買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 目錄 第 1 章 緒論 . 3 述 . 3 合器的發(fā)展 歷程 . 3 合器的分類 . 4 合器的作用 . 5 擦式離合器結(jié)構(gòu)原理 . 6 結(jié) . 7 第 2 章 基本尺寸的選擇 . 7 合器基本性能關(guān)系式 . 7 背系數(shù)的選擇 . 8 . 8 第 3 章 主動(dòng)部分設(shè)計(jì) . 10 . 10 合器 蓋 的設(shè)計(jì) . 10 動(dòng)片設(shè)計(jì) . 11 章小結(jié) . 11 第 4 章 從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì) . 12 . 12 設(shè)計(jì) . 13 計(jì) . 14 . 14 功能 . 14 . 14 . 16 . 18 . 19 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 第 5 章 圓柱 螺旋彈簧設(shè)計(jì) . 19 . 19 料及需用應(yīng) 力 . 21 結(jié)論 . 24 參考文獻(xiàn) . 25 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 第 1 章 緒 論 述 以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力源的機(jī)械傳動(dòng)汽車中，離合器都是一個(gè)獨(dú)立的部件。雖然自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)是汽車傳動(dòng)系的發(fā)展趨勢(shì)，但也 有人指出：德國(guó)出版的 2003 年汽車世界汽車年鑒中介紹， 2002 年世界上 114 家汽車公司所生產(chǎn)的 1864 款乘用車中，手動(dòng)機(jī)械式車款數(shù)為 1337：而在我國(guó)，自動(dòng)檔車款式只占全國(guó)平均數(shù)的 手動(dòng)擋汽車仍是世界上車款的主流（當(dāng)然并不能排除一些國(guó)家和地區(qū)仍然以自動(dòng)擋式汽車為主流）。在未來(lái)的發(fā)展中，考慮到傳動(dòng)系由 渡，采用 術(shù)的產(chǎn)品在改造中也較為容易，因此 可以說(shuō)，離合器和汽車的動(dòng)力源一樣，在未來(lái)的機(jī)械時(shí)代是不可能從汽車上消失的。 合器的發(fā)展歷程 早期研發(fā) 中最為成功的離合器是錐形離合器。它的原型出現(xiàn)在 1889 年德國(guó)戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼質(zhì)車輪的小汽車上，是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體做為離合器的主動(dòng)件。直到 20世紀(jì) 20年代中期錐型離合器仍然在使用，就當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，錐型離合器的制造較容易，摩擦面較容易修復(fù)。它的摩擦材料使用過(guò)駝毛帶，皮帶等。不過(guò)那時(shí)也曾出現(xiàn)過(guò)蹄 錐式離合器和蹄 容易造成分離不徹底，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)主、從動(dòng)件根本無(wú)法分離的自鎖現(xiàn)象（當(dāng)時(shí)所能提供的材料復(fù)合體的摩擦系數(shù)變化很大，容易引起自鎖）。 現(xiàn)今使用的單盤式離合器的先 驅(qū)是多片盤離合器，是直到 1925 年以后才出現(xiàn)的。多片盤式離合器的優(yōu)點(diǎn)是：在汽車起步時(shí)離合器的結(jié)合較平順，無(wú)沖擊。早期的是多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤片對(duì)一青銅盤片。采用金屬對(duì)金屬的摩擦副，把他們浸在油中工作，能達(dá)到更接近預(yù)期的性能。 浸在油中的盤片式離合器，盤子直徑不能過(guò)大，這樣可以避免在高速時(shí)把油甩掉。另外，油也容易把金屬盤片粘住，不易分離?？傮w來(lái)說(shuō)優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，是因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，離合器還在原創(chuàng)階段，性能不穩(wěn)定。 石棉基摩擦材料的引入和和結(jié)構(gòu)上的部分改進(jìn)，使單片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能承受更高的溫度。另 外，采用石棉基摩擦材料后可減小摩擦面積，進(jìn)而可以減少摩擦面的數(shù)量，多片離合器走向單片離合器的關(guān)鍵也在于此。 20 世紀(jì) 20 年代末開始，直到進(jìn)入 30 年代時(shí)也僅僅有工程車輛，賽車和大功率的轎車上才使用多買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 片離合器了。 早期的單片干式離合器有與錐式離合器相雷同的問(wèn)題：離合器結(jié)合時(shí)不夠平順。由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱性好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，導(dǎo)致以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車以它作為主流離合器。