汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目: 汽車(chē)雙片摩擦片離合器設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師： 田 全 忠學(xué) 號(hào)：B11021124姓 名：吳 浩專(zhuān) 業(yè)：車(chē) 輛 工 程班 級(jí)：B110211洛陽(yáng)理工學(xué)院2015年3月15號(hào)摘要離合器是汽車(chē)傳動(dòng)系中的重要部件，主要功用是是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車(chē)平穩(wěn)起步，保證傳動(dòng)系統(tǒng)換擋時(shí)工作平順以及限制傳動(dòng)系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載。膜片彈簧離合器是近年來(lái)在轎車(chē)和輕型汽車(chē)上廣泛采用的一種離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對(duì)于它的研究已經(jīng)變得越來(lái)越重要。此設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)詳細(xì)的說(shuō)明了輕型汽車(chē)膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)選擇以及計(jì)算過(guò)程。

2、本文采用系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法，把離合器分為主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、操縱機(jī)構(gòu)。通過(guò)對(duì)各個(gè)部分設(shè)計(jì)方案的原理闡釋和優(yōu)缺點(diǎn)的比較，確定了相關(guān)部分的基本結(jié)構(gòu)及其零部件的制造材料。根據(jù)車(chē)輛使用條件和車(chē)輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和要求，主要進(jìn)行了以下工作：選擇相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)主要為：摩擦片外徑的確定，離合器后備系數(shù)的確定，單位壓力的確定。并進(jìn)行了總成設(shè)計(jì)主要為：分離裝置的設(shè)計(jì)，以及從動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì)（從動(dòng)盤(pán)轂的設(shè)計(jì)）和膜片彈簧設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞：離合器，雙片摩擦片，機(jī)械操縱，膜片彈簧目錄摘要0前言4第1章離合器的設(shè)計(jì)原理及其要求51.1離合器簡(jiǎn)介51.2汽車(chē)離合器的主要的功用51.2.1保證汽車(chē)平穩(wěn)起步：51.2.2 便于換

3、檔：51.2.3防止傳動(dòng)系過(guò)載：6第2章離合器設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)和要求7第3章離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)83.1離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)基本原理83.2離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算93.2.1 摩擦因數(shù)、摩擦面數(shù)和離合器間隙93.2.2摩擦片外徑、內(nèi)徑和厚度的確定93.2.3離合器后備系數(shù)的確定103.2.4離合器傳遞的最大靜摩擦力矩103.5單位壓力103.3離合器摩擦片基本參數(shù)的校核113.3.1最大圓周速度113.3.2單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩113.3.3單位壓力123.3.4單位摩擦面積滑磨功12第4章膜片彈簧設(shè)計(jì)134.1膜片彈簧主要參數(shù)的選擇134.1.1比值的選擇134.1.2 及的確定144.1

4、.3膜片彈簧起始圓錐底角 144.1.4分離指的數(shù)目和切槽寬、及半徑144.2繪制膜片彈簧的特性曲線144.3確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置164.6膜片彈簧強(qiáng)度校核184.7膜片彈簧材料及制造工藝18第5章扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)計(jì)算195.1扭轉(zhuǎn)減震器主要參數(shù)的選擇195.1.1極限轉(zhuǎn)矩195.1.2扭轉(zhuǎn)剛度195.1.3阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩195.1.4預(yù)緊轉(zhuǎn)矩205.1.5減震彈簧的位置半徑205.1.6減震彈簧的個(gè)數(shù)205.1.7減震彈簧總壓力20第6章從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)計(jì)算216.1從動(dòng)片216.2從動(dòng)盤(pán)轂21第7章壓盤(pán)和離合器蓋得設(shè)計(jì)237.1壓盤(pán)幾何尺寸的確定237.2 離合器蓋的設(shè)計(jì)237.3 支承環(huán)

