客車的膜片彈簧離合器設計

1、大型客車的膜片彈簧離合器設計；一緒論；按動力傳遞順序來說，離合器應是傳動系中的第一個總；（1）結(jié)合時平順、柔和，使汽車起步時不震動、沖擊；（2）離合器分離徹底；（3）從動部分慣量小，以減輕換檔時齒輪副的沖擊；（4）散熱性能好；（5）高速回轉(zhuǎn)時只有可靠強度；（6）避免汽車傳動系共振，具有吸收震動、沖擊和減；（7）操縱輕便；（8）工作性能（最大摩擦力大型客車的膜片彈簧離合器設計一 緒論按動力傳遞順序來說，離合器應是傳動系中的第一個總成。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。離合器是設置在發(fā)動機與變速器之間的動力傳遞機構

2、，其功用是能夠在必要時中斷動力的傳遞，保證汽車平穩(wěn)地起步；保證傳動系換檔時工作平穩(wěn)；限制傳動系所能承受的最大扭矩，防止傳動系過載。為使離合器起到以上幾個作用，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上比較先進，經(jīng)濟性合理，同時其性能良好，使用可靠性高壽命長，結(jié)構簡單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地傳遞發(fā)動機最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點2：（1）結(jié)合時平順、柔和，使汽車起步時不震動、沖擊；（2）離合器分離徹底；（3）從動部分慣量小，以減輕換檔時齒輪

3、副的沖擊；（4）散熱性能好；（5）高速回轉(zhuǎn)時只有可靠強度；（6）避免汽車傳動系共振，具有吸收震動、沖擊和減小噪聲能力；（7）操縱輕便；（8）工作性能（最大摩擦力矩Temax和后備系數(shù)?保持穩(wěn)定）；（9）使用壽命長。1.2離合器的功用離合器可使發(fā)動機與傳動系逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。如前所述，現(xiàn)代車用活塞式發(fā)動機不能帶負荷啟動，它必須先在空負荷下啟動，然后再逐漸加載。發(fā)動機啟動后，得以穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速約為300500r/min，而汽車則只能由靜止開始起步，一個運轉(zhuǎn)著的發(fā)動機，要帶一個靜止的傳動系，是不能突然剛性接合的。因為如果是突然的剛性連接，就必然造成不是汽車猛烈攢動，就是發(fā)動機熄火。所以

4、離合器可使發(fā)動機與傳動系逐漸地柔和地接合在一起，使發(fā)動機加給傳動系的扭矩逐漸變大，至足以克服行駛阻力時，汽車便由靜止開始緩慢地平穩(wěn)起步了。雖然利用變速器的空檔，也可以實現(xiàn)發(fā)動機與傳動系的分離。但變速器在空檔位置時，變速器內(nèi)的主動齒輪和發(fā)動機還是連接的，要轉(zhuǎn)動發(fā)動機，就必須和變速器內(nèi)的主動齒輪一起拖轉(zhuǎn)，而變速器內(nèi)的齒輪浸在黏度較大的齒輪油中，拖1.1離合器概述轉(zhuǎn)它的阻力是很大的。尤其在寒冷季節(jié)，如沒有離合器來分離發(fā)動機和傳動系，發(fā)動機起動是很困難的。所以離合器的第二個功用，就是暫時分開發(fā)動機和傳動系的聯(lián)系，以便于發(fā)動機起動。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)常脫開嚙合和進入嚙

5、合。如在脫檔時，由于原來嚙合的齒面壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合器暫時分離傳動系，即能便利脫檔。同時在掛檔時，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會造成掛檔沖擊甚至掛不上檔，此時又需要離合器暫時分開傳動系，以便使與離合器主動齒輪聯(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。離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車緊急制動時，傳動系受到很大的慣性負荷，此時由于離合器自動打滑，可避免傳動系零件超載損壞，起保護作用。1.3離合器的工作原理如圖1.1所示，摩擦離合器一般是有主動部分、從動部分組成、壓緊機構和操縱機構四部分組成。離合