在成功開發(fā)了沖壓件離合器蓋以后其使用頻率更是擴(kuò)大。 多年的經(jīng)驗(yàn)的和技術(shù)上的改進(jìn)使汽車逐漸趨向于首選單片干式離合器，因?yàn)樗哂袕膭?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量較小、散熱性好、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整方便和分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)后，已能做到結(jié)合平順，所以廣泛應(yīng)用于大、中、小型各類車型中。 如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。具有軸向彈性的從動(dòng)盤的采用提高了離合器的結(jié)合平順性。扭轉(zhuǎn)減振器在離合器從動(dòng)盤總成中應(yīng)用，更是防止扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，有效地控制了傳動(dòng)系的噪聲和動(dòng)載荷。 后來(lái)又出現(xiàn)的雙質(zhì)量飛輪扭轉(zhuǎn)減振器，更能有效控制傳動(dòng)系的噪聲和動(dòng)載荷。 對(duì)于重型離合器，由于現(xiàn)代商用車的發(fā)展趨于大型化，發(fā)動(dòng)機(jī)功率也在不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間一定（現(xiàn)在離合器從 動(dòng)盤的直徑已達(dá)到 430離合器的使用條件越來(lái)越差，所以增加離合器傳扭能力，提高其使用壽命，簡(jiǎn)化操作，已成為重型離合器當(dāng)前及今后的發(fā)展趨勢(shì)。為了增大離合器的傳扭能力，在重型汽車上可采用雙片干式離合器。從理論上說(shuō)，在相同的徑向尺寸下，雙面離合器的傳扭能力和使用壽命是單片的 1 倍。但受到其他客觀因素的影響（如散熱等），實(shí)際的效果達(dá)不到原來(lái)效果的一倍。 拉式膜片彈簧的離合器，其允許的傳扭能力要比其他的結(jié)構(gòu)形式大。從動(dòng)盤采用金屬陶瓷的離合器比采用一般有機(jī)片摩擦材料的離合器傳扭能力可提高 30%，而使用壽命要提高 70%以上。 近年，濕式離合器在技術(shù)上得到不斷改進(jìn)，濕式離合器又開始廣泛應(yīng)用在國(guó)外某些重型牽引汽車和自卸汽車上。和干式離合器相比，由于采用了油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，摩擦表面溫度一般都比較低（不超過(guò) 93 C），所以，起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的打滑也不至于將摩擦片燒損。據(jù)相關(guān)報(bào)道，這種離合器有著非常好的起步能力，其使用壽命一般情況下可以達(dá)到干式離合器的 56倍。 合器的分類 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 圖 1車摩擦式離合器分類圖 離合器分類較多，本設(shè)計(jì)只研究摩擦式離合器，摩擦式離合器分類也較繁雜，并且可以有多種組合。為了表達(dá)清晰，用圖 1 合器的作用 離合器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的部件，其主要作用是接合或切斷動(dòng)力傳遞，以滿足汽車在起步、行駛、制動(dòng)等不同情況下的需要，汽車在啟動(dòng)時(shí)如果沒(méi)有采用離合器，變速器中的一些齒輪及軸就會(huì)參與到工作中來(lái)，這樣就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)負(fù)荷增加；使用離合器后，在汽車啟動(dòng)時(shí)變速器不參與工作，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)負(fù)荷就有所減小也便于啟動(dòng)，對(duì)于較大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)或蓄電池存電不足的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)非常重要。 汽車離合器的使用還可以減輕換擋時(shí)變速器的打齒現(xiàn)象。一方面減小換擋時(shí)將進(jìn)入買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)速差，使換 擋更為輕便，另外，讓發(fā)動(dòng)機(jī)逐步承受載荷的同時(shí)通過(guò)油門的控制來(lái)加大牽引力，以克服汽車的全部阻力，使汽車平穩(wěn)地進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，保證了乘坐的舒適性，還可以使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件逐步參與到工作中來(lái)，從而延長(zhǎng)使用壽命。 離合器不但有以上這些作用，它還可以防止汽車過(guò)載，當(dāng)車速急劇變化時(shí)，在行駛慣性力的作用下，負(fù)荷將大大增加，這時(shí)負(fù)荷已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)離合器所傳遞的扭矩，離合器通過(guò)打滑對(duì)這種超負(fù)荷加以限制，使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件免遭損壞。 