離合器的設(shè)計

1、基于proe的轎車離合器設(shè)計 sp; >350 10以上6、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，彈簧傳遞扭矩達到最大TjF = （4.7）式中： F 的計算應(yīng)按Tj的大者來進行 F =7714.3N每個彈簧工作壓力 P=F/z=1928.5 （4.8）=169.64N。7、從動片相對從動盤轂的最大轉(zhuǎn)角（4.9）=12 8、限位銷與從動盤缺口側(cè)邊的間隙（4.10）式中：R2為限位銷的安裝半徑，一般為2.54mm。本設(shè)計取=3。9、限位銷直徑限位銷直徑 按結(jié)構(gòu)布置選定，一般 =9.512mm，本設(shè)計取 =10。10、從動盤轂缺口寬度及安裝窗口尺寸為充分利用減振器

2、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4.2所示。 圖4.2 從動盤窗口尺寸簡圖一般推薦A1-A=a=1.416mm。這樣，當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)鱽頉_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=25mm，A1=26.54.4.4減振彈簧的尺寸確定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 ：一般由結(jié)構(gòu)布置決定，通常選取 =1115左右。本設(shè)計選取 =12。彈簧鋼絲直徑：（4.11）式中：扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 =550600MPa，D2算出后應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，一般為34mm左右。代入數(shù)

3、值，得 =3.398，符合上述要求。8減振彈簧剛度： （4.12）=200.9N/mm減振彈簧的有效圈數(shù)： = （4.13）式中：G為材料的扭轉(zhuǎn)彈性模數(shù)，對鋼 =83000N/mm2，代入數(shù)值，得 =3.984。減振彈簧的總?cè)?shù) =5.98。減振彈簧在最大工作壓力P時最小長度：（4.14）=22.37式中： =0.337為彈簧圈之間的間隙。減振彈簧的總變形量：（4.15）=3.51減振彈簧的自由高度：（4.16）=25.88減振彈簧的預(yù)變形量：（4.17）=0.21減振彈簧安裝后的工作高度：（4.18）=24.134.4.5扭轉(zhuǎn)減振器Pro/E繪圖一些步驟首先畫出減振盤如圖4.3，圖4.4所示

4、；圖4.3減振盤Pro/E建立過程1圖4.4減振盤Pro/E建立過程2再畫出減振彈簧如圖4.5，圖4.6所示；圖4.5減振盤Pro/E建立過程3圖4.6減振盤Pro/E建立過程4最后進行裝備如圖4.7所示。圖4.7減振盤Pro/E建立過程54.5本章小結(jié)本章對離合器從動盤各部件總成進行了設(shè)計計算及校核。從動盤包括摩擦片、扭轉(zhuǎn)減振器、波形彈簧、從動盤轂及其他一些起緊固、傳遞力作用的零件?？紤]了其各方面的要求及特征，改進了原零件的一些設(shè)計方案和材料，使整體效果更好一些。并能提高離合器本身的使用壽命及汽車的舒適性等。第5章 膜片彈簧設(shè)計5.1膜片彈簧的理解膜片彈簧的大端處為一完整的截錐，類似無底的碟

5、子，和一般機械上用的碟形彈簧一樣，故稱作碟簧部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。與碟形彈簧不同的是在膜片彈簧上還有徑向開槽部分，形成許多稱為分離指、起分離杠桿作用的彈性杠桿。分離指與碟簧部分小端交接處的徑向槽較寬且呈長方孔，分離指根部的過渡圓角半徑應(yīng)大于4.5mm，以減少分離指根部的應(yīng)力集中，長方孔又可用來安置銷釘固定膜片彈簧。5.2膜片彈簧的彈性特性膜片彈簧的彈性特性是由其碟簧部分所決定，是非線性的，與自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)錐高H及彈簧的鋼板厚h有關(guān)。不同的H/h值有不同的彈性特性(見圖5.1)。當(dāng)(H/h)< 時，P為增函數(shù)，這種彈簧的剛度大適于承受大載荷并用作緩沖裝置中的行程

