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文檔簡介

1、 汽車離合器開題報(bào)告 運(yùn)輸車輛的轉(zhuǎn)動(dòng)系類型與所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)類型有密切的關(guān)系,如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)速特性就有很大的差異。為了使運(yùn)輸車輛在各種行駛條件下都有令人滿意的牽引力轉(zhuǎn)速特性,就必須根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)速特性,采用相應(yīng)的傳動(dòng)方案。 對(duì)中型載重汽車來講,由于它要求自重輕,行駛速度高,能適應(yīng)各種道路條件和機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn),且其發(fā)動(dòng)機(jī)有多采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī),這種形式的發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩在整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)變化大,最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速又比較高,不能適應(yīng)汽車可能遇到的各種行駛條件,如起步,爬坡等。因此,在中型載重汽車上,就必須設(shè)置一套復(fù)雜的系統(tǒng),使發(fā)動(dòng)機(jī)能滿足汽車正常行駛的要求。(1) 離合器的功用,設(shè)計(jì)要求和

2、類型特點(diǎn):設(shè)計(jì)離合器的必要性和功用 在汽車傳動(dòng)系中,離合器是一種分離,接合裝置,通過離合器的分離和接合實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系動(dòng)力的中斷和傳遞。 在汽車的轉(zhuǎn)動(dòng)系中設(shè)置離合器主要是由于:目前,汽車上仍廣泛采用往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力,這種發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于這個(gè)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,發(fā)動(dòng)機(jī)將熄火而停止工作。另外,在低速時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)無法產(chǎn)生足夠的動(dòng)力。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速總是大于這個(gè)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。然而,在汽車起步時(shí),其車速是由零逐漸增加的,因此,為使汽車平穩(wěn)起步,就需在汽車驅(qū)動(dòng)輪與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪之間有一個(gè)既能轉(zhuǎn)遞動(dòng)力,有能產(chǎn)生相對(duì)滑轉(zhuǎn)的裝置,這個(gè)裝置就是離合器。如果沒有離合器,而是把發(fā)動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)動(dòng)系剛性地聯(lián)

3、結(jié)在一起,那么汽車起步時(shí),只要變速器一掛上擋,驅(qū)動(dòng)輪就會(huì)突然產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力而使汽車猛烈前沖。由于汽車質(zhì)量較大,由靜止突然 前沖會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力,這個(gè)慣性力以慣性阻力的方式傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī),會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速瞬間急劇下降而低于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。所以,沒有離合器,汽車將根本無法實(shí)現(xiàn)起步。在汽車行駛過程中,道路條件、交通狀況等客觀環(huán)境千變?nèi)f化。為了適應(yīng)汽車行駛條件的變化,就需要經(jīng)常改變變速器的檔位,使汽車具有合適的驅(qū)動(dòng)力和車速。 (二)離合器設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求: 為了保證離合器具有良好的工作性能,對(duì)汽車離合器設(shè)計(jì)提出如下基本要求: 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)

4、備。 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。 3)分離時(shí)要迅速、徹底。 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)散熱效果,以保證工作溫度不致過高,延長其使用壽命。 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。 7)操縱輕便、準(zhǔn)確,以減輕駕駛員的疲勞。 8)作用在從動(dòng)盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(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。 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。 10)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊、質(zhì)量小,制造工藝性好,拆裝、維修、

5、調(diào)整方便等。(三)離合器的類型: 按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),離合器按離合方法分類如下:1. 操縱離合器 包括機(jī)械操縱離合器、液動(dòng)操縱離合器、氣動(dòng)操縱離合器、電磁操縱離合器。離合器的接合與分離由外界操縱的稱為操縱離合器。牙嵌離合器的結(jié)構(gòu)如圖所示。它是由兩個(gè)端面帶牙的半離合器所組成,其中套筒固定在主動(dòng)軸上,套筒可以沿導(dǎo)向平鍵在從動(dòng)軸上移動(dòng)。利用操縱桿(圖中未畫出)移動(dòng)滑環(huán)可使兩個(gè)套筒的牙相互嵌合或分離。為了便于兩軸對(duì)中,在套筒中裝有對(duì)中環(huán),從動(dòng)軸可在對(duì)中環(huán)中滑動(dòng)。牙的形狀有三角形、梯形和鋸齒形。三角形牙型只用于傳遞中、小扭矩;梯形和鋸齒形牙型可傳遞較大扭矩;但鋸齒形牙型只能單向傳遞扭矩,反轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因過大的軸向分

6、力迫使離合器自動(dòng)分離。牙嵌離合器結(jié)構(gòu)簡單,外廓尺寸??;但只能在停止?fàn)顟B(tài)或兩軸轉(zhuǎn)速差很小時(shí)才能接合,否則就會(huì)因撞擊而使牙折斷。 磁粉離合器的工作原理如圖所示。嵌有環(huán)形勵(lì)磁線圈的電磁鐵與主動(dòng)軸相聯(lián)接,用非磁性材料制成的外殼與從動(dòng)軸相聯(lián)接,外殼與電磁鐵之間有很小的間隙,內(nèi)裝適量的導(dǎo)磁的鐵粉等混合物。當(dāng)勵(lì)磁線圈通入電流時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng),鐵粉在磁場(chǎng)作用下被吸引聚集,將外殼和鐵心聯(lián)接起來,離合器處于接合狀態(tài)。當(dāng)切斷電流后,磁粉又恢復(fù)自由狀態(tài),離合器就處于分離狀態(tài)。這種離合器的優(yōu)點(diǎn)是:接合平穩(wěn),動(dòng)作迅速,可遠(yuǎn)距離利用電流操縱,結(jié)構(gòu)不很復(fù)雜。缺點(diǎn)是重量較大,需定時(shí)更換鐵粉。 摩擦離合器中最簡單的稱為單盤摩擦離合器

7、。摩擦盤固定在主動(dòng)軸上,摩擦盤用導(dǎo)向平鍵與從動(dòng)軸聯(lián)接。為了增大摩擦系數(shù),在其中一個(gè)摩擦盤上固定摩擦片(用摩擦系數(shù)較大且耐磨性好的材料制成)。利用操縱機(jī)構(gòu)將摩擦盤向左推動(dòng)并施加軸向壓力Fx,使兩摩控制盤壓緊產(chǎn)生摩擦力以傳遞扭矩;將摩擦盤向右推動(dòng)即可使離合器脫開。當(dāng)傳遞很大扭矩時(shí),則需摩擦盤直徑很大。因此,這種單摩擦副的離合器往往受外形尺寸的限制而不能采用。在傳遞大扭矩時(shí),可采用如下圖所示的多盤摩擦離合器。主動(dòng)軸與外殼相聯(lián),從動(dòng)軸與套筒相聯(lián),外殼內(nèi)裝有一組摩擦片。這組摩擦片的外緣齒插入外殼的縱向凹槽中,隨外殼回轉(zhuǎn)。套筒上裝有另一組摩擦片,其花鍵內(nèi)孔與套筒上的花鍵聯(lián)接,既可沿套筒軸向滑動(dòng),亦可隨套筒

