離合器課程設(shè)計指導(dǎo)書1

離合器課程設(shè)計指導(dǎo)書一、 課程設(shè)計的目的和意義：為了使學生更好掌握《汽車設(shè)計》及《汽車構(gòu)造》的有關(guān)理論知識，在第七學期末安排一次汽車離合器的課程設(shè)計，其目的在于，通過本次課程設(shè)計達到：1、 使學生了解車用離合器設(shè)計的一般方法和步驟；2、 掌握離合器選擇及其操縱機構(gòu)搭配的基本方法；3、 初步訓練學生對汽車整體設(shè)計的認識。二、 課程設(shè)計前的準備工作:學生接到設(shè)計任務(wù)書后，要認真審題，查閱有關(guān)圖紙和資料，準備工作有：1、準備好參考書：《汽車構(gòu)造》、《汽車設(shè)計》、《汽車離合器》、《機械零件設(shè)計手冊》、《機械制圖》等。2、 準備好設(shè)計所用圖紙：1號圖紙1張，畫裝配草圖。3、 準備好作圖用工具：圓規(guī)，分規(guī)，丁字尺，三角板，計算器等。三、 課程設(shè)計時間分配：共有兩周時間，學生應(yīng)在指定時間完成規(guī)定的工作量。先進行方案選擇，設(shè)計計算，及操縱機構(gòu)設(shè)計，再繪制裝配草圖、CAD裝配圖和零件圖，然后整理編寫設(shè)計說明書，最后進行答辯。具體時間分配如下：工作內(nèi)容離合器選取設(shè)計計算操縱機構(gòu)繪裝配草圖CAD圖寫說明書答辯所需時間1天3天1天2天3天1天1天四、課程1、通過離合器選擇完成離合器結(jié)構(gòu)選擇?？晒┻x擇離合器有周置彈簧、中央彈簧、斜置彈簧及膜片彈簧離合器并闡明選擇原因及優(yōu)越性。2、 進行離合器設(shè)計計算，如果選擇膜片離合器，則應(yīng)描出膜片彈簧工作點位置圖。3、 進行飛輪設(shè)計并且進行離合器軸強度校驗。4、 離合器操縱機構(gòu)的選擇及設(shè)計。5、 繪制離合器裝配圖及零件圖，要求完成1號裝配草圖1張、1號CAD裝配圖1張、2號（或3號）CAD零件圖2張。6、 整理、編寫課程設(shè)計說明書，并出CAD圖。五、課程設(shè)計注意事項：1、 設(shè)計期間不許請事假，如有特殊情況，經(jīng)指導(dǎo)老師同意。2、 設(shè)計要在教室進行（上機除外），每天上午8:00-11:00，下午13:30-16:0為課程設(shè)計時間，要保證出勤率。3、 必須認真設(shè)計，并按時完成設(shè)計任務(wù)。4、 對設(shè)計期間曠課或請假累計總學時1/3者，不許答辯，成績按不及格處理。5、 課程設(shè)計應(yīng)獨立完成，若有雷同，所有雷同者均按不及格處理，且無補考機會。一、離合器的選擇（一）離合器作用：處于傳動系首端，用來切斷和實現(xiàn)傳動系的動力傳遞，以保證：在起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，使汽車能平穩(wěn)起步；在換檔時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中齒輪之間沖擊，便于換檔；在工作中受到大載荷時保護傳動系，防止其受過大載荷。（二）離合器分類：離合器按從動盤數(shù)目可分單盤，雙盤和多盤三類。多盤離合器多為濕式，應(yīng)用較少。單、雙盤一般為干式，應(yīng)用較多。（三）離合器的結(jié)構(gòu)選擇：（1）從動盤選擇：單盤離合器結(jié)構(gòu)簡單，分離徹底，散熱良好，調(diào)整方便，從動部分轉(zhuǎn)動慣量，要在結(jié)構(gòu)上采用適當措施便可以保證平順接合。