)目n、切槽寬度1、2及半徑144.1.5膜片彈簧小端內(nèi)半徑 及分離軸承作用半徑的確定154.1.6 壓盤加載點(diǎn)半徑 和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定154.1.7膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇154.1.8膜片彈簧材料164.2膜片彈簧的強(qiáng)度校核164.2.1繪制膜片彈簧的特性曲線174.

4、2.2 確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置184.2.3 求離合器徹底分離時(shí)分離軸承作用的載荷f2194.2.4 求分離軸承的行程2194.2.5 膜片彈簧強(qiáng)度校核20五、扭轉(zhuǎn)減振器簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)205.1 扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)205.1.1 扭轉(zhuǎn)剛度k215.1.2 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩215.1.3 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩225.1.4 減振彈簧的位置半徑225.1.5 減振彈簧個(gè)數(shù)225.1.6 減振彈簧總壓力225.2 減振彈簧的計(jì)算235.2.1單個(gè)減振器的工作壓力p235.2.2 減振彈簧尺寸23六、 設(shè)計(jì)小結(jié)25七、 參考文獻(xiàn)25一、 離合器設(shè)計(jì)的目的及離合器概述了解轎車離合器的構(gòu)造，掌握轎車離合器的工作原理。了解從動(dòng)

5、盤總成的結(jié)構(gòu)，掌握從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì)方法，了解壓盤和膜片彈簧的結(jié)構(gòu)，掌握壓盤和膜片彈簧的設(shè)計(jì)方法，通過對(duì)以上幾方面的了解，從而熟悉轎車離合器的工作原理。學(xué)會(huì)如何查找文獻(xiàn)資料、相關(guān)書籍，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)項(xiàng)目、自學(xué)的能力，掌握單獨(dú)設(shè)計(jì)課題和項(xiàng)目的方法，設(shè)計(jì)出滿足整車要求并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、具有良好的制造工藝性且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)的轎車離合器，為以后從事汽車方面的工作或工作中設(shè)計(jì)其它項(xiàng)目奠定良好的基礎(chǔ)。通過這次課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生充分地認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)一個(gè)工程項(xiàng)目所需經(jīng)歷的步驟，以及身為一個(gè)工程技術(shù)人員所需具備的素質(zhì)和所應(yīng)當(dāng)完成的工作，為即將進(jìn)入社會(huì)提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，對(duì)于由學(xué)生向工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變有著重大的實(shí)

6、際意義。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。為各類型汽車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)零部件因過載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪音。1.1離合器設(shè)計(jì)的基本要求1) 在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又能防止過載。2) 接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證

7、起初起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。3) 分離時(shí)要迅速、徹底。4) 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換檔時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換檔和減小同步器的磨損。5) 應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)效果，以保證工作溫度不致過高，延長(zhǎng)壽命。6) 操縱方便、準(zhǔn)確，以減少駕駛員的疲勞。7) 具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，一保證其工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。1.2技術(shù)參數(shù)及課程設(shè)計(jì)要求車型：福特福克斯兩廂手動(dòng)1.8l經(jīng)典型項(xiàng)目參數(shù)最高車速發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速主減速器傳動(dòng)比變速器最大傳動(dòng)比輪胎型號(hào)前205/55 r16后195/65 r15滾動(dòng)半徑r=316mm整備質(zhì)量滿載質(zhì)量本次課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容有：1. 根

8、據(jù)所給的車型及整車技術(shù)參數(shù),選擇合適離合器的結(jié)構(gòu)類型,設(shè)計(jì)計(jì)算確定其相關(guān)參數(shù)與尺寸；2. 繪制離合器總成工程圖紙與零件圖；3. 完成設(shè)計(jì)說明書一份；1.3膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)膜片彈簧離合總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、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)稱的板殼沖壓結(jié)構(gòu)，通過螺栓與飛輪聯(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，可以穿過支承鉚釘，這部分稱之為分離指；從窗孔底部至彈