8、回轉(zhuǎn)。兩組摩擦片是每片相間安裝的。工作時(shí),通過操縱機(jī)構(gòu)(圖中未畫出)撥動(dòng)滑環(huán)向左移動(dòng),并通過壓緊板將兩組摩擦片壓緊,離合器處于接合狀態(tài)(如圖示)。當(dāng)撥動(dòng)滑環(huán)向右移動(dòng)時(shí),處于杠桿下方的彈簧迫使杠桿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),將壓緊板和兩組摩擦松開,離合器處于分離狀態(tài)。和牙嵌離合器相比,摩擦離合器的優(yōu)點(diǎn)是:兩軸可在有較大轉(zhuǎn)速差的情況下接合和分離;改變摩擦面間的壓力,就能調(diào)節(jié)從動(dòng)軸的起動(dòng)加速時(shí)間;接合時(shí)的沖擊振動(dòng)很??;過載時(shí)將打滑,可保護(hù)其他零件不受損壞。缺點(diǎn)是在接合和分離過程中,摩擦片面的相對(duì)滑動(dòng)會(huì)造成發(fā)熱和磨損,需及時(shí)更換摩擦片。摩擦離合器適用于經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)或經(jīng)常改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的場(chǎng)合。2. 自動(dòng)離合器

9、 在工作時(shí)能自動(dòng)完成接合和分離的離合器稱為自動(dòng)離合器。當(dāng)傳遞的扭矩達(dá)到某一限定值時(shí),就能自動(dòng)分離的離合器,由于有防止系統(tǒng)過載的安全作用,稱為安全離合器;當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到某轉(zhuǎn)速時(shí)靠離心力能自行接合或超過某一轉(zhuǎn)速時(shí)靠離心力能自動(dòng)分離的離合器,稱為離心離合器;根據(jù)主、從動(dòng)軸間的相對(duì)速度差的不同以實(shí)現(xiàn)接合或分離的離合器,稱為超越離合器。二、離合器結(jié)構(gòu)探討 在設(shè)計(jì)離合器時(shí),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、標(biāo)準(zhǔn)化)要求等,合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)。在離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮以下幾點(diǎn):1、保證離合器接合平順和分離徹底。要使離合器接合平順,就應(yīng)使離合器在接合過程中壓緊力能平緩的增

10、加,可根據(jù)離合器的類型采用各自的專門措施來保證。使離合器分離徹底也應(yīng)根據(jù)離合器的不同類型采取專門措施。2、離合器從動(dòng)部分和主動(dòng)部分各自的聯(lián)結(jié)形式和支承。離合器主動(dòng)部分為飛輪,離合器蓋和壓盤,通常離合器蓋都用螺釘固定在飛輪上,飛輪帶動(dòng)離合器蓋和壓盤旋轉(zhuǎn),連接方式有多種。 離合器從動(dòng)部分由從動(dòng)盤和離合器軸組成。從動(dòng)盤與離合器軸通常用花鍵連接。從動(dòng)盤與離合器軸裝配后應(yīng)保證很好的垂直于主動(dòng)件的軸線,以便離合器的分離徹底。從動(dòng)盤對(duì)主動(dòng)件軸線的垂直度,在很大程度上與離合器軸的支承結(jié)構(gòu)有關(guān)。為了盡量減少制造與安裝引起的軸的位置誤差,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能把離合器軸的前軸承安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的中心孔內(nèi)。3、離合器的軸向

11、定位與軸承潤滑。離合器軸在安裝后應(yīng)保持軸向定位,在拆卸時(shí)還應(yīng)便于從離合器中抽出。離合器的支承軸承和分離軸承等都需要潤滑。4、運(yùn)動(dòng)零件的限位。為了保證離合器正常工作和對(duì)離合器準(zhǔn)確操縱,運(yùn)動(dòng)零件需要很好的限位。當(dāng)離合器處于接合位置時(shí)(經(jīng)常接合式),應(yīng)使分離杠桿內(nèi)端與分離軸承之間穩(wěn)定地保持調(diào)好的間隙值,這由離合器的壓緊彈簧和分離軸承的回位彈簧給予保證。當(dāng)分離離合器時(shí),應(yīng)對(duì)最大行程有限位。5、離合器的調(diào)整。在經(jīng)常接合式離合器中,需要進(jìn)行調(diào)整的是:(1)分離杠桿與分離軸承之間的間隙值的調(diào)整,目的是為了恢復(fù)踏板的自由行程。(2)調(diào)整各個(gè)分離杠桿的內(nèi)端使處于離合器軸的同一垂直面內(nèi),這一調(diào)整的目的是為了分離離

12、合器時(shí)能均勻拉開壓板,保證離合器分離徹底。以上各種調(diào)整,都應(yīng)有具有調(diào)整后鎖住的結(jié)構(gòu)措施。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求,在本設(shè)計(jì)中將全面地得到考慮,并采取相應(yīng)的措施予以實(shí)現(xiàn)。 從動(dòng)盤數(shù)的選擇:單盤離合器結(jié)構(gòu)煎蛋,分離徹底,散熱良好,尺寸緊湊,調(diào)整方便,從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,只要在結(jié)構(gòu)上采取適當(dāng)?shù)拇胧┍憧梢员WC接合平順。因此,廣泛地應(yīng)用在轎車和小型貨車上,近年來,在重型車上的應(yīng)用也日漸增多。雙盤離合器與單盤離合器相比,由于摩擦面增多,因而傳遞扭矩的能力較大,接合平順,在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下,徑向尺寸較小,踏板力較小。但存在分離徹底性較差,中間壓盤散熱不良,因而熱負(fù)荷較高等問題。不過如從結(jié)構(gòu)上采取措施,這些問

13、題可以得到解決。雙盤離合器一般應(yīng)用在傳遞扭矩較大并且徑向尺寸受到限制的場(chǎng)合。多盤離合器接合平順柔和,由于在油中工作,其工作表面磨損小,但分離不徹底(特別是在冬天),尺寸和質(zhì)量較大,以往應(yīng)用較小。但近年來,在國外某些重型牽引車和自卸車上得到了應(yīng)用,并有不斷增加的趨勢(shì)。從動(dòng)盤的選擇應(yīng)根據(jù)汽車所采取的發(fā)動(dòng)機(jī)型式及其發(fā)出的最大扭矩,汽車的工作條件等因素來選擇。由于任務(wù)書中規(guī)定設(shè)計(jì)雙盤離合器。因此該離合器從動(dòng)盤數(shù)選為雙盤。 壓緊彈簧的型式及布置:離合器壓緊有圓柱螺旋彈簧,矩形斷面圓錐彈簧和膜片彈簧三種。 壓緊彈簧的布置方式也有周置,中央布和斜置三種。 周置彈簧離合器(見圖2-1)都采用圓柱螺旋彈簧。此種