廣泛應(yīng)用于轎車及中、小型貨車及重型車（TmaxW1000N?m）上。雙盤離合器由于摩擦面增多，傳遞轉(zhuǎn)矩能力較大，接合平順，在相同轉(zhuǎn)矩下，徑向尺寸較小。踏板力較小。但分離徹底性差，中間壓盤散熱性差，熱負荷較高，一般應(yīng)用于傳遞轉(zhuǎn)矩大且徑向尺寸受限場合。多盤離合器接合平順，由于在油中工作，表面磨損小，分離不徹底，尺寸及質(zhì)量大，應(yīng)用較少。（2）壓緊彈簧的形式和布置：包括圓柱彈簧，矩形斷面圓錐彈簧和膜片彈簧等形式。壓緊彈簧可周置，中央布置及斜置。周置彈簧離合器采用圓柱彈簧，這種型式結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用廣泛，某些重型車因所需彈簧數(shù)目較多，彈簧布置在二個同心的圓周上，當高速轎車nmax=5000~7000r/min則彈簧受離心力作用而嚴重鼓出，甚至出現(xiàn)彈簧斷裂。中央彈簧離合器有些采用一個或二個圓柱彈簧，因此，中央彈簧離合器的軸向尺寸較大。當采用矩形斷面圓錐彈簧時，軸向尺寸可縮短。中央彈簧有利于減輕踏板力。多用于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩大于400?500N?m的重型汽車上。斜置彈簧離合器是采用在重型車上的一種新結(jié)構(gòu)，在彈簧中中心線與離合器旋轉(zhuǎn)軸線的夾角為a,則F=Fcosa,當摩擦片磨損時，壓桿內(nèi)端左移，彈簧a伸長，F(xiàn)（，同時，夾角a減小，cosaf,則Fcosa不變。其突出優(yōu)點是工作性能十分穩(wěn)定,踏板力較小。膜片彈簧離合器有如下優(yōu)點：〈1〉膜片彈簧具有較理想的非線性特性。彈簧壓力在摩擦片磨損范圍內(nèi)大致不變,其傳遞轉(zhuǎn)扭矩能力大致不變；當離合器分離時,彈簧壓力不升反降,從而降低踏板力?！?〉高速旋轉(zhuǎn)時,壓緊力降低的程度較圓柱彈簧式明顯減小,所以摩擦力矩降低少,性能較穩(wěn)定?！?〉由于膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用,從而簡化結(jié)構(gòu),零件數(shù),質(zhì)量減小,軸向尺寸縮短。〈4〉易于實現(xiàn)良好散熱通風?！?〉壓力分布均勻。〈6〉平衡性好。廣泛應(yīng)用于轎車（100%），輕型、中型貨車及客車上，擴展至總重（280~320KN）的重型車上。膜片彈簧離合器按分離時離合器蓋總成的分離處是受壓力或拉力分為壓式和拉式二種，壓式是常見的一種結(jié)構(gòu)，拉式膜片彈簧離合器是一種新結(jié)構(gòu)，其膜片反裝，使支承結(jié)構(gòu)大為簡化，膜片彈簧安裝更換方便，質(zhì)量小，通風散熱好，不像壓式有空行程。因此拉式結(jié)構(gòu)很有前途。（四）、壓盤的驅(qū)動方式：凸塊——窗孔式是單盤式采用結(jié)構(gòu)。在壓盤上作三個或四個凸塊伸人離合器蓋對應(yīng)窗孔中結(jié)構(gòu)簡單，但使用中表面磨損間隙變大，定心精度不斷減低，平衡性惡化，易出現(xiàn)抖動噪聲。銷釘式用于雙盤離合器中（CA-10B）鍵塊式用于驅(qū)動中間壓盤鋼帶式（彈性傳動片式）是近年來廣泛采用結(jié)構(gòu)，鋼帶周向布置（徑向）。無摩擦、磨損及傳動間隙，效率高，無噪聲。（五） 、分離杠桿和分離軸承：設(shè)計中，應(yīng)使其支撐機構(gòu)于壓盤的驅(qū)動機構(gòu)在運動上不發(fā)生干涉，保證足夠剛度，支撐處摩擦要小，要便于調(diào)整分離杠桿端位置；要避免高速時由離心力產(chǎn)生的壓緊力降低，分離杠桿支撐常采用滾針軸承、滾銷和刀口支撐等型式。