6、器在接合狀態(tài)時，發(fā)動機扭矩自曲軸傳出，通過飛輪2和壓盤借摩擦作用傳給從動盤3，在通過從動軸傳給變速器。當駕駛員踩下踏板時，通過拉桿，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，而外端與壓盤連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動壓盤向左，這樣，從動盤3兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動機的扭矩就不再傳入變速器，離合器處于分離狀態(tài)。當放開踏板，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。此時壓緊彈簧就推動壓盤向右，仍將從動盤3壓緊在飛輪上2，這樣發(fā)動機的扭矩又傳入變速器。圖1.1 離合器總成3-從動盤 6-壓盤 1-離合器蓋螺栓

7、2-離合器蓋 9-膜片彈簧 13-分離軸承1.4 膜片彈簧離合器概述膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型載貨汽車上廣泛采用的一種離合器。因其作為壓簧，可以同時兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構大為簡化，質(zhì)量減少，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。其次，由于膜片彈簧與壓盤以整個圓周接觸，使壓力分布均勻。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在從動盤摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。離合器分離時，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動強度。此外，因膜片是一種對稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少，而周布置彈離合器在高速時，因受離心力作用會產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴重鼓出

8、，從而降低了對壓盤的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降。那么可以看出，對于輕型車膜片彈簧離合器的設計研究對于改善汽車離合器各方面的性能具有十分重要的意義。作為壓緊彈簧的所謂膜片彈簧，是由彈簧鋼沖壓成的，具有“無底碟子”形狀的截錐形薄壁膜片，且自其小端在錐面上開有許多徑向切槽，以形成彈性杠桿，而其余未切槽的大端截錐部分則起彈簧作用。膜片彈簧的兩側(cè)有支承圈，而后者借助于固定在離合器蓋上的一些（為徑向切槽數(shù)目的一半）鉚釘來安裝定位。當離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時，由于離合器蓋靠向飛輪，后支承圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角變大，甚至膜片彈簧幾乎變平。同時在膜片彈簧的大端對壓盤產(chǎn)生壓緊力使離

9、合器處于結(jié)合狀態(tài)。當離合器分離時，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并通過分離鉤拉動壓盤后移使離合器分離。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此設計摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎不變，且可以減輕分離離合器時的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對離合器軸的中心線是對稱的，因此其壓緊力實際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構大為簡化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，

10、摩擦均勻，也易于實現(xiàn)良好的通風散熱等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點，并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車及微型、輕型客車上得到廣泛運用，而且正大力擴展到載貨汽車和重型汽車上，國外已經(jīng)設計出了傳遞轉(zhuǎn)矩為802000N.m、最大摩擦片外徑達420的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車、客車、輕型和中型貨車上。甚至某些總質(zhì)量達2832t的重型汽車也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。膜片彈簧離合器的操縱采用壓式機構，即離合器分離時膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。1.5膜片彈簧與其他形式的彈簧的比較離合器壓緊裝置可分為周布彈簧式、

11、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是用一個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優(yōu)點9：（1）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。當離合器分離時，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；（2）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小；（3）高速旋轉(zhuǎn)時，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降；（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，可提高使用壽命；（5

12、）易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長；（6）平衡性好；（7）有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。但膜片彈簧的制造工藝較復雜，對材料質(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，由于材料性能的提高，制造工藝和設計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。二 大型客車的膜片彈簧離合器的設計要求以及設計方案基本參數(shù)：驅(qū)動方式：4*2后輪驅(qū)動軸距mm:4100輪距前/后mm：1823/1700整備質(zhì)量kg:7390最大總質(zhì)量kg:10300標定（最大）功率/轉(zhuǎn)速kw/rpm:132(180)/2300最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速Nm/rpm:660/1500輪胎型號：82

