離合器課程設(shè)計(jì)-中型載重車膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)

PAGE第頁交通與汽車工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱:汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課程代碼:題目:中型載重車膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)（后備功率中）年級/專業(yè)/班:學(xué)生姓名:學(xué)號:開始時(shí)間:2010年12月27日完成時(shí)間:2011年1月14日課程設(shè)計(jì)成績：學(xué)習(xí)態(tài)度及平時(shí)成績（30）技術(shù)水平與實(shí)際能力（20）創(chuàng)新（5）說明書（計(jì)算書、圖紙、分析報(bào)告）撰寫質(zhì)量（45）總分（100）指導(dǎo)教師簽名：年月日目錄摘要…………………2引言…………………31離合器基本參數(shù)及尺寸的確定…………………41．1摩擦片的外徑D及其他尺寸的確定………41.2離合器后備系數(shù)β的確定……………………41.3單位壓力P0的確定……………52離合器基本參數(shù)的約束條件………73離合器主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………73.1膜片彈簧設(shè)計(jì)…………………83.2壓盤設(shè)計(jì)………………………143.3離合器蓋設(shè)計(jì)…………………153.4從動(dòng)盤設(shè)計(jì)……………………154操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算………………164.1選擇操縱機(jī)構(gòu)的型式…………174.2確定操縱機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)………174.3校核踏板行程…………………184.4校核踏板力……………………185參考文獻(xiàn)…………206致謝………………21摘要 本次設(shè)計(jì)的是中型載重車膜片彈簧離合器，根據(jù)所給汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)速、最大功率等基本參數(shù)確定離合器基本參數(shù)。在本次設(shè)計(jì)中主要對膜片彈簧、壓盤、離合器蓋、從動(dòng)盤及操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)也對膜片彈簧及操縱機(jī)構(gòu)等的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了校核。在設(shè)計(jì)過程中注重對膜片彈簧及操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)語言編程對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核及調(diào)整。關(guān)鍵詞：膜片彈簧、膜片彈簧離合器、操縱機(jī)構(gòu)、強(qiáng)度引言 對于以內(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)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)是使離合器主、從動(dòng)部分分離的裝置。 隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對離合器要求越來越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式正向自動(dòng)操縱的形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢。1離合器基本參數(shù)及尺寸的確定1.1摩擦片的外徑D及其他尺寸的確定1.1.1摩擦片的外徑D是離合器的基本尺寸，它對離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命有決定性影響。設(shè)計(jì)上通常首先確定摩擦片的外徑D。 在確定外徑D時(shí)，有下列經(jīng)驗(yàn)公式可供初選時(shí)使用：D=（1-1）為直徑系數(shù)，Temax為最大轉(zhuǎn)矩轎車：KD=14.5輕、中型貨車：單片KD=16.0～18.5 雙片KD=13.5～15.0重型貨車：KD=22.5～24.0本次設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的是輕型載重車（Temax/nT為303.8Nm/2550rpm、Pemax/nP為80.05kw/4500rpm）的膜片彈簧離合器。所設(shè)計(jì)的離合器摩擦片為單片，由于KD=16.0～18.5，所以D=（16.0～18.5）×=274.4～317.27（mm）故取D=280mm。1.1.2摩擦片的內(nèi)徑d及摩擦片厚度b 由表1所示的摩擦片尺寸系列可確定摩擦片的內(nèi)徑D及摩擦片厚度b表1：摩擦片的尺寸系列D(mm)160180200225250280300325350380405430d(mm)110125140150155165175190195205220230B(mm)因此，由表1選取：D=280mmd=165mmB=3.5mm1.2離合器后備系數(shù)β的確定 后備系數(shù)β保證了離合器能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)，它有助于減少汽車起步時(shí)的滑磨，提高離合器的使用壽命。 