膜片彈簧離合器課程設(shè)計

1、學號10110207302忒厘理N大穿孝負孝虎課程設(shè)計題目長豐獵豹飛騰6400A離合器設(shè)計部系 汽車工程系專業(yè)車輛工程班組1 0 7 3班姓名成績指導教師2010年11月25日課程設(shè)計任務(wù)書學生姓名：專業(yè)班級：車輛工程指導教師：甘 泉工作單位： 汽車工程系車輛教研室題目：汽車設(shè)計課程設(shè)計一、設(shè)計車型本設(shè)計針對的車型是長豐獵豹飛騰6400A ,其基本參數(shù)為：最大扭矩： 168 (N - m)最高轉(zhuǎn)速：4500 (r/min)二、主要任務(wù)：1設(shè)計說明書要求：完成5千字設(shè)計說明書。2圖紙要求完成1號手繪裝配圖紙一張，零件圖紙三張(可用 CAD繪制)。3圖紙比例需選取合理，序號為單號的同學畫主動件，雙

2、號的同學畫從動件。三、時間安排：設(shè)計時間共2周，具體時間安排如下：課程內(nèi)容學時查閱資料2天繪制圖紙及編寫設(shè)計說明書7天答辯1天合計10天指導教師簽名:教研室主任簽名: TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 摘要 1 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 1緒論 2 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 離合器概論 2 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 離合器的功用 2 HYPERL

3、INK l bookmark32 o Current Document 離合器的工作原理 3 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 膜片彈簧離合器的概論 4 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點 5 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 2離合器結(jié)構(gòu)方案選取 6 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 離合器車型的選定 6 HYPERLINK l bookmark42 o Current

4、Document 離合器設(shè)計的基本要求 6 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 摩擦片的選擇 7 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 壓緊彈簧布置形式的選擇 7 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 壓盤的驅(qū)動方式 7 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 分離杠桿、分離軸承 8 HYPERLINK l b

5、ookmark54 o Current Document 離合器的散熱通風 8 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 3離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 9 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 摩擦片主要參數(shù)的選擇 9 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 離合器后備系數(shù)B的確定10 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 單位壓力P的確定 10 HYPERLINK l bookmark70 o Current Docu

6、ment 4離合器從動盤設(shè)計 11 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 從動盤結(jié)構(gòu)介紹 11 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 從動盤設(shè)計 12 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 從動片的選擇和設(shè)計 12 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 從動盤轂的設(shè)計 13 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 摩擦片的材料選取及與從動片的固緊方式 14 HYPERL

7、INK l bookmark82 o Current Document 5離合器壓盤設(shè)計 15 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 壓盤的傳力方式選擇 15 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 壓盤的幾何尺寸的確定 15 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 壓盤傳動片的材料選擇 15 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 離合器蓋的設(shè)計 16 HYPERLINK l bookmark92 o Current

8、 Document 6離合器分離裝置設(shè)計 17 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 分離桿的設(shè)計 17 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 離合器分離套筒和分離軸承的設(shè)計 17 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 7離合器膜片彈簧設(shè)計 19 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點 19膜片彈簧的變形特性和加載方式19 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark1

9、04 o Current Document 膜片彈簧的彈性變形特性 20 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 膜片彈簧的參數(shù)尺寸確定 21 HYPERLINK l bookmark108 o Current Document H/h比值的選取 22 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document R及 R/r 確定 22 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 膜片彈簧起始圓錐底角 22 HYPERLINK l bookmark114 o Current Doc

10、ument 膜片彈簧小端半徑rf及分離軸承的作用半徑rp 22 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 分離指數(shù)目n、切槽寬1、窗孔槽寬2、及半徑re 22 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 8扭轉(zhuǎn)減震器設(shè)計 23 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 9離合器殼設(shè)計 23結(jié)論 24參考文獻 25 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 致謝 26摘要離合器是汽車傳動系中的重要部件，主要功用是是切斷和實現(xiàn)

