扭轉(zhuǎn)減震器設(shè)計(jì)

1、1緒論1.1 引言由發(fā)動機(jī)傳到汽車傳動系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩是周期性地不斷變化的，因此使傳動系統(tǒng)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動。如果這一振動頻率和傳動系統(tǒng)固有頻率相重合，就將發(fā)生共振，從而對傳動系統(tǒng)中零件的壽命有很大影響。因此，在不分離離合器的情況下進(jìn)行緊急制動或者進(jìn)行猛烈結(jié)合離合器時，在瞬間內(nèi)將對傳動系統(tǒng)的零件產(chǎn)生極大地沖擊載荷，從而縮短零件的使用壽命。為此，為了避免共振和緩和傳動系統(tǒng)所受的沖擊載荷，在汽車離合器中設(shè)置了扭轉(zhuǎn)減振器。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端扭轉(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

2、之盡可能避開由發(fā)動機(jī)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地耗散振動能量。1.2扭轉(zhuǎn)減振器的發(fā)展隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車走進(jìn)了千家萬戶，人們在享受著汽車帶來的便利的同時也對汽車的性能提出了更高的要求。離合器作為汽車上一個必不可少的部件，除了能通斷動力傳動以外，還有減振調(diào)頻的功能，越來越受人們的重視。汽車傳動系中的扭轉(zhuǎn)振動將加大傳動系零部件如軸、軸承、齒輪、殼體等的載荷，提高車廂內(nèi)的噪聲水平，降低汽車的行駛舒適性，汽車傳動系的振動也是導(dǎo)致整車振動的主要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國因運(yùn)輸車輛的振動使包裝不妥的產(chǎn)品受損，所造成的經(jīng)濟(jì)損失一年達(dá)數(shù)億元。同時由于轎車、客運(yùn)車市場的發(fā)展，對汽車平順性的要

3、求也越來越高，振動使乘客產(chǎn)生不舒適的感覺，使駕駛者易疲勞降低了安全性，也使汽車零部件因振動而減少壽命，甚至使汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性變差【1】。因此，需要分析研究汽離合器在汽車傳動系統(tǒng)中的作用，建立傳動系的振動模型，找出離合器最優(yōu)工作狀態(tài)和最優(yōu)參數(shù)，為改善傳動系的扭轉(zhuǎn)振動狀況找到一些新思路，為廠家研究開發(fā)新型離合器提供理論依據(jù)?，F(xiàn)今所用的盤片式離合器的先驅(qū)的多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點(diǎn)是，在汽車起步時離合器的接合比較平順，無沖擊。20世紀(jì)20年代末，直到進(jìn)入30年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上使用多片離合器。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向

4、與首選單片干式摩擦離合器，因?yàn)樗哂袕膭硬考D(zhuǎn)動慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合平順，因此現(xiàn)在廣泛用于大、中、小各類車型中。如今單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器接合時的平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動系噪聲和動載荷，隨著人們對汽車舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎(chǔ)上得到不斷改進(jìn)，汽車上愈來愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更有效地降低傳動系統(tǒng)的噪聲1.3目前通用的從動盤減振器在特性上存在如下局限性：1)它不能使發(fā)動機(jī)、變速器

5、振動系統(tǒng)的固有頻率降低到怠速轉(zhuǎn)速以下，因此不能避免怠速轉(zhuǎn)速時的共振。研究表明，發(fā)動機(jī)、變速器振動系統(tǒng)固有頻率一般為4070Hz，相當(dāng)于四缸發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速12002100rmin，或六缸發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速8001400rmin，一般均高于怠速轉(zhuǎn)速。 2)它在發(fā)動機(jī)實(shí)用轉(zhuǎn)速10002000rmin范圍內(nèi)，難以通過降低減振彈簧剛度得到更大的減振效果。因?yàn)樵趶膭颖P結(jié)構(gòu)中，減振彈簧位置半徑較小，其轉(zhuǎn)角又受到限制，如降低減振彈簧剛度，就會增大轉(zhuǎn)角并難于確保允許傳遞轉(zhuǎn)矩的能力。2 扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型及功用2.1扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型扭轉(zhuǎn)減振器結(jié)構(gòu)大體相近，主要差異在于采用不同的彈性元件和阻尼裝置。扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非