鍛壓的分離杠桿宜用滾針軸承，而沖壓的宜用刀口支撐。車用離合器中分離軸承主要有徑向止推和止推二種。前者適用于高速，低軸向負荷。后者適用于低轉(zhuǎn)速，高軸向負荷。（六） 、離合器的散熱通風：試驗表明，摩擦片磨損是隨壓盤溫度升高而增大，當壓盤工作表面超過180°C?200C,摩擦片磨損急劇增加。改善離合器散熱通風結(jié)構(gòu)措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋或鼓風筋；在離合器蓋上開較大通風口；在離合器外殼上設(shè)通風窗在雙盤離合器中間壓盤內(nèi)鑄出通槽，將離合器和壓桿制成特殊葉輪形狀，用以鼓風；在離合器外殼裝一導(dǎo)流罩，加強通風。（七） 、從動盤：、摩擦片所用材料：有石棉基摩擦材料，粉末冶金摩檫材料和金屬陶瓷摩檫材料等。、從動盤軸向彈性：最簡單方法在從動片上開T形槽，外緣形成扇形，并將其依次向不同方向彎曲成波狀。在增大從動盤彈性同時減少從動鋼片翹曲。另外，還有其它的方法，參考相關(guān)的內(nèi)容。1?基本公式1.1離合器儲備系數(shù)B的確定:emax式中：Tc――離合器最大靜摩擦力矩;Temax——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩。1.2摩擦片外徑和內(nèi)徑確定：D=Dk3「Temax(mm)d=(0.53-0?70)D(mm)(D、d)要通用化、標準化。1.3離合器的摩擦力矩Tc與結(jié)構(gòu)參數(shù)(Rc)的確定。Tc=fFZRc(N?m)f――摩擦系數(shù)，石棉對鋼鐵f=0?3；F——摩擦面受壓緊力(N)；Rc——摩擦合力作用半徑(m),Rc=0.25(D+d)Z——摩擦面數(shù)，從動盤數(shù)的2倍。1.4壓緊力確定 丫f=emax(N)fRcZ1.5離合器的磨損驗算：p^Fa(DT式中D、d的單位為毫米。4Fd2)1?6離合器接合過程中滑磨功W:W= W= 2(11/Wen2")(1/Je 1/Jn)式中:°en——發(fā)動機標定角速度;譏一一離合器儲備系數(shù)；Je 發(fā)動機運動部分轉(zhuǎn)動慣量(一般飛輪轉(zhuǎn)動慣量1.2倍)；每個圓環(huán)轉(zhuǎn)動慣量宀】 -dn4)b323wn 環(huán)的外、內(nèi)徑(m)，b P 材料密度，P=7800kg/m3,d、d圓環(huán)厚度(m)。轉(zhuǎn)換到離合器軸上整車轉(zhuǎn)動慣量；Jn=m(；)2 (kgm2)=a送ima汽車總質(zhì)量之和(kg),rr——驅(qū)動力的動力半徑(m),-i——車啟動時傳動系總的傳動比。經(jīng)簡化后，可按下式計算:W=2ne2marrW=2ne2marr21800i02ig21.7單位面積的摩擦功...4W1.8?<^］

JI(D2—d2)Z轎車［「］=0?40J/mm2輕貨［-.重貨［國］=0?25J/mm2螺旋彈簧接合時總壓緊力F]=0.33J/mm2BTF emaxfZRc1.9接合時每個彈簧壓緊力F0=F/m1.91.10分離時每個彈簧壓緊力F=F0 F(N)0’：F――彈簧壓縮變形引起的附加載荷；匕F二「M「SZM――離合器分離時彈簧變形量；M 彈簧的剛度；=S――分離時各片的間隙。單片S=0.85?1.3mm雙片S=0.75?0?9mm 多片S=0.2?0.4mmZ——摩擦面數(shù)1.11彈簧的剛度MGd4M (N/mm)8nD23G—材料的切變模量，鋼G=82Gpa;d一鋼絲直徑(mm);n—彈簧的工作圈數(shù)(有效圈數(shù))；D2—彈簧中徑(mm)。