離合器設(shè)計(jì)基本過程

離合器設(shè)計(jì)基本過程第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.主要步驟：1、離合器概述2、離合器主要參數(shù)的選擇及計(jì)算校核3、從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì)4、離合器蓋總成的設(shè)計(jì)第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.1、離合器概述1.1設(shè)計(jì)要求及其技術(shù)參數(shù)1.2結(jié)構(gòu)方案分析1.3膜片彈簧的支撐形式第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.1.1設(shè)計(jì)要求及其技術(shù)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩：傳動(dòng)比:

汽車的質(zhì)量汽車的滾動(dòng)半徑

=273mm第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.1.2結(jié)構(gòu)方案分析從動(dòng)盤數(shù)的選擇：單片離合器壓緊彈簧和布置形式的選擇：拉式膜片彈簧離合器1.3膜片彈簧的支撐形式拉式膜片彈簧的支承形式——單支承環(huán)形式，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上。第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2、離合器主要參數(shù)的選擇及計(jì)算校核2.1離合器主要的參數(shù)2.2離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.3扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)2.4減振彈簧的計(jì)算第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.1.1后備系數(shù)

后備系數(shù)是離合器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮摩擦片在使用中的磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時(shí)間過長、防止傳動(dòng)系過載以及操縱輕便等因素。乘用車選擇：，本次設(shè)計(jì)取

=1.2第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.1.2摩擦片外徑、內(nèi)徑和厚度

摩擦片外徑是離合器的重要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命有決定性的影響。式中為汽車的最大轉(zhuǎn)矩；乘用車取

取摩擦片的厚度主要有三種。取第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.1.3單位壓力單位壓力決定了摩擦表面的耐磨性，對(duì)離合器工作性能和使用壽命有很大影響，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。選擇：，由于在范圍之內(nèi)。式中取

第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.離合器基本參數(shù)的校核第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.2離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.2.1膜片彈簧基本參數(shù)的選擇2.2.2膜片彈簧的校核第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.2離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.2離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.2.1膜片彈簧基本參數(shù)的選擇1)

比值和的選擇

為保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的H/h一般為1.5～2.0，板厚h為2～4mm。取h=2mm，=1.7，即=3.4mm。2)比值和、的選擇第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.一般為=1.20～1.35。為使摩擦片上的壓力分布較均勻，拉式膜片彈簧的

r值宜為大于或等于。取=85；

取=1.25則=85取=1053)的選擇

膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐角與內(nèi)截錐高度關(guān)系密切，一般在9°～15°范圍內(nèi)。第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.

符合要求。

4)分離指數(shù)目的選取

分離指數(shù)目n常取18，大尺寸膜片彈簧n可取24，小尺寸膜片彈簧n可取12。取分離之?dāng)?shù)目n=18。5)膜片彈簧小段內(nèi)半徑及分離軸承作用半徑的確定由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑。應(yīng)大于。第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.

表2—7可查得第一軸的外徑為29mm;

取=30mm=32mm6)切槽寬度、及半徑的確定

=3.2～3.5mm，=9～10mm，的取值應(yīng)滿足r-re≥。本次設(shè)計(jì)取δ1=3.5mm，δ2=10mm，re≤r–δ2=75mm。7)壓盤加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定

取=87又取第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.2.2膜片彈簧的校核為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始底錐角應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即（符合要求）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，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，即第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.4)

根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求，與，與之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即5)

膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此其杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.經(jīng)驗(yàn)算校核，尺寸符合設(shè)計(jì)要求第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)2.3.1極限轉(zhuǎn)矩

2.3.2.扭轉(zhuǎn)角剛度

2.3.3.阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩

2.3.4.預(yù)緊轉(zhuǎn)矩

2.3.5.減振彈簧的位置半徑

2.3.6.減振彈簧個(gè)數(shù)

2.3.7.減振彈簧總壓力

2.3.8.極限轉(zhuǎn)角第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.1極限轉(zhuǎn)矩

極限轉(zhuǎn)矩受限于減振彈簧的許用力等因素，與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取=(1.5～2.0)

對(duì)于乘用車，系數(shù)取2.0。則=2.0×＝2.0×77＝154（N·m）第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.2.扭轉(zhuǎn)角剛度

為了避免引起傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)角剛度，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)≤13Tj=13x154=2002(N·m/rad)第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.3.阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩

由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度結(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：=(0.06～0.17)Temax