6、線性特性兩種。采用圓柱螺旋彈簧和摩擦元件的扭轉(zhuǎn)減振器得到了最廣泛應(yīng)用。在這種結(jié)構(gòu)中，從動片和從動盤轂上都開有六個窗口，在每個窗口中裝有一個減振彈簧，因而發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩由從動片傳給從動盤榖時必須通過沿從動片圓周切向布置的彈簧，這樣即將從動片和從動盤轂彈性的連接在一起，從而改變了傳動系統(tǒng)的剛度。但六個彈簧屬統(tǒng)一規(guī)格并同時其作用時，扭轉(zhuǎn)減振器的彈性特性為線性的。這種具有線性特性的扭轉(zhuǎn)減振器，結(jié)構(gòu)較為簡單，單級線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性，其彈性元件一般采用圓柱螺旋彈簧，廣泛應(yīng)用于汽油機(jī)汽車中。當(dāng)六個彈簧屬于兩種或三種規(guī)格且剛度由小變大并按先后次序進(jìn)入工作時，則稱為兩級或三級非線性扭轉(zhuǎn)減振器。這種非線性減振器，廣

7、泛為現(xiàn)代汽車尤其是柴油發(fā)動機(jī)汽車所采用。 當(dāng)發(fā)動機(jī)為柴油機(jī)時，由于怠速時發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪齒間的敲擊，從而產(chǎn)生令人厭煩的變速器怠速噪聲。在扭轉(zhuǎn)減振器中另設(shè)置一組剛度較小的彈簧，使其在發(fā)動機(jī)怠速工況下起作用，以消除變速器怠速噪聲，此時可得到兩級非線性特性，第一級的剛度很小，稱為怠速級，第二級的剛度較大。圖 1-1 單級線性減速器的扭轉(zhuǎn)特性2.2 扭轉(zhuǎn)減振器的功用 扭轉(zhuǎn)減振器主要由彈性元件(減振彈簧或模膠)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端扭轉(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)的固有挮型，使之盡可能避開由發(fā)動

8、機(jī)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地耗散振動能量。所以，扭轉(zhuǎn)減振器具有如下功能： （1）降低發(fā)動機(jī)曲軸與傳，動系接合部分瘄扭轉(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(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的眬態(tài)扭振。 （3）控制動力傳動系總成怠速旴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與噪聲。（4）緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷和改善離合器的接合平順性。3 扭轉(zhuǎn)減振器機(jī)構(gòu)原理在現(xiàn)代汽車上一般都采用帶扭轉(zhuǎn)減振器的離合器,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

9、穩(wěn)起步。扭轉(zhuǎn)減振器主要由從動片，從動盤轂，摩擦片，減振盤，減振彈簧等組成，由下圖4.1可以看出，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(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時，從動片及減振盤相對從動盤

10、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。圖 3-1 扭轉(zhuǎn)減振器結(jié)構(gòu)圖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4 摩擦片的設(shè)計(jì)4 .1 摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度h的確定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。摩擦片外徑D（mm）也可以根據(jù)發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）按如下經(jīng)驗(yàn)公式選用 （3.1）式中，為直徑系數(shù)，取值范圍見表3-

11、1。由選車型得= 372N·m，=17，則將各參數(shù)值代入式后計(jì)算得 D=328mm表3-1 直徑系數(shù)的取值范圍車 型直徑系數(shù)乘用車14.6最大總質(zhì)量為1.814.0t的商用車16.018.5(單片離合器)13.515.0(雙片離合器)最大總質(zhì)量大于14.0t的商用車22.524.0根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，根據(jù)下表3-2表3-2 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)（即GB145774）外徑D/mm160180200225250280300325350內(nèi)徑d/mm110125140150155165175190195厚度h/3.23.53.53.53.53.53.53.54=d/D

