乘用車離合器設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上遼寧工程技術(shù)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)題 目：乘用車離合器設(shè)計(jì)班級(jí)：機(jī)械12-5姓名：汪濤指導(dǎo)教師：曹艷麗完成日期：2016/1/21專心-專注-專業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)內(nèi)容已知乘用車總質(zhì)量1.4T，其動(dòng)力系統(tǒng)采用的發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率輸出Pemax為76kW/6000r,最大輸出轉(zhuǎn)矩Temax為131Nm/4200r/min。試對(duì)該乘用車的離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)。二、上交材料(1) 設(shè)計(jì)圖紙(2) 設(shè)計(jì)說明書(5000字左右，無圖紙不少于8000字)三、進(jìn)度安排(參考)(1) 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 (2) 擬定設(shè)計(jì)方案(3) 繪制圖紙(4) 編寫說明書(5) 整理及答辯四、指導(dǎo)教師評(píng)

2、語成 績(jī)： 指導(dǎo)教師日期摘要對(duì)于內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的，它是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。它主要包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操作機(jī)構(gòu)等四部分。通過課程設(shè)計(jì)，對(duì)轎車離合器的結(jié)構(gòu)、從動(dòng)盤總成、壓盤和離合器蓋總成及膜片彈簧的設(shè)計(jì)有比較深入的熟悉并掌握。通過查閱文獻(xiàn)、上網(wǎng)查閱資料，了解汽車離合器的基本工作原理，結(jié)構(gòu)組成及功能；通過對(duì)車型分析，路況分析和型式分析，制定出總體設(shè)計(jì)方案。目 錄 2.5離合器摩擦力據(jù)Tc和單位壓力po的計(jì)算1122233566

3、6791離合器方案的確定1.1從動(dòng)盤數(shù)的選擇選擇單片離合器。單片離合器只設(shè)有一個(gè)從動(dòng)盤，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊。這種離合器散熱性能好，維修調(diào)整方便，并且從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能夠保證分離徹底，當(dāng)采用軸向有彈性的從動(dòng)盤時(shí)可以保證接合平順。各種乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般都不大，不超過1000N*m,因而在布置條件容許的條件下，大多采用單片離合器。1.2壓緊彈簧和布置形式的選擇 選用拉式膜片彈簧離合器。(1)膜片彈簧離合器與其他形式的離合器相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：l 膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性，彈簧壓力在摩擦片的允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變，因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；相對(duì)圓柱

4、螺旋彈簧，其壓力大大下降，離合器分離時(shí)，彈簧壓力有所下降，從而降低了踏板力。對(duì)于圓柱螺旋彈簧，其壓力則大大增加。l 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)量小。l 高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺栓彈簧壓緊力則明顯下降。l 膜片彈簧以整個(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。l 易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)。l 膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。(2) 拉式膜片彈簧離合器是目前汽車離合器中比較流行的新結(jié)構(gòu).盡管它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜和拆裝較困難的缺點(diǎn)，但因其優(yōu)越的綜合性能，目前在各種汽車中的應(yīng)用日益廣泛。1.3

5、膜片彈簧的支撐形式拉式膜片彈簧的支承結(jié)構(gòu)形式主要有單支承環(huán)形式和無支承環(huán)形式。本次設(shè)計(jì)采用的是單支承環(huán)形式，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上。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。1.4扭轉(zhuǎn)減振器它能降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系扭振固有頻率，增加傳動(dòng)系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振，控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器的扭振與噪聲，緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷和改善離合器的接合平順性。故要有扭轉(zhuǎn)減振器。1.5膜片彈簧離合器的工作原理由下圖可知，離合器蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪用螺栓緊固在一起，當(dāng)膜

6、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，使膜片彈簧呈反錐形變形，壓盤在傳動(dòng)片的彈力作用下離開摩擦片，切斷了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的傳遞。2離合器基本參數(shù)的確定摩擦離合器是靠存在于主、從動(dòng)部分摩擦表面間的摩擦力矩來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的。離合器的靜摩擦力矩為： （2-1） 式中，f為摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，計(jì)算式一般取0.25-0.30；F為壓盤