取Tu=0.1Temax=0.1*77N·m=7.7N·m第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.4.預(yù)緊轉(zhuǎn)矩

減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(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)減振器將提前停止工作，故取Tn=(0.05～0.15)Temax

取Tn=0.1Temax=0.1*77N·m=7.7N·m第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.5.減振彈簧的位置半徑

2.3.6.減振彈簧個(gè)數(shù)取=6

2.3.7.減振彈簧總壓力

當(dāng)限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙

或被消除，減震彈簧傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值

時(shí)，減震彈簧受到的壓力

為第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.8.極限轉(zhuǎn)角

一般通常取，對(duì)汽車平順性要求高或發(fā)動(dòng)機(jī)工作不均勻時(shí)，取上限。本次設(shè)計(jì)取10°。第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.4減振彈簧的計(jì)算2.4.1.減振彈簧的分布半徑：2.4.2.全部減振彈簧總的工作負(fù)荷2.4.3.單個(gè)減振彈簧的工作負(fù)荷：2.4.4.彈簧減振尺寸2.4.5.從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角2.4.6.限位銷與從動(dòng)盤轂缺口側(cè)邊的間隙2.4.7.限位銷直徑第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.4.1.減振彈簧的分布半徑：式中，d為離合器摩擦片的內(nèi)徑。2.4.2.全部減振彈簧總的工作負(fù)荷

它是指在從動(dòng)盤轂法蘭上缺口中的間隙消除時(shí)，減振彈簧壓縮到極限位置時(shí)的工作負(fù)荷。此時(shí)扭轉(zhuǎn)減振器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩即為極限轉(zhuǎn)矩,由此可得為第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.4.3.單個(gè)減振彈簧的工作負(fù)荷2.4.4.彈簧減振尺寸1)彈簧中徑；一般由結(jié)構(gòu)布置來決定，通常左右。本次取12mm。

2)彈簧鋼絲直徑：式中為扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，可取550-600MPa。本次取550MPa通常所以取第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.3)彈簧剛度：應(yīng)根據(jù)已選定的減振器扭轉(zhuǎn)剛度值及其布置尺寸，根據(jù)式子：4)減振彈簧有效圈數(shù)：根據(jù)式子：式中，G為材料的剪切彈性模量，對(duì)碳鋼可取第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.5)減振彈簧總?cè)?shù)n：一般在6圈左右，總?cè)?shù)和有效圈數(shù)的關(guān)系為6)減振彈簧最小高度：7)減振彈簧總變形量8)減振彈簧自由高度第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.9)減振彈簧預(yù)變形量10)減振彈簧安裝工作高度2.4.5.從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角最大轉(zhuǎn)角和減振彈簧的工作變形量有關(guān)，其值為第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.2.4.6.限位銷與從動(dòng)盤轂缺口側(cè)邊的間隙\式中，為限位銷的安裝尺寸。值一般為2.5～4mm。所以可取為3mm,為41.10mm.2.4.7.限位銷直徑按結(jié)構(gòu)布置選定，一般＝9.5～12mm?？扇?0mm第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.3從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì)3.1從動(dòng)盤轂3.2從動(dòng)片的設(shè)計(jì)3.3.摩擦片的設(shè)計(jì)第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.3.1從動(dòng)盤轂從動(dòng)盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對(duì)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T.由查表得第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.3.2從動(dòng)片的設(shè)計(jì)

從動(dòng)盤對(duì)離合器工作性能影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足如下要求：

1)從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小，以減小變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊。

2)從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性，離合器結(jié)合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，減小磨損。

3)應(yīng)安裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振，并緩和沖擊。第37頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.3.3.摩擦片的設(shè)計(jì)摩擦片應(yīng)滿足以下要求：

1)摩擦因數(shù)較高且穩(wěn)定，工作溫度、單位壓力、滑磨速度的變化對(duì)其影響要小

2)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性

3)密度要小，以減少從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

4)熱穩(wěn)定性要好

5)磨合性要好，不至刮傷飛輪和壓盤表面第38頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.4離合器蓋總成的設(shè)計(jì)4.1.離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求4.2.壓盤的設(shè)計(jì)4.3.壓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇第39頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院丁偉華dingxing1001@163.comallrightreserved.4.1.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，否則影響離合器的工作特性，增大操縱時(shí)的分離行程，減小壓盤升程，嚴(yán)重時(shí)使摩擦面不能徹底分離。

2)應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，以免影響總成的平衡和正常的工作。