擦式離合器結(jié)構(gòu)原理 離合器覺(jué)體來(lái)說(shuō)應(yīng)該由兩部分組成：離合器和離合器操縱機(jī)構(gòu) 就摩擦式離合器本身而言， 按其功能要求，結(jié)結(jié)構(gòu)上應(yīng)有下列幾部分：主動(dòng)件、從動(dòng)件、壓緊彈簧和分離杠桿。結(jié)構(gòu)原理如下圖： 圖 1車摩擦式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （ a） 接合； （ b） 分離 1234567 8910合器輸出軸）； 11圖中可以看到，壓盤 3、分離桿 4 和壓緊彈簧 8 一起組裝在離合器蓋 9 內(nèi)，俗稱為離合器蓋總成。蓋總成通過(guò)螺栓安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上。飛輪 1和壓盤 3為主動(dòng)件，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)這 兩個(gè)主動(dòng)件輸入。飛輪 1 和壓盤 3 之間為從動(dòng)盤總成 2，它作買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 為從動(dòng)件通過(guò)摩擦接受由主動(dòng)件傳來(lái)的輸入轉(zhuǎn)矩，并通過(guò)其中間的從動(dòng)盤轂花鍵輸出轉(zhuǎn)矩（由變速器第一軸 10接受）。壓緊彈簧 8通過(guò)壓盤 3把從動(dòng)盤總成緊緊壓在飛輪上，形成工作壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作帶動(dòng)飛輪 1和壓盤 3一道旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)壓盤上壓緊彈簧產(chǎn)生的工作壓力所形成的摩擦力，帶動(dòng)從動(dòng)盤總成旋轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)矩的輸出。 離合器通常總是處于接合狀態(tài)如圖 1a）所示，當(dāng)需要切斷動(dòng)力時(shí)，駕駛員通過(guò)踩踏離合器操縱系統(tǒng)中的離合器踏板 7，并經(jīng)過(guò)操縱傳動(dòng)桿系及分離撥叉 11推動(dòng)分離套筒 5 向前 ，消除間隙 y ，使分離桿 4 繞其在離合器蓋 9 上的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，克服壓緊彈簧 8的工作壓力，壓盤 3向后移動(dòng)，從動(dòng)盤總成 2和壓盤 3脫離接觸。離合器分離時(shí)的狀態(tài)如圖 1b）所示，此時(shí)，從動(dòng)盤總成 2不再輸出轉(zhuǎn)矩。分離套筒向左移時(shí)，在消除間隙 r 后，輸出軸 10 受到制動(dòng)，轉(zhuǎn)速很快下降。此種狀況成為離合器制動(dòng)，其目的是為了容易換擋。但這種離合器制動(dòng)主要用在重型離合器上，一般離合器不一定采用。 結(jié) 本章只是對(duì)汽車離合器進(jìn)行了概略性介紹 。 盡管離合器的設(shè)計(jì)已漸趨于成熟，但是為了乘用車更高的舒適性和更好的質(zhì)量。研究改進(jìn)還應(yīng)該繼續(xù)向前。希望在輕型貨車螺旋彈簧離合器設(shè)計(jì)中，加深對(duì)離合器的原理，結(jié)構(gòu)的理解 。 接下來(lái)會(huì)對(duì)汽車上常用的干式摩擦離合器進(jìn)行結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)及校核進(jìn)行詳細(xì)的講述。 第 2 章 基本尺寸參數(shù)選擇 合器基本性能關(guān)系式 摩擦片或從動(dòng)盤的外徑是離合器的重要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸有決定性的影響，并根據(jù)離合器能全部傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩來(lái)選擇。為了能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩離 合器的靜摩擦力矩c應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩而離合器傳遞的摩擦力矩c又決定于其摩擦面數(shù) Z、摩擦系數(shù) f、作用在摩擦面上的總壓緊力 摩擦片平均摩擦半徑 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 m a x（ 式中： 離合器的后備系數(shù)，見下表。 f 摩擦系數(shù)，計(jì)算時(shí)一般取 該發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 215N m，取摩擦系數(shù) f 為 N m1。 備系數(shù)的選擇 離合器的后備系數(shù)，選擇時(shí)應(yīng)考慮摩擦片磨損后仍能傳遞避免起步時(shí)滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；同時(shí)應(yīng)考慮防止傳動(dòng)系過(guò)載及操縱輕便等。