7、施加在摩擦面上的工作壓力；為摩擦片的平均摩擦半徑；Z為摩擦面數(shù)，單片離合器的Z=2，雙片離合器的Z=4。為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即 （2-2）式中，為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；為離合器的后備系數(shù)，定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，必須大于12.1 后備系數(shù)后備系數(shù)是離合器設(shè)計(jì)中的一個(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。在選擇時(shí)，考慮到摩擦片在使用中磨損后仍能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時(shí)間過長(zhǎng)、防止傳動(dòng)系統(tǒng)過載以及操縱輕便等因素。因此，在選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：l 為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，

8、不宜選取太小；l 為減少傳動(dòng)系過載，保證操縱輕便，又不宜選取太大；l 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；l 當(dāng)使用條件惡劣，為提高起步能力、減少離合器滑磨，應(yīng)選取大些；l 汽車總質(zhì)量越大，也應(yīng)選得越大；l 柴油機(jī)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；l 發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，可選取小些；l 膜片彈簧離合器選取的值可比螺旋彈簧離合器小些；l 雙片離合器的值應(yīng)大于單片離合器。 各類汽車離合器的取值范圍見表2-1。表2-1 離合器后備系數(shù)的取值范圍車型后備系數(shù)乘用車及最大質(zhì)量小于6t的商用車1.20-1.75最大總質(zhì)量為6-14t的商用車1.50-2.25掛車1

9、.80-4.00本次課程設(shè)計(jì)的對(duì)象為乘用車，故本次課程設(shè)計(jì)的后備系數(shù)范圍為1.20-1.75，初取=1.52.2 單位壓力P0單位壓力P0決定了摩擦表面的耐磨性，對(duì)離合器工作性能和使用壽命有很大影響，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。離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小時(shí)， P0應(yīng)取小些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為了降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷， P0應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增大P0 當(dāng)摩擦片采用不用的材料時(shí)，P0取值范圍見表2-2。表2-2 摩擦片單位壓力P0的取值范圍摩擦片材料單位壓力P0/MPa石棉基材料模壓0.15-0.25編織

10、0.25-0.35粉末冶金材料銅基0.35-0.50鐵基金屬陶瓷材料0.70-1.50本次設(shè)計(jì)摩擦片為石棉基材料，P0選擇：0.15P00.35MPa2.3 摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b摩擦片外徑是離合器的重要參數(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，可估算出摩擦片的外徑，即： （2-3）摩擦片外徑D（mm）也可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）按如下經(jīng)驗(yàn)公式選用： （2-4）式中，為直徑系數(shù)，取值范圍見表3-3。表2-3 直徑系數(shù)的取值范圍車型直徑系數(shù)KD乘用車14.6最大總質(zhì)量為1.8-14.0

11、t的商用車16.0-18.5（單片離合器）13.5-15.0（雙片離合器）最大總質(zhì)量大于14.0t的商用車22.5-24.0本次設(shè)計(jì)的對(duì)象是乘用車，故KD=14.6，該車型的發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩：131Nm/4200rpm。故根據(jù)公式（2-4）可算出摩擦片外徑D （2-5）按初選以后，還需盡量注意摩擦片尺寸的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)符合尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)汽車用離合器面片表2-4為我國(guó)摩擦片尺寸的標(biāo)準(zhǔn)。表2-4 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)參數(shù)數(shù)值外徑D/mm180200225250280300325350內(nèi)徑125140150155165175190195厚度3.53.53.53.53.53.53.540.69

12、40.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827單位面積132160221302402466546678 故，選取摩擦片的尺寸為D=200mm，d=140mm,厚度b=3.5mm,c=0.7,單位面積=160。摩擦片尺寸應(yīng)符合尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)GB5764-86汽車用離合器面蓋片，所選的D應(yīng)使摩擦片最大圓周速度不超過6570ms，以免摩擦片發(fā)生飛離。 （2-6)=*6000*200*/60=62.83m/s<70m/s 滿足要求。 為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑d必須大于減振器彈簧位置