12、0.6870.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.54010.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827單位面積F/106132160221302402466546678可?。耗Σ疗嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸：外徑D=300mm 內(nèi)徑d=175mm 厚度h=3.5mm 4.2 摩檫片的材料選取及與從動片的固緊方式 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(yīng)滿足以下幾個方面的要求：（1）應(yīng)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

13、其在高溫時應(yīng)耐磨。（3）要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其在高溫時的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)較好（4）熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時分離出的粘合劑較少，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(yīng)最?。?）結(jié)合時應(yīng)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(xué)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(diǎn)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。 所以目前正在研制具有傳熱性好、強(qiáng)度高、耐高溫、耐磨和較高摩擦系數(shù)（可達(dá)0.5左右）的

14、粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。在該設(shè)計(jì)中選取的是石棉合成物制成的摩擦材料。固緊摩擦片的方法采用較軟的黃銅鉚釘直接鉚接，采用這種方法后，當(dāng)在高溫條件下工作時，黃銅鉚接有較高的強(qiáng)度，同時，當(dāng)釘頭直接與主動盤表面接觸時，黃銅鉚釘不致像鋁鉚釘那樣會加劇主動盤工作表面的局部磨損，磨損后的生成物附在工作表面上對摩擦系數(shù)的影響也較小。這種鉚接法還有固緊可靠和磨損后換裝摩擦片方便等優(yōu)點(diǎn)5扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算離合器從動盤上扭轉(zhuǎn)減振器的性能參數(shù)計(jì)算：（1）確定發(fā)動機(jī)飛輪處激振力矩諧量和發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍的頻諧；（2）選擇車輛傳動系動力學(xué)計(jì)算模型，寫出計(jì)算模型的運(yùn)動方程，并確定計(jì)算模型中有關(guān)車輛的慣性

15、參數(shù)和彈性參數(shù)，同時要對扭轉(zhuǎn)減振器的特性進(jìn)行初步估算；（3）找出簡化模型在各檔下的固有頻率和振型，把它和激振頻率作比較，由此確定在各檔下發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)出現(xiàn)共振的可能性；（4）選擇不同的摩擦力矩，使用計(jì)算機(jī)根據(jù)計(jì)算模型作數(shù)值模擬計(jì)算，確定最佳摩擦力矩，依據(jù)是，考慮在各檔下發(fā)動機(jī)的所有工況，在變速器輸入軸上的彈性力矩幅值為最小；（5）確定預(yù)緊力矩（6）有摩擦力矩、極限力矩和預(yù)緊力矩，確定減振彈簧的布置尺寸及幾何尺寸，確保減振彈簧有足夠的使用壽命；（7）對帶減振器的從動盤做功能試驗(yàn)和壽命實(shí)驗(yàn)，最終精確確定減振器參數(shù)。減振器的扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩是兩個主要參數(shù)。其設(shè)計(jì)參數(shù)還包括極限

16、轉(zhuǎn)矩、預(yù)緊轉(zhuǎn)矩和極限轉(zhuǎn)角等。5.1扭轉(zhuǎn)減振器的極限轉(zhuǎn)矩Tj 極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位銷與從動盤轂缺口之間的間隙時所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷其作用的轉(zhuǎn)矩。它與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取 Tj=（1.52.0）Temax (1-1)式中：商用車，系數(shù)取1.5;乘用車，取2.0；Temax為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的為EQ1108k型柴油車離合器的扭轉(zhuǎn)減振器所以系數(shù)取1.5。由設(shè)計(jì)任務(wù)書中可知式Temax =700N.m帶入式(1-1)中計(jì)算可得Tj= N.m5.2扭轉(zhuǎn)角剛度 扭轉(zhuǎn)減振器的角剛度是指離合器從動片相對于其從動盤轂轉(zhuǎn)1rad所需的轉(zhuǎn)矩值。為了避免引起系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器