5、24第8章離合器的操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)258.1對(duì)離合器操縱機(jī)構(gòu)的基本要求258.2踏板位置258.3踏板行程25結(jié)論27參考文獻(xiàn)28前言汽車(chē)從無(wú)到有并迅猛發(fā)展。從20世紀(jì)初到20世紀(jì)50年代，汽車(chē)產(chǎn)量大幅增加，汽車(chē)技術(shù)也有很大進(jìn)步，相繼出現(xiàn)了高速汽油機(jī)、柴油機(jī)：弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙面錐齒輪傳動(dòng)、帶同步器的齒輪變速器、化油器、差速器、摩擦片式離合器、等速萬(wàn)向節(jié)、液壓減震器、石棉制動(dòng)片、充氣式橡膠輪胎等。20世紀(jì)50年代到70年代，汽車(chē)的主要技術(shù)是高速、方便、舒適、流線型車(chē)身、前輪獨(dú)立懸架、液力自動(dòng)變速器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、全輪驅(qū)動(dòng)、低壓輪胎、子午線輪胎都相繼出現(xiàn)。20世紀(jì)70年代至今，汽車(chē)技術(shù)的主要發(fā)展是提高安全

6、性、降低排放污染。由此各種保障安全、減少排放污染的新技術(shù)、新車(chē)型相繼出現(xiàn)，如各種防抱死系統(tǒng)、電子控制噴油、電子點(diǎn)火、三元催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)等。現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）安全可靠應(yīng)用汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、汽車(chē)驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）、電控穩(wěn)定程序（ESP）、電子巡航控制系統(tǒng)（CCS）、安全帶、安全氣囊（SRS）等。2）環(huán)境保護(hù)采用電控燃油噴射（EFI）、無(wú)分電器點(diǎn)火（DLI）、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、氣門(mén)升程與配氣相位可變控制系統(tǒng)、斷油控制、進(jìn)氣壓力波增壓及廢氣渦輪增壓控制、共軌電控柴油噴射系統(tǒng)等技術(shù)。3）節(jié)約能源1、整車(chē)輕量化美國(guó)專(zhuān)家認(rèn)為今后

7、輕量化的途徑主要是將目前汽車(chē)質(zhì)量70%的鋼鐵材料換成輕的其他材料，特別是塑料和鋁。2、降低輪胎的滾動(dòng)阻力采用子午線輪胎、高性能專(zhuān)用輪胎。3、降低空氣阻力汽車(chē)造型更加光順圓滑。4）代用材料采用合成燃料、液化石油氣、壓縮天然氣、醇類(lèi)燃料等代用燃料。5）操縱輕便、乘坐舒適采用自動(dòng)變速器、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電控懸架、汽車(chē)空調(diào)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)、自動(dòng)避撞系統(tǒng)等技術(shù)。摩擦離合器是應(yīng)用的最廣泛也是歷史最久的一類(lèi)離合器，它基本上是由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于結(jié)合狀態(tài)并能傳動(dòng)動(dòng)力的基本機(jī)構(gòu)，而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。在以

8、內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē)機(jī)械傳動(dòng)系中，離合器用來(lái)切斷和實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，以保證：在汽車(chē)豈不是將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順結(jié)合，使汽車(chē)能平穩(wěn)起步，在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系迅速?gòu)氐椎姆蛛x，減少變速器中齒輪沖擊，以便于換擋：在工作中受過(guò)大的載荷時(shí)，考離合器打滑來(lái)保護(hù)傳動(dòng)系，防止零件因過(guò)載而損壞。隨著汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率的不斷提升、汽車(chē)電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)離合器的要求越來(lái)越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片離合器結(jié)構(gòu)正在逐漸的向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操作形式正向自動(dòng)操縱形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和使用壽命，適應(yīng)高轉(zhuǎn)速，增加傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操作，已成為離合器的發(fā)展趨

9、勢(shì)。第1章離合器的設(shè)計(jì)原理及其要求1.1離合器簡(jiǎn)介聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中重要的組成部分，共同被稱(chēng)為機(jī)械傳動(dòng)中的三大器。它們涉及到了機(jī)械行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。廣泛用于礦山、冶金、航空、兵器、水電、化工、輕紡和交通運(yùn)輸各部門(mén)。離合器是一種可以通過(guò)各種操作方式，在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)工作的需要使兩軸分離或結(jié)合的裝置。對(duì)于以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē)，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(chē)傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的總成。目前，各種汽車(chē)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(lái)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)、和操縱機(jī)構(gòu)等四部分。離合器作為一