13、直徑約50mm. 摩擦片的內(nèi)、外徑比c應(yīng)在0.53-0.70范圍內(nèi)，即：0.530.700.70 由此可見，滿足要求。2.4 摩擦因數(shù)f、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙t摩擦片的摩擦因數(shù)f取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。各種摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍見表2-5表2-5 摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍摩擦材料摩擦因數(shù)f石棉基材料模壓0.20-0.25編織0.25-0.35粉末冶金材料銅基0.25-0.35鐵基0.35-0.50金屬陶瓷材料0.4取f=0.25。在前面的設(shè)計(jì)分析中已經(jīng)陳述了本次設(shè)計(jì)選用的是單片拉式膜片彈簧離合器，故Z=2。離合器間隙t是指離合器處于正常接合

14、狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能完成接合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。取t=3mm。2.5離合器摩擦力據(jù)Tc和單位壓力P0的計(jì)算 因此，靜摩擦力矩Tc ： （2-7） 摩擦片的平均摩擦半徑： （2-8） 施加在摩擦面上的工作壓力為 （2-9） 單位壓力P0的計(jì)算： 滿足0.15P00.35MPa3離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)3.1 從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)3.1.1 從動(dòng)盤總成的結(jié)構(gòu)型式的選擇從動(dòng)盤總成主要由摩擦片、從動(dòng)片、減振器和從動(dòng)盤轂等組成。從動(dòng)盤對(duì)離合器工作性能影響很大，應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求： l 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡量小，以減小變速器換擋時(shí)輪齒間的

15、沖擊。 l 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。 l 應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振，并緩和沖擊。摩擦面片采用有機(jī)材料。選用帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤，從動(dòng)片通常用1.32.0mm厚的鋼板沖壓而成。將其外緣的盤形部分磨薄至0.651.0mm，以減小其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。整體式彈性從動(dòng)片一般用高碳鋼（如50）或65Mn鋼板，熱處理硬度3848HRC。3.1.2 從動(dòng)片結(jié)構(gòu)型式的選擇從動(dòng)片設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量減輕其重量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分布盡可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。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)片一般都做成具有軸向結(jié)構(gòu)，這樣的從動(dòng)片有3

16、種結(jié)構(gòu)型式：1、整體式彈性從動(dòng)片；2、分開式彈性從動(dòng)片；3、組合式彈性從動(dòng)片。選擇整體式彈性從動(dòng)片，它能滿足達(dá)到軸向彈性的要求，生產(chǎn)率高。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，它裝在變速器輸入軸前端的花鍵上，一般采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，花鍵軸與孔采用動(dòng)配合。 從動(dòng)盤轂軸向長(zhǎng)度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取1.01.4倍的花鍵軸直徑。本設(shè)計(jì)取1.4倍的花鍵軸直徑。從動(dòng)盤轂一般采用鍛鋼(如45，40Cr等)，表面和心部硬度一般在2632HRC。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝，對(duì)減振彈簧窗口及與從動(dòng)片配合處應(yīng)進(jìn)行高頻處理。減振彈

17、簧常采用60Si2MnA、50CrVA、65Mn等彈簧鋼絲。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)矩按國(guó)標(biāo)GB11441974表3-1選取。表3-1 花鍵軸規(guī)格表從動(dòng)盤外徑 D(mm)發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭(NM)花鍵齒數(shù)n花鍵外徑(mm)花鍵內(nèi)徑(mm)齒厚(mm)有效齒長(zhǎng)(mm)225150 103226430250200103528435280280103528440300310104032550325380104032550350480104032555380600104032560410720104536565430800104536565 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為Temax=131Nm，選取結(jié)

18、果見表3-2：表3-2 所選從動(dòng)盤轂花鍵參數(shù)從動(dòng)盤外徑D/mm花鍵齒數(shù)花鍵外徑D/mm花鍵內(nèi)徑d/mm齒厚b/mm有效齒長(zhǎng)/mm擠壓應(yīng)力22510322643011.3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。 擠壓應(yīng)力計(jì)算公式： （3-1）式中，花鍵的內(nèi)外徑； Z從動(dòng)盤轂的數(shù)目,Z=1；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；花鍵齒數(shù)；花鍵齒工作高度 （3-2） ； 花鍵有效長(zhǎng)度。式中，P為花鍵的齒側(cè)面壓力()，由下式確定： （3-3）花鍵的齒側(cè)面壓力P： (3-4) 故根據(jù)式（3-1）擠壓應(yīng)力：（3-5）滿足要求。3.2 離合器蓋總成設(shè)計(jì)3.2.1