9、簧外圓周的部分形狀像一個(gè)無底寬邊碟子，其截面為截圓錐形，稱之為碟簧部分。3) 壓盤壓盤的結(jié)構(gòu)一般是環(huán)形盤狀鑄件，離合器通過壓盤與發(fā)動(dòng)機(jī)緊密相連。壓盤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)壓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過壓盤與從動(dòng)盤摩擦片之間的摩擦力使從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)；在離合器分離時(shí)，壓盤相對(duì)于離合器蓋作自由軸向移動(dòng)，使從動(dòng)盤松開。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)，離合器蓋通過它來驅(qū)動(dòng)壓盤共同旋轉(zhuǎn)；在離合器分離時(shí)，可利用它的彈性恢復(fù)力來牽動(dòng)壓盤軸向分離并使操縱力減小。

10、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。1.4膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)膜片彈簧離合器與其他形式離合器相比，具有一系列優(yōu)點(diǎn)：1) 膜片彈簧離合器具有較理想的非線性彈性特性；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

11、個(gè)圓周與壓盤接觸，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重合，平衡性好1.5膜片彈簧離合器的工作原理由圖可知，離合器蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪用螺栓緊固在一起，當(dāng)膜片彈簧被預(yù)加壓緊，離合器處于接合位置時(shí)，由于膜片彈簧大端對(duì)壓盤的壓緊力，使得壓盤與從動(dòng)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)，就通過摩擦片上的摩擦轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)從動(dòng)盤總成和變速器一起轉(zhuǎn)動(dòng)以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力要分離離合器時(shí)，將離合器踏板踏下，通過操縱機(jī)構(gòu)，使分離軸承總成前移推動(dòng)膜片彈簧分離指，使膜片彈簧呈反錐形變形，其大端離開壓盤，壓盤在傳動(dòng)片的彈

12、力作用下離開摩擦片，使從動(dòng)盤總成處于分離位置，切斷了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的傳遞。圖1.1 膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)圖二、 離合器摩擦片參數(shù)的確定2.1 摩擦片參數(shù)的選擇2.1.1 初選摩擦片外徑d、內(nèi)徑d、厚度b摩擦片外徑是離合器的主要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命有決定性的影響。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，適當(dāng)選取后備系數(shù)和單位壓力p0，可估算出摩擦片外徑。摩擦片外徑d（mm）也可以根據(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 （2.1）式中，為直徑系數(shù)，取值范圍見表3-1。由選車型得= 161nm，=14.6，則將各參數(shù)值代入式后計(jì)算得 d=185.3mm表2-1

13、 直徑系數(shù)的取值范圍車 型直徑系數(shù)乘用車14.6最大總質(zhì)量為1.814.0t的商用車16.018.5(單片離合器)13.515.0(雙片離合器)最大總質(zhì)量大于14.0t的商用車22.524.0根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，根據(jù)下表2-2表2-2 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)（即jb145774）外徑d/mm160180190200225250280300325350內(nèi)徑d/mm110125130140150155165175190195厚度h/mm3.23.53.53.53.53.53.53.53.54=d/d0.6870.6940.6840.7000.6670.5890.5830.58

14、50.5570.54010.6760.6670.6800.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827鑒于在式（2.3）校驗(yàn)時(shí)，首選值d=200mm項(xiàng)的值為，不在許用單位應(yīng)力的范圍之內(nèi)，綜合取值，對(duì)照摩擦片相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸，選取一個(gè)非首選值，如下： 外徑d=190mm 內(nèi)徑d=130mm 厚度h=3.5mm 內(nèi)徑與外徑比值c=0.684 1=0.6802.1.2 后備系數(shù)后備系數(shù)是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：a. 摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；b. 防止離合器本身滑磨程度過大；c. 要

15、求能夠防止傳動(dòng)系過載。通常普通轎車=1.101.25。本設(shè)計(jì)的是1.3噸微型轎車離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料“離合器后備系數(shù)的取值范圍”（見下表2-3）。結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際情況，故選擇=1.2表2-3離合器后備系數(shù)的取值范圍車 型后備系數(shù)普通轎車1.101.25高級(jí)轎車1.201.40輕型貨車1.151.302.1.3 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 （2.2）2.1.4 單位壓力摩擦面上的單位壓力p的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),摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān)。 離合器使用頻繁,工作條件比較惡劣單位壓力p較小為好。當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓力p。因?yàn)樵谄渌鼦l件不