14、型式的離合器結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,在汽車上一直廣泛采用。某些重型汽車離合器,由于需要的彈簧數(shù)目較多,因而將彈簧布置在兩個(gè)同心的圓周上。但該種離合器在高轉(zhuǎn)速時(shí)(5000-7000r/min),周置圓柱彈將受離心力的作用而嚴(yán)重鼓出,這一方面使壓盤壓緊力顯著降低,另一方面使彈簧靠到定位套或定位銷座上,造成接觸部分嚴(yán)重磨損,甚至出現(xiàn)彈簧斷裂的現(xiàn)象。中央彈簧離合器有些采用一個(gè)彈簧,也有采用兩個(gè)的,此時(shí)軸向尺寸較大(如圖2-2)。當(dāng)采用彈簧離合器的彈簧壓力是通過杠桿放大后再作用在壓盤上的,由于在結(jié)構(gòu)上可選較大的杠桿比,因而有利于減少踏板力,從而降低駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外,由于彈簧與壓盤不直接接觸彈簧無受熱退

15、火之患;容易實(shí)現(xiàn)對(duì)壓緊力的調(diào)整。中央彈簧離合器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大于400-500牛米的重型汽車上。 斜置彈簧離合器(如圖2-4)是用在重型汽車上的一種新結(jié)構(gòu)。彈簧壓力Q斜向作用在傳力套上,并通過壓桿作用在壓盤上。作用在壓桿內(nèi)端的軸向壓力F等于彈簧壓力Q的軸向分立。設(shè)彈簧中心線與離合器旋轉(zhuǎn)軸線的夾角為a,則F=Qcos。當(dāng)摩擦片磨損時(shí),cos增大這樣在摩擦片磨損范圍內(nèi),乘積Qcos(從而壓盤壓緊力)幾乎保持不變。同樣當(dāng)分離時(shí)右拉傳力套,Qcos也大致不變。因此,這種離合器與周置彈簧離合器相比,突出的優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)定,踏板力較小。 膜片彈簧離合器具有一系列優(yōu)點(diǎn):具有較理想的非線性特性,離合器

16、在使用中能保持其傳遞扭矩的能力大致不變,還可以降低踏板力;摩擦力矩在高速時(shí)降低很小,性能穩(wěn)定;膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用,使結(jié)構(gòu)大為簡化,零件數(shù)量減少,離合器軸向尺寸縮短;易于實(shí)現(xiàn)良好的散熱通風(fēng);壓力分布均勻;平衡性好。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,目前,在國外生產(chǎn)的膜片彈簧離合器系列廣泛用于轎車,輕型車和中性貨車及客車上,但在國內(nèi)應(yīng)還比較少。在本設(shè)計(jì)中,主要考慮到目前國內(nèi)汽車行業(yè)的實(shí)際情況,使該離合器制造方便,加工工藝性好以及結(jié)構(gòu)簡單等原因,且該車用汽油機(jī)的醉倒功率Nemax=110KW/2600/min。發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速不太高,因而該離合器的壓緊彈簧采用圓

17、柱螺旋彈簧,布置方式采用周置。 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式:壓盤是離合器的主動(dòng)部分,在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩時(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)允許壓盤在離合器分離過程中應(yīng)能自由地做軸向移動(dòng),常用的連接方式有一下幾種:凸塊一窗孔式(圖2-5a),鋼帶式(圖2-5b)鍵塊式(圖2-5c)和銷釘式(圖2-5d)等多種。凸塊窗孔式是在單盤離合器中長期采用的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),在壓盤上鑄出三個(gè)或四個(gè)凸塊伸入離合器蓋對(duì)應(yīng)的窗孔中,三凸塊較四凸塊的定心精度高。凸塊一窗孔式結(jié)構(gòu)簡單,但在使用中因接觸表面磨損間隙不斷增大,從而定心精度不斷降低,平衡性惡化,離合器接合時(shí)易出現(xiàn)抖動(dòng)合噪聲。鋼帶式是近年來廣泛

18、采用的一種結(jié)構(gòu)。起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無摩擦合磨損,無傳動(dòng)間隙,效率高。無噪聲,定心精度,使用中平衡性好,多用于單盤離合器的壓盤驅(qū)動(dòng)方式。銷釘式一般天雙盤離合器。采用這種結(jié)構(gòu)可大為簡化該離合器的驅(qū)動(dòng)裝置合壓盤,離合器蓋的形狀,制造工藝性好。鍵塊式一般用于驅(qū)動(dòng)雙盤離合器的中間壓盤,而壓盤驅(qū)動(dòng)裝置采取其它型式。本設(shè)計(jì)的任務(wù)是雙盤離合器,為了簡化離合器的壓盤驅(qū)動(dòng)裝置,使制造維修方便,因而采用圖2-5d所示的壓盤驅(qū)動(dòng),即銷釘式壓盤驅(qū)動(dòng)方式。 分離杠桿和分離軸承:設(shè)計(jì)分離杠桿時(shí),應(yīng)使其支承機(jī)構(gòu)與壓盤的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)上不發(fā)生干涉;保證有足夠的剛度;支承處的摩擦損失要?。灰阌谡{(diào)整分離杠桿內(nèi)端的位置;要避免在高速時(shí)因分

19、離杠桿的離心力造成壓緊力降低。分離杠桿的支承常采用滾針軸承。滾銷和刀口支承等形式(見圖2-6)。鍛壓的 分離杠桿宜用分離軸承;而沖壓的分離杠桿宜用刀口支承。圖2-6a 所示分離桿是鍛造后經(jīng)加工制成。與圖中其它三種結(jié)構(gòu)相比,它的加工量最大,結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。圖2-6b所示分離桿是鍛制的。由于鉸接處全部采用了滾針軸承,因此具有摩擦損失小,傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。另外它的調(diào)整螺母在離合器蓋上,調(diào)整也比較方便。圖2-6c 所示分離桿由鋼板沖壓而成,加工比較簡單,而且調(diào)整螺母在分離桿外段,調(diào)整也比較方便。由于分離桿的中間支承在離合器蓋的窗口上,支承處結(jié)構(gòu)面積比較小,容易磨損,而在磨損以后,分離桿的位置發(fā)生變動(dòng),工