后備系數(shù)不需要太大，取 = 表 備系數(shù)表 車 型 轎車 輕型貨車 中、 重型貨車 越野車 牽引車 后 備 系 數(shù) 擦片外徑的確定 摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(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)確定 D 時(shí)，可以查表 的尺。 表 合器尺寸選擇參數(shù)表 摩擦片外徑 D/動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Te m 單片離合器 雙片離合器 重負(fù)荷 中等負(fù)荷 極限值 225 130 150 170 250 170 200 230 280 240 280 320 300 260 310 360 325 320 380 450 350 410 480 550 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 380 510 600 700 410 620 720 830 430 350 680 800 930 450 380 820 950 1100 所選的尺寸 D 應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) (規(guī)定。表 外，所選的 D 應(yīng)符合其最大圓周速度不超過(guò) 65 70m/s 的要求，且重型汽車不應(yīng)超過(guò) 50m/s。 表 合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 /D 內(nèi)徑 /d 厚度 /h 內(nèi)外徑之比/位面積2/F 160 110 0600 180 125 3200 200 140 6000 225 150 2100 250 155 0200 280 165 0200 300 175 6600 325 190 4600 350 195 4 7800 380 205 4 2900 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)該車型發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Te 215Nm 及表 查出本車將使用單片式離合器，且離合器摩擦片外徑為 250查表 下： 摩擦片外徑 D=380擦片內(nèi)徑 d=205擦片厚度 h=擦片內(nèi)外徑比 d/D=面面積 F=30200文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 第 3 章 主動(dòng)部分設(shè) 計(jì) 盤設(shè)計(jì) 壓盤形狀較復(fù)雜，要求傳熱性好、具有較高的摩擦系數(shù)及耐磨。故通常由灰鑄鐵 成，金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度 227。另外可添加少量金屬元素 (如鎳、鐵、錳合金等 )以增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。壓盤的外徑可根據(jù)摩擦片的外徑由結(jié)構(gòu)確定。為了使每次接合的溫升不致過(guò)高，壓盤應(yīng)具有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量；為了保證在受熱情況下不致翹曲變形，壓盤應(yīng)具有足夠大的剛度且一般都較厚 (載貨汽車的離合器壓盤，其厚度一般不小于 15此外，壓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)注意其通風(fēng)冷卻要好，例如在壓盤體內(nèi)鑄出導(dǎo)風(fēng)槽。 壓盤的厚度初步確定后，應(yīng)校核離合器一次接合的溫升不應(yīng)超過(guò) 8 10 溫升 的校核按式為： =L/ （ 式中： 傳到壓盤的熱量所占的比率。對(duì)單片離合器， = m 壓盤的質(zhì)量， c 壓盤的比熱容，鑄鐵的比熱容為 ( )； L 滑磨功， J。 若溫升過(guò)高，可適當(dāng)增加壓盤的厚度。壓盤單件的平衡精度應(yīng)不低于 1520g 選擇壓盤厚度為 20徑 255徑 150 代入公式（ 行校核計(jì)算， =符合標(biāo)準(zhǔn) 2， 3。 合器蓋設(shè)計(jì) 一般采用厚 2. 5 5低碳鋼鋼板沖壓制造。離合器蓋的形狀和尺寸由離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。在設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意的是剛度、對(duì)中、通風(fēng)散熱等問(wèn)題。離合器蓋的剛度不夠，會(huì)產(chǎn)生較大變形，這不僅會(huì)影響操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)效率，還可能導(dǎo)致分離不徹底、引起摩擦片早期磨損，甚至使變速器換檔困難。離合器蓋內(nèi)裝有壓盤、分離杠桿、壓緊彈簧等，因此，其對(duì)于飛輪軸線的對(duì)中十分重要。對(duì)中方式可采用定位銷或定位螺栓以及止口對(duì)中。為了加強(qiáng)通風(fēng)散熱和清除 摩擦片的磨損粉買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 末，在保證剛度的前提下，可在離合器蓋上設(shè)置循環(huán)氣流的入口和出口，甚至將蓋設(shè)計(jì)成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)離合器蓋要求離合器蓋內(nèi)徑大于離合器摩擦片外徑，能將其他離合器上的部件包括其中即可 4。 