10、個(gè)獨(dú)立的部件而存在。它實(shí)際上是一種依靠其主、從動(dòng)件之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)。1.2汽車(chē)離合器的主要的功用1.2.1保證汽車(chē)平穩(wěn)起步：起步前汽車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱是剛性連接的，一旦掛上檔，汽車(chē)將由于突然接上動(dòng)力突然前沖，不但會(huì)造成機(jī)件的損傷，而且驅(qū)動(dòng)力也不足以克服汽車(chē)前沖產(chǎn)生的巨大慣性力，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降而熄火。如果在起步時(shí)利用離合器暫時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱分離，然后離合器逐漸接合，由于離合器的主動(dòng)部分與從動(dòng)部分之間存在著滑動(dòng)磨擦的現(xiàn)象，可以使離合器傳出的扭矩由零逐漸增大，而汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力也逐漸增大，從而讓汽車(chē)平穩(wěn)地起步。1.2.2 便于換檔：汽車(chē)行駛過(guò)程中，經(jīng)常換用不同的

11、變速箱檔位，以適應(yīng)不斷變化的行駛條件。如果沒(méi)有離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離，那么變速箱中嚙合的傳動(dòng)力齒輪會(huì)因載荷沒(méi)有卸除，其嚙合齒面間的壓力很大而難于分開(kāi)。另一對(duì)待嚙合齒輪會(huì)因二者圓周速度不等而難于嚙合。即使強(qiáng)行進(jìn)入嚙合也會(huì)產(chǎn)生很大的齒端沖擊，容易損壞機(jī)件。利用離合器使發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱暫時(shí)分離后進(jìn)行換檔，則原來(lái)嚙合的一對(duì)齒輪因載荷卸除，嚙合面間的壓力大大減小，就容易分開(kāi)。而待嚙合的另一對(duì)齒輪，由于主動(dòng)齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)分開(kāi)后轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，采用合適的換檔動(dòng)作就能使待嚙合的齒輪圓周速度相等或接近相等，從而避免或減輕齒輪間的沖擊。1.2.3防止傳動(dòng)系過(guò)載：汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪突然急劇降速，而與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的

12、傳動(dòng)系由于旋轉(zhuǎn)的慣性，仍保持原有轉(zhuǎn)速，這往往會(huì)在傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生遠(yuǎn)大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的慣性矩，使傳動(dòng)系的零件容易損壞。由于離合器是靠摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的，所以當(dāng)傳動(dòng)系內(nèi)載荷超過(guò)摩擦力所能傳遞的轉(zhuǎn)矩時(shí)，離合器的主、從動(dòng)部分就會(huì)自動(dòng)打滑，因而起到了防止傳動(dòng)系過(guò)載的作用。膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)：1、彈簧壓緊力均勻，受離心力影響小2、即使摩擦片磨損，壓緊負(fù)荷也不減小3、離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸小，動(dòng)平衡性能好由于離合器上述三方面的功用，使離合器在汽車(chē)結(jié)構(gòu)上有著舉足輕重的地位。然而早期的離合器結(jié)構(gòu)尺寸大，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，引起變速器換檔困難，而且這種離合器在結(jié)合時(shí)也不夠柔和，容易卡住，散熱性差，操縱也不方便，平

13、衡性能也欠佳。因此為了克服上述困難，可以選擇膜片彈簧離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大且較穩(wěn)定，操縱輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對(duì)于它的研究已經(jīng)變得越來(lái)越重要。第2章離合器設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)和要求設(shè)計(jì)涉及的車(chē)輛技術(shù)參數(shù)：汽車(chē)總質(zhì)量，最高車(chē)速。驅(qū)動(dòng)輪半徑=600，主減速器速比設(shè)計(jì)涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)；最大功率，轉(zhuǎn)速，最大轉(zhuǎn)矩?；緟?shù)主要有性能參數(shù)和P0，尺寸參數(shù)和及摩擦片厚度。以及結(jié)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù)和離合器間隙，最后還有摩擦因數(shù)。為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計(jì)離合器應(yīng)滿足如下基本要求：1）能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。2）結(jié)合過(guò)程要平順柔和，使汽車(chē)豈不是沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。3）分離時(shí)要迅速?gòu)氐住?）離合器從動(dòng)