20、作時(shí)會(huì)發(fā)出響聲。另外,調(diào)整螺母布置在分離桿外端,加大了壓盤尺寸,使離合器重量增加。圖2-6d 所示的分離桿(擺塊式)也是由鋼板沖壓而成,結(jié)構(gòu)比較簡單。分離桿在壓盤上的支承方法也比較簡單。此外,它還具有磨損小,調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn),目前在中、小型車上采用很多。在汽車離合器上采用的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承兩種。徑向止推軸承適用于高轉(zhuǎn)速,低軸向負(fù)荷的情況;止推軸承則適用于低轉(zhuǎn)速,高軸向負(fù)荷的情況。本設(shè)計(jì)的任務(wù)為雙盤離合器,考慮到制造等方面的原因,以及前面選定的銷釘式壓盤驅(qū)動(dòng)方式的影響,因此,該離合器的分離杠桿采用圖2-6c 所示類型,其支承采用刀口支承。 離合器的散熱通風(fēng):試驗(yàn)證明,摩擦片的磨

21、損是隨壓盤溫度的升高而增大的。當(dāng)壓盤工作表面溫度超過180-200度時(shí),摩擦片磨損將急劇增加,而且過高的溫度還會(huì)使壓盤受熱變形產(chǎn)生裂紋或破裂。為使摩擦表面溫度不過高,除要求壓盤有足夠高的質(zhì)量以保證足夠的熱容量外,還要求散熱通風(fēng)良好。改善離合器散熱通風(fēng)的結(jié)構(gòu)措施有:在壓盤上設(shè)散熱或通風(fēng)筋;在離合器蓋上開較大的通風(fēng)口;在離合器外殼上設(shè)置通風(fēng)窗;在雙盤離合器的中間壓盤內(nèi)鑄出通風(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)裝一導(dǎo)流罩,加強(qiáng)通風(fēng)。由于本設(shè)計(jì)為雙盤離合器設(shè)計(jì),其散熱問題尤其應(yīng)值得重視。在以后的離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,將視壓盤溫升的具體情況采取適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)措施以保證離合器壓盤工作

22、表面溫度不致過高。 從動(dòng)盤:從動(dòng)盤由摩擦片、從動(dòng)鋼片、減振器和花鍵轂等零部件組成。對(duì)離合器工作性能影響很大,因此在結(jié)構(gòu)和摩擦材料選擇的方面尤為重要。摩擦片在性能上要求摩擦系數(shù)比較穩(wěn)定,工作溫度、滑磨速度、單位壓力的變化對(duì)其影響較小;要尤足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性;熱穩(wěn)定性要好;磨合性要好;密度要小(特別是在高速條件工作時(shí));有利于接合平順;長期停放,離合器摩擦面間不發(fā)生“粘著”現(xiàn)象。因而,離合器摩擦片,所用的材料為:石棉基摩擦材料、燒結(jié)金屬和金屬陶瓷等材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉織物(常用金屬絲增強(qiáng))粘結(jié)劑(通常用樹脂或橡膠或者同時(shí)使用)和特種添加劑熱壓而成。其摩擦系數(shù)大約0.3-0.45。

23、當(dāng)溫度超過250度時(shí),摩擦系數(shù)可降低到0.25以下,磨損急劇增加,并且樹脂和橡膠等有機(jī)成分容易變質(zhì)和燒裂。該材料價(jià)格低,密度小,在大多數(shù)汽車離合器中使用效果良好。燒結(jié)金屬或金屬陶瓷制成的摩擦片,其高溫耐磨性好,傳熱性好,摩擦系數(shù)較高,允許有較大的單位壓力。但這些材料價(jià)格較高,密度較大,不能保證離合器接合的柔和性。目前,由川汽廠生產(chǎn)的紅巖重型車上就采用了由陶瓷材料制成的摩擦片。從動(dòng)鋼片多用薄鋼板沖壓制成,為防止由于離合器工作溫度的升高而引起從動(dòng)片的翹曲,多在從動(dòng)鋼片上沿徑向開有幾條切口。摩擦片與從動(dòng)片之間的固緊方法有兩種:即鉚接法和粘接法。鉚接法連接可靠,更換摩擦方便,但當(dāng)鉚釘頭與主動(dòng)盤表面接觸

24、時(shí),會(huì) 加劇主動(dòng)盤工作表面的局部磨損,且外,磨損后的生成物附在工作表面上還會(huì)影響摩擦系數(shù)。粘接法可以增加摩擦片的摩擦面積,且摩擦片的厚度利用也較好,還具有較高的抗離心力和切向力的能力,但修理時(shí)換裝摩擦片較麻煩。本設(shè)計(jì)中選用的摩擦材料為石棉基摩擦材料,這是由于石棉基摩擦材料的性能滿足離合器的性能要求,而且在結(jié)構(gòu)上還能改善散熱通風(fēng)的能力。離合器摩擦片與從動(dòng)片間的連接采用鉚接法。由于本次設(shè)計(jì)的任務(wù)為雙盤離合器,這種結(jié)構(gòu)的接合本身就比較平順,因而在從動(dòng)盤中不必設(shè)計(jì)減振器。離合器軸的軸向定位及軸承潤滑:離合器在安裝后應(yīng)保持軸向定位,在拆卸時(shí)還便于從離合器中抽出。因此,本設(shè)計(jì)采用前軸承外圓與飛輪中心線孔為

25、緊配合,軸承內(nèi)端與離合器軸前端用過度配合,離合器軸的軸向定位由后軸承(變速器第一軸承)保證。離合器軸的支承軸承及分離軸承都需進(jìn)行潤滑。在各種形式的離合器中,采用潤滑方式基本上都相同,后支承軸承和分離軸承皆采用注入黃油的潤滑方式(但有些離合器的分離軸承采用定期注入潤滑劑的方式進(jìn)行潤滑);前支承軸承則依靠從曲軸中引出稀油(壓力油)進(jìn)行潤滑,為了不使?jié)櫥驼次蹚膭?dòng)盤的摩擦襯片,除在前軸承處裝有油封外,還在飛輪上裝有泄油孔。 運(yùn)動(dòng)零件的限位為了保證離合器正常工作和對(duì)離合器的準(zhǔn)確操縱,需對(duì)運(yùn)動(dòng)零件進(jìn)行限位。對(duì)經(jīng)常接合式離合器,當(dāng)離合器處于接合位置時(shí),應(yīng)使分離桿內(nèi)端與分離軸承之間穩(wěn)定地保持調(diào)整好的間歇值(