19、 離合器蓋設(shè)計(jì)為了減輕重量和增加剛度，轎車的離合器蓋常用厚度約為35mm的低碳鋼板（如08鋼板）沖壓成比較復(fù)雜的形狀。在設(shè)計(jì)中要特別注意的是剛度、對(duì)中、通風(fēng)散熱等問題。離合器蓋的剛度不夠，會(huì)產(chǎn)生較大變形，這不僅會(huì)影響操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)效率，還可能導(dǎo)致分離不徹底、引起摩擦片早期磨損，甚至使變速器換擋困難。離合器蓋內(nèi)裝有壓盤、分離杠桿、壓緊彈簧等，因此，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。離合器蓋的膜片彈簧支承處應(yīng)具有高的尺寸精度。為了加強(qiáng)離合器的通風(fēng)散熱和清除摩擦片的磨損粉末，防止摩擦表面溫度過高，在保證剛度的前提下，可在離合器蓋上

20、設(shè)置循環(huán)氣流的入口和出口，甚至可將蓋設(shè)計(jì)成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)離合器蓋要求離合器蓋內(nèi)徑大于離合器摩擦片外徑，能將其他離合器上的部件包括在其中即可。3.2.2 壓盤設(shè)計(jì)對(duì)壓盤設(shè)計(jì)的要求：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)置各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，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。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及離合器的徹底分離，厚度約為1525mm。與飛輪應(yīng)保持良好的對(duì)中，并要進(jìn)行靜平衡，壓盤單件的平衡精度應(yīng)不低于1520g.cm。壓盤

21、高度（從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離）公差要小。初步確定壓盤厚度為15mm，外徑225mm，內(nèi)徑120mm。材料為灰鑄鐵HT20鑄成，密度為。C=481.4J/(kg.)壓盤的厚度初步確定后，應(yīng)根據(jù)下式來校核離合器一次接合的溫升 （3-6） 式中，壓盤溫升（），不超過810； c壓盤的比熱容，鑄鐵的比熱容為)； 傳到壓盤的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器，=0.5； L消磨功，對(duì)單片離合器一般為8000J可算得壓盤質(zhì)量m=3.816kg。根據(jù)（3-6）得溫升： （3-7）滿足要求。3.3離合器分離裝置設(shè)計(jì)3.3.1 分離軸承和分離套筒分離軸承在工作中主要承受軸向分離力，同時(shí)還承受在告訴旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力作用下的

22、徑向力。以前主要采用推力球軸承或向心球軸承，但其潤(rùn)滑條件差，磨損嚴(yán)重、噪聲大、可靠性差、使用壽命低。目前國(guó)外已采用角接觸推力球軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鋰基潤(rùn)滑脂，其端部形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平時(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。本設(shè)計(jì)采用角接觸推力球軸承。本設(shè)計(jì)使用的是適合拉式離合器的自動(dòng)調(diào)心式分離軸承裝置。軸承外圈與分離套筒外凸緣和外罩之間以及內(nèi)圈與分離套筒內(nèi)凸緣之間都留有徑向間隙，這些間隙保證了分離軸承相對(duì)于分離套筒可徑向移動(dòng)1mm左右。在外圈軸承不工作時(shí)不會(huì)發(fā)生晃動(dòng)。當(dāng)膜片彈簧旋轉(zhuǎn)軸線與軸承不同心時(shí)，分離軸承便會(huì)自動(dòng)徑向浮動(dòng)到與其同心的位置，以保證分

23、離軸承能均勻壓緊各分離指舌尖部。這樣可以減小振動(dòng)和噪聲，減小分離指與分離軸承斷面的磨損，是軸承不會(huì)出現(xiàn)過熱而造成潤(rùn)滑脂流失分解。延長(zhǎng)軸承壽命。另外，分離軸承由傳統(tǒng)的外圈轉(zhuǎn)動(dòng)改為內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)、外圈固定不轉(zhuǎn)，由內(nèi)圈來推動(dòng)分離指的結(jié)構(gòu)，適當(dāng)?shù)卦龃罅四て瑥椈傻母軛U比，且由于內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，潤(rùn)滑脂在內(nèi)、外圈間的循環(huán)得到改善，提高了軸承使用壽命。這種拉式分離軸承室將膜片彈簧分離指舌尖直接壓緊在碟形彈簧與檔環(huán)之間，再用彈性鎖環(huán)卡緊，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。3.4 膜片彈簧的設(shè)計(jì)3.4.1 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇（1）比值H/h和h的選擇比值H/h對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極大。當(dāng)H/h<A時(shí),為增函數(shù)；當(dāng)H/