13、5R20基本要求：1） 在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備，又能防止過載。2） 接合時要完全、平順、柔和，保證起初起步時沒有抖動和沖擊。3） 分離時要迅速、徹底。4） 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。5） 應有足夠的吸熱能力和良好的通風效果，以保證工作溫度不致過高，延長壽命；6）操縱方便、準確，以減少駕駛員的疲勞；7）具有足夠的強度和良好的動平衡，一保證其工作可；8）應能避免和衰減傳動系的扭轉(zhuǎn)振動，并且具有吸收；降低噪聲的能力；9）作用在從動盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在；中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工

14、作性能；10）結(jié)構應簡單，緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆；等；三膜片彈簧離合器的結(jié)構設計；3.1摩擦片的選擇延長壽命。6） 操縱方便、準確，以減少駕駛員的疲勞。7） 具有足夠的強度和良好的動平衡，一保證其工作可靠、使用壽命長。8） 應能避免和衰減傳動系的扭轉(zhuǎn)振動，并且具有吸收震動，緩和沖擊和降低噪聲的能力。9） 作用在從動盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。10） 結(jié)構應簡單，緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝，維修，調(diào)整方便等。三 膜片彈簧離合器的結(jié)構設計3.1摩擦片的選擇單片離合器因為結(jié)構簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動部分轉(zhuǎn)

15、動慣量小，在使用時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。對于大型客車，其主要參數(shù)可以參考中型貨車，因此該設計選擇單片離合器。3.2壓緊彈簧布置形式的選擇由前面可以知道，本設計中的壓緊彈簧是膜片彈簧。而膜片彈簧離合器分推式和拉式，在本設計中采用拉式結(jié)構。3.2.1拉式結(jié)構的特點 與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個支承環(huán)，使其結(jié)構更簡單、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，可采用尺寸較小

16、的結(jié)構；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，傳動效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式減少很多；無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構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)磨損后不會形成間隙而增大踏板自由行程，不會產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽命更長。3.2.2膜片彈簧的結(jié)構膜片彈簧實質(zhì)上是一種用薄彈簧鋼板制成的帶有錐度的碟形彈簧.其小端的錐面上均勻地開有許多徑向切槽,以形成分離指,起分離杠桿的作用,其余未切槽的大端起壓縮彈簧的作用.膜片彈簧的結(jié)構形狀如下圖所示,它是由彈簧鋼板沖壓而成的。膜片彈簧膜片彈簧兩

17、側(cè)有鋼絲支承圈,借膜片彈簧固定鉚釘將其安裝在離合器蓋上.在離合器沒有固定到飛輪上時,膜片彈簧不受力,處于自由狀態(tài),如下圖a所示,此時,離合器蓋與飛裝面之間有一距離l.當將離合器蓋用連接螺釘固定到飛輪上時,由于離合器蓋靠向飛輪,膜片彈簧鋼絲支承圈則壓向膜片彈簧使之發(fā)生彈性變形,膜片彈簧的圓錐底角變小.幾乎接近于壓平狀態(tài),同時,在膜片彈簧的大端對壓盤產(chǎn)生壓緊力,使離合器處于接合狀態(tài),如下圖b所示,當分離離合器時,分離軸承左移,如下圖c所示,膜片彈簧被壓在前鋼絲支承圈上,其徑向截面以支承圈為支點轉(zhuǎn)動,膜片彈簧變成反錐形狀.使膜片彈簧大端右移,并通過分離彈簧鉤拉動壓盤使離合器分離.膜片彈簧離合器的工作

18、原理圖（a）自由狀態(tài)； （b）壓緊狀態(tài)； （c）分離狀態(tài)上圖為推式膜片彈簧離合器的工作原理圖,拉式中膜片彈簧的安裝方向與推式相反,接合時膜片彈簧的大端支承在離合器蓋上,以中部壓緊在壓盤上,將分離軸承向外拉離飛輪,即可實現(xiàn)分離.3.2.3膜片彈簧離合器的結(jié)構特點1)2)3)4) 膜片彈簧的軸向尺寸較小而徑向尺寸很大,這有利于在提高離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力的情況下減小離合器的軸向尺寸. 膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用,故不需要專門的分離杠桿,使離合器的結(jié)構大大簡化,零件數(shù)目少,質(zhì)量輕. 由于膜片彈簧軸向尺寸小,所以可以適當增加壓盤的厚度,提高熱容量;而且還可以在壓盤上增設散熱筋及在離合器蓋上開設較大的

