周置螺旋彈簧離合器設(shè)計說明書教材

1、車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書設(shè)計類型 汽車設(shè)計課程設(shè)計 設(shè)計題目 周置螺旋彈簧離合器設(shè)計 姓 名何祥聰學(xué) 號131403130307完成日期 2017.2.26指導(dǎo)教師郭占正河南科技大學(xué)車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書目錄第一章 離合器概述 31.1 離合器的基本組成和分類 31.2 離合器的功用 31.3 離合器的工作原理 31.4 汽車離合器設(shè)計的基本要求 4第二章 離合器結(jié)構(gòu)方案選取 52.1 離合器設(shè)計的技術(shù)條件 52.2 離合器基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇 52.2.1 離合器后備系數(shù) 62.2.2 離合器轉(zhuǎn)矩容量 Tc. 62.2.3 摩擦片尺寸 62.2.4 單位壓力的確定 82

2、.3 摩擦片的一些約束條件 82.3.1 最大圓周速度的約束 82.3.2 扭轉(zhuǎn)減振器布置半徑的約束 82.3.3 摩擦片內(nèi)外徑之比的約束 82.3.4 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩的約束 92.3.5 單次接合的單位摩擦面積滑磨功的約束 9第三章 離合器零部件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算 103.1 從動盤選型 113.1.1 設(shè)計從動片 113.1.2 從動盤轂 11車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書3.1.3 從動盤摩擦材料 13第四章 壓盤和離合器蓋 134.1. 壓盤設(shè)計 114.1.1 壓盤的幾何尺寸的確定 134.1.2 壓盤傳動片的材料選擇 134.2 離合器蓋的設(shè)計 14第五章 離合器的分離

3、裝置 125.1 分離桿設(shè)計 155.2 分離軸承及分離套筒 15第六章 圓柱螺旋彈簧設(shè)計 166.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計要點 166.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 166.3 彈簧的材料及許用應(yīng)力 176.4 彈簧的參數(shù)計算 17第七章 扭轉(zhuǎn)減震器 19結(jié)論 24參考文獻(xiàn) 25車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書第一章 離合器概述1.1 離合器的基本組成和分類離合器位于發(fā)動機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的 后平面上，它的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行使過程中，駕駛員可根據(jù)需要 踩下離合器或松開離合器踏板，使發(fā)動機(jī)與變速箱暫時分離或逐漸接合，以切斷或傳 遞發(fā)動機(jī)向變速器輸入的動力。一般由主動部分

4、（飛輪、離合器蓋、壓盤） 、從動部分 （從動盤）、壓緊機(jī)構(gòu)（壓緊彈簧） 、分離機(jī)構(gòu)（分離拉桿、分離叉、分離套筒、分離 軸承、分離杠桿等）和操縱機(jī)構(gòu)（離合器踏板）五大部分組成。 摩擦離合器按從動盤 的數(shù)目分為：單片離合器和雙片離合器；按壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式分為：螺旋彈簧離合 器和膜片彈簧離合器。圖 1-11.2 離合器的功用 離合器的主要功能是切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞。其主要作用； . 汽車起步時將發(fā)動機(jī)與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步； . 在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊； . 限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系各零件因過載而損壞； . 有效地降低傳動系

5、中的振動和噪聲。1.3 離合器的工作原理 離合器覺體來說應(yīng)該由兩部分組成：離合器和離合器操縱機(jī)構(gòu)就摩擦式離合器本 身而言，按其功能要求，結(jié)結(jié)構(gòu)上應(yīng)有下列幾部分：主動件、從動件、壓緊彈簧和分 離杠桿。結(jié)構(gòu)原理如下圖：車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書圖 1-2 汽車摩擦式離合器結(jié)構(gòu)簡圖（a） 接合（b） 分離1-飛輪； 2-從動盤總成； 3-壓盤； 4-分離桿； 5-分離套筒； 6-離合器制動； 7-離合器 踏板； 8-壓緊彈簧； 9-離合器蓋； 10-變速器第一軸（離合器輸出軸） ；11-分離撥叉及 操縱連接桿圖中可以看到， 壓盤 3、分離桿 4 和壓緊彈簧 8 一起組裝在離合器蓋 9 內(nèi)，俗稱