24、h=M時(shí)，有一極值，該極值點(diǎn)恰為拐點(diǎn)；當(dāng)H/h>N時(shí)， 有一極大值和一極小值；當(dāng)H/h=2 時(shí)， 的極小值落在橫坐標(biāo)上。為保證離合器壓緊力變化不打和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的H/h一般為1.52.0，板厚h為24mm。初取h=3mm, H/h =1.5，H=4.5m （2）R/r比值和R、r的選擇研究表明，R/r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲線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，推式膜片彈簧的R值宜取為大于或等于摩擦片的平均半徑=85mm.則可初取r=87.5mm，R=105mm。

25、（3）的選擇膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角與內(nèi)截高度H關(guān)系密切，一般在9°15°范圍內(nèi)。 可算得=14.42° 滿足要求。（4）膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇膜片彈簧工作點(diǎn)位置如圖5-1所示，該曲線的拐點(diǎn)H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且。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，以保證摩擦片在最大磨損限度范圍內(nèi)的壓緊力從到變化不打。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從B變到C。為最大限度的減小踏板力，C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近N點(diǎn)。圖3-1 膜片彈簧工作點(diǎn)位置（5） 分離指數(shù)目n的選擇 分離指數(shù)目n常取為18，大尺寸膜片彈簧可取24，小膜片彈簧可取

26、12。本次設(shè)計(jì)取n=16。（6）膜片彈簧小端內(nèi)徑及分離軸承作用半徑的確定由離合器的結(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。取R內(nèi)=28mm，R軸=32mm（7）切槽寬度B、及半徑r的確定切槽寬度范圍3.23.5mm，半徑范圍910mm,取值應(yīng)滿足r-。本次設(shè)計(jì)取切槽B=3.4mm,r=9mm，滿足r-。（8）壓盤加載點(diǎn)半徑R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑R2的確定兩者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R。本次設(shè)計(jì)，取R1=87.5mm，R2=100mm。3.4.2膜片彈簧基本參數(shù)約束條件的檢驗(yàn)(1)彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍： (3-8

27、) R/r=1.2;2R/h=70;R/ro=3.75 滿足條件。(2)為使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻,推式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑R1應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間。即 (3-9) 符合要求。(3)根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求, 與,與,與之差應(yīng)在一定范圍內(nèi),即 (3-10) R-R1=5;r1-r=0;rf-ro=4 符合要求。(4)膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用,因此其杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)先取, (3-11) 符合要求。3.4.3 膜片彈簧材料及制造工藝國(guó)內(nèi)膜片彈簧一般采用60Si2MnA或50CrVA等優(yōu)質(zhì)高精度鋼板材料。為了保證其硬度、幾何形狀、金相組織、載荷特性和表面質(zhì)量等要求，需

28、進(jìn)行一系列處理。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理，即沿其分離狀態(tài)的工作方向，超過徹底分離點(diǎn)后繼續(xù)施加過量的位移，使其分離38次，以產(chǎn)生一定的塑性變形，從而使膜片彈簧的表面產(chǎn)生與其使用狀態(tài)反向的殘余應(yīng)力而達(dá)到強(qiáng)化的目的。一般來說，經(jīng)強(qiáng)壓處理后，在同樣的工作條件下，可提高膜片彈簧的疲勞壽命5%30%。另外，對(duì)膜片彈簧的凹面或雙面進(jìn)行噴丸處理，即以高速?gòu)椡枇鲊姷侥て瑥椈杀砻?，使其表層產(chǎn)生塑性變形，從而形成一定厚度的表面強(qiáng)化層，起到冷作硬化的作用，同樣也可提高承載能力和疲勞壽命。為了提高分離指的耐磨性，可對(duì)其端部進(jìn)行高頻淬火。在膜片彈簧與壓盤接觸圓形處，為了防止由于拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)