6、限制。當(dāng)(H/h)= ，特性曲線上有一拐點，若(H/h)=1.5 ，則特性曲線中段平直，即變形增加但載荷P幾乎不變，故這種彈簧稱零剛度彈簧。當(dāng) <H/h)<2 ，則特性曲線中有一段負剛度區(qū)域，即變形增加而載荷反而減小。這種特性很適于作為離合器的壓緊彈簧。因為可利用其負剛度區(qū)使分離離合器時載荷下降，達到操縱省力的目的。當(dāng)然，負剛度也不宜過大，以免彈簧工作位置略微變動就引起彈簧壓緊力過大的變化。為兼顧操縱輕便及壓緊力變化不大，汽車離合器膜片彈簧通常取1.5<(H/h)<2。當(dāng)(H/h)= 則特性曲線的極小點落在橫坐標(biāo)軸上；當(dāng)(H/h)>2 ，則特性曲線具有更大的負剛度

7、區(qū)且具有載荷為負值的區(qū)域。這種彈簧適于汽車液力傳動中的鎖止機構(gòu)9，10，11。圖5.1不同時的無彈性特性曲線碟形彈簧當(dāng)其大、小端部承受壓力時，載荷P與變形久之間有如下關(guān)系：（5.1）式中：E彈性模量，對于鋼：E=21 X 104MPa泊松比，鋼材料取=0. 3；h彈簧鋼板厚度，mm；H碟簧的內(nèi)截錐高，mm；R碟簧大端半徑，mm；A系數(shù)， m碟簧大、小端半徑之比，m=R/r。汽車離合器膜片彈簧在實際安裝中的支承點如圖4-10所示。（a） 自由狀態(tài)；（b）結(jié)合狀態(tài)；（c）分離狀態(tài)圖5.2膜片彈簧在離合器接合和分離狀態(tài)時的受力以及變形（b） (5.2)經(jīng)過整理式（5.1）可得如下關(guān)系式：（5.3）利

8、用式（5.3）可繪制出膜片彈簧的 特性曲線，如圖5.3所示。圖5.3 膜片彈簧特性曲線（5.4）式（5.2）即為分離軸承推力 與膜片彈簧變形 的關(guān)系式。將（5.5）與（5.6）代入（5.4）中，（5.5）（5.6）可得到 與 的關(guān)系式（5.7），式中 為分離軸承作用半徑 =25mm（5.7）5.3膜片彈簧的強度計算前述膜片彈簧的載荷與變形之間的關(guān)系式，是在假定膜片彈簧在承載過程中，其子午截面無變形而只是剛性地繞該截面上的某一中性點O轉(zhuǎn)動的條件下推導(dǎo)出的。根據(jù)這一假定可知，截面在O點處沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，因而該點處的切向應(yīng)力亦為零。O點以外的截面上的點，一般均產(chǎn)生切向應(yīng)變，故亦有切向應(yīng)力。

9、若如圖5.4所示以中性點O為坐標(biāo)原點在子午截面處建立x-y坐標(biāo)系，則截面上任意點的切向應(yīng)力為：（5.8）式中： 碟簧部分子午截面的轉(zhuǎn)角，rad；膜片彈簧自由狀態(tài)時的圓錐底角，rad；圖5.4中性點O為坐標(biāo)原點在子午截面處建立x-y坐標(biāo)系中性點O的半徑，mm； 。經(jīng)計算 =537MPa，不大于15001700Mpa，符合適用強度。5.4膜片彈簧基本參數(shù)的選擇1、膜片彈簧原始內(nèi)截錐高與彈簧片厚度比的選擇此比值對膜片彈簧的彈性特性影響極大，因此，要利用H/ h對彈簧特性的影響正確地選擇該比值，以得到理想的特性曲線及獲得最佳的使用性能。一般汽車的膜片彈簧離合器多?。浩渲校篽為鋼板厚度，取3mm，H/h