6、為 離合器蓋總成。蓋總成通過螺栓安裝到發(fā)動機(jī)飛輪上。飛輪1 和壓盤 3 為主動件，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過這兩個主動件輸入。 飛輪 1 和壓盤 3 之間為從動盤總成 2，它作為從動 件通過摩擦接受由主動件傳來的輸入轉(zhuǎn)矩， 并通過其中間的從動盤轂花鍵輸出轉(zhuǎn)矩 （由 變速器第一軸 10 接受）。壓緊彈簧 8 通過壓盤 3 把從動盤總成緊緊壓在飛輪上，形成 工作壓力。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作帶動飛輪 1 和壓盤 3 一道旋轉(zhuǎn)時，通過壓盤上壓緊彈簧產(chǎn)生 的工作壓力所形成的摩擦力，帶動從動盤總成旋轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)矩的輸出。離合器通?？偸翘幱诮雍蠣顟B(tài)如圖 1-2 （a）所示，當(dāng)需要切斷動力時，駕駛員通 過踩踏離合器操縱系統(tǒng)中的離合

7、器踏板 7，并經(jīng)過操縱傳動桿系及分離撥叉 11 推動分 離套筒 5 向前，消除間隙，使分離桿 4 繞其在離合器蓋 9 上的支點轉(zhuǎn)動，克服壓緊彈 簧 8 的工作壓力，壓盤 3 向后移動，從動盤總成 2 和壓盤 3 脫離接觸。離合器分離時 的狀態(tài)如圖 1-3 （b）所示，此時，從動盤總成 2 不再輸出轉(zhuǎn)矩。分離套筒向左移時， 在消除間隙后，輸出軸 10 受到制動，轉(zhuǎn)速很快下降。此種狀況成為離合器制動，其目 的是為了容易換擋。但這種離合器制動主要用在重型離合器上，一般離合器不一定采 用。1.4 汽車離合器設(shè)計的基本要求在設(shè)計離合器時，應(yīng)根據(jù)車型的類別，使用要求制造條件以及“三化” （系列化， 通用化

8、，標(biāo)準(zhǔn)化）要求等，合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)。在離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須綜合 考慮以下幾點：車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 . 在任何行駛條件下， 既能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩， 并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備， 又能防止過載。 . 接合時要完全、平順、柔和，保證起初起步時沒有抖動和沖擊。 . 分離時要迅速、徹底。 . 從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換檔時變速器齒輪間的沖擊，便于換檔和減小 同步器的磨損。 . 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， 延長壽命。 . 避免傳動系產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)共振，具有吸收振動、緩和沖擊的能力。 . 操縱方便、準(zhǔn)確，以減少駕駛員的疲勞。 . 作用在從動盤上的壓力和

9、摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過程中變化要盡可能小， 保證有穩(wěn)定的工作性能。 . 具有足夠的強(qiáng)度和良好的動平衡，一保證其工作可靠、使用壽命長。 . 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，制造工藝性好，維修、調(diào)整方便等。第二章 離合器結(jié)構(gòu)方案選取2.1 離合器設(shè)計的技術(shù)條件發(fā)動機(jī)基本參數(shù)如下：型號： EQB210-20最大功率( kw/r/min )： 155/2500最大扭矩( Nm/r/min): 700/1600整車最大總質(zhì)量： 8590 kg最高車速： 110 km/h由發(fā)動機(jī)內(nèi)型號： EQB210-20，在網(wǎng)上搜索資料，與所給整車參數(shù)最像的是東風(fēng)牌DHZ6980KT客車，輪胎參數(shù) 10R22.5。2.2 離合器