16、變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時(shí)發(fā)熱厲害，再加上因整個(gè)零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力p應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。 （2.3）式中，為摩擦因數(shù)取0.3；為單位壓力（mpa）；為摩擦面數(shù)取2；為摩擦片外徑取190；為摩擦片內(nèi)徑取130；摩擦片材料選擇石棉基編織材料，為單位壓力0.264，許用單位應(yīng)力p為0.250.35。綜上，可認(rèn)為所選摩擦片符合尺寸要求。則摩擦片的相關(guān)參數(shù)如表：摩擦片外徑d摩擦片內(nèi)徑d后備系數(shù)厚度b單位壓力po

17、190mm130mm1.23.50.264mpa三、 離合器其它主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 從動(dòng)盤設(shè)計(jì)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3.1.1 從動(dòng)盤設(shè)計(jì)要求從動(dòng)盤對(duì)離合器工作性能影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足如下要求：（ 1 ） 從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小，以減小變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊。（ 2 ） 從動(dòng)盤應(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，以減小磨損。（ 3 ） 應(yīng)安裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振，并緩和沖擊。為了使從動(dòng)盤

18、具有軸向彈性，常用的方法有：（ 1 ） 在從動(dòng)片外緣開 6 12 個(gè) 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)的摩擦片則分別鉚在每相隔一個(gè)的扇形上 。 t形槽還可以減小由于摩擦發(fā)熱而引起的從動(dòng)片翹曲變形 。 這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在商用車上。（ 2 ） 將扇形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（厚度 1.5-2.5 ）薄。這種結(jié)構(gòu)的軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小 ， 適宜于高速旋轉(zhuǎn) ， 主要應(yīng)用于乘用車和最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車上 。（ 3 ） 利用階梯鉚釘?shù)募?xì)段將成對(duì)波形片的左片鉚在左側(cè)摩擦片上，并交替

19、地把右片鉚在右側(cè)摩擦片上 。 這種結(jié)構(gòu)的彈性行程大 ， 彈性特性較理想 ， 可使汽車起步極為平順。這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)排量大于 2.5l 的乘用車上。（ 4 ） 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)摩擦片用鉚釘與波形片鉚合 。 這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大 ， 但強(qiáng)度較高，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力大，主要應(yīng)用于商用車上。3.1.2 從動(dòng)片的選擇和設(shè)計(jì)為了使離合器結(jié)合平順 ，保證汽車平穩(wěn)起步 ，單片離合器的從動(dòng)片一般都作成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu) ，這樣 ， 在離合器的結(jié)合過程中 ，主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的壓力是逐漸增加的 ，從而保證離合器所傳遞的力矩是緩和增長(zhǎng)的 。此外

20、 ，彈性從動(dòng)片還使壓力的分布比較均勻，改善表面的接觸，有利于摩擦片的磨損。具有軸向彈性的的傳動(dòng)片有以下三種形式 ：整體式的彈性從動(dòng)片 ，分開式的彈性從動(dòng)片、及組合式彈性從動(dòng)片。在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是轎車的離合器，故采可以用整體式彈性從動(dòng)片 ，離合器從動(dòng)片采用 2 厚的的薄鋼板沖壓而成 ， 其外徑由摩擦面外徑?jīng)Q定 ， 在這里取 190 ， 內(nèi)徑由從動(dòng)盤轂的尺寸決定 ， 這將在以后的設(shè)計(jì)中取得 。 為了防止由于工作溫度升高后使從動(dòng)盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷 ， 還在從動(dòng)剛片上沿徑向開有幾條切口。由于其采用整體式彈性從動(dòng)片，從動(dòng)片沿半徑方向開槽 , 將外圓部分分割成許多扇形 , 并將扇

21、形部分沖壓成依次向相同方向彎曲的波浪形 , 使其具有軸向彈性 , 兩邊的摩擦片則分別鉚在扇形片上 . 在離合器結(jié)合的過程中 , 從動(dòng)片被壓緊 , 彎曲的波浪扇形部分被逐漸壓平從動(dòng)盤摩擦面片所傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸增大 , 使其結(jié)合過程較平順 , 柔和 , 整體式彈性從動(dòng)片根據(jù)從動(dòng)片尺寸的大小可制 成 6 1 2 個(gè)切槽 ,并常常將扇形部分與中央部分的連接處切 成 t 形槽 , 目的是進(jìn)一步減小剛度 , 增加彈性 . 相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸參看設(shè)計(jì)圖紙。從動(dòng)片材料一般采用高碳剛或彈簧剛板沖壓而成 ， 經(jīng)熱處理后達(dá)到所要求的硬度 , 相關(guān)尺寸見零件圖。3.1.3從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它