14、部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋是變速器輪齒間的沖擊力并方便換擋。5）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)具有可靠的強(qiáng)度，應(yīng)注意平衡免受離心力的影響。6）應(yīng)使汽車(chē)傳動(dòng)系避免共振，具有吸收振動(dòng)，沖擊和減小噪聲的能力。7）操縱輕便，工作性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。以上這些要求中最重要的是使用可靠，壽命長(zhǎng)以及生產(chǎn)和使用中的良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)。第3章離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)3.1離合器摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)基本原理摩擦離合器是靠存在于主從動(dòng)部分摩擦表面尖的摩擦力矩來(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的.離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為(2.1)式中為摩擦面間的摩擦因數(shù)；為壓盤(pán)施加在摩擦面上的工作壓力；為摩擦片的平均摩擦半徑；為摩擦面數(shù)；單片摩擦離合器，

15、雙片摩擦離合器。假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有 (2.2)式中為單位壓力；為摩擦片外徑；為摩擦片內(nèi)徑。摩擦片的平均摩擦半徑根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示為(2.3)當(dāng)時(shí)，可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計(jì)算 (2.4)則有： (2.5)式中，為摩擦片內(nèi)外徑之比，一般在0.530.70之間。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 (2.6)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1?；緟?shù)主要有性能參數(shù)和，尺寸參數(shù)和及摩擦片厚度。以及結(jié)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù)和離合器間隙，最后還有摩擦因數(shù)。3.2離合器

16、摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1摩擦因數(shù)、摩擦面數(shù)和離合器間隙表摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍摩擦片材料摩擦因數(shù)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0.70-1.50 選擇銅基材料，取摩擦因數(shù)=0.3本次設(shè)計(jì)為雙片摩擦片離合器，所以取=4離合器間隙是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回拉彈簧拉到后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過(guò)程中離合器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿之間留有的間隙。該間隙一般為3-4mm。3.2.2摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b的確定摩擦片外徑、內(nèi)徑和厚度是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的

17、結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。顯然，傳遞大的轉(zhuǎn)矩，就需要有大的尺寸。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)，當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)選定時(shí)，也可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩按經(jīng)驗(yàn)公式得到 (2.7)式中，系數(shù)為直徑系數(shù)，取值范圍見(jiàn)下表1表1 直徑系數(shù)的取值范圍車(chē)型直徑系數(shù)乘用車(chē)14.6最大總質(zhì)量為1.814.0t的商用車(chē)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(chē)22.524.0由汽車(chē)總質(zhì)量由表選取直徑系數(shù)=14。則求得=262.6 mm。離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑D/mm250280300325350380405430內(nèi)徑d/mm15516

18、5175190195205220230厚度b/mm3.53.53.53.54444c=d/D0.6200.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5350.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847單位面積3024024665466787299081037根據(jù)離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)表取得： =280mm，=165mm，=3.5mm，=0.589, 3.2.3離合器后備系數(shù)的確定后備系數(shù)是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：1.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(dòng)機(jī)最大扭矩

19、；2.防止離合器本身滑磨程度過(guò)大；3.要求能夠防止傳動(dòng)系過(guò)載。通常轎車(chē)和輕型貨車(chē)。本設(shè)計(jì)為總質(zhì)量的商用車(chē)的離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計(jì)質(zhì)料“離合器后備系數(shù)的取值范圍”（見(jiàn)下表2），并根據(jù)最大總質(zhì)量不超過(guò)6噸的載貨汽車(chē)=1.201.75，結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際情況，故選擇=1.6表2 器后備系數(shù)的取值范圍車(chē)型后備系數(shù)乘用車(chē)及最大總質(zhì)量小于6的商用車(chē)1.201.75最大總質(zhì)量為614的商用車(chē)1.502.25掛車(chē)1.804.003.2.4離合器傳遞的最大靜摩擦力矩TC3.5單位壓力 摩擦面上的單位壓力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),摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān)。離合器使用頻繁,工作條件比較惡劣單位壓