17、的扭轉(zhuǎn)剛度足，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動機(jī)常用工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。決定于減振彈簧的線剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸。設(shè)減振彈簧分布在半徑為的圓周上，當(dāng)從動片相對從動盤轂轉(zhuǎn)過弧度時，彈簧相應(yīng)變形量為。此時所需加在從動片上的轉(zhuǎn)矩為 =1000 (1-2) 式中，為使從動片相對從動盤轂轉(zhuǎn)過=0.07弧度所需加的轉(zhuǎn)矩(N·m)；為每個減振彈簧的線剛度(Nmm)；為減振彈簧個數(shù)；為減振彈簧位置半徑(m)。根據(jù)振動理論，對于隔振的要求，如果要把傳動系的固有頻率降低至發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍以外，減振器的扭轉(zhuǎn)剛度甚至要降到1N.m/()以下。由K的定義可知，為了能保證傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)上需要減振器有很大的轉(zhuǎn)角，即減振

18、彈簧相應(yīng)的變形量要很大，這在事實(shí)上是很可能的。通常為了防止彈簧過載早期失效，在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有限位銷，限制減振彈簧傳遞最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)角。因此存在兩方面問題：第一，減振器的扭轉(zhuǎn)剛度不可能太低，這就較難做到避開共振；第二，在一定的扭轉(zhuǎn)剛度下其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力受到限制，這樣傳動系因轉(zhuǎn)矩變化所引起的動載荷不能得到有效緩沖，而降低動載荷又是汽車上采用減振器的主要目的之一（尤其是載貨汽車）。因此，確定扭轉(zhuǎn)減振器的扭轉(zhuǎn)剛度應(yīng)和確定減振器的傳遞極限轉(zhuǎn)矩Tj的能力有一定的關(guān)聯(lián)。極限力矩Tj的定義為：當(dāng)減振器在消除了限位銷與從動盤轂缺口之間的間隙時，減振器所能傳遞的最大力矩。根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度的定義=/，則 =1000 (1

19、-3)式中為減振器扭轉(zhuǎn)剛度(N·mrad)。設(shè)計(jì)時可按經(jīng)驗(yàn)來初選 13Tj (1-4)本設(shè)計(jì)初選=10 Tj= 。5.3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)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)共振現(xiàn)象往往難以避免。減振器的阻尼裝置可用于較小共振振幅并盡快衰減振動。因此，必須合理的選擇阻尼裝置的摩擦力矩，以使系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的振幅為最小。故為了在發(fā)動機(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 =（0.060.17） (1-5)本設(shè)計(jì)中根據(jù)設(shè)計(jì)要求取系數(shù)為0.08=在驅(qū)動工況下，由于發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩要通過從動盤的減振彈簧傳出，因此

20、扭轉(zhuǎn)減振器剛度的降低受到限制，往往難以達(dá)到完全避開共振的目的。此時，只有通過系統(tǒng)的阻尼來壓低共振峰值，已達(dá)到降低變速器噪聲的目的。利用數(shù)學(xué)模型通過數(shù)值模擬分析，可以找到摩擦力矩和扭轉(zhuǎn)剛度的最佳組合。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，載貨汽車離合器中扭轉(zhuǎn)減振器的摩擦力矩一般為30-70N.m。需要指出的是，由于分析計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在國外的廠商已完全有能力對整個傳動系的關(guān)鍵部位處的扭轉(zhuǎn)振動進(jìn)行可靠的計(jì)算分析，并作出評價以進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。但是他們中的大部分在對離合器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，通常仍是通過有經(jīng)驗(yàn)的工程師以聲學(xué)上額定的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，由主觀上的評判來決定扭轉(zhuǎn)減振器的扭轉(zhuǎn)剛度和摩擦力矩的最佳組合以及它們的最大、最小變化范圍。