為可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，β不宜選取太??；但是為了使離合器尺寸不致過大，減少傳動(dòng)系的過載，使操縱更輕便等，后備系數(shù)不宜過大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件較好時(shí)，β取小些；當(dāng)使用條件惡劣，需要拖帶掛車時(shí)，為了提高起步能力，減少離合器滑磨，β取大些；貨車總質(zhì)量較大，β也應(yīng)該選取大些；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取β應(yīng)比汽油機(jī)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，β也應(yīng)選取小些。在開始設(shè)計(jì)離合器時(shí)，一般是參照統(tǒng)計(jì)資料，并根據(jù)汽車的使用條件，離合器結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)，初步選定后備系數(shù)β。汽車離合器后備系數(shù)推薦如下：轎車和微型、輕型貨車：β=1.20～1.75中型和重型貨車： β=1.50～2.25越野車、帶拖掛的重型汽車和牽引汽車：β=1.50～2.25選擇β時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)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(dòng)機(jī)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(dòng)系過載。通常輕型載重型貨車β=1.20-1.75。結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際情況，故選擇β=1.5。1.3單位壓力P0的確定 摩擦面上的單位壓力P0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)，摩擦片的材料及質(zhì)量等因素有關(guān)。離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較小時(shí)，P0應(yīng)取小些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為降低摩擦片外緣熱載荷，P0應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增大。當(dāng)摩擦片采用不同材料時(shí)，P0按下列范圍選?。菏藁牧螾0=0.10～0.35MPa粉末冶金材料P0=0.35～0.60MPa金屬陶瓷材料P0=0.70～1.50MPa本次設(shè)計(jì)中我們選取摩擦片的材料為石棉基材料。離合器摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為：Tc=fFZRc(1-2) 式中，Tc靜摩擦力矩； f摩擦面間的靜摩擦因素，計(jì)算時(shí)一般取0.25～0.30；選取f=0.25 F壓盤施加在摩擦表面上的工作壓力； Rc摩擦片的平均摩擦半徑； Z摩擦面數(shù)，是從動(dòng)盤的兩倍；所以，Z=2假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有：F=P0A=P0π(D2-d2)/4 （1-3） 式中，P0摩擦片單位壓力； A一個(gè)摩擦面面積； D摩擦片外徑； d摩擦片內(nèi)徑.摩擦片的平均半徑Rc根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示為：Rc=(D3-d3)/3(D2-d2)(1-4)當(dāng)d/D≥0.6時(shí)，Rc可相當(dāng)準(zhǔn)確的有下式計(jì)算：Rc=（D+d）/4因?yàn)閐=165mm、D=280mm，所以d/D=0.59＜0.6，則Rc用（1-4）式計(jì)算將（1-3）、（1-4）式代入（1-2）得：Tc=πfZP0(1-)/12（1-5）式中，c為摩擦片內(nèi)外徑之比，c=d/D,一般在0.53～0.70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，設(shè)計(jì)時(shí)Tc應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，即Tc=βTemax（1-6）式中，Temax=303.8N.m為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；β=1.5為離合器的后備系數(shù)。把（1-6）式代入（1-5）式得：P0=12βTemax/[πfZ(D2-d2)（D+d）]代入各參數(shù)可得P0=0.20MPa所得P0在石棉基材料單位壓力范圍內(nèi)，所以我們選取材料的單位壓力P0符合設(shè)計(jì)要求。2離合器基本參數(shù)的約束條件2.1摩擦片外徑D（mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度VD不超過65～70m/s，即VD=nemaxD×10-3π/60≤65～70m/s式中，nemax為發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速（r/min）。本次設(shè)計(jì)中nemax=4500r/min，所以VD=4500×280×10-3π/60=65.97m/s符合VD≤65～70m/s的約束條件。