10、取等于1.5則膜片彈簧原始內(nèi)截錐高H=4.5。2、膜片彈簧工作點位置的選擇汽車離合器膜片彈簧特性曲線的形狀如圖5.5所示。選擇好曲線上的幾個特定工圖5.5膜片彈簧工作位置圖作點的位置很重要。拐點T對應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而 為曲線凸點M和凹點N的橫坐標(biāo)平均值。B點為新離合器(摩擦片無磨損)在接合狀態(tài)時的工作點，通常取在使其橫坐標(biāo)為 =(0.81.0) 的位置，以保證摩擦片在最大磨損 后的工作點A處壓緊力變化不大。摩擦片總的最大允許磨損量 可按下式求得：（5.9）式中： 離合器的摩擦片工作表面數(shù)目，例單片 =2；每個摩擦工作表面的最大允許磨損量，一般為 =0.5lmm。C點為離合器徹底分離時的

11、工作點。它以靠近N點為好，以減小分離軸承的推力使操縱輕便。這里本離合器為單片式離合器，所以 =2，該車型以城市公路為主，再考慮經(jīng)濟性，故取 =lmm。由上可知 =2mm。3、膜片彈簧大端半徑及大端半徑與分離指半徑比的選擇膜片彈簧的大端半徑R應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求和摩擦片的尺寸來確定。比值R/r的選定影響到材料的利用效率。R/r愈小，則彈簧材料的利用效率愈好。碟形彈簧儲存彈性能的能力在R/r=1.82.0為最大，用于緩和沖擊、吸收振動等需要儲存大量彈性能的碟簧最佳。但對汽車離合器膜片彈簧來說，并不要求儲存大量的彈性能，而應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)布置及壓緊力的需要，通常取R/r=1.21.3(即1.25左右) 17，1

12、8。膜片彈簧大端半徑即為摩擦片外徑取R=170mm。而R/r=1.25，所以r=136mm。4、膜片彈簧在自由狀態(tài)下的圓錐底角膜片彈簧在自由狀態(tài)下的圓錐底角在10°12°范圍內(nèi)選擇。取=10°。5、膜片彈簧小端半徑及分離軸承作用半徑膜片彈簧小端半徑 由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸的花鍵外徑。分離軸承作用半徑 為標(biāo)準(zhǔn)件， 應(yīng)大于 。按華健外徑選用 =22.5， 也應(yīng)大于華健外徑35mm，取 =20mm。6、分離指的數(shù)目和切槽寬及半徑分離指的數(shù)目n多取為18；切槽寬 =3.23.5mm； =9l0mm；半徑 的取值應(yīng)滿足(r- )> 2的要求。選

13、取 =3.3mm， =9mm； =90mm，其滿足(r- )> 的要求17，18，19。7、支承圈平均半徑和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑支承圈平均半徑 與膜片彈簧與壓盤的接觸半徑 的取值將影響膜片彈簧的剛度。 應(yīng)略大于r且盡量接近r； 應(yīng)略小于R且盡量接近于R。5.5膜片彈簧的Pro/E繪圖過程先拉伸出一個整體的外形如圖5.6，圖5.7所示，圖5.6膜片彈簧Pro/E建立過程1圖5.7膜片彈簧Pro/E建立過程2然后對其進行抽殼處理如圖5.8所示，圖5.8膜片彈簧Pro/E建立過程3最后把不需要的部分剪切出去，留下分離指如圖5.9所示。圖5.9膜片彈簧Pro/E建立過程45.6本章小結(jié)本章膜

14、片彈簧進行了設(shè)計優(yōu)化。使其可以更好的在該設(shè)計的離合器中工作，提高離合器的使用壽命及工作效率。膜片彈簧本身就兼起壓緊彈簧和分離杠桿作用，是離合器上最重要的部件，將其設(shè)計做好可以是離合器的各項性能得到大幅度的提高。第六章 離合器操縱機構(gòu)6.1 對操縱機構(gòu)的要求1、踏板力要小，轎車：80150N，貨車：<150200N。2、踏板行程在一定的范圍內(nèi)，轎車：80150mm，貨車：<180mm。3、摩擦片磨損后，踏板行程應(yīng)能調(diào)整復(fù)原。4、有對踏板行程進行限位的裝置，防止操縱機構(gòu)因受力過大而損壞。5、應(yīng)具有足夠的剛度。6、傳動效率要高。7、發(fā)動機振動及車架和駕駛室的變形不會影響其正常工作。6.2