21、這種憑主觀感受和經(jīng)驗(yàn)調(diào)整離合器減振器參數(shù)的方法能在比較短的時間內(nèi)完成，通常效果良好。5.4.預(yù)緊轉(zhuǎn)矩對于線性特性的減振器，減振彈簧在安裝時都有一定的預(yù)緊。與無預(yù)緊力矩時相比當(dāng)兩種角剛度和極限轉(zhuǎn)角分別相同時，有預(yù)緊力的極限轉(zhuǎn)矩較大，使減振器能在較大的轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)工作；當(dāng)極限轉(zhuǎn)矩研和極限轉(zhuǎn)角分別相同時，則其角剛度較低。究表明，增加，共振頻率將向減小頻率的方移動，這是有利的。但是不應(yīng)大于L，否則在反向工作時，扭轉(zhuǎn)減振器將提前停止工作，故取 =(O05O1 5) (1-6)本設(shè)計(jì)中根據(jù)設(shè)計(jì)要求取系數(shù)為0.10 = N.m5.5.減振彈簧的位置半徑 的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取=(0.600.75)d/2

22、(1-7)式中d摩擦片內(nèi)孔直徑（mm）。由前邊摩擦片設(shè)計(jì)知d=175mm，則減振彈簧的位置半徑=(0.600.75)d/2=52.561.25mm。本設(shè)計(jì)中取為55mm。5.6.減振彈簧個數(shù)參照表1-1選取。表1-1減振彈簧個數(shù)的選取 摩擦片外徑Dmm 225-250 250-325 325-350 >350 4-6 6-8 8-10 >10 已知摩擦片的外徑300mm由表1-1可知=65.7 減振彈簧窗口尺寸A查找汽車設(shè)計(jì)手冊其推薦值A(chǔ)=2527mm。本設(shè)計(jì)中取A=26mm。圖1-2減振彈簧窗口5.8減振彈簧總壓力 當(dāng)限位銷與從動盤轂之間的間隙1或2被消除，減振彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最

23、大值Ti時，減振彈簧受到的壓力為= (1-8)=1050/55=19.09KN 6 減振彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算在初步選定減振器的主要參數(shù)后，根據(jù)離合器的總體布置，確定和計(jì)算減振彈簧的相關(guān)尺寸。6.1 減振彈簧的工作負(fù)荷F F=/Zj (6-1) F=19.09/6=3.18KN6.2 減振彈簧尺寸 圖6-1 扭轉(zhuǎn)減振彈簧尺寸示意圖621 彈簧中徑Dc一般由結(jié)構(gòu)布置確定，通常Dc=1115mm，本設(shè)計(jì)取13mm。622 彈簧鋼絲直徑d及材料選擇式中：扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力可取550600Mpa;通常d=34mm。本設(shè)計(jì)中取d=4mm通過計(jì)算可以選擇材料65Mn鋼。623 減振彈簧剛度K應(yīng)該根據(jù)已選定的扭轉(zhuǎn)剛度及其分

24、布半徑R0,由下式計(jì)算出，即 (6-2)由公式(6-2)得K=624 減振彈簧有效圈數(shù) (6-3)式中：E為材料的切彈性模量，對65Mn可取E=8.3104Mpa。由公式(6-3)得取i=3。625 減振彈簧總?cè)?shù)n一般在六圈左右，總?cè)?shù)n和有效圈數(shù)i之間關(guān)系為 n=i+（1.52）。本設(shè)計(jì)取n=4。626 減振彈簧最小長度lmin指減振彈簧在最大在最大載荷下的工作長度，考慮到此時被壓縮彈簧各圈之間須有一定的間隙可確定為Lmin=n（d+）=1.1dn (6-4)由公式(6-4)得Lmin=1.1 4 4=17.6mm627 彈簧總變形量l 指減振彈簧在最大工作載荷下產(chǎn)生的最大壓縮變形量，為l