22、幾乎承受由發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的全部轉(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)從動(dòng)盤的外徑d與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩t,按國(guó)標(biāo)gb/t 11442001矩形花鍵尺寸、公差和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的花鍵尺寸系列，設(shè)計(jì)時(shí)花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)從動(dòng)盤外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩選取。表3-1離合器從動(dòng)盤轂花鍵尺寸系列從動(dòng)盤外徑d/mm發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩temax/nm花鍵尺寸擠壓應(yīng)力j/mpa齒數(shù)n外徑d/mm內(nèi)徑d/mm齒厚b/mm有效齒長(zhǎng)l/mm16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352

23、843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.2則選取的花鍵尺寸如下表：表3-2花鍵尺寸表從動(dòng)盤外徑 d/mm發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩/(nm)花鍵尺寸擠壓應(yīng)力/mpa齒 數(shù)n外徑內(nèi)徑齒厚t/mm有效齒長(zhǎng)l/mm19016110352843510.4花鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過大而破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計(jì)算，當(dāng)應(yīng)力偏大時(shí)可適當(dāng)增加花鍵轂的軸向長(zhǎng)度。擠壓應(yīng)力（mpa）計(jì)算公式： 式中，p為花鍵的齒側(cè)面壓力(n)，它由下式確定：花鍵的齒側(cè)面壓力

24、式中，d，d分別為花鍵的內(nèi)外徑(m)；z為從動(dòng)盤轂的數(shù)目；為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩(nm)；n 為花鍵齒數(shù)；h為花鍵齒工作高度(m)； l為花鍵有效長(zhǎng)度(m).則 故 因此，該花鍵轂花鍵尺寸選取合適。3.2壓盤的設(shè)計(jì)3.2.1壓盤傳力方式選擇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) ，所以它必須和飛輪連接在一起 ， 但這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器的分離過程中能自由的沿軸向移動(dòng) 。所以我采用傳動(dòng)片式的傳力方式 。由彈簧鋼帶制成的傳動(dòng)片一端鉚在離合器蓋上 ，另一端用螺釘固定在壓盤上 ，為了改善傳動(dòng)片的受力情況，沿圓周布置。3.2.2 壓盤的材料選擇壓盤形狀一般比較復(fù)雜 ，而

25、且還需要耐磨 ，傳熱性好和具有較高的摩擦系數(shù) ，故通常用灰鑄鐵鑄造而成，其金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為170 227 hb ， 其摩擦表面的光潔度不低與 1.6 。為了增加機(jī)械強(qiáng)度，可另外添加少量合金元素。3.2.3 壓盤的幾何尺寸的確定由于摩擦片的的尺寸在前面已經(jīng)確定，故壓盤的內(nèi)外徑也可因此而確定。壓盤外徑 d=200mm 壓盤內(nèi)徑 d=120 mm 那么壓盤的的尺寸歸結(jié)為確定其厚度。壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)：(1) 壓盤應(yīng)有足夠的質(zhì)量在離合器的結(jié)合過程中 ， 由于滑磨功的存在 ， 每結(jié)合一次都要產(chǎn)生大量的熱 ，而每次結(jié)合的時(shí)間又短（大約在 3 秒鐘左右 ） ，因此熱量根本來不及全部傳

26、到空氣中去，這樣必然導(dǎo)致摩擦副的溫升。在頻繁使用和困難條件下工作的離合器 ，這種溫升更為嚴(yán)重 。 它不僅會(huì)引起摩擦片摩擦系數(shù)的下降 ， 磨損加劇 ， 嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鹉Σ疗蛪罕P的損壞 。 由于用石棉材料制成的摩擦片導(dǎo)熱性很差 ， 在滑磨過程中產(chǎn)生的熱主要由飛輪和壓盤等零件吸收 ， 為了使每次接合時(shí)的溫升不致過高，故要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量。(2) 壓盤應(yīng)具有較大的剛度壓盤應(yīng)具有足夠大的剛度 ， 以保證在受熱的情況下不致產(chǎn)生翹曲變形 ， 而影響離合器的徹底分離和摩擦片的均勻壓緊。 鑒于以上兩個(gè)原因壓盤一般都做得比較厚，一般不小于 10 , 在該設(shè)計(jì)中，初步確定該離合器的壓盤的厚度為10