15、操縱機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇常用的離合器操縱機構(gòu)主要有機械式、液壓式等。機械式操縱機構(gòu)有桿系和繩索兩種形式。桿系傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，被廣泛應(yīng)用。但其質(zhì)量大，機械效率低，在遠距離操縱時布置較困難。繩索傳動機構(gòu)可克服上述缺點，且可采用吊掛式踏板結(jié)構(gòu)。但其壽命較短，機械效率仍不高。多用于輕型轎車中。液壓式操縱機構(gòu)主要由主缸、工作缸和管路等部分組成，具有傳動效率高、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影響其正常工作、離合器接合較柔和等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于各種形式的汽車中。6.3離合器操縱機構(gòu)的主要計算踏板行程S由自由行程S1和工作行程S2兩部分組成： * MERGEFO

16、RMAT 式中，S0f為分離軸承自由行程，一般為1.53.0mm，反映到踏板上的自由行程S1一般為030mm；d1、d2分別為主缸和工作缸的直徑；Z為摩擦面面數(shù)；S為離合器分離時對偶摩擦面間的間隙，單片：S=0.851.30mm，雙片：S=0.750.90mm。a1、a2、b1、b2、c1、c2為杠桿尺寸液壓式操縱機構(gòu)示意踏板力Ff可按下式計算式中，F(xiàn)為離合器分離時，壓緊彈簧對壓盤的總壓力； * MERGEFORMAT 為操縱機構(gòu)總傳動比； * MERGEFORMAT 為機械效率，液壓式： 80%90%；機械式：；Fs為克服回位彈簧1、2的拉力所需的踏板力，在初步設(shè)計時，可忽略之。不考慮回位彈

17、簧的作用，分離離合器所作的功 為 * MERGEFORMAT 式中， 為離合器接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力。在規(guī)定的踏板力和行程允許的范圍內(nèi)，駕駛員分離離合器所作的功不能大于30J。工作缸直徑d2的確定與液壓系統(tǒng)所允許的最大油壓有關(guān)?？紤]到橡膠軟管及其他管接頭的密封要求，最大允許油壓一般為58Mpa。對于機械式操縱機構(gòu)的上述計算，只需將d1和d2取消即可。第七章 從動軸的計算7.1離合器蓋的設(shè)計對離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求：應(yīng)具有足夠的剛度，否則將影響離合器的工作性能， 增大操縱時的分離行程，減小壓盤升程，嚴重時使摩擦面不能徹底分離。此可采取如下措施：適當(dāng)增大蓋的厚度，一般為2.54.0mm；在蓋

18、上沖制加強肋或蓋內(nèi)圓周處翻邊；尺寸大的離合器蓋可改用鑄鐵鑄造。應(yīng)于飛輪保持良好的對中，以免影響總成的平衡和正常的工作。對中方式采用定位銷或定位螺栓，也可采用止口對中。蓋的膜片彈簧支承處應(yīng)有高的尺寸精度。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)窗孔或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片。乘用車和載質(zhì)量較小的商用車的離合器蓋一般用08、10鋼等低碳鋼板，載質(zhì)量較大的商用車澤常用鑄鐵件或鋁合金壓鑄件。7.2分離杠桿的設(shè)計1、桿裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求：1）分離杠桿應(yīng)具有較大的彎曲剛度，以免分離時杠桿彎曲變形過大，減小了壓盤的行程，使分離不徹底 。2）應(yīng)使分離杠桿的支承機構(gòu)和壓盤的驅(qū)動機構(gòu)在 運動上

19、不發(fā)生干涉。3）分離杠桿內(nèi)端高度應(yīng)能調(diào)整，使各內(nèi)端位于平行于壓盤的同一1平面，其高度差不大于0.2mm。（它的基本結(jié)構(gòu)如下圖）4）分離杠桿的支承處應(yīng)采用滾針軸承，滾銷，或刀口支承，以減小摩擦和磨損。5）應(yīng)避免高速轉(zhuǎn)動時，因分離杠桿的離心力作用而降低壓緊力。6）為了提高散熱能力，可將分離杠桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)。分離杠桿主要由08低碳鋼板沖壓和35等中碳鋼鑄造形（鍛件硬度為131156HBS）。拉式自動調(diào)心式分離軸承（右圖）-拉式自動調(diào)心式分離軸承裝置（右圖）分離軸承形式（a）（b）（c）7.3套筒和分離軸承的設(shè)計1、支承環(huán)支承環(huán)和支承鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性要好。 支承環(huán)一般采用