19、通風孔來改善散熱條件. 膜片彈簧離合器的主要部件形狀簡單,可以采用沖壓加工,大批量生產(chǎn)時可以降低生產(chǎn)成本.采用無支承環(huán)式的拉式膜片彈簧離合器,MFZ型,直接在沖壓離合器蓋上沖壓出一個環(huán)形凸臺以支承膜片彈簧.拉式無支承環(huán)結(jié)構形式3.3從動盤的設計根據(jù)已知條件知道10噸大型客車可選取單片干式膜片彈簧摩擦離合器，因為這種結(jié)構的離合器結(jié)構簡單，調(diào)整方便，軸向尺寸緊湊，分離徹底，從動件轉(zhuǎn)動慣量小，散熱性好，采用軸向有彈性的從動盤結(jié)合平順，廣泛用于轎車及微、中型客車和貨車上，在發(fā)動機轉(zhuǎn)矩不大于1000N.m的大型客車和重型貨車上也有所推廣。因此該離合器選取單片干式膜片彈簧離合器。3.3.1從動盤結(jié)構及工作

20、原理在現(xiàn)代汽車上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動盤,用以避免汽車傳動系統(tǒng)的共振,緩和沖擊,減少噪聲,提高傳動系統(tǒng)零件的壽命,改善汽車行使的舒適性,并使汽車平穩(wěn)起步。從動盤主要由從動片，從動盤轂，摩擦片等組成，摩擦片1，13分別用鉚釘14，15鉚在波形彈簧片上，而后者又和從動片鉚在一起。從動片5用限位銷7和減振盤12鉚在一起。這樣，摩擦片，從動片和減振盤三者就被連在一起了。在從動片5和減振盤12上圓周切線方向開有6個均布的長方形窗孔，在在從動片 和減振盤之間的從動盤轂8法蘭上也開有同樣數(shù)目的從動片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧11，以便三者彈性的連接起來。在從動片和減振盤的窗孔上都制有翻邊，這樣可以

21、防止彈簧滑脫出來。在從動片和從動盤轂之間還裝有減振摩擦片6，9。當系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時，從動片及減振盤相對從動盤轂發(fā)生來回轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會很快被減振摩擦片的摩擦所吸收。1，13摩擦片；2，14，15鉚釘；3波形彈簧片；4平衡塊；5從動片；6，9減振摩擦；7限位銷；8從動盤轂；10調(diào)整墊片；11減振彈簧；12減振盤3.3.2從動盤的設計要求（1） 為了減少變速器換檔時齒輪間的沖擊，從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應盡可能?。?） 為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻等從動盤應具有軸向彈性（3） 為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動盤中應裝有扭轉(zhuǎn)減 振器（4） 要有足夠的抗爆裂強度3.4壓

22、盤的驅(qū)動方式壓盤是離合器的主動部分，在傳遞發(fā)動機轉(zhuǎn)矩時它和飛輪一起帶動從動盤轉(zhuǎn)動，但這種連接應允許壓盤在離合器分離過程中能自由的作軸向移動。壓盤與飛輪的連接方式或驅(qū)動方式有：凸塊窗孔式、傳力銷式、鍵式以及彈性傳動片式等。近年來廣泛采用彈性傳動片式。因為另外幾種方式有一個共同的缺點，即連接之間有間隙（如凸塊與窗孔之間的間隙約為0.2mm）。這樣在傳動時將產(chǎn)生沖擊和噪聲，甚至可能導致凸塊根部產(chǎn)生裂紋而造成零件的早期破壞。另外，在離合器分離時，由于零件間的摩擦將降低離合器操縱部分的傳動效率。彈性傳動片是由薄彈簧鋼沖壓而成（見下圖），其一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，且一般用34組（每組