26、3-4mm),這一位置的穩(wěn)定由離合器的壓緊彈簧和分離軸承的分離的回位彈簧加以保證。當(dāng)分離離合器時(shí),應(yīng)對(duì)踏板最大行程有限位。對(duì)雙盤離合器,當(dāng)處于分離狀態(tài)時(shí),為保證離合器分離徹底,對(duì)中間壓盤的分離應(yīng)加以保證和限制(通常應(yīng)具有1.25mm左右的移動(dòng)量),這由專門的分離結(jié)構(gòu)(如設(shè)置中間壓盤分離彈簧和限位螺釘)加以保證。 離合器的調(diào)整由于離合器的摩擦襯面在工作時(shí)有磨損,故離合器需要進(jìn)行定期調(diào)整。這類調(diào)整的項(xiàng)目有:1)分離杠桿內(nèi)端與離合器軸承之間的間隙值的調(diào)整。這一間隙的調(diào)整是為恢復(fù)踏板處的自由行程,通常保持該間隙值為34mm;2)調(diào)整各個(gè)分離杠桿的內(nèi)端使之處于離合器軸的同一垂直面內(nèi),這一調(diào)整的目的是為了

27、在分離離合器時(shí)能均勻的拉開壓盤,保證離合器分離徹底。這些項(xiàng)目的調(diào)整由分離杠桿端部的調(diào)整螺釘(或調(diào)整螺帽)進(jìn)行調(diào)整,且有調(diào)整后鎖住的結(jié)構(gòu)。在雙盤離合器中,為了保證離合器分離徹底,除進(jìn)行上述兩種調(diào)整外,還必須對(duì)中間壓盤的位置進(jìn)行限位調(diào)整。該調(diào)整是通過中間壓盤限位螺釘?shù)恼{(diào)整來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)整方式為:在離合器處于接合狀態(tài)時(shí),將限位螺釘擰緊,然后在退出1.25圈即可。在該處,也應(yīng)設(shè)置調(diào)整后鎖住的結(jié)構(gòu)。 離合器的軸向彈性雙離合器的從動(dòng)片一般都不做成具有軸向彈性的。這是因?yàn)槠淠Σ帘砻鏀?shù)目較多,接合時(shí)各個(gè)表面依次先后接觸,故其接合過程本身就比較平順,因而不必專門設(shè)計(jì)具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)中選擇的離合器有關(guān)結(jié)

28、構(gòu)總匯:本設(shè)計(jì)的任務(wù)是雙盤離合器,根據(jù)雙盤離合器的特點(diǎn)及以上對(duì)離合器各種結(jié)構(gòu)的分析比較,其有關(guān)結(jié)構(gòu)可采取一下形式: 壓盤數(shù)目: 雙盤 壓緊彈簧: 周置圓柱螺旋彈簧 壓盤驅(qū)動(dòng)方式: 銷釘式 分離杠桿: 采用CA141(CA10B)型式 分離軸承: 徑向止推軸承 摩擦片: 石棉基摩擦材料三、離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定汽車用離合器既要傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩,又要靠它的滑磨來使汽車平穩(wěn)起步工作條件甚為惡劣。因此,設(shè)計(jì)離合器,不僅要能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩,而且還要有足夠的壽命。 為了滿足可靠傳遞扭矩的要求,可以得出離合器的基本公式: M_cmax=M_emax=(Z_C)/12P_0D3 1-d3/D3 式中:

29、D摩擦片外徑,厘米 d摩擦片內(nèi)徑,厘米 P_0單位壓力,公斤/厘米 Z_c摩擦工作面數(shù) 離合器儲(chǔ)備系數(shù) 摩擦系數(shù) M_cmax離合器最大摩擦力矩,公斤厘米 M_emax發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩,公斤厘米次公式作為校核用。 摩擦片外徑及其它尺寸的確定摩擦片外徑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。 離合器摩擦片外徑D可由下列公式計(jì)算出: D=(M_emax/A)式中: D摩擦片外徑,厘米 M_emax發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩,公斤. 厘米 A和車型及使用情況有關(guān)的常數(shù) 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù): M_emax=480N.m=4900kg.cm 載重量為9T的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車屬于載重汽車。 對(duì)載重汽車: 單盤

30、離合器: A=34 雙盤離合器: A=4.55.5 在本設(shè)計(jì)中,要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中給定的條件,即設(shè)計(jì)載重量為5T的車用雙盤離合器,因而取A=5。由前面所列之經(jīng)驗(yàn)公式,代入有關(guān)數(shù)據(jù),則得:D=31.3cm.根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化,系列化原則查離合器設(shè)計(jì)第30頁表21“離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)”,可取:摩擦片有關(guān)尺寸: 外徑 D=325mm 內(nèi)徑 d=190mm 厚度 h=3.5mm 單位面積 F=546平方厘米 內(nèi)徑與外徑的比值 C=0.585 離合器后備系數(shù)的確定:后備系數(shù)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。在選擇夕時(shí),應(yīng)考慮以下幾點(diǎn): 1)摩擦片

31、在使用中磨損后,離合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 2)要防止離合器滑磨過大。 3)要能防止傳動(dòng)系過載。 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,不宜選取太?。粸槭闺x合器尺寸不致過大,減少傳動(dòng)系過載,保證操縱輕便,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),可選取小些;當(dāng)使用條件惡劣,需要拖帶掛車時(shí),為提高起步能力、減少離合器滑磨,應(yīng)選取大些;貨車總質(zhì)量越大,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,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,選取的值可比螺旋彈簧離合器小些;雙片離合

32、器的值應(yīng)大于單片離合器。 各類汽車口值的取值范圍通常為: 轎車和微型、輕型貨車 =130175 中型和重型貨車 =17225 越野車、帶拖掛的重型汽車和牽引汽車 =2.03.0本設(shè)計(jì)中取=1.85 單位壓力的確定摩擦面上的單位壓力P_0值和離合器本身工作條件,摩擦片的尺寸大小,后備系數(shù),摩擦片的容許單位壓力P_0與摩擦片外徑的關(guān)系為: 上圖中的曲線關(guān)系適用于載重車。由摩擦片外徑D=325mm從上圖可查得:該離合器摩擦片的容許單位壓力P_0為:P_0=1.70kg/cm2對(duì)作用于離合器摩擦片的單位壓力P_0進(jìn)行校核:由離合器校核公式: M_emax =(Z_c)/12P_0D3(1-d3/D3

33、)式中有關(guān)數(shù)據(jù)為:對(duì)于有機(jī)材料摩擦片,在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),其摩擦系數(shù)可取=0.25。在本設(shè)計(jì)的校核公式中,取=0.25 對(duì)雙盤離合器Z=4 則: 1.854900= (0.254)/12 P_0303 1-0.5853計(jì)算結(jié)果為: P_0=1.26kg/cm2P_0=1.75 kg/cm2 即摩擦面上的單位壓力沒超出容許范圍。因此,上述各基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取合適。四、從動(dòng)盤 從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)介紹雙盤離合器的從動(dòng)盤主要由摩擦片、從動(dòng)鋼片及花鍵轂組成。從動(dòng)盤對(duì)離合器的工作性能影響較大,它是離合器零件中最薄弱的一環(huán),因此在選擇其結(jié)構(gòu)和摩擦材料時(shí)予以重視。 本設(shè)計(jì)中的雙盤離合器,其摩擦片與從動(dòng)鋼片用鉚釘鉚接在一起,