20、3.04.0 的碳素彈簧鋼絲。2、分離軸承總成分離軸承總成由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工作中主要受軸向分離力，同時還承受在高速旋轉(zhuǎn)時離心力在作用下的徑向力。以前主要采用推力球軸承或向心球軸承，但其潤滑條件差，磨損嚴重、噪聲大、可靠性差、使用壽命低。目前國外已采用角接觸退軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鋰基潤滑脂，其端部形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時采用球形端面，舌尖部為弧形面時，采用平端面或凹端面。7.4本章小結(jié)本章主要是對離合器總成的一些簡單設(shè)計，包括離合器蓋，分離軸承的計算和選取等。結(jié) 論本設(shè)計分析了本設(shè)計所要采用的離合器，對離合器進行了分類，闡述了轎車離合器的基本原理和

21、組成，及其特性。通過詳細的推導(dǎo)過程積累了大量的數(shù)據(jù)，并成功的繪制出了離合器的成品圖。主要敘述了離合器的發(fā)展現(xiàn)狀，和它的工作原理，在此過程中，經(jīng)過對比結(jié)合，初步確定了合適的離合器結(jié)構(gòu)形式，選取了拉式膜片彈簧離合器，并且?guī)в信まD(zhuǎn)減振器，為后面的計算提供了理論基礎(chǔ)。在計算中，首先確定摩擦片外徑尺寸，然后根據(jù)該尺寸對其他部件總成進行了計算和設(shè)計。通過計算校核摩擦片外徑尺寸，計算選擇出其他部件的外形尺寸，再對其進行校核，確定是否能達到設(shè)計要求。設(shè)計包括對從動盤總成的設(shè)計校核，對壓盤的設(shè)計校核，對離合器蓋的設(shè)計校核及離合器蓋的設(shè)計校核和優(yōu)化。具體設(shè)計計算了摩擦片、扭轉(zhuǎn)減振器、膜片彈簧、壓盤、離合器蓋、傳動

22、片等多個部件總成在上述工作完成之后，通過計算機Pro/E軟件的學(xué)習(xí)運用，對離合器總體裝配圖、從動盤總成、壓盤、膜片彈簧、摩擦片進行了繪制，在繪制的過程中對離合器的裝配又有了進一步的理解，并且完善了計算部分的遺漏。心得：這次的設(shè)計，可以對原有離合器的設(shè)計提出優(yōu)化和修改的建議，對其以后的設(shè)計過程起參考作用。通過這次設(shè)計達到了優(yōu)化改進原有離合器，提高該型汽車使用性，舒適性，并提高了汽車的工作效率的目的。通過這次畢設(shè)我體會到：在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種

23、提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 第一，接到任務(wù)以后進行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計的開端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣的題目，這對于整個畢業(yè)設(shè)計是否能夠順利進行關(guān)系極大。好比走路，這開始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費許多周折，甚至南轅北轍，難以到達目的地。因此，選；題時一定要考慮好了。第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計的前期

24、準(zhǔn)備工作，好的開端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的?？傊还芡ㄟ^哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。第四，有了研究方向，就應(yīng)該動手實現(xiàn)了。其實以前的三步都是為這一步作的鋪墊。 Proe畫圖真的是比較艱難也不是一天兩天的事，真的要好好積累一步步地做下去之后，你會發(fā)現(xiàn)要做出來并不難，只不過每每做一會兒會發(fā)現(xiàn)一處錯誤要修改，就這樣在不斷的修改調(diào)試，再修改再調(diào)試。我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我這樣的機會鍛煉。在整個畢業(yè)設(shè)計過程中我懂得了許多東西，