23、24片）沿圓周切向布置以改善傳動片的受力狀況，這時，當發(fā)動機傳動片時受拉，當由車輪滑行時反轉(zhuǎn)受壓。這種利用傳動片驅(qū)動壓盤的方式不緊消除了上述缺點，而且簡化了結(jié)構，降低了對裝配精度的要求且有利于壓盤的定中。所以該離合器采用彈性傳動片。壓盤的驅(qū)動方式a凸塊窗孔式；b傳力銷式；c鍵槽指銷式；d鍵齒式；e彈性傳動片式3.5 分離杠桿、分離軸承、分離套筒的設計分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔，其作用是通過分離軸承克服離合器彈簧的推力并推動壓盤移動，從而使壓盤與從動盤和從動盤與飛輪相互分離，截斷動力的傳遞，分離杠桿要具有足夠的強度和剛度，以承受反復作用在其上面的彎曲應力。分離軸承的作用是通過分離叉的作用使分離

24、軸承沿變速器前端蓋導向套作軸向移動，推動旋轉(zhuǎn)中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。分離軸承在工作中主要承受軸向力，在分離離合器時由于分離軸承旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，形成其徑向力。故離合器的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承兩種。前者適合于高速低軸向負荷，后者適合于相反情況.常用含潤滑油脂的密封止推球軸承;小型車有時采用含油石墨止推滑動軸承。分離軸承與膜片彈簧之間有沿圓周方向的滑磨，當兩者旋轉(zhuǎn)中不同心時也伴有徑向滑磨。為了消除因不同心導致的磨損并使分離軸承與膜片彈簧內(nèi)端接觸均勻，膜片彈簧離合器廣泛采用自動調(diào)心式分離裝置。它有內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)軸承，軸承罩，波形片簧4，它由厚約為0.7的65Mn鋼帶制成

25、，油淬、模內(nèi)回火度HRC4351）及分離套筒組成。由于軸承與套筒間都留有足夠徑向間隙以保證分離軸承相對于分離套筒可以徑向移動1mm左右，所以當膜片相對分離套筒有偏斜時，由于波形片簧能夠產(chǎn)生變形，允許分離軸承產(chǎn)生相對的偏斜，以保證膜片彈簧仍能被均勻的壓緊，也防止了膜片彈簧分離指處的異常磨損并減少了噪音。另外由于分離指與直徑較小的軸承內(nèi)圈接觸，則增大了膜片彈簧的杠桿比。分離套筒支撐著分離軸承并位于變速器第一軸軸承蓋的軸頸上，可以軸向移動。分離器結(jié)合后，分離軸承與分離杠桿之間一般有34mm間隙，以免在摩擦片磨損后引起壓盤壓力不足而導致離合器打滑使摩擦片以及分離軸承燒壞。此間隙使踏板有段自由行程。有的

26、轎車采用無此間隙的內(nèi)圈恒轉(zhuǎn)式結(jié)構，用輕微的油壓或彈簧力使分離軸承與杠桿端（多為膜片彈簧）經(jīng)常貼合，以減輕磨損和減少踏板行程。自動調(diào)心軸承裝置1分離軸承罩；2分離軸承；3分離套筒；4波形彈簧片3.6離合器殼的設計在本設計中,由于不知道發(fā)動機曲軸,飛輪等零件的尺寸,因而只有本設計計算出的壓盤以及該離合器的結(jié)構特點和以往經(jīng)驗來確定。該離合器殼采用灰鑄鐵鑄造而成。3.6.1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構的傳動效率，嚴重時還可能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。因此為

27、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）沖壓成帶加強筋和卷邊的復雜形狀。3.6.2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，由于本設計選用的是傳動片傳動方式，因而離合器蓋通過一外圓與飛輪上的內(nèi)圓止口對中。3.7離合器的散熱通風試驗表明，摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當壓盤工作表面超過180200C時摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤，工作表面的瞬時溫度一般在180C以下