20、力較小為好。當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓2力因?yàn)樵谄渌鼦l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(shí)發(fā)熱厲害，再加上因整個(gè)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，單位壓力應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。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。 (2.8) 由公式（2.8）得式中，為摩擦因數(shù)取0.3；為單位壓力（）;為摩擦面數(shù)取4；為摩擦片外徑取280;為摩擦片內(nèi)徑取165;摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車(chē)的的使用條件，摩擦片的性能應(yīng)滿足以下

21、幾個(gè)方面的要求：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(duì)摩擦系數(shù)的影響小。要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時(shí)應(yīng)耐磨。要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其在高溫時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)較好熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時(shí)分離出的粘合劑較少，無(wú)味，不易燒焦磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤(pán)等零件的表面油水對(duì)摩擦性能的影響應(yīng)最小結(jié)合時(shí)應(yīng)平順而無(wú)“咬住”和“抖動(dòng)”現(xiàn)象由以上的要求,目前車(chē)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,在該設(shè)計(jì)中選取的是石棉合成物制成的摩擦片。3.3離合器摩擦片基本參數(shù)的校核3.3.1最大圓周速度式中，為

22、摩擦片最大圓周速度（）；為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速取1900;為摩擦片外徑徑取280;故符合條件。3.3.2單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩=式中，為離合器傳遞的最大靜摩擦力矩563.2 當(dāng)摩擦片外徑280時(shí)，0.0035，故符合要求3.3.3單位壓力為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，選取單位壓力的最大范圍為0.101.50，由于已確定單位壓力0.164，在規(guī)定范圍內(nèi)，故滿足要求3.3.4單位摩擦面積滑磨功為了減少汽車(chē)起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)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應(yīng)小于其許用值。汽車(chē)起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)為：式中，為汽車(chē)起步時(shí)離合器結(jié)合

23、一次所產(chǎn)生的總滑磨功()為汽車(chē)總質(zhì)量取6000；為輪胎滾動(dòng)半徑0.6；為汽車(chē)起步時(shí)所用變速器檔位的傳動(dòng)比7.0；為主減速器傳動(dòng)比4；為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，商務(wù)車(chē)去轉(zhuǎn)速1500。式中，為汽車(chē)起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功取33955.2滿足<=0.40/要求。摩擦片的相關(guān)參數(shù)摩擦片外徑摩擦片內(nèi)徑 后備系數(shù) 厚度單位壓力2801651.6 3.50.164MPa第4章膜片彈簧設(shè)計(jì)膜片彈簧的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，必須利用反求工程原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。即按照參考樣件或先期的經(jīng)驗(yàn)初步選定膜片彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸，然后對(duì)其工作彈性、應(yīng)力強(qiáng)度等作出分析，最終經(jīng)過(guò)優(yōu)選定出其合理的結(jié)構(gòu)尺寸。為此，需要清楚地了解膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

24、、工作特性及失效的形式和原理，在此基礎(chǔ)上要掌握有關(guān)膜片彈簧的彈性、強(qiáng)度等方面的計(jì)算方式。4.1膜片彈簧主要參數(shù)的選擇4.1.1比值的選擇比值是指碟簧的原始內(nèi)截錐高度及彈簧片厚度之比。設(shè)計(jì)膜片彈簧時(shí)，要利用其非線性的彈性變形規(guī)律，因此要正確選擇其彈性特性曲線的形狀，以獲得最佳的使用性能。膜片彈簧的彈性特性和比值有關(guān)，不同的比值可以得到不同的彈性特性曲線。如圖4.1所示，載荷與變形之間的關(guān)系：（1）當(dāng)時(shí)，載荷增加，變形不斷增加；（2）當(dāng)時(shí)，彈簧的特性曲線在中間有一段很平直，變形增加時(shí)，載荷幾乎維持不變；（3）當(dāng)時(shí)，彈簧的特性曲線中有一段負(fù)剛度區(qū)域，即當(dāng)變形增加，載荷反而減小。具有這種特性的膜片彈簧