10、基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇汽車上所用的摩擦離合器，一要傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，二要靠它的滑磨使得汽車平 穩(wěn)起步，工作條件非常惡劣。所以在設(shè)計離合器時，要求它在所有情況下都能可靠的 傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩另外還要有足夠的使用壽命，這就要合理的選擇離合器的結(jié)構(gòu)尺寸 和其設(shè)計參數(shù)。在確定離合器的結(jié)構(gòu)之后，要確定其基本尺寸參數(shù)，它們是： 摩擦片外徑 D 、 單位壓力 p、后備系數(shù) 車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書下列一些參數(shù)對上面參數(shù)的選擇有很大的影響：發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax 、整車質(zhì)量 ma 、傳動系總的速比 i 0、變速器傳動比和主減速器速比的積、車輪滾動半徑 r k2.2.1 離合器后備系數(shù) 后備系數(shù) 是離

11、合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大扭矩的可靠程度， 選擇時，應(yīng)從以下幾個方面考慮：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)動機(jī)最大扭矩；b. 防止離合器本身滑磨程度過大；c. 要求能夠防止傳動系過載。通常轎車和輕型貨車 =1.21.75 。本設(shè)計是 9 噸商用車離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計質(zhì)料“離合器后備系數(shù)的取值范圍”（見下表 2.2.1 ），結(jié)合設(shè)計實際情況，故選擇 =1.4 。 則有 可有表 2.2.1 查得 1.6車型后備系數(shù)乘用車及最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車1.20 1.75最大總質(zhì)量為 614t 的商用車1.50 2.25掛車1.80 4.00表 2.2.1 離合器

12、后備系數(shù)的取值范圍2.2.2 離合器轉(zhuǎn)矩容量 Tc 離合器是靠摩擦表面間的摩擦力矩來傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的。 離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為Tc Temax 式中， 是離合器的后備系數(shù) 。Tc 1.6 700 1120Nm2.2.3 摩擦片尺寸 D、d、 h 摩擦片外徑是離合器的主要參數(shù)，它對離合器的輪廓尺寸、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)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Temax 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。可由經(jīng)驗公式：D KD車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書表 2.2.3直徑系數(shù) KD車型直徑系數(shù) KD乘用車14.6最大總質(zhì)量

13、為 1.8 14t 的商 用車單片離合器 1618.514t 的商用車22.5 24.0最大總質(zhì)量大于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)，當(dāng)按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來確定 D.D KD Temax 14.6 700 386.28mm初取 D 后，還需注意摩擦片尺寸系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，并且選取時選取尺寸應(yīng)略大于 計算尺寸可承受較大靜摩擦力矩。摩擦片內(nèi)徑 d 不作為一個獨立的參數(shù)，它和外徑 D有一定的關(guān)系C =d / D 0.53 0.70表 2.2.5 離合器摩擦片尺寸系列表由表選 D=405mm,d=220mm對于摩擦片厚度 h, 我國已規(guī)定了三種規(guī)格 : 3.2mm, 3.5mm , 4mm 初選 h=4mm綜上初

14、選摩擦片參數(shù)為： 405 220 4 C d/D 0.543車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書2.2.4 單位壓力的確定 P0單獨考慮 p 的大小對摩擦片摩擦損耗的影響沒有意義。但是對于離合器，降低P0就意味著要增加摩擦片面積，提高了允許磨耗，直接意義是提高了摩擦片的磨耗距離。 所以 P0的大小在一定程度上反映了離合器的使用壽命。 P0 值小，壽命長； P0 值大， 壽命短。所以確定摩擦片上的單位壓力值 P0 大小，就要考慮到離合器本身的工作條件、 摩擦片的直徑大小、摩擦材料及其品質(zhì)等因素。 當(dāng)摩擦片的外徑比較大的時候 要適 當(dāng)降低摩擦面上的單位壓力 P0 。因為在其它條件不變時，摩擦片外徑的增