28、。在特別頻繁的使用下，壓盤表面的瞬時溫度有可能達到1000?C。過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，還要求散熱通風好；四.膜片彈簧離合器基本參數(shù)的確定；4.1.從動盤設計；從動盤總成由摩擦片，從動片，減震器和從動盤穀等組；（1）為了減少變速器換檔時齒輪間的沖擊，從動盤的；（3）為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，；（4）要有足夠的抗爆裂強度；4.11摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b；摩擦片外徑D（mm）也可以根據(jù)發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩Te；Temax，式中，KD為直徑系數(shù)風好。改善離合器散熱通風結(jié)構的措施有：在壓盤上設散熱

29、筋，或鼓風筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄通風槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風；在離合器外殼內(nèi)裝導流罩。膜片彈簧式離合器本身構造能良好實現(xiàn)通風散熱效果，故不需作另外設置。四.膜片彈簧離合器基本參數(shù)的確定4.1.從動盤設計從動盤總成由摩擦片，從動片，減震器和從動盤穀等組成。它雖然對離合器工作性能影響很大的構件，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構和材料上的選擇是設計的重點。從動盤總成應滿足如下設計要求：（1）為了減少變速器換檔時齒輪間的沖擊，從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應盡可能小 （2）為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻等從動盤應具有軸向彈性（3）為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動

30、盤中應裝有扭轉(zhuǎn)減振器（4）要有足夠的抗爆裂強度4.11摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b摩擦片外徑D（mm）也可以根據(jù)發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩Temax（N.m）按如下經(jīng)驗公式選用D?KDTemax，式中，KD為直徑系數(shù)，其取值范圍如下圖：因為本次設計的大型客車的最大質(zhì)量為10.3t，采用的是單片離合器的設計。根據(jù)前面給出的最大轉(zhuǎn)矩，所以取值范圍是16.018.5.則外徑D的范圍是：411462.4mm，取D=430mm.根據(jù)離合器摩擦片的標準化，系列化原則，根據(jù)下表 “離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)”（即GB145774）離合：外徑D=430mm,內(nèi)徑d=230mm,厚度h=4mm, C?=d/D=0.532，

31、單面面積1037cm2.4.1.2后備系數(shù)的確定后備系數(shù)? 保證了離合器能可靠地傳遞發(fā)動機扭矩，同時它有助于減少汽車起步時的滑磨，提高了離合器的使用壽命。但為了離合器的尺寸不致過大，減少傳遞系的過載，使操縱輕便等，后備系數(shù)又不宜過大。在開始設計離合器時一般是參照統(tǒng)計質(zhì)料，并根據(jù)汽車的使用條件，離合器結(jié)構形式等特點，初步選定后備系數(shù) ?。選擇時，應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。本設計的是10噸大型客車的離合器，參看有關統(tǒng)計質(zhì)料“離合器后備系

32、數(shù)的取值范圍”（見下表），并根據(jù)最大總質(zhì)量為614t的商用車?=1.502.25，結(jié)合設計實際情況，故選擇=2.0。則可以算出其轉(zhuǎn)矩容量Tc=Temax=2*660=1320N.m離合器后備系數(shù)的取值范圍4.1.3摩擦片的選擇以及摩擦因數(shù)u、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙t的設計摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應滿足以下幾個方面的要求：（1）應具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對摩擦系數(shù)的影響小。（2）要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時應耐磨。（3）要有足夠的機械強度，尤其在高溫時的機械強度應較好（4）熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時分離

33、出的粘合劑較少，無味，不易燒焦 （5）磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面 （6）油水對摩擦性能的影響應最小（7）結(jié)合時應平順而無“咬住”和“抖動”現(xiàn)象由以上的要求,目前車用離合器上廣泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐熱和化學穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合劑及其它輔助材料混合熱壓而成，其摩擦系數(shù)大約在0.3左右。這種摩擦片的缺點是材料的性能不穩(wěn)定，溫度，滑磨速度及單位壓力的增加都將摩擦系數(shù)的下降和磨損的加劇。 所以對于大型客車，顯然不能滿足要求，故選擇具有傳熱性好、強度高、耐高溫、耐磨和較高摩擦系數(shù)（可達0.5左右）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。摩擦片的摩擦因數(shù)u取決于摩擦片所用的材料及其工