25、很適用于作為離合器的壓緊彈簧。（4）當(dāng)時(shí)，具有更大的負(fù)剛度區(qū)域；（5）當(dāng)時(shí)，具有載荷為負(fù)值的區(qū)域。一般汽車(chē)離合器膜片彈簧的值在1.52范圍內(nèi)選取。常用的膜片彈簧板厚為24，本設(shè)計(jì)取。圖4.1膜片彈簧的彈性特性曲線1. 2. 3. 4. 5. 4.1.2及的確定通過(guò)分析表明，越小，應(yīng)力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。汽車(chē)離合器膜片彈簧根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，常在的范圍內(nèi)取值。本設(shè)計(jì)中取，當(dāng)時(shí)，摩擦片平均半徑 ，故取,則。4.1.3膜片彈簧起始圓錐底角汽車(chē)膜片彈簧一般起始底角在之間，。本設(shè)計(jì)取，則，。4.1.4分離指的數(shù)目和切槽寬、及半徑取為18，的取值應(yīng)滿足。本設(shè)計(jì)取，； 。4.

26、1.5支承圈平均半徑和膜片彈簧與壓盤(pán)的接觸半徑應(yīng)略大于且盡量接近，應(yīng)略小于且盡量接近。本設(shè)計(jì)取，。膜片彈簧應(yīng)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(guó)內(nèi)常用的碟簧材料的為，當(dāng)量應(yīng)力可取為。4.2繪制膜片彈簧的特性曲線根據(jù)工作壓力和膜片彈簧在壓盤(pán)接觸點(diǎn)處的軸向變形關(guān)系式 （4.4）畫(huà)出特性曲線。設(shè)，則 （4.5）已知，把數(shù)值代入得，由不同的計(jì)算出的及和，結(jié)果列表如下：表4-2載荷與變形之間的關(guān)系0.10.20.40.60.81.0261.21.41.61.8962.00.0710.1310.2200.2740.3020.3100.3070.2990.2950.3120.3280.210.

27、420.841.261.682.152.522.943.363.984.208121494250831293443353934993414336735593743畫(huà)出特性曲線，如圖4.2。圖膜片彈簧的彈性特性曲線4.3確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置取離合器接合時(shí)膜片彈簧的大端變形量為，由特性曲線圖可查的膜片彈簧的壓緊力： 校核后備系數(shù)： 離合器徹底分離時(shí)，膜片彈簧大端的變形量為壓盤(pán)的行程，故離合器剛開(kāi)始分離時(shí)，壓盤(pán)的行程，此時(shí)膜片彈簧大端的變形量為摩擦片磨損后，其最大磨損量，故4.4求離合器徹底分離時(shí)分離軸承作用的載荷由膜片彈簧小端分離軸承處作用有分離力時(shí)膜片彈簧壓盤(pán)接觸處的變形和的關(guān)系式 （4.6

28、）取則得4.5求分離軸承的行程由膜片彈簧壓盤(pán)接觸處的軸向變形和小端分離軸承處的軸向變形的關(guān)系式，取得， 寬度系數(shù)在力作用下膜片彈簧的小端變形由兩部分組成：在力作用下，由于壓盤(pán)接觸處膜片彈簧的軸向變形而引起的小端變形，以及因分離指受力作用引起的彎曲附加變形。即 （4.7）代入有關(guān)數(shù)值，得，則4.6膜片彈簧強(qiáng)度校核膜片彈簧的大端的最大變形（離合器徹底分離時(shí)）。（4.8）代人有關(guān)數(shù)值，得故滿足強(qiáng)度要求。4.7膜片彈簧材料及制造工藝國(guó)內(nèi)膜片彈簧一般采用或等優(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，需進(jìn)行一系列熱處理。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)

29、壓處理，即沿其分離狀態(tài)的工作方向，超過(guò)徹底分離點(diǎn)后繼續(xù)施加過(guò)量的位移，使其過(guò)分離次，并使其高應(yīng)力區(qū)發(fā)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應(yīng)力。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)椡枇鲊娚涞侥て瑥椈杀砻?，使表層產(chǎn)生塑性變形，形成一定厚度的表面強(qiáng)化層，起到冷作硬化的作用，同樣也可提高疲勞壽命。為提高分離指的耐磨性，可對(duì)其端部進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱淬火或鍍鉻。為了防止膜片彈簧與壓盤(pán)接觸圓形處由于拉應(yīng)力的作用產(chǎn)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、劃痕等缺陷。碟簧部分的硬度一般為，分離指端硬度為，在同一片上同一范圍內(nèi)的硬度差不大于個(gè)單位。碟簧部分應(yīng)為均勻的回火托氏體和