11、發(fā)動機對傳動系的動力傳遞，保證汽車平穩(wěn)起步，保證傳動系統(tǒng)換擋時工作平順以及限制傳動系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載。膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型汽車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)，對于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。此設(shè)計說明書詳細的說明了輕型汽車膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)選擇以及計算過程。本文基于比亞迪9500 的設(shè)計要求和設(shè)計參數(shù)， 確定了以拉式膜片彈簧離合器作為設(shè)計目標。根據(jù)拉式膜片彈簧離合器工作原理和使用要求，采用系統(tǒng)化設(shè)計方法，把離合器分為主動部分、 從動部分、 操縱機構(gòu)。 通過對各個部分設(shè)計方案的原理闡釋和優(yōu)缺點的比較

12、，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)車輛使用條件和車輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設(shè)計步驟和要求，主要進行了以下工作：選擇相關(guān)設(shè)計參數(shù)主要為：摩擦片外徑D的確定，離合器后備系數(shù)B的確定，單位壓力P的確定。并進行了總成設(shè)計主要為:分離裝置的設(shè)計，以及從動盤設(shè)計（從動盤轂的設(shè)計）和膜片彈簧設(shè)計等。關(guān)鍵字 ：離合器膜片彈簧從動盤 壓盤 摩擦片緒論離合器概述按動力傳遞順序來說， 離合器應(yīng)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(wù)。離合器是設(shè)置在發(fā)動機與變速器之間的動力傳遞機構(gòu)，其功用是能夠

13、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(shù)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(gòu)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，以減輕換檔時齒輪副的沖擊；

14、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。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。所以離合器可使發(fā)動機與傳動系

15、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合。如在脫檔時，由于原來嚙合的齒面壓

16、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。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(gòu)和操縱機構(gòu)四部分組成。離合器在接合狀態(tài)時，發(fā)動機扭矩自曲軸傳出，

17、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圖1.1離合器總成1-軸承2-飛輪3-從動盤4-壓盤5-離合器蓋螺栓6-離合器蓋7-膜片彈簧

18、8-分離軸承9-軸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(gòu)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。止匕外，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，從而降低 了對壓盤

19、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(shè)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)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)

20、。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(shè)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(gòu)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，摩擦均勻，也易于

21、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(shè)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曾經(jīng)都采用壓式機構(gòu)，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。當前膜片彈簧離合器的操縱機構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機構(gòu)所取代。后者的膜片

22、彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈的磨損會形成間隙而增大踏板的自由行程。拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)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(gòu)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，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)；在接合或分離狀態(tài)下，離合器

23、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的一般可減少約 25% 30% ；無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)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。2 離合器結(jié)構(gòu)方案選取離合器車型的選定本設(shè)計針對的車型是：長豐獵豹飛騰6400A其基本參數(shù)為：最大扭矩：168 N - m最高轉(zhuǎn)速：4500 r/min整車質(zhì)量：1410kg離合器設(shè)計的基本要求為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計離合器應(yīng)滿足以下要求：在任何行駛條件下

24、，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，又能防止傳動系過載。接合時要完全、平順、柔和，保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。分離要迅速、徹底。從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其使用壽命。應(yīng)能避免和衰減傳動系的扭轉(zhuǎn)振動，并具有吸收振動、緩和沖擊和降低噪聲的能力。操縱輕便、準確，以減輕駕駛員的疲勞。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。具有足夠的強度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、使用壽命長。結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，質(zhì)

25、量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便。離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計摩擦片的選擇單片離合器因為結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動部分轉(zhuǎn)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，因此該設(shè)計選擇單片離合器。壓緊彈簧布置形式的選擇離合器壓緊裝置可分為周置彈簧式、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：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

26、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(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小， 零件數(shù)目少，質(zhì)量??；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）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(shè)計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，我選用膜片彈簧式

27、離合器。壓盤的驅(qū)動方式壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動片式等多種。前三種的共同缺點是在連接件之間都有間隙，在傳動中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動效率。彈性傳動片式是近年來廣泛采用的驅(qū)動方式， 沿圓周切向布置的三組或四組薄彈簧鋼片帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鎦釘或螺栓聯(lián)結(jié)，傳動片的彈性允許其作軸向移動。分離杠桿、分離軸承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拉力并拉動壓盤移動，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(yīng)力