34、作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。摩擦因數(shù)u的取值范圍見下表。表4-1 摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍本次設計選擇的材料為粉末冶金的鑄鐵材料。 所以取u= 0.40 。摩擦面數(shù)Z為離合器從動盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小及其結(jié)構尺寸。本次設計取單片離合器 Z = 2 。離合器間隙t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后極限位置時，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t一般為34mm 。本次設計取t =3mm 。4.1.4單位壓力P的確定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

35、擦片材料及質(zhì)量等有關.離合器使用頻繁,工作條件比較惡劣,單位壓力P較小為好。當摩擦片的外徑較大時也要適當降低摩擦片摩擦面上的單位壓力P。因為在其它條件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時發(fā)熱厲害，再加上因整個零件較大，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應隨摩擦片外徑的增加而降低。面已經(jīng)初步確定了摩擦片的基本尺寸； 外徑D=430 內(nèi)徑d=230 厚度h=4 內(nèi)徑與外徑比值C?=0.532，且 C?=0532在0.530.70之間，符合要求。而?=2 ， 要求單位壓力p需要先求壓緊力F其中其中為摩擦片的摩擦因數(shù) (選用粉末冶金材料,則

36、取?=0.4),Z為摩擦片數(shù)量(單片Z=2，雙片Z=4)，由此可得：壓緊力F=11KN而單位壓力p=F/a=11000/103700=0.106N/mm2由下圖可知,符合要求.即摩擦面上的單位壓力PP=0.35N/mm,沒有超出允許范圍.因此上述各基本結(jié)構參數(shù)合適。摩擦片單位壓力p0的取值范圍24.1.5基本參數(shù)初選的校核與確定4.1.5.1摩擦片尺寸的校核1.摩擦片外徑D（mm)的選取應使最大圓周速度不能超過6570m/s,即vD?60nemaxD?10-3?6570m/s式中, vD 為摩擦片最大圓周速度(m/s);nemax為發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速(r/min)。V=3.14*1500*430/

37、60000=33.755m/s65m/s,滿足要求。4.1.5.2單位摩滑功的計算校核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，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功w應小于其許用值w。汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)為：W =ne180022(marri0ig222)式中，ma 為汽車總質(zhì)量(kg)；rr 為輪胎滾動半徑(m)；ig為汽車起步時所用變速器檔位的一檔傳動比；i0為主減速器傳動比；ne為發(fā)動機轉(zhuǎn)速(r/min)。ma已知為10.3t，輪胎滾動半徑根據(jù)公式，輪胎型號，數(shù)據(jù)由同型號客車的萬向節(jié)設計同學提供，為rr=2079mm,同樣的減速器傳動

38、比為ig=9.3611.7,取10，變速器傳動比由變速器設計的同學提供，為：i0=6.06.5，取6.0.則通過這些數(shù)據(jù)計算出W=41053.2J，單位面積的摩滑功為w=W/A=0.395=Re,取r=8.3.1碟簧的原始內(nèi)截錐高度H及彈簧片厚度h之比： H/h比值的選取設計膜片彈簧時，要利用其非線性的彈性變形規(guī)律，因此要正確選擇其特性曲線的形狀，以獲得最佳性能。一般汽車汽車膜片彈簧的H/h值的范圍在1.52.5之間。我設計的膜片彈簧，H=6.3mm；h=3.5mm 所以，Hh=1.88.3.2 膜片彈簧的大端外徑R及R/r確定比值R/r對彈簧的載荷及應力特性都有影響，從材料利用率的角度，比值