34、這種方法便于跟換摩擦片。由于雙盤離合器摩擦工作面較多,因而其本身就具有接合柔順的特點(diǎn)。在本設(shè)計(jì)中采用不帶場(chǎng)地減振器的結(jié)構(gòu)。該離合器的從動(dòng)盤總成直接用鉚釘接在從動(dòng)盤轂上。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便。其缺點(diǎn)在于不能有效的避免汽車傳動(dòng)系的共振,在緩和沖擊,減小噪聲,提高傳動(dòng)系零件的壽命,改善汽車行駛的舒適性,使汽車平穩(wěn)起步等方面都比裝有減振器的從動(dòng)盤差。因此,從改善離合器的工作性能方面來看,安裝帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤在載重汽車上也將必然成為一種趨勢(shì)。 從動(dòng)盤設(shè)計(jì)從動(dòng)盤是由從動(dòng)鋼片固定在從動(dòng)剛處上的摩擦片和從動(dòng)盤轂等組成的。設(shè)計(jì)從動(dòng)盤時(shí)一般應(yīng)滿足一下幾個(gè)方面的要求:1)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡量小

35、,以減小變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊。 2)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。 3)應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器,以避免傳動(dòng)系共振,并緩和沖擊。 本設(shè)計(jì)任務(wù)是雙盤離合器,故可不考慮第三條。1.從動(dòng)鋼片的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)從動(dòng)鋼片時(shí),要盡量減輕其重量,并使其質(zhì)量的分布盡可能的靠近旋轉(zhuǎn)中心,以獲得最小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這是因?yàn)槠囆旭傊羞M(jìn)行換檔時(shí),首先要分離離合器,從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速必然要在變速器換檔的過程中發(fā)生變化,離合器從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力,而使變速器換檔齒間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步裝置加速磨損。慣性力的大小與從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比,因此為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,從動(dòng)片一般都做得比較薄,通

36、常是用1.32.0 mm厚的薄鋼板沖壓而成。為了進(jìn)一步減少從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,有時(shí)還將從動(dòng)片外緣的盤形部分磨薄至0.650.10厚使其質(zhì)量分布更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。在本設(shè)計(jì)中,離合器從動(dòng)片采用2.0毫米厚的薄鋼板沖壓而成,其外徑可由摩擦面外徑?jīng)Q定,在這里取為325毫米,其內(nèi)徑由從動(dòng)盤轂的尺寸選定,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,因此,在從動(dòng)鋼片上沿徑向開有幾條切口。該離合器為雙盤離合器,故其從動(dòng)片做成不具有軸向彈性的結(jié)構(gòu),這是由于雙盤離合器的工作摩擦面較多,接合過程柔和,不需軸向及周向減振。如果離合器做成軸向彈性的其后果是大大地增加了踏

37、板的自由行程(或縮小離合器的傳遞裝置的傳動(dòng)比而使踏板操縱力增大)。才能保證離合器分離徹底。顯然,這些都不利于離合器的操縱,故其從動(dòng)片不做成具有軸向彈性的。在本設(shè)計(jì)中參照解放CA10B及解放CA141用離合器都有關(guān)結(jié)構(gòu)圖冊(cè),從動(dòng)盤材料選為50鋼,通過沖壓加工制成,硬度為熱處理HRC4050。改從動(dòng)片結(jié)構(gòu)如圖32中所示(圖中尺寸不適用于本設(shè)計(jì)),有關(guān)尺寸可參照?qǐng)D32中所示結(jié)構(gòu)的尺寸進(jìn)行選取,參看設(shè)計(jì)圖紙。 從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂是裝在變速器第一軸前端的花鍵上的,目前一般都采用齒測(cè)定心的矩形花鍵,花鍵之間為動(dòng)配合,以便在離合器分離和接合過程中從動(dòng)盤轂?zāi)茉谳S上自由移動(dòng)。 本離合器設(shè)計(jì)中的從動(dòng)盤轂花鍵也

38、采用齒測(cè)定心的矩形花鍵。 在設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂花鍵時(shí),可根據(jù)從動(dòng)盤外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩來選取。在本設(shè)計(jì)中,按從動(dòng)盤外徑來選取從動(dòng)盤花鍵轂花鍵的有關(guān)尺寸,由圖標(biāo)GB114474,可得: 花鍵齒數(shù) n=10 花鍵外徑 D =40mm 花鍵內(nèi)徑 d=32mm 齒厚 b=5mm 有效齒長 L=40mm 允許擠壓應(yīng)力 =107kg/cm2 從動(dòng)盤轂一般都由中碳鋼制造而成,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過200kg/cm2.本從動(dòng)盤轂的材料選用40Cr。為了保證從動(dòng)盤轂在變速器第一軸上滑動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生偏斜,而影響離合器的徹底分離,從動(dòng)盤轂的軸向長度不宜過小,一般去其尺寸與其花鍵外徑大小相通,對(duì)在嚴(yán)重情況下工作的離合器,

39、其長度更大,可達(dá)花鍵外徑的1.4倍。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表面受力而破壞,所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計(jì)算,如應(yīng)力偏大則可適當(dāng)增加花鍵轂的軸向長度?;ㄦI擠壓應(yīng)力計(jì)算公式如下: _壓=P/nhl 式中: P花鍵齒側(cè)面壓力,公斤 n花鍵的齒數(shù) h花鍵齒工作高度 L花鍵有效長度 其中: P= (4M_emax)/(D+d )Z Z從動(dòng)盤轂的數(shù)目 D花鍵外徑,厘米 d花鍵內(nèi)徑,厘米 且: h=1/2 (D-d ) 代入數(shù)據(jù),則: P=1361(kg) h=0.4(cm) 則: _壓=85.07 該花鍵轂花鍵的允許擠壓應(yīng)力=107kg/cm2. 所以: _壓=78.13 kg/

40、cm2 因而,該從動(dòng)盤轂花鍵的尺寸選取適用。從動(dòng)盤轂的結(jié)構(gòu)及有關(guān)尺寸參照解放CA10B用離合器花鍵轂可確定其結(jié)構(gòu)。如圖33中所示,其工作圖可見設(shè)計(jì)圖紙。由上圖中有關(guān)尺寸,可知從動(dòng)鋼片的內(nèi)徑為50mm。3.摩擦片的材料選擇摩擦片的工作環(huán)境是比較惡劣的,為了保證它能長期穩(wěn)定的工作,根據(jù)汽車的使用條件,摩擦片性能應(yīng)滿足一下幾個(gè)方面的要求:1) 摩擦因數(shù)較高且較穩(wěn)定,工作溫度、單位壓力、滑磨速度的變化對(duì)其影響要小。2) 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性。3) 密度要小,以減小從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。4) 熱穩(wěn)定性好,在高溫下分離出的粘合劑少,無味,不易燒焦。5)磨合性能好,不致刮傷飛輪和壓盤表面。6)接合時(shí)應(yīng)平順而不