28、，分離軸承的作用是通過分離叉的作用使分離軸承沿變速器前端蓋導向套作軸向移動，拉動旋轉(zhuǎn)中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。分離本次設(shè)計選用的是油封軸承，它可以將潤滑脂密封在軸承殼內(nèi)，使用中不需要增加潤滑，相比供油式軸承則需增加。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180 200C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。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

29、量外，還要求散熱通風好。改善離合器散熱通風結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋，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(gòu)造能良好實現(xiàn)通風散熱效果，故不需作另外設(shè)置。3離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定摩擦片主要參數(shù)的選擇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。當離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料已選定，發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩Temax已知，適當選取后備系數(shù)B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)動機最大轉(zhuǎn)矩 Temax (N.m)按如下經(jīng)驗公式選用D 心/(3.1

30、)式中，Kd為直徑系數(shù)，取值范圍見表3-1。由選車型得 Temax = 168N m, KD =14.6,則將各參數(shù)值代入式后計算得 D=189mm表3-1直徑系數(shù)Kd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1.814.0t的商用車16.018.5件片離合器)13.515.0雙片離合器)最大總質(zhì)量大于14.0t的商用車22.A 24.0根據(jù)離合器摩擦片的標準化，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 GB1457 74)外徑D/mm160180200225250280300325350內(nèi)徑d/mm110125140150155165175190195厚度

31、h/3.23.53.53.53.53.53.53.54C =d/D0.6870.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.5401-C30.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827單位回積F/ cm106132160221302402466546678可?。耗Σ疗嚓P(guān)標準尺寸:外徑 D=225mm 內(nèi)徑 d=150mm 厚度 h=3.5mm內(nèi)徑與外徑比值 C =0.6671- C3=0.703約束條件摩擦片外徑D (mm)的選取應(yīng)使最大圓周速度 VD不超過6570m Is,即Vd = nemaxD6010-3 6070m

32、/s將數(shù)據(jù)代入公式得:VD = - nemaxD60q 3.14c103 = 4500 225 103=53.0m/s 6570m/s60滿足要求，所以確定摩擦片相關(guān)標準尺寸:外徑 D=225mm 內(nèi)徑 d=150mm 厚度 h=3.5mm內(nèi)徑與外徑比值 C =0.6671 C3=0.703可編輯范本離合器后備系數(shù)B的確定后備系數(shù)B是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動機最大扭矩的可靠程度，選擇B時，應(yīng)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B=1.2h75o本設(shè)計的

33、是1.41噸微型轎車離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計質(zhì)料“離合器后備系數(shù)的取值范圍” （見下表3-3）,并根據(jù)最大總質(zhì)量不超過 6噸的載貨汽車=1.201.75,結(jié)合設(shè)計實際情況，故選擇B =1.5 。表3-3離合器后備系數(shù)的取值范圍車 型后備系數(shù)B乘用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車1.20- 1.75最大總質(zhì)量為614t的商用車1.50- 2.25掛車1.80- 4.00單位壓力P。的確定摩擦面上的單位壓力P0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（如城市用的公共汽車和礦用載重車），單位壓力P0 較小為好。當摩擦片的外徑較大時也

34、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P0應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。前面已經(jīng)初步確定了摩擦片的基本尺寸;外徑 D=225 mm 內(nèi)徑 d=150 mm 厚度 h=3.5 mm內(nèi)徑與外徑比值C =0.667 1 C3 =0.703由公式 D 3 fZP （0 1-C 3） =12C 3 Tmax 得P0=0.23MPa滿足約束條件： 0.010MP aP01.50P a4 離合器從動盤設(shè)計從動盤結(jié)構(gòu)介紹在現(xiàn)代汽車上一

35、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。由下圖 4.1 可以看出，摩擦片 1、 13分別用可編輯范本怫釘14、15怫在波形彈簧片上，而后者又和從動片怫在一起。從動片 5用限位銷7和減振12怫在一起。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