動(dòng)片設(shè)計(jì) 壓盤與飛輪通過(guò)彈性傳動(dòng)片連接時(shí)，則傳動(dòng)片應(yīng)進(jìn)行拉伸應(yīng)力的強(qiáng)度校核；若通過(guò)凸塊一窗孔、傳力銷或鍵連接時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核： m a （ 式中： 考慮發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩片離合器取 ； R 力的作用半徑 (見圖 m； z 工作元件 (例凸塊一窗孔、傳動(dòng)銷、鍵 )的數(shù)目，這里取 3 組每組 4 片； F 接觸面積， 里取長(zhǎng)為 65為 20以 F=1300 計(jì)算得j=合標(biāo)準(zhǔn) 5。 1234圖 章小結(jié) 本章對(duì)離合器主動(dòng)件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、計(jì)算、選擇及校核。主動(dòng)件包括離合器蓋、壓盤等。這些部件都是給離合器傳遞扭矩的部件，他們共同的特點(diǎn)是都要有良好的散熱買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 能力，有能有效把在主動(dòng)部分的熱傳遞出去的能力。這些部件總成都是符合標(biāo)準(zhǔn)的部件，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的校核計(jì)算，可以符合使用的標(biāo)準(zhǔn)，滿足使用的需要。 第 4 章 從動(dòng)盤 總成設(shè)計(jì) 擦片設(shè)計(jì) 離合器表面片在離合器接合過(guò)程中將遭到嚴(yán)重的滑磨，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此，要求面片應(yīng)有下列一些綜合性能： 1、在工作時(shí)有相對(duì)較高的摩擦系數(shù)； 2、在整個(gè)工作壽命期內(nèi)應(yīng)維持其摩擦特性，不希望出現(xiàn)摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象； 3、在短時(shí)間內(nèi)能吸收相對(duì)高的能量，且有好的耐磨性能； 4、能承受較高的壓盤作用載荷，在離合器接合過(guò)程中表現(xiàn)出良好的性能； 5、能抵抗高轉(zhuǎn)速下大的離心力載荷而不破壞； 6、在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，有足夠的剪切強(qiáng)度； 7、具有小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，材料加工性能良好； 8、在 整個(gè)正常工作溫度范圍內(nèi)，和對(duì)偶材料壓盤、飛輪等有良好的兼容摩擦性能； 9、摩擦副對(duì)偶面有高度的溶污性能，不易影響它們的摩擦作用； 10、具有良好的性能 /價(jià)格比，不會(huì)污染環(huán)境。 鑒于以上各點(diǎn)，近年來(lái)，摩擦材料的種類增長(zhǎng)極快。挑選摩擦材料的基本原則是： 1、滿足較高性能標(biāo)準(zhǔn)； 2、成本最小； 3、考慮代替石棉。 本設(shè)計(jì)離合器摩擦片選用金屬陶瓷材料。它是由金屬機(jī)體、陶瓷成分和潤(rùn)滑劑組成的一種多元復(fù)合材料。金屬基體的主要作用是以機(jī)體接合方式將陶瓷成分和潤(rùn)滑劑保持其中，形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的整體；陶瓷組分主要起摩擦劑 作用；而潤(rùn)滑劑組分則主要起提高材料抗咬合性和抗戰(zhàn)粘性的潤(rùn)滑作用，并使摩擦副工作平穩(wěn)。潤(rùn)滑劑組分和陶瓷組分一起共同形成金屬陶瓷摩擦磨損性能調(diào)節(jié)劑。 這種材料能很好的完成上邊提到的各種要求，所以選擇這種材料。 摩擦片的尺寸參數(shù)在第 再敘述 6。 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 動(dòng)盤轂設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤轂的花鍵孔與變速器第一軸前端的花鍵軸以齒側(cè)定心矩形花鍵的動(dòng)配合相聯(lián)接，以便從動(dòng)盤轂?zāi)茏鬏S向移動(dòng)?；ㄦI的結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)從動(dòng)盤外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩按 取 (見表 從動(dòng)盤轂花鍵孔鍵齒的有效長(zhǎng)度約為花鍵外徑尺寸的 (1. 4)倍 (上限用于工作條件惡劣的離合器 )，以保證從動(dòng)盤轂沿軸向移動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生偏斜。 