39、在1.82.0時，碟形彈簧儲存彈性的能力為最大，就是說彈簧的質(zhì)量利用率和好。因此設計用來緩和沖擊，吸收振動等需要儲存大量彈性能時的碟簧時選用。對于汽車離合器的膜片彈簧，設計上并不需要儲存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構布置與分離的需要來決定，一般R/r取值為1.21.35.對于R,膜片彈簧大端外徑R應滿足結(jié)構上的要求和摩擦片的外徑相適應，大于摩擦片內(nèi)徑，近于摩擦片外徑。此外，當H，h及R/r等不變時，增加R有利于膜片彈簧應力的下降。因為有效摩擦半徑Re?2R0?R13R?R203321=170mm.r=Re,取r=175mm.并且取R/r=1.2,R=210mm.8.3.3膜片彈簧起始圓錐底角?的確

40、定汽車膜片彈簧一般起始圓錐底角?在915之間，HR?r=0.18=10.2，滿足要求。8.3.4膜片彈簧小端半徑rf及分離軸承的作用半徑rp的設計rf的值主要由結(jié)構決定，最小值應大于變速器第一軸花鍵外徑，分離軸承作用半徑rp大于 rf因為花鍵外徑D=38mm要使2 rfD，所以取rf=20，rp=228.3.5分離指數(shù)目n、切槽寬?1、窗孔槽寬?2、及半徑re的設計汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)目n12，一般在18左右，本次設計膜片彈簧的尺寸?2較大，所以初選n=20(大尺寸)采用偶數(shù)，便于制造時模具分度切。槽寬?13.23.5，910，初選槽寬?1=3.5，?2=10mm,窗孔半徑re一般情況

41、下由（rre）(0.81.4) ?2,所以取rre=1?2=10所以可以取得re=165mm8.3.6 壓盤加載點半徑R1和支承環(huán)加載點半徑r1的確定本設計取R1=209mm，R1應略小于R且盡量接近R。r1應略大于且盡量接近r，r1=176 mm。 8.3.7膜片彈簧材料制造膜片彈簧用的材料，應具有高的彈性極限和屈服極限，高的靜力強度及疲勞強度，高的沖擊強度，同時應具有足夠大的塑性變形性能。膜片彈簧應用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。國內(nèi)常用的碟簧材料的為60SizMnA，當量應力可取為16001700N/mm2。8.4膜片彈簧的工作點位置的選擇碟形彈簧當其大、小端部承受壓力時

42、，載荷P與變形久之間有如下關系：式中，E彈性模數(shù)，鋼材料取E=2.010Mp；泊松比，鋼材料取0.3 h彈簧片厚，H碟簧部分內(nèi)截錐高， 大端變形，R碟簧部分外半徑（大端半徑）， r碟簧部分內(nèi)半徑，R1膜片彈簧與壓盤接觸半徑， r1支承環(huán)平均半徑，變形特性曲線啊，有木有有木有?；厝ビ嬎惆?，坑爹啊坑爹啊九扭轉(zhuǎn)減震器設計 9.1扭轉(zhuǎn)減振器的概述扭轉(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系的首段扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階(通常為三階)固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避開由發(fā)動機轉(zhuǎn)矩主諧量激勵引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效

43、地耗散振動能量。因此，扭轉(zhuǎn)減振器具有如下功能：1）降低發(fā)動機曲軸與傳動系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動系扭振固有頻率。2）增加傳動系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振。3）控制動力傳動系總成怠速時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及噪聲。4）緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，改善離合器的接合平順性。 減振器的扭轉(zhuǎn)剛度k? 和阻尼摩擦元件間的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T? 是兩個主要參數(shù)，決定了減振器的減震效果。其設計參數(shù)還包括極限轉(zhuǎn)矩Tj、預緊轉(zhuǎn)矩Tn和極限轉(zhuǎn)角?j等。帶扭轉(zhuǎn)減振器的的從動盤結(jié)構簡圖如下圖所示彈簧摩擦式:帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤總成結(jié)構示意圖1從動盤；2減振彈簧；3碟形彈簧墊圈；4緊固螺釘；5從動盤轂；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)減振器的設計大多采用以往經(jīng)驗和實驗方法通過不斷篩選獲得,且越來越趨向采用單級的減振器。9