2.2摩擦片的內(nèi)外徑比c應(yīng)在0.53～0.70內(nèi)。c=d/D=165/280=0.589符合約束條件2.3為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過載，不同車型的β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，應(yīng)使1.2≤β≤4.0，在前面參數(shù)選取中，我們選取β=1.5，符合此約束條件。2.4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直徑2Ro約50mm，即d＞2Ro+50。d=165mm，取Ro=50mm符合要求。減振彈簧的數(shù)目：62.5為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即Tc0=4Tc/πZ(D2-d2)≤[Tc0]式中：Tc0為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.m/mm^2）；[Tc0]為許用值（N.m/mm^2），按表2選取。通過計(jì)算：Tc0=0.0057N.m/mm^2。表2、單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值離合器的規(guī)格D/mm≤210>210～250>250～325>325[Tc0]/10-20.280.300.350.40通過表2比較，Tc0≤[Tc0]符合設(shè)計(jì)要求。2.6為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，單位壓力P0對于不同車型，根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，P0為0.10～1.50MPa。 我們選取摩擦片的材料為石棉基材料，并且選取P0=0.20MPa，符合此約束條件。3離合器主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1膜片彈簧設(shè)計(jì)3.1.1材料選取我們選取60Si2MnA高精度鋼板材料為膜片彈簧材料。3.1.2主要參數(shù)選擇比值H/h和h的選擇 此值對膜片彈簧的彈性特性影響極大，分析式1中載荷與變形1之間的函數(shù)關(guān)系可知，當(dāng)時(shí)，F(xiàn)2為增函數(shù)；時(shí)，F(xiàn)1有一極值，而該極值點(diǎn)又恰為拐點(diǎn)；時(shí)，F(xiàn)1有一極大值和極小值；當(dāng)時(shí)，F(xiàn)1極小值在橫坐標(biāo)上，見圖1。

（1）式中：E——彈性模量，對于鋼，μ——泊松比，對于鋼，μ=0.3H——膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，其碟簧部分的內(nèi)錐高度h——彈簧鋼板厚度R——彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的大端半徑r——彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的小端半徑R1——壓盤加載點(diǎn)半徑r1——支承環(huán)加載點(diǎn)半徑1-

2-

3-4-

5-圖1

膜片彈簧的彈性特性曲線為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車離合器用膜片彈簧的H/h通常在1.5～2范圍內(nèi)選取。常用的膜片彈簧板厚為2～4mm，本設(shè)計(jì)H/h=1.6，h=2.5mm，則H=5mm。比值R/r和R、r的選擇通過分析表明，R/r越小，應(yīng)力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。汽車離合器膜片彈簧根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r常在1.20～1.35的范圍內(nèi)取值。本設(shè)計(jì)中取R/r=1.20，摩擦片的平均半徑mm，R>取R=115.36mm則r=96.133mm。α的確定 汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，圓錐底角α一般在°范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)中得α=11.46°在°之間，合格。膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 膜片彈簧的彈性特性曲線，如圖2所示。該曲線的拐點(diǎn)H對應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且λ1H=(λ1M+λ1N)／2。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λ1B=(0.8～1.0)λ1H，以保證摩擦片在最大磨損限度△λ范圍內(nèi)壓緊力從F1B到F1A變化不大。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從B變到C，為最大限度地減小踏板力，C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近N點(diǎn)。 圖N的選擇：分離指數(shù)常取為18，大尺寸膜片彈簧有取24的，對于小尺寸膜片彈簧，也有取12的，本設(shè)計(jì)所取分離指數(shù)為18。膜片彈簧小端內(nèi)半徑r0及分離軸承作用半徑rf的確定 r0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?