41、產(chǎn)生“咬合”或“抖動(dòng)”現(xiàn)象。7)長期停放后,摩擦面間不發(fā)生“粘著”現(xiàn)象。離合器摩擦片所用的材料有石棉基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和金屬陶瓷摩擦材料。 石棉基摩擦材料具有摩擦因數(shù)較高(大約為03045)、密度較小、制造容易、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。但它性能不夠穩(wěn)定,摩擦因數(shù)受工作溫度、單位壓力、滑磨速度的影響大,目前主要應(yīng)用于中、輕型貨車中。由于石棉在生產(chǎn)和使用過程中對(duì)環(huán)境有污染,對(duì)人體有害,所以現(xiàn)在正以玻璃纖維、金屬纖維等來替代石棉纖維。粉末冶金和金屬陶瓷摩擦材料具有傳熱性好、熱穩(wěn)定性與耐磨性好、摩擦因數(shù)較高且穩(wěn)定、能承受的單位壓力較高以及壽命較長等優(yōu)點(diǎn),但價(jià)格較貴,密度較大,接合平順性較差,主要用于

42、重型汽車上。 摩擦片與從動(dòng)片的連接方式有鉚接和粘接兩種。鉚接方式連接可靠,更換摩擦片方便,適宜從動(dòng)片上裝波形片,但其摩擦面積利用率小,使用壽命短。粘接方式可增大實(shí)際摩擦面積,摩擦片厚度利用率高,具有較高的抗離心力和切向力的能力,但更換摩擦片困難,且使從動(dòng)盤難以裝波形片,無軸向彈性,可靠性低。 本設(shè)計(jì)中,選取的是石棉合成物制成的摩擦材料。4.摩擦片不平度的檢查 為保證離合器在工作過程能分離徹底,因此,對(duì)從動(dòng)盤總成的工作面平面度有一定的要求。因而應(yīng)對(duì)摩擦片的平面度進(jìn)行檢查。具體方法如下: 將摩擦片放在平板上,每隔900各放一個(gè)重3kg的負(fù)荷(底面直徑為2cm),負(fù)荷底面放在離合器片的圓環(huán)中心線上,

43、然后以厚薄規(guī)測(cè)定間隙值。測(cè)定一次后,所有負(fù)荷轉(zhuǎn)過450后再測(cè)定一次。所測(cè)定的任何一點(diǎn)的數(shù)值都不得超過規(guī)定的數(shù)值(本設(shè)計(jì)為0.3mm)五、壓盤的設(shè)計(jì) 壓盤傳力方式的選擇壓盤是離合器的主動(dòng)部分,在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩時(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,但這種連接方式應(yīng)允許壓盤在離合器分離過程中應(yīng)能自由的做軸向運(yùn)動(dòng)。常用的連接方式有多種。 在前面離合器結(jié)構(gòu)探討過程中,本設(shè)計(jì)中的離合器壓盤的傳力方式采用了圖25c所示的銷子傳動(dòng),按圓周布置6個(gè)傳力銷,其尺寸參照東風(fēng)CA140銷子尺寸初選為: 傳力銷 18.5_(-0.084)0 壓盤傳力銷孔 19_0(+0.07)傳力銷中間壓盤。壓盤

44、,飛輪及離合器蓋連接在一起,起定心、傳扭等作用。在離合器接合和分離時(shí),壓盤和中間壓盤能在銷子上沿軸線方向自由移動(dòng),保證離合器平順及分離徹底。壓盤的結(jié)構(gòu)形狀除與傳力方式有關(guān)外,還與壓緊方式和分離方式有關(guān)。在本設(shè)計(jì)中,采用的壓緊方式為沿周向分布的圓柱螺旋彈簧,由該種離合器傳力方式的特點(diǎn)及為壓盤制造方便,因而在壓盤上不采用鑄出圓柱形凸臺(tái)作為彈簧的導(dǎo)向座,而采用另外加工的彈簧座圈(采用08鋼板1.2制成)作為彈簧的導(dǎo)向座,同時(shí),為了反正壓盤工作溫度過高引起彈簧工作性能的下降,在壓盤上用螺釘固定有一石棉合成物制成的隔熱環(huán)(其尺寸參照解放車用離合器絕熱環(huán)尺寸確定)。離合器壓盤的分離由分離杠桿和分離桿螺釘(

45、其形狀見圖35)來實(shí)現(xiàn)。離合器中間中間壓盤的分離在本設(shè)計(jì)中采用中間主動(dòng)盤撐持彈簧(見圖36)和離合器調(diào)整螺釘(見圖37)(在調(diào)整螺釘上還具有鎖緊裝置和彈簧)。由以上分析可知,離合器壓盤和中間壓盤皆可做成盤狀,在壓盤上還應(yīng)鑄出分離螺釘孔、傳力銷孔、中間壓盤限位螺釘(即調(diào)整螺釘)孔和絕熱環(huán)螺紋孔等,在中間壓盤上傳力銷孔和撐持彈簧凹座。 壓盤幾何尺寸的確定由于摩擦片的尺寸在前面已經(jīng)確定,故壓盤的內(nèi)外徑也可因此而確定。參照解放車壓盤及中間壓盤的尺寸該壓盤及中間壓盤的內(nèi)外徑可確定為: 外徑 380mm 內(nèi)徑 170mm這樣,壓盤及中間壓盤的尺寸最后歸結(jié)為確定其厚度。離合器壓盤及中間壓盤的厚度確定的依據(jù)主

46、要有一下幾點(diǎn):1)壓盤應(yīng)具有較大的質(zhì)量以增大熱容量、減小溫升,防止其產(chǎn)生裂紋和破碎,有時(shí)可設(shè)置各種形狀的散熱肋或鼓風(fēng)肋,以幫助散熱通風(fēng)。中間壓盤可鑄出通風(fēng)槽,也可采用傳熱系數(shù)較大的鋁合金壓盤。 2)壓盤應(yīng)具有較大的剛度,使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均勻并減小受熱后的翹曲變形,以免影響摩擦片的均勻壓緊以及與離合器的徹底分離。鑒于以上原因,壓盤(特別是中間壓盤)一般都做得比較厚,一般不小于10mm。在設(shè)計(jì)中,初步確定該離合器壓盤及中間壓盤的厚度均為15毫米。在初步確定壓盤厚度以后,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8100 C.若溫升過高,可適當(dāng)增加壓盤及中間壓盤的厚度。校核計(jì)