29、生裂紋，可對(duì)該處進(jìn)行擠壓處理，以消除應(yīng)力源。膜片彈簧表面不得有毛刺、裂紋、劃痕、銹蝕等缺陷。碟簧部分的硬度一般為4550HRC，分離指端硬度為5562HRC，在同一片上同一范圍內(nèi)的硬度差不大于3個(gè)單位。碟簧部分應(yīng)為均勻的回火屈氏體和少量的索氏體。單面脫碳層的深度一般不得超過厚度的3%。膜片彈簧的內(nèi)、外半徑公差一般為H11和h11，厚度公差為±0.025mm，初始底錐角公差為±10。膜片彈簧上下表面的表面粗糙度為1.6m，底面的平面度一般要求小于0.1mm。膜片彈簧處于接合狀態(tài)時(shí)，其分離指端的相互高度差一般都要求小于0.81.0mm3.5 扭轉(zhuǎn)減振器3.5.1 扭轉(zhuǎn)減振器的功

30、用l 降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系扭振固有頻率；l 增加傳動(dòng)系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振影響振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬間扭振；l 控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)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和噪聲；l 緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，改善離合器的接合平順性。3.5.2減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)極限轉(zhuǎn)矩極限轉(zhuǎn)矩是指減振器在消除了限位銷與從動(dòng)盤轂缺口之間的間隙時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷起作用時(shí)的轉(zhuǎn)矩。它受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可?。?(3-12)式中，2.0適用乘用車，1.5適用商用車，本設(shè)計(jì)為乘用車，選取2.

31、0。代入數(shù)據(jù)可得,(2)扭轉(zhuǎn)角剛度為了避免引起傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)角剛度，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)常用的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。決定于減振彈簧的線剛度及結(jié)構(gòu)布置尺寸。可按下列公式初選角剛度： (3-13) 可算得，3406N·m/rad，本設(shè)計(jì)初選=3000N·m/rad。(3) 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度受結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效地消振，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩。一般可按下式初選為： (3-14) 本設(shè)計(jì)取，可算得(4) 預(yù)緊力矩減振彈簧安裝時(shí)應(yīng)有一定的預(yù)緊。這樣，在傳遞同樣大小的極限轉(zhuǎn)矩它將

32、降低減振器的剛度，這是有利的，但預(yù)緊力值一般不應(yīng)該大于摩擦力矩否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器將停止工作。一般選取: （3-15） 本設(shè)計(jì)取(5) 減振彈簧位置半徑減振彈簧位置半徑的尺寸應(yīng)盡可能大一些，一般取： 其中d為摩擦片內(nèi)徑，本設(shè)計(jì)取系數(shù)0.75，代入數(shù)值，得R0=52.5mm(6)減振彈簧個(gè)數(shù) 參照表3-3選取。表3-3 減振彈簧個(gè)數(shù)的選取摩擦片外徑D/mm225250250325325350>350Zj4668810>10本設(shè)計(jì)D=200mm，故選取Zj=4。(7)減振彈簧總壓力F當(dāng)限位彈簧與從動(dòng)盤轂之間的間隙被消除時(shí)，彈簧傳遞扭矩達(dá)到最大此時(shí)，減振彈簧受到的壓力F為： （3

33、-16） 可算得，(8)極限轉(zhuǎn)角減振器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩時(shí)從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角為 (3-17) 式中：為減振彈簧的工作變形量。通常取3°12°，本設(shè)計(jì)取8°。 4離合器輸出軸的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂花鍵的選取，花鍵外徑=32mm,內(nèi)徑d=26mm連接變速箱的一端軸最小直徑=20.315mm,本設(shè)計(jì)取d=32mm對(duì)于既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩的轉(zhuǎn)軸，軸的直徑應(yīng)滿足： (4-1) 表4-1常用材料的值和C值軸的材料Q235,20354540C，35SiMn/Mpa12-2020-3030-4040-52C160-135135-118118-107107-98本設(shè)計(jì)輸出軸用45鋼，則取d=32mm 滿足要求。參考資料1. 張炳力主編. 汽車設(shè)計(jì).