15、加會造成摩 擦片外緣的線速度大，滑磨時發(fā)熱嚴(yán)重，再加上整個零件尺寸較大，造成零件的溫度 梯度也大，零件受熱不均勻。趨利避害。單位壓力 P0 應(yīng)隨摩擦片的外徑增加而降低 實際上是降低 P0 v 值。由于采用的是螺旋彈簧，一般情況下不拖掛，基本上在公路上行駛，用以下公式 計算 P0Temax fZP0D3(1 d3 /D3)取 f =0.25，其他已知參數(shù)，代入求得 P0 =0.0135MPa單位壓力 在容許范圍之內(nèi)認(rèn)為所選離合器的尺寸、參數(shù)合適。 因此摩擦片材料 是石棉基，模壓成型。2.3 摩擦片的一些約束條件2.3.1 最大圓周速度的約束摩擦片的外徑 D(mm的) 選取應(yīng)使最大圓周速度 不超過

16、 6570m/sVd npD 65 70m/ s1600 405 10 3由已知參數(shù)求得 :Vd33.92m / sd 60最大圓周速度： Vd 滿足要求。2.3.2 扭轉(zhuǎn)減振器布置半徑的約束d2R+50 是為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝和其總剛度，這個由后面的扭轉(zhuǎn)減振器安 裝半徑?jīng)Q定，這里不作校核。2.3.3 摩擦片內(nèi)外徑之比的約束摩擦片內(nèi)外徑之比 C應(yīng)在 0.53-0.70 范圍內(nèi)車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書C d/D 0.543 摩擦片內(nèi)外徑之比滿足要求。2.3.4 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩的約束 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩的約束為反映離合器傳遞轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位 摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小

17、于其許用值。表 2.2.5Tco 0.062 Tco 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩滿足要求。2.3.5 單次接合的單位摩擦面積滑磨功的約束 為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷， 接合時單位面積滑磨功應(yīng)小于其許用值 對于轎車 W 0.40J / mm2,對于小于 6t的商用車 W 0.33J /mm2w 4Wmax / Z(D 2-d2) wWmax18002 marr22i0 igma為汽車總質(zhì)量 (kg) 、 rr為輪胎滾動半徑 (m)、i g為起步時所用變速器擋位的傳 動比I 0 為主減速器傳動比、 Ne 為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min)參考同類車型?。撼擞密?n=

18、2000r/min , 商用車 n=1500r/min10R22.5由輪 胎 規(guī) 格 10R22.5, 可知 輪 輞 直徑 為 22.5 英 寸 ， 則輪 胎 直 徑:D 10 10% 2 22.5 25.4 573.5mm則rD 286.75mm2已知車輪的最高轉(zhuǎn)速：110Km/h0.377 rn 0.377rn vioig根據(jù)i0ig 則 v0.377 0.28675 1500 36003110 1035.307根據(jù)經(jīng)驗，商用車變速器傳動比范圍大約在 5.08.0 之間，取變速器傳動比 5.0則汽車起步時車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書18002 2 22 15002 8590 0.286

19、752226.535212375.95JWmax4Wmax4 12375.952 2 2 2 Z D2 d 2 2 4052 2202ioi g 5 5.307 26.53520.068J/mm2單次接合的單位摩擦面積滑磨功滿足條件第三章離合器零部件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算3.1 從動盤選型 從動盤分為兩種結(jié)構(gòu)形式，帶扭轉(zhuǎn)減振器的和不帶扭轉(zhuǎn)減振器。不帶扭轉(zhuǎn)減振器 的從動盤結(jié)構(gòu)簡單，重量輕。但現(xiàn)在幾乎所有的汽車上都采用帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤， 用以避免汽車傳動系統(tǒng)的共振，并緩和沖力，減少噪聲，延長傳送系零件的。壽命， 改善汽車行駛的舒適性，并保證汽車起步平穩(wěn)。 不管從動盤是否帶有減振器，它們都 有從動

20、片、摩擦片和從動盤轂 3 個基本組成部分。兩者的不同之處在于 不帶扭轉(zhuǎn)減 振器的從動盤中從動片直接鉚在從動盤轂上，而帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤其從動片和從 動盤轂之間卻是通過減振彈簧彈性的連接在一起。這里設(shè)計采用的是帶有扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤。圖 3-1 是離合器的各組成部件的模 型圖。圖 3-1 是離合器的各組成部件的模型圖在從動盤設(shè)計中考慮到以下問題：1 為了減少變速器換擋時齒輪間的沖擊 要使從動盤的轉(zhuǎn)動慣量盡可能小2 為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦片上的壓力分布更均勻等，從動盤應(yīng)具有軸向彈性10車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書3 為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷 從動盤應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減振器4 從動