；ㄦI外徑可由參考文獻(xiàn)[2]P72表4.1.2根據(jù)從動(dòng)盤外徑及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩查得。rf應(yīng)大于r0。所以選取r0=24mm，rf=26mm。切槽寬度δ1、δ2及半徑re的確定 δ1=3.2～3.5mm，δ2=9～10mm，re的取值應(yīng)滿足r-re≥δ2的要求。所以選取δ1=3.5mm，δ2=10mm，re=90mm。壓盤加載點(diǎn)R1半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)r1半徑的確定 應(yīng)略大于且盡量接近r，應(yīng)略小于R且盡量接近R。本設(shè)計(jì)取mm，mm。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。國內(nèi)常用的碟簧材料的為60SizMnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為1600～1700N/mm2。3.1.3膜片彈簧各尺寸的初步獲得 用VB語言編寫程序，把初選的各參數(shù)值代入該程序繪制膜片彈簧彈性特性曲線圖。根據(jù)各個(gè)設(shè)計(jì)約束條件及設(shè)計(jì)要求對各個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。最終獲得膜片彈簧各參數(shù)為：H/h=1.90，h=2.55mm，H=4.86mm；R/r=1.35，R=114mm，r=85mm；N=18；r0=24mm，rf=26mm；δ1=3.5mm，δ2=9mm，re=76mm；R1=110mm，r1=90mm。 由上各調(diào)整后參數(shù)所獲得的膜片彈簧彈性特性曲線圖和六個(gè)特性點(diǎn)A、M、B、H、N、C及各點(diǎn)坐標(biāo)如圖3所示：圖3：調(diào)整后參數(shù)所獲得的膜片彈簧彈性特性曲線圖3.1.4檢驗(yàn)所得尺寸是否符合設(shè)計(jì)的約束條件應(yīng)保證所設(shè)計(jì)的彈簧工作壓緊力F1B與摩擦片工作壓力Fy相等 由上圖數(shù)據(jù)顯示可知，F(xiàn)1B=4415.17N，F(xiàn)y4303.83N，F(xiàn)1B≈FC符合設(shè)計(jì)要求。為保證各工作點(diǎn)A、B、C有較合適的位置，應(yīng)使λ1B/λ1H=0.8～1.0即0.8≤≤1.0 λ1B=2.88則（R-r）λ1B/[（R1-r1）H]=(120-100)×2.88/[（116-102）×4.0]=1.00符合設(shè)計(jì)要求。為保證膜片彈簧磨損后離合器仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，并考慮到摩擦因素的下降，摩擦后彈簧工作壓緊力F1A應(yīng)滿足F1A＞F1B。 由上特性曲線可知F1A=4421.14N，F(xiàn)1B=4415.17N，滿足F1A＞F1B的設(shè)計(jì)要求。為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始錐角應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即1.6≤H/h≤2.29O≤α≈H/（R-r）≤15O H/h=4/2.5=1.6和α≈H/（R-r）=4/（120-100）rad=11.46O都符合離合器的使用性能的要求。彈簧各部分有關(guān)尺寸比值符合一定的范圍，即1.2≤R/r≤1.3570≤2R/h≤1003.5≤R/rO≤5.0 根據(jù)所確定的參數(shù)可得R/r=120/100=1.2、2R/h=2×120/2.5=96、R/rO=120/24=5都符合上述要求。為了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（或拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑）應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即推式：（D+d）/4≤R1≤D/2拉式：（D+d）/4≤r1≤D/2 根據(jù)所確定的參數(shù)可得（D+d）/4=111.25，D/2=140，R1=116。符合上述要求，故此離合器為推式離合器。根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置的要求，應(yīng)滿足：1≤R-R1≤7；0≤r1-r≤6；0≤rf-r0≤6根據(jù)所確定的參數(shù)可得R-R1=4，r1-r=2，rf-r0=2都符合彈簧結(jié)構(gòu)布置的要求。膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，，因此杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即推式：

拉式：