27、 。 在初步確定該離合器壓盤厚后 ， 應(yīng)校核離合器接合一次時(shí)的溫升 ， 其接合一次的溫升不得超過 8 10 。若溫升過高可以適當(dāng)增加壓盤的厚度。則校核如下： 式中，w為汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功；為傳到壓盤的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器壓盤. =0.5；m為壓盤質(zhì)量(kg)v為壓盤估算體積（）；c為灰鑄鐵材料壓盤的比熱容：c=544.28j/(kg)；為鑄鐵密度，取7800 kg/m；為摩擦片外徑取190；為摩擦片內(nèi)徑取130；h為壓盤厚度，取=10mm； t為壓盤溫升（）汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(j)為： 式中，w為汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(j)

28、m 為汽車總質(zhì)量取1696kg；rr 為輪胎滾動(dòng)半徑316mm；i為汽車起步時(shí)所用變速器檔位的傳動(dòng)比3.58；i為主減速器傳動(dòng)比4.06；n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min),乘用車n取2000 r/min;則計(jì)算下式可得溫升超過810范圍內(nèi)，故把壓盤厚度定為15mm,則：所以當(dāng)厚度為15mm時(shí)滿足壓盤溫升不超過810要求。3.2.4離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求1)應(yīng)具有足夠的剛度，否則影響離合器的工作特性，增大操縱時(shí)的分離行程，減小壓盤升程，嚴(yán)重時(shí)使摩擦面不能徹底分離。2)應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，以免影響總成的平衡和正常的工作。3)蓋的膜片彈簧支承處應(yīng)具有高的尺寸精度。4)為了便于通風(fēng)散熱，防止摩擦表面溫

29、度過高，可在離合器蓋上開較大的通風(fēng)窗孔，或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等。乘用車離合器蓋一般用08、10鋼等低碳鋼板。本次設(shè)計(jì)初選08鋼板厚度為3mm四、 膜片彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇4.1.1 截錐高度h與板厚h比值和板厚h的選擇如圖，載荷p與變形之間的關(guān)系：a) 當(dāng)時(shí)，載荷f增加，變形不斷增加；b) 當(dāng)時(shí)，彈簧的特性曲線在中間有一段很平直，變形增加時(shí)，載荷幾乎 維持不變；c) 當(dāng)時(shí)，彈簧的特性曲線中有一段負(fù)剛度區(qū)域，即當(dāng)變形增加，載荷反而減小。具有這種特性的膜片彈簧很適用于作為離合器的壓緊彈簧。d) 當(dāng)時(shí)，具有更大的負(fù)剛度區(qū)域；e)當(dāng)時(shí)，具有載荷為負(fù)值的區(qū)域。即為了保證離合器

30、壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器膜片彈簧的一般在1.52.0范圍內(nèi)選取，而常用的膜片彈簧板厚h為24故初選h=2, =2則h=1.6h=4mm4.1.2自由狀態(tài)下碟簧部分大端r、小端r的選擇和比值研究表明。r/r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲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1.201.35 。為使摩擦片上的壓力分布較均勻，拉式膜片彈簧的r值宜為大于或等于rc。當(dāng)時(shí)，摩擦片平均半徑rc=，對(duì)于拉式膜片彈的r值，應(yīng)滿足關(guān)系100rrc=80mm,且rrc ,故取r=80mm,再結(jié)合實(shí)際情況取r/r=1.2,則r=96mm。4.1.3膜片

31、彈簧起始圓錐底角的選擇膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐角與內(nèi)截錐高度h關(guān)系密切，一般在915范圍內(nèi)。即，所得結(jié)果滿足915的范圍。4.1.4分離指數(shù)目n、切槽寬度1、2及半徑分離指數(shù)目n常取18，大尺寸膜片彈簧可取24，小尺寸膜片彈簧可取12 。取分離之?dāng)?shù)目n =18 。， 的取值應(yīng)滿足 本次設(shè)計(jì)取，故取70mm.4.1.5膜片彈簧小端內(nèi)半徑及分離軸承作用半徑的確定r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。應(yīng)大于則： （）4.1.6 壓盤加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定應(yīng)略大于r且盡量靠近r，應(yīng)略小于r且盡量靠近r同時(shí)，和需滿足下列條件：故選擇，4.1.7膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇膜片