21、盤總成應(yīng)具有足夠的抗爆裂強(qiáng)度3.1.1 設(shè)計從動片要減輕從動片重量并使其質(zhì)量的分布盡可能的靠近旋轉(zhuǎn)中心，以期得到最小的轉(zhuǎn) 動慣量。離合器從動盤轉(zhuǎn)速的變化引起的慣性力使變速器換擋齒輪的輪齒間產(chǎn)生沖擊 或使變速器中的同步器裝置加速磨損。慣性力的大小與從動盤的轉(zhuǎn)動慣量成正比，所 以為了減小轉(zhuǎn)動慣量 , 從動片一般都做得很薄。通常用 1.32.0mm厚的鋼板沖壓而成。 為了進(jìn)一步減小從動片的轉(zhuǎn)動慣量， 有時將從動片外緣的盤形部分磨薄至 0.651.0mm， 這樣其質(zhì)量分布就更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。 為了使離合器接合平順 保證汽車平穩(wěn)起步 單片離合器的從動片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。這樣，在離合器的接合過

22、程中， 主動盤和從動盤之間的壓力就逐漸勻速增加。具有軸向彈性的從動片有以下 3種結(jié)構(gòu)形式:整體式彈性從動片、 分開式彈性從動 片和組合式彈性從動片。在本設(shè)計中，因為設(shè)計的是商用車的離合器，故可以采用整體式彈性從動片，離 合器從動片采用 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 405 ，內(nèi)徑由從動盤轂的尺寸決定，這將在以后的設(shè)計中取得。為了防止由于工作溫度 升高后使從動盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動鋼片上沿徑向開 有幾條切口。1 從動片 2 摩擦片 3 鉚釘3.1.2 從動盤轂發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩是從動盤轂的花鍵孔輸出，變速器第一軸花鍵軸就插在該花鍵孔內(nèi)。 從動盤

23、轂和變速器第一軸的花鍵結(jié)合方式，目前都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵?；ㄦI之 間為動配合， 這樣，在離合器分離和結(jié)合過程中， 從動盤轂?zāi)茉诨ㄦI軸上自由滑動。 為11車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書了保證從動盤轂在變速器第一軸上滑動不產(chǎn)生歪斜，影響離合器的徹底分離，從動盤 轂的軸向長度不宜過小，一般取其尺寸與花鍵外徑大小相同，對在艱難情況下工作的 離合器，其盤轂的長度更大，可達(dá)花鍵外徑的 1.4 倍。從動盤的軸向長度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動時產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底， 一般取 1.0-1.4 倍的花鍵軸直徑。從動盤轂一般采用鍛鋼（如 35、45、40Cr 等），并 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和

24、耐磨性，可采用鍍鉻工藝：對減振彈簧窗口 及從動片配合，應(yīng)進(jìn)行高頻處理。從動盤轂花鍵尺寸選擇根據(jù) GB11441974選定從動盤轂花鍵尺寸系列表 31 選尺寸入下：從動盤外徑 D410mm花鍵齒數(shù) n10，花鍵外徑 D 45mm，花鍵內(nèi)徑 d 36mm， 齒厚 b5mm，有效長度 l 60mm，擠壓應(yīng) =13.1MPa?；ㄦI選取后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力 j （MPa）強(qiáng)度校核： j P j 式中， P為花nhl鍵的齒側(cè)面壓力； P D4Tedmax Z 454 37600 2 17.28 103N 其余參數(shù)見表則由公式校核得：j=5.76MPa j=20 MPa 。所以，所選花鍵尺寸能滿足使用12車輛與