36、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。圖4.1帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤1、13摩擦片；2, 14、15一怫釘；3一波形彈簧片；4平衡塊；5從動片;6、9減振摩擦；7限位銷；8從動盤轂；100調(diào)整墊片；11減振彈簧；12一減振盤從動盤設(shè)計從動盤總成由摩擦片、從動片、減振器和從動盤轂等組成。它對離合器工作性能影響可編輯范本很大，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是設(shè)計的重點。從動盤總成應(yīng)滿 足如下設(shè)計要求：（ 1）為了減少變速器

37、換檔時齒輪間的沖擊，從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小。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(yīng)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(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減振器。（ 4）要有足夠的抗爆裂強度。從動片的選擇和設(shè)計設(shè)計從動片時要盡量減輕質(zhì)量，并使質(zhì)量的分布盡可能靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得小的轉(zhuǎn)動慣量。這是因為汽車在行駛中進行換檔時，首先要分離離合器，從動盤的轉(zhuǎn)速必然要在離合器換檔的過程中發(fā)生變化， 或是增速 （由高檔換為低檔） 或是降速 （由低檔換為高檔）離合器的從動盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，而使變速器換檔齒輪之間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步裝置加速磨損。慣性力的大小

38、與沖動盤的轉(zhuǎn)動慣量成正比，因此為了見效轉(zhuǎn)動慣量，從動片都做的比較薄，通常是用1.32.0mm厚的薄鋼板沖壓而成，為了進一步減小從動片的轉(zhuǎn)動慣量，有時將從動片外緣的盤形部分磨至0.651.0加m,使其質(zhì)量更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動片一般都作成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)， 這樣， 在離合器的結(jié)合過程中， 主動盤和從動盤之間的壓力是逐漸增加的，從而保證離合器所傳遞的力矩是緩和增長的。 此外， 彈性從動片還使壓力的分布比較均勻，改善表面的接觸，有利于摩擦片的磨損。具有軸向彈性的的傳動片有以下三種形式：整體式的彈性從動片、分開式的彈性從動片及組合式彈性從動片。在本

39、設(shè)計中，因為設(shè)計的是長豐獵豹飛騰6400A微型轎車的離合器，故可以采用整體式彈性從動片，離合器從動片采用2mm厚的的薄鋼板沖壓而成，其外徑由摩擦面外徑?jīng)Q定，在這里取225mm,內(nèi)徑由從動盤轂的尺寸決定，這將在以后的設(shè)計中取得。為了防止由于 工作溫度升高后使從動盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動剛片上沿徑向開有幾。從動盤轂的設(shè)計從動盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受發(fā)動機傳來的全部轉(zhuǎn)矩。它一 般采用齒側(cè)對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 D與 發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩Temax按國標GB1144 74選取。從動盤的軸向長度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動

40、時產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一股取1.0-1.4倍的花鍵軸直徑。從動盤轂一般采用鍛鋼（如 35、45、40Cr等），并經(jīng)調(diào)質(zhì)處 理。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性， 可采用鍍銘工藝：對減振彈簧窗口及從動片配合， 應(yīng)進行高頻處理?；ㄦI選取后應(yīng)進行擠壓應(yīng)力6j （MPa）及剪切應(yīng)力句（MPa）的強度校核:8Te max(D2 d2)znlj(4.1)4Temax(D d)znlbj 15式中，z為從動盤轂的數(shù)目；其余參數(shù)見表（4-1）表4-1離合器從動盤轂花鍵尺寸系列發(fā)動機的花鍵尺寸摩擦片最大轉(zhuǎn)矩外徑Temax/N齒數(shù) 外徑內(nèi)徑齒厚有效齒長擠壓應(yīng)力D/mmmND /mm d /mm b/mm l/m

41、mj/Mpa16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.2根據(jù)摩擦片的外徑D=225mm與發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩Temax=168 N m,由表4-1查得n=10 , D =32mm, d =26mm, b=4mm, l=30mm, j=11.5Mpa,則由公式校核得：j=8.0MPa j=11.3 MPa。j=7.