根據(jù)所確定的參數(shù)可得（r1-rf）/（R1-r1）=（102-26）/（120-100）=4.22符合設(shè)計(jì)要求。3.1.5膜片彈簧強(qiáng)度計(jì)算與校核分析表明，B點(diǎn)的應(yīng)力值最高，通常只計(jì)算B點(diǎn)的應(yīng)力來校核膜片彈簧碟簧的強(qiáng)度。由參考文獻(xiàn)[1]P65可知B點(diǎn)的應(yīng)力σtB為σtB=E/（1－μ2）/r{(e-r)*φ2/2－[（e-r）α+h/2]φ}令σtB對φ的導(dǎo)數(shù)等于零,可求出σtB達(dá)到極大值時(shí)的轉(zhuǎn)角φPφP=α+h/(e-r)/2自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的圓錐底角α=0.20rad;中性點(diǎn)半徑e=(R-r)/ln(R/r)=100mm。此時(shí)φP=0.20+2.5/(109.7-100)/2=0.329rad離合器徹底分離時(shí),膜片彈簧子午斷面的實(shí)際轉(zhuǎn)角為φfφf=2arctan{λ1f/(R1-r1)*2}=2arctan{1.7/（110-90）*2}=0.107rad此時(shí)φf＜φP，則計(jì)算σtB時(shí)φ取φf，所以σtB=2.1×100000/（1-0.32）/100×{（109.7-100）×0.1072/2-[（109.7-100）×0.2+2.5/2]×0.107}=－13.13（MPa）設(shè)分離軸承對分離指端所加載荷為F2（N），由參考文獻(xiàn)[1]P64式（2-16）可知：F2=(R1-r1)F1/（r1-rf）式中rf=26mm為分離軸承與分離指的接觸半徑；F1等于壓盤工作壓力F1B=4415.17（N）。所以F2=(116-102)×4415.17/（102-26）=813.32（N）在分離軸承推力F2的作用下，B點(diǎn)還受彎曲應(yīng)力σtB，其值為σrB=6（r-rf）F2/（nbrh2）式中，n為分離指數(shù)目（n=18）；br為一個(gè)分離指根部的寬度。所以σrB=6×（100-26）×813.32/（18×8.38×2.52）=383.043（MPa）考慮到彎曲應(yīng)力σrB是與切向壓應(yīng)力σtB相互垂直的拉應(yīng)力，根據(jù)最大切應(yīng)力強(qiáng)度理論，B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為σjB=σrB－σtB=383.043－（－13.13）=396.173（MPa）在這次設(shè)計(jì)中，膜片彈簧材料采用60Si2MnA，所以σjB=396.173MPa符合σjB≤1500～1700MPa的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。3.1.6膜片彈簧的制造工藝及熱處理本次設(shè)計(jì)中膜片彈簧采用60Si2MnA高精度鋼板材料。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理。另外，對膜片彈簧的凹面或雙面進(jìn)行噴丸處理以起到冷作硬化的作用，同樣也可以提高承載能力的疲勞強(qiáng)度。為了提高分離指的耐磨性，可對其端部進(jìn)行高頻淬火、噴鍍鉻合金和鍍鎘或四氟乙烯。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)生裂紋，可對該處進(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45～50HRC，分離指端硬度為55～62HRC，在同一片分離指上同一范圍內(nèi)的硬度差不大于3個(gè)單位。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分。膜片彈簧上下表面的表面粗糙度為1.6μm，底面的平面一般要求小于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要求小于0.8～1.0mm。3.2壓盤設(shè)計(jì)3.2.1傳力定中方式的選擇 壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪有一定聯(lián)系，但這種聯(lián)系又允許壓盤在離合器分離過程中能夠自由地做軸向移動(dòng)，使壓盤和從動(dòng)盤脫離接觸。驅(qū)動(dòng)部位的形式有離合器蓋和壓盤的窗孔與凸臺、傳動(dòng)片、傳動(dòng)銷等，應(yīng)用較廣泛的是傳動(dòng)片式。我們選擇壓盤的傳力方式為傳力片傳動(dòng)方式。3.2.1幾何尺寸的確定 可以根據(jù)1.1中所確定摩擦片的內(nèi)、外徑尺寸來確定壓盤的內(nèi)外徑：壓盤外徑=D+（2～5）mm，壓盤內(nèi)徑=d-（1～4）mm在設(shè)計(jì)中選取壓盤外徑=D+4=284mm，壓盤內(nèi)徑=d-4mm=162mm 為了使壓盤具有足夠的質(zhì)量和剛度，要求壓盤有足夠的厚度，載重車離合器壓盤厚度一般不小于15mm。所以本次設(shè)計(jì)中根據(jù)車型選取壓盤厚度為20mm。3.3離合器蓋設(shè)計(jì)3.3.1剛度問題 離合器分離桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，則當(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會(huì)降低離合器操縱部分的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會(huì)造成變速器換擋困難。 為了減輕重量和增加剛度，一般轎車的離合器蓋通常用厚度約為3～5mm的低碳鋼板（如08鋼板）沖壓成比較復(fù)雜的形狀。本次設(shè)計(jì)中選取離合器蓋厚度為4mm。3.3.2通風(fēng)散熱問題 試驗(yàn)表明，摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當(dāng)壓盤工作表面超過°C時(shí)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(shí)溫度一般在°C以下。在特別頻繁的使用下，壓盤表面的瞬時(shí)溫度有可能達(dá)到。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量外，還要求散熱通風(fēng)好。