25、交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書要求.3.1.3 從動盤摩擦材料離合器摩擦片在離合器接合過程中滑磨嚴(yán)重 在相對很短的時間內(nèi)會產(chǎn)生大量的 熱, 因此要求摩擦片具有一定的綜合性能 :1. 工作時間內(nèi)要有相對較高的摩擦系數(shù)。2. 在整個工作壽命周期內(nèi)應(yīng)維持其摩擦特性。3. 在短時間內(nèi)能吸收相對高的能量。4. 能承受較高的壓盤作用載荷。5. 能抗高轉(zhuǎn)速下大的離心力載荷而不破壞。6. 在傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩時 有足夠的剪切強(qiáng)度。7. 具有小的轉(zhuǎn)動慣量 材料加工性能良好。8. 在整個正常工作過程中，和對偶材料壓盤、飛輪等都要有良好的兼容摩擦性 能。9. 具有優(yōu)良的性能、價格比 不會污染環(huán)境。近年來 摩擦材料的種類增長

26、極快。挑選摩擦材料的原則是：滿足較高性能的標(biāo) 準(zhǔn)、成本最小、考慮替代石棉。 現(xiàn)在，在我國離合器的摩擦材料中，多數(shù)還是以石棉 為基礎(chǔ)的材料編織而成。但是為了獲得更好的耐磨性，耐熱性，抗拉強(qiáng)度并減小從動 盤的轉(zhuǎn)動慣量。這里選用比石棉更輕的有機(jī)摩擦材料。 摩擦片尺寸根據(jù)離合器基本參 數(shù)確定 外徑 D=405mm 內(nèi)徑 d=220mm。第四章 壓盤和離合器蓋4.1 壓盤設(shè)計 壓盤的設(shè)計包括傳力方式的選擇及其幾何尺寸的確定以及強(qiáng)度校核。4.1.1 壓盤傳力方式 壓盤是離合器的主動部分，在傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩時，它和飛輪一同帶動從動盤 轉(zhuǎn)動，所以它應(yīng)和飛輪連接在一起。但壓盤在離合器分離過程中應(yīng)能作自由的軸向移

27、動。如前面所述采用采用傳動片式的傳力方式。由彈簧鋼帶制成的傳動片一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，為 了改善傳動片的受力情況，它一般都是沿圓周布置。4.1.2 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 , 故壓盤外徑 D=410 , 壓盤內(nèi)徑 d=22013車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書。壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下兩點：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)合的時間又短（大約在 3 秒鐘左右），因此熱量根本來不及全部傳到空氣中去， 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

28、為嚴(yán)重。它不僅會引起摩擦 片摩擦系數(shù)的下降，磨損加劇，嚴(yán)重時甚至?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。鑒于以上兩個原因壓盤一般都做得比較厚（載重汽車上一般不小于 15 ），但一 般不小于 10 。在該設(shè)計中，初步確定：該離合器的壓盤的厚度為 20 。4.1.3 壓盤材料選擇 壓盤形狀一般比較復(fù)雜，而且還需要耐磨，傳熱

29、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 HB170227，其摩擦表面 的光潔度不低與 1.6 。為了增加機(jī)械強(qiáng)度， 還可以另外添加少量合金元素。 在本設(shè)計中 用材料為 3 號灰鑄鐵 JS1，工作表面光潔度取為 1.6 。4.2 離合器蓋的設(shè)計 離合器蓋一般都與飛輪固定在一起，通過它傳遞發(fā)動機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩。此外，它 還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體。因此，在設(shè)計中應(yīng)注意以下幾個問題：（1）離合器的剛度 離合器分離杠桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，即當(dāng)離合器分離時，可 能會使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會降低離合器操縱機(jī)構(gòu)的傳動效率，嚴(yán)重時還可能

30、 造成離合器分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會造成變速器的換檔困難。因此14車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書為了減輕重量和增加剛度，該離合器蓋采用厚度約為 4 的低碳鋼板（如 08 鋼板）沖 壓成帶加強(qiáng)筋和卷邊的復(fù)雜形狀。（2）離合器的通風(fēng)散熱 為了加強(qiáng)離合器的冷卻離合器蓋必須開有許多通風(fēng)窗口，通常在離合器壓緊彈簧 座處開有通風(fēng)窗口。（3）離合器的對中問題 離合器蓋內(nèi)裝有分離杠桿、壓盤、壓緊彈簧等重要零件，因此它相對與飛輪必須 有良好的對中，否則會破壞離合器的平衡，嚴(yán)重影響離合器的工作。離合器蓋的對中方式有兩種，一種是用止口對中，另有種是用定位銷或定位螺栓 對中，由于本設(shè)計選用的是傳動片傳