32、彈簧的彈性特性曲線，如圖，該曲線的拐點(diǎn)h對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且1h= (1m +1n)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1b =(0.81.0) 1h，以保證摩擦片在最大磨損限度范圍內(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)。4.1.8膜片彈簧材料制造膜片彈簧用的材料，應(yīng)具有高的彈性極限和屈服極限，高的靜力強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度，高的沖擊強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)具有足夠大的塑性變形性能。按上述要求，國(guó)內(nèi)常用的膜片彈簧材料為硅錳鋼60si2mna或50crva。4.2膜片彈簧的強(qiáng)度

33、校核由前面所算得，各參數(shù)值匯總?cè)缦卤恚篸=190mmd=130mm4.2.1繪制膜片彈簧的特性曲線根據(jù)工作壓力和膜片彈簧在壓盤接觸點(diǎn)處的軸向變形關(guān)系式為 式中，e彈性模量，鋼材料取e=2.06mpa； 泊松比，鋼材料取=0.3；畫出特性曲線:將各數(shù)值代入上式算得：利用matlab進(jìn)行仿真，畫出特性曲線：程序?yàn)椋簒=0:0.01:7;y=193.6015*x.3-1887.6148*x.2+5112.29*x;plot(x,y) 膜片彈簧的f1-1彈性特性曲線4.2.2 確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置取離合器接合時(shí)膜片彈簧的大端變形量為，由特性曲線圖可查的膜片彈簧的壓緊力： 校核后備系數(shù)： 離合器徹底

34、分離時(shí)，膜片彈簧大端的變形量為壓盤的行程故離合器剛開始分離時(shí)，壓盤的行程，此時(shí)膜片彈簧大端的變形量為摩擦片磨損后，其最大磨損量故上面演算式中 : z 摩擦片總的工作面數(shù) 每一摩擦面工作面的最大允許磨損量，可取，。徹底分離時(shí)每對(duì)摩擦片面之間的間隙，可取，。4.2.3 求離合器徹底分離時(shí)分離軸承作用的載荷f2由膜片彈簧小端分離軸承處作用有分離力f2時(shí)膜片彈簧壓盤接觸處的變形1和f2的關(guān)系式取則得4.2.4 求分離軸承的行程2由膜片彈簧壓盤接觸處的軸向變形1和小端分離軸承處的軸向變形的關(guān)系式，取得，寬度系數(shù) 在f2力作用下膜片彈簧的小端變形由兩部分組成：在f2力作用下，由于壓盤接觸處膜片彈簧的軸向變

35、形而引起的小端變形，以及因分離指受f2力作用引起的彎曲附加變形。即代人有關(guān)數(shù)值，得，則4.2.5 膜片彈簧強(qiáng)度校核膜片彈簧的大端的最大變形（離合器徹底分離時(shí)）。 代入有關(guān)數(shù)值，得因?yàn)槟て瑥椈傻牟牧蠟?60si2mna, 該材料許用應(yīng)力 為 1700-1900mpa而，所以該膜片彈簧滿足強(qiáng)度要求，比較合適。膜片彈簧的相關(guān)參數(shù)如表截錐高度h板厚h分離指數(shù)n圓底錐角4mm2mm1814五、扭轉(zhuǎn)減振器簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)5.1 扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)帶扭轉(zhuǎn)減振器的的從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖4.1所示彈簧摩擦式: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限位銷由于現(xiàn)今離合器的扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)大多采用以往經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)方法通過不斷篩選獲得,且越來越趨向采用單級(jí)的減振器。極限轉(zhuǎn)矩受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取，=(1.52.0) 對(duì)于乘用車，系數(shù)取2.0。則=2.02.0161322（nm）5.1.1 扭轉(zhuǎn)剛度k由經(jīng)驗(yàn)公式初選即133224186（nm/rad）5.1.2 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩可按公式初選（0.060.17）取=0.12 =0.12161=19.32 nm5.1.3預(yù)緊轉(zhuǎn)矩減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。滿足以下關(guān)系：（0.050.15