1.12離合器壓縮彈簧的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力T:vn?[n]二900Mpa式中：K――應(yīng)力校正系數(shù):k=丄10.6154c—4cc=D2/d=5?8 （D2彈簧中徑，d彈簧鋼絲直徑）1?13初選彈簧鋼絲直徑dd=1?75、F0kc/[n],d要標準化。1?14初算彈簧工作圈n-Gdn= 1.6F0C31.15彈簧其他數(shù)據(jù)：1 2 2—支承圈數(shù)（1?5，2，2.5）2彈彈簧外徑D=D2+d n3）彈簧接合時變形量0二F0/M4）自由咼度：H°=n]d+》0中占二+（n1—1）&6 為彈簧絲間必要間隙0.5?1.5mm或：H0二nt（口2-0?5）dt是節(jié)距5）工作時的咼度H=H°-°6） 當H/D>3時,彈簧應(yīng)加導(dǎo)向裝置7） 如采用組合彈簧，應(yīng)分別定位，螺旋方向相反16蝶形彈簧結(jié)構(gòu)尺十寸如下：D—外任內(nèi)腔H—內(nèi)載權(quán)咼度4自由高度必一鋼板器匱婕一庫惟角1.17碟形彈簧的載荷F與變形量二彈性公式F= [（H_;,）（H 2）.h2]（廠2）d2aE—鋼片彈性模量，鋼E=206Gpa

A—碟形彈簧系數(shù),根據(jù)D/d查表D/dAC1C21.30.3881.0441.0921.40.4641.0621.1351.50.5231.0981.1781.60.5711.1241.2191.70.6121.1491.2601.18碟形彈簧最低點N對應(yīng)變形量J-N"H2/32h2/3(mm)FN二f(N)1.19碟形彈簧最高點M對應(yīng)變形量jM_H2/3_2h2/3 (mm)FM二fCM)1.20彈簧壓平點H對應(yīng)變形量fh二fCh)1.21碟形彈簧離合器接合時工作點B,B二(0.8?1.0)H該點彈簧壓力F該點彈簧壓力F--emaxP >FHfZRc -1.22碟形彈簧徹底分離點1.22碟形彈簧徹底分離點C其彈簧變形量二」b 二」b 二b■>-小一接合時變形量s—摩擦片間分離間隙z—摩擦面數(shù)1.23碟形彈簧摩擦片磨損更換點A:Fa三FbFa—更換時碟形彈簧接合時壓力FB—正常時碟形彈簧接合時壓力1?24磨損時碟形彈簧變形量的極限值：_■a二：b,E二：b-.SZ；E—總的允許摩擦量.■S'—一個摩擦片允許磨損量，.'S'鉚接摩擦片允許磨損量超s'二0.5?1mm;膠粘摩擦片S'二2mm1.25碟形彈簧應(yīng)力一變形公式4Ek丁[C1(H/2)?.C2h] <[]丄5Gpa(1-P)DAA、C]、C2查碟形彈簧系數(shù)表1:HC2hA= + C1匚C-"-BSZ當扎cV尤時,用&代替式中二；當拖.A兀時,用兀代替式中兀若- 設(shè)計不合理，重新選擇D,H,h并注意工作點B是否選擇合理。h=2?4mm1.26碟形彈簧分離指數(shù):12、18、24三、離合器軸的選取與校核1.27離合器軸的扭轉(zhuǎn)強度TeDK.n [n]120MPa—4D—離合器軸討險斷面的外徑，如是花鍵軸取其平均直徑?d—離合器軸危險斷面的內(nèi)徑K—應(yīng)力集中系數(shù):對花鍵、橫孔、環(huán)槽 K=2，對平緩過渡K=1.11?28離合器花鍵軸剪切強度-；4Te[.]二30MPa(D+d)bLZD、d—花鍵外、內(nèi)徑，b—花鍵的寬度L—從動盤輪轂的長度Z—花鍵的齒數(shù)1?29離合器軸的花鍵擠壓強度CTCT8Te__2