42、5 MPa 4.5。膜片彈簧的變形特性和加載方式由于膜片彈簧采用拉式結(jié)構(gòu)，故其正裝。離合器在分離和接合時，膜片彈簧的加載情況不一樣，相應(yīng)的有兩種加載方式和變形情況：（ 1）接合時：離合器接合時， 膜片彈簧起壓緊彈簧之用， 在壓盤離合器蓋總成未與飛輪裝合以前，膜片彈簧近似處于自由狀態(tài)，膜片彈簧對壓盤無壓緊作用。當壓盤離合器蓋總成與飛輪裝合時，離合器蓋前端面向飛輪前端面靠攏。因此，離合器蓋通過支承環(huán) 4 對膜片彈簧施加載荷P1 ，膜片彈簧幾乎變平。同時在壓盤處也作用有載荷P1 。我們把Pi稱作壓緊力。支承環(huán)4和膜片彈簧壓盤接觸處之間的高度變化稱作大端變形 i，膜片彈簧分離軸承相對于壓盤高度的變化稱

43、之為小端變形(2)分離時：當分離軸承以P2力作用在膜片彈簧的小端時，支承環(huán)4逐漸不起作用，而支承環(huán)5開始起作用。當P2力達到一定值時，膜片彈簧被壓翻。分離時在膜片彈簧的大 端處及小端處將進一步產(chǎn)生附加變形if和2f。此時膜片彈簧大端處的變形1= 1f+ 1b。膜片彈簧的彈性變形特性前面說過膜片彈簧起彈性作用的部分是其碟簧部分，碟簧部分的彈性變形特性和螺旋彈簧是不一樣的，它是一種非線性的彈簧，其特性和碟簧部分的原始內(nèi)截錐高H及彈簧片厚h的比值H/h有關(guān)。不同的H/h值可以得到不同的特性變形特性。一般可以分成下列 四中情況：H 2 h如下圖7.1中H/h=0.5的曲線，其曲線形狀表現(xiàn)為：載荷P的增

44、加，變形 總是不斷增加.這種彈簧的剛度很大，可以承受很大的載荷，適合與作為緩沖裝置中的行程限制器。H= 2 h如圖7.1中H/h=1.5 -及的曲線，彈性特性曲線在中間有一段很平直，變形的增加，載荷P幾乎不變.這種彈簧叫做零剛度彈簧.(3) 22. 22h如下圖7.2這種彈簧的的特性曲線中具有更大的負剛度不穩(wěn)定工作區(qū)，而且有載荷為負值的區(qū)域.這種彈簧適合于汽車液力傳動中的鎖止機構(gòu)。圖7.1三種不同H/h值時的無因次特曲線圖7.2各種不同H/h值時的無因次彈性變形特性7.4膜片彈簧的參數(shù)尺寸確定在設(shè)計膜片彈簧時，一般初步選定其全部尺寸然后進行一系列的驗算，最后優(yōu)選最合適的尺寸。具結(jié)構(gòu)示意圖見圖7

45、.3圖7.3膜片彈簧示意簡圖H/h比值的選取設(shè)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1.62.2之間。我設(shè)計的膜片彈簧取：H = 50 =2 h 2.5所以，H=5.0mm； h=2.5mmR及R/r確定比值R/r對彈簧的載荷及應(yīng)力特性都有影響，從材料利用率的角度，比值在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(shè)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(shè)計上并不需要儲存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)布置與分離的需要來決定，

46、一般 R/r取值為1.21.3.對于R,膜片彈簧大端外徑R應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求和摩擦片的外徑相適應(yīng)，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(yīng)力的 下降?？蓞⒖枷卤?-1表7-1 一些車型膜片彈簧的R和R/r的值車型外徑(mm)內(nèi)徑(mm)半徑2R (mm)R/r豐田225160206103/81=1.27北京BJ751228150210105/8.5=1.25上海SH771280165252126/103.5=1.21初步確定 R=105mm； r=84mm所以，R/r= 105=1.25 84膜片彈簧起始圓錐底角汽車膜片彈簧一般起始圓錐底角在