改善離合器散熱通風(fēng)結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋，或鼓風(fēng)筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄通風(fēng)槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流罩。膜片彈簧式離合器本身構(gòu)造能良好實(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置。3.3.3對中問題 離合器蓋內(nèi)裝有壓盤、分離桿等零件，因此它相對發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪曲軸中心線必須要有良好的定心對中，否則會(huì)破壞系統(tǒng)整體的平衡，嚴(yán)重影響離合器的正常工作。 在本次離合器的設(shè)計(jì)中我們采用定位銷對中方式，離合器蓋根據(jù)離合器蓋上4個(gè)定位銷孔φ5與飛輪上4個(gè)定位銷φ4相配合進(jìn)行定位。將4個(gè)孔加工到所要求的尺寸，孔的準(zhǔn)確度為0.05mm。3.4從動(dòng)盤設(shè)計(jì)從動(dòng)盤總成主要由從動(dòng)盤轂、摩擦片、從動(dòng)片、扭轉(zhuǎn)減振器等組成。3.4.1軸向彈性從動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)形式為了使從動(dòng)盤具有軸向彈性，則：（1）在從動(dòng)片外緣開“T”形槽，形成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形。兩側(cè)的摩擦片分別鉚在每相隔一個(gè)的扇形上。（2）將扇形波形片的左、右凸起段分別與左、右側(cè)摩擦片鉚接，由于波形片（厚度小于1.0mm）比從動(dòng)片（厚1.5～2.5mm）薄，這種結(jié)構(gòu)的軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，適宜于高速旋轉(zhuǎn)。 （3）利用階梯形鉚釘桿的細(xì)段將成對波形片的左片鉚在左側(cè)摩擦片上，并交替地把右片鉚在右側(cè)摩擦片上。 （4）將靠近飛輪的左側(cè)摩擦片直接鉚合在從動(dòng)片上，只在靠近壓盤側(cè)的從動(dòng)片鉚有波形片，右側(cè)摩擦片用鉚釘與波形片鉚合。3.4.2從動(dòng)盤轂 從動(dòng)盤轂是離合器承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動(dòng)機(jī)穿來的全部轉(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D與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax由參考文獻(xiàn)[1]P74表2-7選取。從動(dòng)盤外徑D/mm花鍵尺寸齒數(shù)外徑D`/mm小徑d`/mm齒厚t/mm有效齒長l/mm280103532440 從動(dòng)盤轂軸向長度不宜過小，以免在花鍵上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取1.0～1.4倍的花鍵直徑，我們?nèi)?.0倍的花鍵直徑。從動(dòng)盤轂一般采用鍛鋼（如45，40Cr等），并且經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。3.4.3摩擦片 摩擦系數(shù)穩(wěn)定、工作溫度、單位壓力的變化對其影響要小，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性；熱穩(wěn)定性好，磨合性好，密度??；有利于結(jié)合平順，長期停放離合器摩擦片不會(huì)粘著現(xiàn)象的。綜上所述，選擇石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑（樹脂或硅膠）和特種添加劑熱壓制成，其摩擦系數(shù)為0.25～0.3，密度小，價(jià)格便宜，多年來在汽車離合器上使用效果良好。同時(shí)，摩擦片從動(dòng)鋼片用鉚釘連接，連接可靠，更換摩擦片方便，而且適宜在從動(dòng)鋼片上裝波形彈簧片以獲得軸向彈性。3.4.4從動(dòng)片 從動(dòng)片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度要求高。材料用中碳鋼板或低碳鋼板。厚度一般為1.3～2.5mm，表面硬度為35～40HRC。3.4.5波形片和減振彈簧 扭轉(zhuǎn)減震器幾乎是現(xiàn)代汽車離合器從動(dòng)盤上必備的部件，主要由彈性元件和阻尼元件組成。彈性元件可降低傳動(dòng)系的首端扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避免由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵(lì)引起的共振。波形片采用65Mn，厚度小于1mm，硬度為40～46HRC，并經(jīng)過表面發(fā)藍(lán)處理。減振彈簧采用60Si2MnA彈簧鋼絲。4操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1選擇操縱機(jī)構(gòu)的型式 常用的離合器操縱機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械式、液壓式等。 