30、少量的索氏體。單面脫碳層的深度一般不得超過(guò)厚度。膜片彈簧的內(nèi)外半徑公差一般為和，厚度公差為，初始底錐角公差為。上、下表面的表面粗糙度為，底面的平面度一般要求小于。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要求小于。第5章扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1扭轉(zhuǎn)減震器主要參數(shù)的選擇5.1.1極限轉(zhuǎn)矩有減震彈簧的最大變形量來(lái)確定，它規(guī)定了其作用的轉(zhuǎn)矩上線，極限轉(zhuǎn)矩為減震器在消除限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂缺口間的間隙時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。 （4-15）式中的微型貨車(chē)取5.1.2扭轉(zhuǎn)剛度為了避免引起系統(tǒng)的共振，要合理選擇減震器的扭轉(zhuǎn)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)。決定于減震器彈簧得線剛度及其結(jié)

31、構(gòu)布置尺寸。設(shè)減震彈簧分布在半徑為的圓周上，當(dāng)從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂轉(zhuǎn)過(guò)弧度時(shí)，彈簧相應(yīng)變形量。此時(shí)所需加在從動(dòng)片上的轉(zhuǎn)矩為 （4-16）式中，為是從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂轉(zhuǎn)過(guò)弧度所需加的轉(zhuǎn)矩:；為每個(gè)減震彈簧的線剛度；為減震彈簧的個(gè)數(shù)；為減震彈簧位置半徑。根據(jù)扭轉(zhuǎn)減震器扭轉(zhuǎn)剛度的定義，則 （4-17）式中，為減震器扭轉(zhuǎn)剛度設(shè)計(jì)時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)來(lái)處選取本設(shè)計(jì)中取5.1.3阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩由于減震器扭轉(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)最有效的消振，必須合理選擇減震器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩。一般可按下式初選 (4-18)本設(shè)計(jì)中初選5.1.4預(yù)緊轉(zhuǎn)矩減震彈簧在安裝時(shí)都有一定

32、的預(yù)緊。研究表明，增加，共振頻率將向減小頻率的方向移動(dòng)，這是有利的。但是不應(yīng)大于，否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減震器將提前停止工作，故取，本設(shè)計(jì)中初選。5.1.5減震彈簧的位置半徑的尺寸引進(jìn)可能大些，一般取 （4-19）式中的為摩擦片的直徑。本設(shè)計(jì)中取。5.1.6減震彈簧的個(gè)數(shù) 摩擦片外徑為，減震彈簧的個(gè)數(shù)可取本設(shè)計(jì)中5.1.7減震彈簧總壓力當(dāng)限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂之間的間隙與被消除，減震彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值時(shí)，減震彈簧收到的壓力為： （4-20）得到第6章從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)計(jì)算從動(dòng)盤(pán)有兩種結(jié)構(gòu)形式，帶扭轉(zhuǎn)減震器的和不帶扭轉(zhuǎn)減震器的，本次設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)為帶扭轉(zhuǎn)減震器的形式。從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足一下幾個(gè)方面的要

33、求：為了減少變速器換擋是輪齒間的沖擊，從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能??；為了保證汽車(chē)平穩(wěn)起步，摩擦面上的壓力分布更均勻等，從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈性；為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤(pán)中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減震器；具有足夠的抗暴裂強(qiáng)度。6.1從動(dòng)片設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)，應(yīng)盡量減輕其重量，并應(yīng)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。從動(dòng)片一般都做的比較薄，通常使用厚的鋼板沖制而成。本次設(shè)計(jì)的微型貨車(chē)，故取從動(dòng)片厚度為。為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車(chē)平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。這樣，在離合器的結(jié)合過(guò)程中，主動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)之間的壓力是逐漸增加的。具有軸向彈性的從動(dòng)片有整