47、915之間， =H/(R r) (7-1)代入數(shù)值計算可得：=13.5膜片彈簧小端半徑rf及分離軸承的作用半徑rp1的值主要由結(jié)構(gòu)決定，最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵外徑，分離軸承作用半徑rp大于rf o因為花鍵外徑 D=32 mm,要使2 r f D,所以取r f =25 mm, r p =27 mm分離指數(shù)目n、切梢寬-窗孔梢寬2、及半徑r汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)目n12, 一月在18左右，采用偶數(shù)，便于制造時模具分度切槽寬i=3.23.5mm, 2=910n1明窗孔半徑屋一般情況下由(r%) =(0.81.4) 2(7-2)所以取 r re=1 2 =10 mm參考下表7-2表7-2

48、一些車型膜片彈簧的分離爪數(shù)n、切槽寬1、2及半徑re車型n1 (mm)2 (mm)r re (mm)豐田183.2911北京BJ751183.21113上海SH771183.21112.5雪怫蘭183.21010可取得 n=18、1 =3.2 mm、 2=10 nlm,、re=84-10=74mm膜片彈簧與壓盤接觸半徑l和支承環(huán)作用半徑L的確定L和l的取值將影響膜片彈簧的剛度。一般，L應(yīng)接近R而略小于R, l應(yīng)盡量接近r 而略大于r。取 L=100mm , l=90mm。膜片彈簧工作點位置的選擇假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午截面剛性地繞該截面上的某中性點O轉(zhuǎn)動。工作壓力P與軸向變形1的關(guān)系式

49、:h2(7-3)Eh 1 ln R/ r61 L l 2-， 一 5式中：E彈性模量，對于鋼：E=2.1 10 MPa；以一泊松比，對于鋼：=0.3 ;代入數(shù)據(jù)，得:P 352 13 3099.1 2 7934.9 1(7-4)由式（7-4）可繪制出月M片彈簧的P 1特性曲線，如圖7-4所示:圖7-4膜片彈簧的R1特性曲線(7-5)由圖可得：1M 1.8mm, 1N 4.0mm,1H ( 1M1N” 2得：1H 2.9mm彈簧工作點B一般取在凸點M和拐點H之間，且靠近或在H點處，一般(7-6)1B (0.81.0) 1H取1B 0.96 1H 2.8mm,同時：膜片彈簧小端分離軸承處作用有分離

50、力B ：P2Lp l rp(7-7)得：P2 77.65 13 683.62 ； 1750.35 17.4.8膜片彈簧強度計算由前述假設(shè)可知，子午截面在中性點 o點處沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，故該點的切向應(yīng)力也為零，o點以外的點均存在切向應(yīng)變和切向應(yīng)力。建立如圖7-5所示的坐標系xoy, 則截面上任意點(x,y)的切向應(yīng)力t (MPa)為:(7-8)式中： 一從自由狀態(tài)起，碟簧部分子午截面的轉(zhuǎn)角，rad;一碟簧自由狀態(tài)時的圓錐底角，rad;e一中性點o的半徑 mm e _R_L。ln(R/ r)圖7-5中性點o為坐標原點在子午截面處建立x-y坐標系分析表明，B點的應(yīng)力值最高，通常只計算B點的應(yīng)

51、力來校核碟簧的強度。即當x=-(e-r),y=h/2 ,h 0.31時，t取得最大值,2 e rtB(7-9)tB1363MPa在分離軸承推力 月作用下，B點還受彎曲應(yīng)力,rB式中：，為分離指根部的寬度,6 r Bnbrh2,2 r mm, br n(7-10)當徹底分離時，if 2.4mm, 1 化if 5.2mm ,止匕時R 1525N，代入數(shù)據(jù)得:br 32.1mm, 舊 166MPa考慮到彎曲應(yīng)力 舊是與切向應(yīng)力 舊相互垂直的拉應(yīng)力，根據(jù)最大切應(yīng)力強度理論,B點的當量應(yīng)力為jB rB tB(7-10)代入數(shù)據(jù)得：jB 1529MPa jB =15001700MPa,滿足強度要求。膜片彈

52、簧所有的尺寸：H=5mm, h=2.5mm, R=105mm, r=84mm, L=100mm, l=90mm,=13.5rf=25mm, p=27mm, n=18,1 =3.2mm,2=10mm, re =74mm。膜片彈簧零件圖如下:7-6 膜片彈簧零件圖8 扭轉(zhuǎn)減震器設(shè)計.1 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計扭轉(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(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振。） 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