47、算的公式:0=(L)/(427CG_壓 )式中: 0溫升,(_0)C L磨滑功,公斤*米 分配到壓盤上的磨滑功所占的百分比; 雙盤離合器壓盤 Y=0.25 雙盤離合器中間壓盤 Y=0.50 C壓盤的比熱;對(duì)鑄鐵壓盤,C=0.115千卡/公斤*度 G_壓壓盤質(zhì)量,公斤在本設(shè)計(jì)中對(duì)壓盤及中間壓盤溫升進(jìn)行校核時(shí),由于有許多條件都不知道,因而無法進(jìn)行計(jì)算。故在此假設(shè)所選的壓盤及中間壓盤的厚度合適。 3)與飛輪應(yīng)保持良好的對(duì)中,并要進(jìn)行靜平衡。 4)壓盤高度尺寸(從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離)公差要小。(三)壓盤和傳力銷的材料選擇壓盤形狀一般都比較復(fù)雜,而且還要求耐磨,傳熱性好和具有較高的摩擦系數(shù),故通常用灰

48、鑄鐵造而成,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應(yīng)不低于1.6。為增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度,還可另外添加少量的合金元素(如鎳、鐵錳合金等)。本設(shè)計(jì)用材料為3號(hào)灰鑄鐵JS1,工作表面光潔度取為1.6。傳動(dòng)銷材料在本設(shè)計(jì)中采用35鋼(中碳鋼),為了提高表面耐磨性能,進(jìn)行了滲碳處理,其硬度為HB241285,其結(jié)果選用CA10B傳動(dòng)銷形狀。如圖38所示: 傳力銷的強(qiáng)度校核根據(jù)前面選擇的傳動(dòng)銷結(jié)構(gòu),壓盤、中間壓盤、摩擦片及從動(dòng)片的厚度等,傳動(dòng)銷的結(jié)構(gòu)尺寸可確定如圖39所示: 根據(jù)上圖中所定尺寸進(jìn)行傳動(dòng)銷的強(qiáng)度校核,再參看圖310,傳動(dòng)銷同時(shí)承受著由著Q .Q所引起的彎曲應(yīng)力和力P(

49、接合時(shí)的彈簧壓力)所引起的拉升壓力。此外,傳動(dòng)銷表面在寬度S_1。 S_2(即壓盤厚度)的范圍內(nèi)還受力Q .Q的擠壓作用。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中可查得35鋼的剪切許用應(yīng)力=80MPA,許用比壓P=40MPa。 其有關(guān)強(qiáng)力校核如下: 拉彎復(fù)合應(yīng)力:作用的傳動(dòng)銷上的力: Q=M_emax/(2Rn) Q=M_emax/(4Rn)n傳力銷數(shù)目Rn力Q 和Q的作用半徑 在本設(shè)計(jì)中: M_emax=4900公斤*米 n=6 由所選壓盤結(jié)構(gòu)及參照CA10B用雙盤離合器有關(guān)零件工作圖得: Rn=(325/2)+(18.5/2)+1=172.75mm=0.1727m 則: Q=23.6kg Q=11.8kg 傳動(dòng)

50、銷根部的彎曲應(yīng)力為: _彎=M_B/_B =(M_emax (2b)/(4Rnn0.1d3 ) 式中: a,b力Q 和Q的作用臂,厘米 d傳動(dòng)銷緊固端直徑(根部直徑),厘米 由圖39及上面有關(guān)零件的值,可得如圖310中所示尺寸,即: a =1.65cm b=4.05cm d=1.40cm 則: _彎=304.2kg/cm2 傳動(dòng)銷的拉伸應(yīng)力為: _拉=4P/(d3 n) 式中: P接合時(shí)彈簧產(chǎn)生的壓緊力,公斤; P=P_0F 由已知數(shù)據(jù): P_0=1.26 kg/cm2 F=546cm2 則: P=688公斤 代入拉伸應(yīng)力公式,得:_拉=74.5 kg/cm2 故傳動(dòng)銷的復(fù)合應(yīng)力: _合=_彎

51、+_拉=37.13MPa 則: _合 =37.13MPab)傳動(dòng)銷的擠壓應(yīng)力: _擠=Q/(S_1 d_1 ) kg/cm2 _擠=Q/(S_2 d_1 ) kg/cm2 式中: d傳動(dòng)銷直徑,厘米 S_1,S_2作用寬度,厘米 由前面計(jì)算部分可知: d_1=1.85cm S_1=S_2=1.5cm則: _擠=0.85MPaP _擠=0.425MPaP由此可知,該傳動(dòng)銷的所受拉彎復(fù)合應(yīng)力及擠壓應(yīng)力都未超過材料允許的要求,即傳動(dòng)銷的強(qiáng)度滿足使用要求。因而傳動(dòng)銷的尺寸選擇合適。六、離合器蓋設(shè)計(jì)離合器蓋一般都和飛輪固定在一起,通過它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分扭矩。此外,它還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼

52、體。因此,在設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意一下幾個(gè)問題: (1)應(yīng)具有足夠的剛度,以免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。為此可采取如下措施:適當(dāng)增大蓋的板厚,一般為2540mm;在蓋上沖制加強(qiáng)肋或在蓋內(nèi)圓周處翻邊;尺寸大的離合器蓋可改用鑄鐵鑄造。因此,為了減輕重量和增加剛度,該離合器蓋采用2.75毫米厚的08鋼板,經(jīng)沖壓加工制成。 (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。對(duì)中方式采用定位銷或定位螺栓,也可采用止口對(duì)中。 (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,防止摩擦表面溫度過高,可在離合器蓋上開較大的通風(fēng)口,將離合器制成特殊的葉輪形狀,或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等,用以鼓風(fēng)。 由于本設(shè)計(jì)選用的是傳動(dòng)銷傳動(dòng)方式,因而,離合器蓋通過傳動(dòng)銷與飛輪連接在一起,傳遞一部分發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩,其對(duì)中性則就由六個(gè)傳動(dòng)銷來保證。七、離合器分離裝置的設(shè)計(jì) (一)分離桿的設(shè)計(jì) 在離合器分離和接合過程中,踏板與壓盤之間的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系最后由分離杠桿不定期實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用的是周置彈簧的壓緊機(jī)構(gòu),共采用了6個(gè)分離杠桿,沿周方向均分布。 在前面離合器結(jié)構(gòu)探討中,該離合器分離杠桿采用了圖26c所示的分離杠桿結(jié)構(gòu)型式。該分離杠桿采用鋼板沖壓而成,加工比較簡

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