液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由主缸、工作缸和管路等部分組成，具有傳動(dòng)效率高、質(zhì)量小、布置方便、便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、駕駛室和車架變形不會(huì)影響其正常工作、離合器接合較柔和等優(yōu)點(diǎn)。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)我們選擇液壓式操縱機(jī)構(gòu)。4.2確定操縱機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù) 踏板行程S由自由行程S1和工作行程S2兩部分組成： 離合器操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比壓緊彈簧類型i分i操膜片彈簧2.7～5.410～16 根據(jù)要求我們確定操縱機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)為：Sof為分離軸承自由行程，一般為1.5～3.0mm，反映到踏板上的自由行程S1一般為20～30mm，我們選取Sof=3mm；Z為摩擦面面數(shù)，根據(jù)離合器摩擦片結(jié)構(gòu)可知Z=2；△S為離合器分離時(shí)對偶摩擦面間的間隙，單片：△S=0.85～1.30mm，雙片：△S=0.75～0.90mm，i分=a2/a1,i操=b2c2(d2^2)/b1c1(d1^2),本次設(shè)計(jì)的離合器摩擦片數(shù)為雙片，所以取△S=0.85mm；a1、a2、b1、b2、c1、c2為杠桿尺寸（圖3），根據(jù)前面膜片彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)可知c1=20mm，c2=64mm；選取a2=150mm，a1=30mm，b2=80mm，b1=40mm；d1=13mm，d2=17mm。4.3校核踏板行程（自由行程，工作行程，總行程）4.4.1自由行程校核 由4.3公式可知，自由行程S1為S1=Sofa2b2（d2）2/[a1b1（d1）2]=3×150×80×172/30×40×132=41.04mm為了使離合器在所有情況下都能徹底分離以免造成變速器換擋時(shí)的齒輪撞擊、換擋力增加等，至少應(yīng)留25mm的踏板行程，即自由行程。為了使駕駛員易從腳感上確定踏板位置，S1＜50mm為好。綜上所述并根據(jù)校核S1=30.82mm符合25mm＜S1＜50mm的要求。4.4.2工作行程校核 由4.3公式可知，工作行程S2為S2=Z△Sc2a2b2（d2）2/[c1a1b1（d1）2]=2×0.85×64×150×80×172/20×30×40×132=93.03mm4.4.3總行程校核 由4.3公式可知，總行程S為S=S1+S2=41.04+93.03=134.05mm 最佳總行程受許多因素影響，其中要考慮的人群從5%分位的女性到95%分位的男性。從有關(guān)方面獲得的人體工程學(xué)資料可知，踏板總行程應(yīng)在80～150mm范圍內(nèi)。由4.3所確定的操縱機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)獲得的踏板總行程S=131.2mm符合上述要求。4.4校核踏板力 踏板力Ff可按下式計(jì)算：式中，F(xiàn)＇為離合器分離時(shí)，壓盤上的總工作壓力，即由3.1.3根據(jù)膜片彈簧各參數(shù)可得F＇=F1C=3936.63N；i∑為操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比，i∑=；η為機(jī)械效率，η=80%～90%，我們?nèi)ˇ?85%；Fs克服膜片彈簧的拉力所需的踏板力，在初步設(shè)計(jì)時(shí)可忽略之。代入各數(shù)據(jù)得踏板力Ff=3936.63/(85%*54.72)=84.64N 一般來說，對于輕型載重車，踏板力Ff在80～150N范圍內(nèi)。所設(shè)計(jì)踏板力Ff=84.64N符合要求。 分離離合器所做的功WL為WL=0.5（F1+F＇）Z△S/η式中，F(xiàn)1為離合器結(jié)合狀態(tài)下的壓盤上的總工作壓力，由3.1.3可知F1=F1B=5151.41N。計(jì)算得分離離合器所做的功WL為WL=0.5×（5151.41+3936.63）×2×0.85×10-3/85%=9.09J 在規(guī)定的踏板力和行程的允許范圍內(nèi)，駕駛員分離離合器所作的功不應(yīng)大于30J。所以所設(shè)計(jì)的分離離合器所做的功WL=9.09J符合設(shè)計(jì)要求。參考文獻(xiàn)[1]王望予主編.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年[2]徐石安、江發(fā)潮主編.汽車離合器.北京：清華大學(xué)出版社，2005年[3]陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000年[4]劉朝儒、彭福蔭、高政一主編.機(jī)械制圖.北京：清華大學(xué)出版社，2001年致謝課程設(shè)計(jì)的順利完成除了自己付出的汗水外，還有指導(dǎo)老師的辛勤教誨。在這里我要特別感謝楊仁華、廖文俊、李平飛等老師，謝謝他們在百忙之中對我的指正和教導(dǎo)，也因此使我在設(shè)計(jì)后的學(xué)習(xí)與人生的道路上向著更高更深層次地方向前進(jìn)！楊仁華老師知識淵博、平易近人經(jīng)常利用休息時(shí)間為我指導(dǎo)。我在畫圖方面基礎(chǔ)很差，趙老師仔細(xì)審閱我的圖紙，指出一系列的問題，使我的圖紙得到完善，再次向楊老師表示衷心的感謝?；贑8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)HY