表 動(dòng)盤外徑D/動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩N m 花鍵 齒數(shù) n 花鍵 外徑 D/鍵 內(nèi)徑 d/齒寬 b/效 齒長(zhǎng) l/壓 應(yīng)力 /60 50 10 23 18 3 20 10 180 70 10 26 21 3 20 00 110 10 29 23 4 25 25 150 10 32 26 4 30 50 200 10 35 28 4 35 80 280 10 35 32 4 40 00 310 10 40 32 5 40 25 380 10 40 32 5 45 50 480 10 40 32 5 50 80 600 10 40 32 5 55 10 720 10 45 36 5 60 30 800 10 45 36 5 65 50 950 10 52 41 6 65 鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力j( 剪切應(yīng)力 j ( 強(qiáng)度校核： M P 0822 m a x （ 54 m a x （ 式中： D ， d 分別為花鍵外徑及內(nèi)徑， n 花鍵齒數(shù)； 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 l ， b 分別為花鍵的有效齒長(zhǎng)及鍵齒寬， z 從動(dòng)盤轂的數(shù)目； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， N 從動(dòng)盤轂通常由 40 45 號(hào)鋼、 35 號(hào)鋼鍛造，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理， 32。 由表 花鍵齒數(shù) n=10； 花鍵外徑 D=35 花鍵內(nèi)徑 D=28 鍵齒寬 b=4 有效齒長(zhǎng) l=35 擠壓應(yīng)力 = 校核j= j=合強(qiáng)度得要求 。 動(dòng)片設(shè)計(jì) 從動(dòng)片通常用 的鋼板沖壓而成。有時(shí)將其外緣的盤形部分磨薄至 減小其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)片的材料與其結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，整體式即不帶波形彈簧片的從動(dòng)片，一般用高碳鋼 (50 或 85 號(hào)鋼 )或 65板，熱處理硬度 48；采用波形彈簧片 的分開式 (或組合式 )從動(dòng)片，從動(dòng)片采用 08 鋼板，氰化表面硬度 深 形彈簧片采用 65板，熱處理硬度 51。 轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)減振器的功能 為了降低汽車傳動(dòng)系的振動(dòng)，通常在傳動(dòng)系中串聯(lián)一個(gè)彈性一阻尼裝置，它就是裝在離合器從動(dòng)盤上的扭轉(zhuǎn)減振器。其彈性元件用來(lái)降低傳動(dòng)系前端的扭轉(zhuǎn)剛度，降低傳動(dòng)系扭振系統(tǒng)三節(jié)點(diǎn)振型的固有頻率，以便將較為嚴(yán)重的扭振車速移出常用車速范圍 (當(dāng)然，在實(shí)際中要做到這一點(diǎn)是非常困難的 )；其阻尼元件用來(lái)消耗扭振能量，從而可有效地 降低傳動(dòng)系的共振載荷、非共振載荷及噪聲 7。 轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型的選擇 圖 們之間的差異在于采用了不同的彈性元件和阻尼裝置。采用圓柱螺旋彈簧和摩擦元件的扭轉(zhuǎn)減振器 (見圖 到買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 了最廣泛的應(yīng)用。在這種結(jié)構(gòu)中，從動(dòng)片和從動(dòng)盤轂上都開有 6 個(gè)窗口，在每個(gè)窗口中裝有一個(gè)減振彈簧，因而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩由從動(dòng)片傳給從動(dòng)盤轂時(shí)必須通過(guò)沿從動(dòng)片圓周切向布置的彈簧，這樣即將從動(dòng)片和從動(dòng)盤轂彈性地連接在一起，從而改變了傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度。當(dāng) 6 個(gè)彈簧屬同一規(guī)格并同時(shí)起作用時(shí)，扭轉(zhuǎn) 減振器的彈性特性為線性的。這種具有線性特性的扭轉(zhuǎn)減振器，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，廣泛用于汽油機(jī)汽車中。當(dāng) 6 個(gè)彈簧屬于兩種或三種規(guī)格且剛度由小變大并按先后次序進(jìn)人工作時(shí)，則稱為兩級(jí)或三級(jí)非線性扭轉(zhuǎn)減振器 (圖 三級(jí)的 )。這種非線性扭轉(zhuǎn)減振器，廣泛為現(xiàn)代汽車尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車所采用。柴油機(jī)的怠速旋轉(zhuǎn)不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪輪齒問(wèn)的敲擊。為此，可使扭轉(zhuǎn)減振器具有兩級(jí)或三級(jí)非線性彈性特性。第一級(jí)剛度很小，稱怠速級(jí)，對(duì)降低變速器怠速噪聲效果顯著。線性扭轉(zhuǎn)減振器只能在一種載荷工況 (通常為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 )下有效地 工作，而三級(jí)非線性扭轉(zhuǎn)減振器的彈性特性則擴(kuò)大了適于其有效工作的載荷工況范圍，這有利于避免傳動(dòng)系共振，降低汽車在行駛和怠速時(shí)傳動(dòng)系的扭振和噪聲。 采用空心圓柱形見 (圖 星形等其他形狀的橡膠彈性元件的扭轉(zhuǎn)減振器，也具有非線性的彈性特性。雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橡膠變形時(shí)具有較大的內(nèi)摩擦，因而不需另加阻尼裝置，但由于它會(huì)使從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量顯著增大，且在離合器熱狀態(tài)下工作需用專門的橡膠制造，因此尚未得到廣泛采用。 減振器的阻尼元件多采用摩擦片，在 (圖 結(jié)構(gòu)中阻尼摩擦片的正壓力靠從 1 2345 678圖 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 動(dòng)片與減振盤間的連接鉚釘建立。其結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但當(dāng)摩擦片磨損后，阻尼力矩便減小甚至消失。為了保證正壓力從而阻尼力矩的穩(wěn)定，可加進(jìn)碟形彈簧 (圖 d)，同時(shí)采用不同剛度的碟形彈簧和圓柱螺旋壓簧分別對(duì)兩組摩擦片建立不同的正壓力 (圖 就可實(shí)現(xiàn)阻尼力矩的非線性變化。 轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定 1、扭轉(zhuǎn)減振器的角剛度 減振器 扭轉(zhuǎn) 角剛度 定于減振彈簧的線剛度及結(jié)構(gòu)布置尺 寸，按下列公式初選角剛度 13 式中 ： 下式計(jì)算 式中 ： 用 乘 用車， 用 商 用車，本設(shè)計(jì)為商用車，選取 1.5，入數(shù)值得 設(shè)計(jì)初選 000N m/ 2、扭轉(zhuǎn)減振器最大摩擦力矩 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 T。一般可按下式初選為 T=（ 取 T=設(shè)計(jì)按其選取 T=m。 3、扭轉(zhuǎn)減振器的預(yù)緊力矩 減振彈簧安裝時(shí)應(yīng)有一定的預(yù)緊。這樣，在傳遞同樣大小的極限轉(zhuǎn)矩它將降低減振器的剛度，這是有利的，但預(yù)緊力值一般不應(yīng)該大于摩擦力矩否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器將停止工作。 一般選取 m。 4、扭轉(zhuǎn)減振器的彈簧分布半徑 減振彈簧的分布尺寸 尺寸應(yīng)盡可能大一些，一般取 （ D/2 （ 其中 D 為摩擦片內(nèi)徑，代入數(shù)值，得 56 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 5、扭轉(zhuǎn)減振器彈簧數(shù)目 可參考表 取 ，本設(shè)計(jì) D=250選取 Z=4。 表 振彈簧的選取 離合器摩擦片外徑 D 減振彈簧數(shù)目 Z 225 250 4 6 250 325 6 8 325 355 8 10 350 10 以上 6、扭轉(zhuǎn)減振器減振彈簧的總壓力 當(dāng)限位彈簧與從動(dòng)盤轂之間的間隙被消除時(shí)， 彈簧傳遞扭矩達(dá)到最大 總= 式中 ： 總= 每個(gè)彈簧工作壓力 = （ 7、 從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角 2 a r c s i n 2 = （ 8、 限位銷與從動(dòng)盤缺口側(cè)邊的間隙 2（ 式中 ： 限位 銷的安裝半徑， 一般為 4設(shè)計(jì)取 =3。 9、 限位銷直徑 限位銷直徑 d 按結(jié)構(gòu)布置選定，一般 d =12設(shè)計(jì)取 d =11。 10、 從動(dòng)盤轂缺口寬度及安裝窗口尺寸 為充分利用減振器的緩沖作用，將從動(dòng)片上的部分窗口尺寸做的比從動(dòng)盤轂上的窗口尺寸稍大一些，如圖 示。 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 圖 從動(dòng)盤窗口尺寸簡(jiǎn)圖 一般推薦 a=16樣，當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)鱽?lái)沖擊時(shí)，開始只有部分彈簧參加工作，剛度較小，有利于緩和沖擊。本設(shè)計(jì)取 a=A=25 減振彈簧的尺寸確定 在初步選定減振器的主要尺寸后，即可根據(jù)布置上的可能來(lái)確定和減振彈簧設(shè)計(jì)的相關(guān)尺寸。 彈簧的平均直徑2D：一般由結(jié)構(gòu)布置決定，通常選取2D=11 15 左右。本設(shè)計(jì)選取2D=12。 彈簧鋼絲直徑： 231 8（ 式中 ： 扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 =550 600出后應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，一般為 3 4右。代入數(shù)值，得1d=合上述 要求。 8 減振彈簧剛度 ： 211000z（ =振彈簧的有效圈數(shù) ： i = （ 式中 ： G 為材料的扭轉(zhuǎn)彈性模數(shù)，對(duì)鋼 G =83000N/入數(shù)值，得 i = 減振彈簧的總?cè)?shù) 1 = 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 減振彈簧在最大工作壓力 P 時(shí)最小長(zhǎng)度 ： m i n 1L n d （ 中 ：=彈簧圈之間的間隙。 減振彈簧的總變形量 ： Pl c （ =振彈簧的自由高度 ： 0 l l （ =振彈簧的預(yù)變形量 ： 預(yù)1 =振彈簧安裝后的工作高度 ： 0l l l （ =章小結(jié) 本章對(duì)離合器從動(dòng)盤各部件總成進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。