25、=F/K (6-5) 由公式(6-5)得l=3.18103/578=5.5mm628 減振彈簧自由高度l0指減振彈簧無負(fù)荷時的高度，為l0=lmin+l (6-6) 由公式(6-6)得l0=5.5+17.6=23.1mm629 彈簧的預(yù)變形量l´指減振彈簧壓縮時的預(yù)變形量，它與選取的預(yù)緊力矩Tn有關(guān)，其計(jì)算公式為 (6-7) 由公式(6-7)得mm6210減振彈簧工作高度l 它關(guān)系到等零件窗口尺寸的設(shè)計(jì)，為l=l0- (6-8)由公式(6-8)得l=23.1-0.36=22.74mm，取工作高度為23mm，則預(yù)變形量為0.1mm。6.3 從動盤鋼片相對從動盤轂的最大轉(zhuǎn)角 減振器從從預(yù)

26、緊轉(zhuǎn)矩增加的極限轉(zhuǎn)矩時，從動盤鋼片相對從動盤轂的極限轉(zhuǎn)角為 =2arcsin=12 (6-9) 式中，為減振彈簧的工作變形量。 通常取3°12°，對平順性要求高或?qū)ぷ鞑痪鶆虻陌l(fā)動機(jī)，取上限。 由公式(6-9)得2arcsin=5.66.4 限位銷與從動盤轂缺口側(cè)邊的間隙 (6-10)式中:R2為限位銷安裝半徑。值一般為2.56mm。 由公式(6-9)得6.5 限位銷直徑d´d´按結(jié)構(gòu)布置選定，一般d´=9.512mm。本設(shè)計(jì)取d´=10mm。7 從動片設(shè)計(jì)7.1 從動片選材及厚度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)從動片時，要盡量減輕其重量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分

27、布盡可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動慣量。這是因?yàn)樵谄囆旭傊羞M(jìn)行換擋時，首先要切斷動力分離離合器，而在變速器掛擋過程中，與變速器第一軸相連的離合器從動盤的轉(zhuǎn)速一定要發(fā)生變化，或是增速，或是減速。離合器從動盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，慣性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，因此為了減少轉(zhuǎn)動慣量以減輕變速器換擋時的沖擊，從動片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度高。材料常用中碳鋼板（50號或85號）或65Mn鋼板。一般厚度為1.3-2.5mm，表面硬度為38-48HRC。本設(shè)計(jì)，從動片由2.0mm厚的65Mn鋼板沖壓而成，并

28、且將其外緣的盤形部分磨薄至1mm，以減小其轉(zhuǎn)動慣量。7.2 從動片的結(jié)構(gòu)選擇 為了使離合器結(jié)合平順，保證平穩(wěn)起步，本設(shè)計(jì)中從動盤鋼片鋼片做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。這樣，在離合器結(jié)合過程中，主動盤和從動盤之間的壓力是逐漸增加的?，F(xiàn)代常用的具有軸向彈性的從動盤鋼片，主要有三種結(jié)構(gòu)形式：整體式彈性從動盤鋼片結(jié)構(gòu)，分開式彈性從動盤鋼片結(jié)構(gòu)，組合式從動盤鋼片結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)選擇整體式彈性從動盤鋼片結(jié)構(gòu)。其主要尺寸有摩擦片尺寸決定。8 從動盤轂設(shè)計(jì) 從動片轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動機(jī)傳來的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對中的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑與發(fā)動機(jī)的最

29、大轉(zhuǎn)矩由表4-1選取。 選取，齒數(shù)n=10,外徑D´=40mm，內(nèi)徑d´=32mm，齒厚b=5mm，有效長度l=40mm 表4-1 從動盤轂花鍵的尺寸從動盤外徑D/mm發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩/Nm花鍵齒數(shù)n花鍵外徑D/mm花鍵內(nèi)徑d/mm鍵齒寬b/mm有效齒長l/mm擠壓應(yīng)力/MPa16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.2從動盤轂的軸向尺寸不宜過小，以免在花鍵軸上滑動時產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底。從動盤轂一般采用鍛鋼(如35，45，40等) ，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，表面和心度一般在.為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝，對減振彈簧窗口及與從動片配合處，應(yīng)進(jìn)行高頻處理。花鍵強(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環(huán)，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計(jì)