31、動方式，因而離合器蓋通過一外圓與飛輪上的內(nèi) 圓止口對中 .第五章 離合器的分離裝置5.1 分離桿設(shè)計1. 分離杠桿結(jié)構(gòu)型式在離合器分離和接合過程中 踏板與壓盤之間運動的最后環(huán)節(jié)為分離桿。周置螺 旋彈簧離合器的分離桿數(shù)目采用 36 個。2. 分離杠桿的結(jié)構(gòu)a.分離杠桿應(yīng)具有足夠的剛度 ,以免分離時桿件彎曲變形過大 , 降低離合器操縱機(jī) 構(gòu)的傳動效率 , 減小了壓盤行程 , 使分離不徹底 , 分離桿中加入加強(qiáng)板。b. 應(yīng)使分離杠桿支承機(jī)構(gòu)與壓盤的驅(qū)動機(jī)構(gòu)在運動上不發(fā)生干涉。分離離合器時 壓盤沿其軸線做平行移動 , 分離桿與壓盤的鉸接點也跟著壓盤一起平移。與此同時 , 這個鉸接點還必須繞分離桿的中間

32、支點做圓弧運動。顯然同一個點同時要做兩個運動 是不可能的 , 這就是所說的運動干涉現(xiàn)象。綜上所以采用擺動塊式的分離桿。3. 數(shù)量、選材和尺寸分離桿材料和熱處理 :分離桿由低碳鋼板 ,08 鋼或由中碳鋼 ,35 號鋼,鍛造而成。為 了提高耐磨性能，表面進(jìn)行氰化處理，層深 0.150.3mm,硬度為 HRC586。3 分離桿的 尺寸的杠桿比取分 i=5, 分離桿數(shù)量選 3 個。取分離桿、壓盤的鉸接點與分離桿、離合 器蓋的鉸接點的距離 f=10mm，分離桿、離合器蓋的交接點與擺動塊之間的距離 e=50mm。5.2 分離軸承及分離套筒15車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書分離軸承在工作過程中主要承受軸向

33、力。在分離離合器時，由于分離軸承的旋轉(zhuǎn)， 在離心力的作用下，它同時還受到徑向力。所以在離合器采用的分離軸承主要有兩類， 徑向推力軸承和推力軸承，徑向推力軸承適用于高速、低軸向負(fù)荷的情況。推力軸承 則適用于低速、高軸向負(fù)荷的情況。在以往的設(shè)計中，分離軸承的內(nèi)圈通常配在鑄造 的分離套筒上，而分離套筒則裝在變速器第一軸軸承蓋套管的外軸徑上，可以自由移 動，分離離合器時軸承內(nèi)座圈不動，外座圈旋轉(zhuǎn)。在離合器處于接合狀態(tài)時，分離軸 承的端面與分離桿的內(nèi)端之間應(yīng)留有間隙 =34mm，以便在摩擦片磨損的情況下，分 離桿內(nèi)端后退而不致妨礙壓盤繼續(xù)壓緊摩擦片，以保證可靠地傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩。這個 間隙反映在踏板上為一

34、段自由行程。由于本設(shè)計選用的發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速較低，所以選用標(biāo)準(zhǔn)推力軸承，根據(jù)花鍵尺寸， 選取 51210，內(nèi)徑 50mm，外徑 78mm ，平面座型推力軸承。第六章 圓柱螺旋彈簧設(shè)計6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計要點 壓緊彈簧沿著離合器壓盤圓周布置時通常都用圓柱螺旋彈簧。螺旋彈簧的兩端拼 緊并磨平，這樣兩端支承面較大，各圈受力均勻，且彈簧垂向的垂直偏差較小。為了 使離合器摩擦片上有均勻的壓緊力，螺旋彈簧的數(shù)目一般多于 6 個，而且應(yīng)該隨著摩 擦片的外徑的增大而增加彈簧數(shù)量。在布置圓柱螺旋彈簧時，要注意分離桿的數(shù)目， 使彈簧均勻分布于分離桿之間。因此彈簧的數(shù)目 Z應(yīng)該是分離桿數(shù) n 的倍數(shù)。6.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 本