從動(dòng)盤包 括摩擦片、扭轉(zhuǎn)減振器、波形彈簧、從動(dòng)盤轂及其他一些起緊固、傳遞力作用的零件?？紤]了其各方面的要求及特征，改進(jìn)了原零件的一些設(shè)計(jì)方案和材料，使整體效果更好一些。并能提高離合器本身的使用壽命及汽車的舒適性等。 第 5 章 圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì) 構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 壓緊彈簧沿著離合器壓盤圓周布置時(shí)通常都用圓柱螺旋彈簧。螺旋彈簧的兩端買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 拼緊并磨平，這樣兩端支承面較大，各圈受力均勻，且彈簧垂向的垂直偏差較小。 為了使離合器摩擦片上有均勻的壓緊力，螺旋彈簧的數(shù)目一般多于 6個(gè)，而且應(yīng)該隨著摩擦片的外徑的增大而增加彈簧數(shù)量。在 布置圓柱螺旋彈簧時(shí)，要注意分離桿的數(shù)目，使彈簧均勻分布于分離桿之間。因此彈簧的數(shù)目 Z 應(yīng)該是分離桿數(shù) n 的倍數(shù)。 即： 式中 m 為正整數(shù)。 設(shè)計(jì)圓柱螺旋彈簧時(shí)，應(yīng)根據(jù)摩擦片的外徑 D 選定彈簧數(shù)目 Z ，并根據(jù)離合器工作的總壓力 P ，確定每一個(gè)彈簧的工作壓力 P ： P 為工作總壓力， N Z 為離合器壓簧數(shù)目。 通過(guò)下式計(jì)算工作總壓力： P = )1( =7974(N ) 離合器壓簧數(shù)目可 參考表 5次設(shè)計(jì)選擇彈簧數(shù)目為 12，所以每個(gè)彈簧的工作壓力： 664127974 P (N ) 表 5周置圓柱螺旋彈簧的數(shù)目 摩擦片外徑 /彈簧數(shù)目 200 220280 280380 380450 6 912 1218 1830 設(shè)計(jì)上，每一個(gè)周置圓柱螺栓彈簧的工作壓力 P 應(yīng)不超過(guò) 1000N 周置壓緊彈簧的外徑通常限制在 2730間。這樣便于把同樣的壓簧裝在不同尺寸的離合器上。在離合器生產(chǎn)中，有時(shí)還把用的較多的彈簧的工作高度做成買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 同樣的尺寸，用改變鋼絲直徑和工作圈數(shù)的辦法，以獲得彈簧的不同的壓緊力，這樣有利于壓簧在不同的離合器上通用。 簧的計(jì)算公式、材料及需用應(yīng)力 所求項(xiàng)目 計(jì)算公式 附注 鋼絲直徑 /1 1 P K P ：工作負(fù)荷 ：許用壓力 彈簧中徑 /01 1 1D D d 1D ：彈簧外徑 彈簧指數(shù) 011DC d對(duì)離合器 壓簧來(lái)說(shuō)， C 值約為 68之間 曲度系數(shù) 4 1 0 . 6 1 544C / 彈簧的工作應(yīng)力 / 218 / 彈簧剛度 / ）（ 4 m a i f 對(duì)離合器壓簧來(lái)說(shuō)，一般取 K =2045 彈簧工作圈數(shù) 413018 G ：材料的剪切模量對(duì)于碳鋼： G =10 10 彈簧總?cè)?shù) 汽車離合器上一般采用 工作負(fù)荷下的變形 / / 彈簧的附加變形量 / 單片： f 雙片： f 為壓盤的分離行程 彈簧的自由高度 / 10 / 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 表 5周置彈簧離合器的工作壓力彈簧的計(jì)算公式 離合器螺旋彈簧的鋼絲直徑一般在 4右，由于其直徑不大，周圍的工作溫度也在正常范圍之內(nèi)，所以彈簧的材料大都選用 65或碳素彈簧鋼。碳素彈簧鋼的特點(diǎn)是價(jià)格低廉，鋼中雜質(zhì)較少，在相同表面狀態(tài)及熱處理?xiàng)l件下，它們的疲勞性能不低于合金彈簧鋼。錳彈簧鋼與碳素彈簧鋼比較，優(yōu)點(diǎn)是淬透性好和其強(qiáng)度較高，脫碳傾向小，有過(guò)熱敏感性和回火脆性的缺點(diǎn)，但錳彈簧鋼 價(jià)格便宜，原材料易得，所以也很適合做離合器的彈簧。 離合器的壓簧由于其簧絲直徑較小，可用冷卷法制成，卷成后一般不用淬火處理，只需低溫回火以消除內(nèi)應(yīng)力。 實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算離合器工作壓簧時(shí)，對(duì)于單個(gè)壓簧表 5的取值可供參考。 表 5離合器壓簧數(shù)據(jù) 工作壓力 彈簧外徑 鋼絲直徑mm/d 工作高度 自由高度0H /總?cè)?shù) n 有效圈數(shù)i 彈簧剛度m/N/K 最大應(yīng)力 390 27 0 58 438 417 54 441 27 0 58 8 216 23 490 27 0 58 417 435 92 540 30 0 62 217 6 97 590 30 0 62 417 435 60 彈簧工作高度 / 0H H f / 彈簧的最大負(fù)荷 /N m a f P 離合器徹 底分離時(shí)彈簧最大負(fù)荷 a x 買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 23 640 30 0 62 7 215 25 690 27 0 62 218 7 05 根據(jù) P =218N 選擇下面一組數(shù)據(jù) 工作壓力 P =664N 彈簧外徑 D =27鋼絲直徑 1d =4工作高度 H =40自由高度 0H =62總?cè)?shù) n = 218 有效圈