34、體式、分開(kāi)式和組合式三種型式。比較三種型式的優(yōu)缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)從動(dòng)片采用整體式彈性從動(dòng)片。整體式彈性從動(dòng)片能達(dá)到軸向彈性的要求，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。6.2從動(dòng)盤(pán)轂發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是經(jīng)從動(dòng)盤(pán)轂的花鍵孔輸出，變速器輸入軸就插在該花鍵孔內(nèi)。從動(dòng)盤(pán)轂和變速器輸入軸的花鍵結(jié)合方式采用齒側(cè)定心的矩形花鍵。設(shè)計(jì)花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)參照國(guó)標(biāo)GB1144-1974的花鍵標(biāo)準(zhǔn)表5-1從動(dòng)盤(pán)轂花鍵的尺寸摩擦片外徑發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩齒數(shù)外徑內(nèi)徑齒厚有效齒長(zhǎng)擠壓應(yīng)力160491023183209.81806910262132011.620010810292342511.122514710322643011.32501961035

35、2843510.228027510353244012.530030410403254010.532537310403254511.435047110403255013.0從動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸如下：花鍵齒數(shù)：；花鍵外徑：；花鍵內(nèi)徑：；齒厚：；有效齒長(zhǎng)：。由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過(guò)大而全破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計(jì)算。有公式： （5-1）式中：花鍵的齒側(cè)面壓力，由下式確定： （5-2）式中：，花鍵的內(nèi)外徑，； 從動(dòng)盤(pán)轂的數(shù)目； 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，； 花鍵齒數(shù)； 為花鍵工作高度，； 為花鍵有效長(zhǎng)度，。由已知條件：從動(dòng)盤(pán)轂由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)。故所選花鍵尺寸滿

36、足要求。第7章壓盤(pán)和離合器蓋得設(shè)計(jì)7.1壓盤(pán)幾何尺寸的確定在摩擦片的尺寸確定以后，與它摩擦相接觸的壓盤(pán)內(nèi)外徑尺寸也就基本確定下來(lái)了。這樣，壓盤(pán)幾何尺寸最后歸結(jié)為如何去確定它的厚度。壓盤(pán)厚度的確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)：1）壓盤(pán)應(yīng)具有足夠的質(zhì)量，以增大熱熔，減少升溫，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎，有時(shí)可設(shè)各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，以以幫助散熱通風(fēng)，使每次結(jié)合時(shí)的溫升不至于過(guò)高：2）壓盤(pán)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少受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊及離合器的分離，厚度約。3）與飛輪應(yīng)保持良好的對(duì)中，并要進(jìn)行靜平衡，壓盤(pán)單件的平衡精度應(yīng)不低于。4）壓盤(pán)高度公差要小。鑒于以上原因

37、，本次設(shè)計(jì)壓盤(pán)厚度取。在初步確定壓盤(pán)厚度以后，應(yīng)校核離合器結(jié)合一次的溫升，它不應(yīng)超過(guò)。校核公式： （5-4）式中：-溫升，；-滑磨功，；-分配到壓盤(pán)上的滑磨功所占的百分比，單片離合器壓盤(pán)=0.50；-壓盤(pán)的熱容量，對(duì)于鑄鐵壓盤(pán)：；-壓盤(pán)質(zhì)量，Kg。 符合要求7.2離合器蓋的設(shè)計(jì)離合器蓋與飛輪用螺栓固定在一起，通過(guò)它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩給壓盤(pán)。對(duì)離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求：1）應(yīng)具有足夠的剛度，否則將會(huì)影響離合器的工作特性，增大操縱時(shí)的分離行程，減少壓盤(pán)升程，嚴(yán)重時(shí)使摩擦面不能徹底分離。為此采取以下措施：適當(dāng)增大蓋得板厚，一般為。2）應(yīng)與飛輪保持良好的隊(duì)中性，以免影響總成的平衡和正常的工作。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(guò)高，可在離合器蓋上開(kāi)較大的通風(fēng)窗孔，或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等。經(jīng)以上敘述與實(shí)物類(lèi)比，本次設(shè)計(jì)取厚度。7.3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)一般采用的碳素彈簧鋼絲。本次設(shè)計(jì)取。第8章離合器的操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)本次離合器的操縱系統(tǒng)采用機(jī)械操縱的方式8.1對(duì)離合器操縱機(jī)構(gòu)的基本要求1）踏板力要盡可能小，2）踏板行程一般在內(nèi)，最大不