35、次設(shè)計的周布式彈簧離合器采用的壓緊彈簧是圓柱螺旋彈簧。在設(shè)計螺旋彈簧 的時候，螺旋彈簧的兩端必須保證平整且螺旋彈簧一二圈之間沒有間隙，每一端需保 證有一圈是齊平的，這樣可以增加螺旋彈簧與壓盤和離合器蓋的接觸面積。也能保證 彈簧工作時各圈的受力均衡，而卻不會傾斜。螺旋彈簧是周布在壓盤上的，而彈簧的 數(shù)目通常不少于 6 個。但是如果摩擦片的外徑很大的話，螺旋彈簧的數(shù)目就必須增加 而卻是分離桿的整數(shù)倍 , 。具體的關(guān)系見表 6.1.2 ，這樣可以使離合器摩擦片上有均勻 的壓緊力。表 6.1.2 周置圓柱彈簧的數(shù)目摩擦片外徑 /mm螺旋彈簧數(shù)目350減震彈簧數(shù)目4-66-88-101020車輛與交通工

36、程學(xué)院課程設(shè)計說明書由于 405，取 Z=127. 扭轉(zhuǎn)減振器減振彈簧的總壓力 當(dāng)限位彈簧與從動盤轂之間的間隙被消除時，彈簧傳遞扭矩達(dá)到最大TjP 總 Tj / R1式中： Tj =1050Nm代入，得： P總 =28000N每個彈簧工作壓力 ：P=P總 /z =2333N8. 限位銷直徑限位銷直徑 d 按結(jié)構(gòu)布置選定，一般 d =9.5 12mm，本設(shè)計取 d =11mm9. 從動盤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，將從動片上的部分窗口尺寸做的比從動盤轂上的 窗口尺寸稍大一些，如圖所示。圖 7.2 從動盤窗口尺寸簡圖一般推薦 A1-A=a=1.4 16mm。這樣，當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)?/p>

37、來沖擊時， 開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)計取 a=1.5mm， A=25m，m A1=26.5mm。10. 減振彈簧的尺寸確定圖 7.3 減振彈簧計算簡圖車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書在初步選定減振器的主要尺寸后，即可根據(jù)布置上的可能來確定和減振彈簧設(shè)計 的相關(guān)尺寸。彈簧的平均直徑 D2 ：一般由結(jié)構(gòu)布置決定，通常選取 D2 =11 15 左右。本設(shè)計選取 D2 =12mm。彈簧鋼絲直徑：d13 8PD23 8 2333 0.012600 1064.9mm式中：扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 =550600MPa， d1算出后應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，一般為34mm左右。故 d1 =4.

38、00mm，符合上述要求。減振彈簧剛度ca1000R12Z1365021000 37.52 15647.11N /mm44減振彈簧的有效圈數(shù) ： i Gd13830300 42.48D23c 8 123 647.11式中： G為材料的扭轉(zhuǎn)彈性模數(shù)減振彈簧的總?cè)?shù) n i 1.52 =4.4 。減振彈簧在最大工作壓力 P 時最小長度：Lmin n d11.1d1n 1.1 4 4.4 19.36mm式中：0.1d1=0.4 為彈簧圈之間的間隙。減振彈簧的總變形量： l P/c=1867/647.11=2.89mm減振彈簧的自由高度： l0 lmin l =19.36+2.89=22.25mm減振彈簧的預(yù)變形量：l T預(yù)czR170647.11 15 37.50.19mm減振彈簧安裝后的工作高度： l lo l =22.25-0.19=22.06mm11. 從動片相對從動盤轂的最大轉(zhuǎn)角最大轉(zhuǎn)角 和減震彈簧的工作變