沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文-1-1、離合器概述對于以內(nèi)燃機(jī)為動力的汽車，離合器在機(jī)械傳動系中是作為一個獨立的總成而存在的，它是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連的總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主從動部分之間的摩擦來傳遞動力且能分離的裝置。它主要包括主動部分、從動部分、壓緊機(jī)構(gòu)、和操縱機(jī)構(gòu)等四部分。離合器的功用主要的功用是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機(jī)對傳動系的動力傳遞，保證汽車起步時將發(fā)動機(jī)與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換檔時將發(fā)動機(jī)與傳動系分離，減少變速器中換檔齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動系各零件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲。2、設(shè)計要求及其技術(shù)參數(shù)基本要求：1）在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備，又能防止過載。2）接合時要完全、平順、柔和，保證起初起步時沒有抖動和沖擊。3）分離時要迅速、徹底。4）從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換檔時變速器齒輪間的沖擊，便于換檔和減小同步器的磨損。5）應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)效果，以保證工作溫度不致過高，延長壽命。沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文-2-6）操縱方便、準(zhǔn)確，以減少駕駛員的疲勞。7）具有足夠的強度和良好的動平衡，一保證其工作可靠、使用壽命長。技術(shù)參數(shù):車型：沃爾沃整車質(zhì)量（kg）：1637最大扭矩/轉(zhuǎn)速（Nm/rpm）：400/4000主減速比：3.38一檔速比：3.77滾動半徑：306mm3、結(jié)構(gòu)方案分析3.1從動盤數(shù)的選擇：單片離合器單片離合器：對乘用車和最大質(zhì)量小于6t的商用車而言，發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般不大，在布置尺寸容許條件下，離合器通常只設(shè)有一片從動盤。單片離合器的結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸緊湊，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，采用軸向有彈性的從動盤可保證結(jié)合平順。3.2壓緊彈簧和布置形式的選擇：拉式膜片彈簧離合器膜片彈簧是一種由彈簧鋼制成的具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要由碟簧部分和分離指部分組成。1.膜片彈簧離合器與其他形式的離合器相比，有如下優(yōu)點：1)具有較理想的非線性彈性特性。2)兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用。3)高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定。4)以整個圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。5)通風(fēng)散熱良好，使用壽命長。6)膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。2.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，并不用支沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文-3-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)量更小等。3.3膜片彈簧的支撐形式圖3-1為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殺中的支承環(huán)上。圖3-14、離合器主要參數(shù)的選擇4.1后備系數(shù)后備系數(shù)是離合器設(shè)計中的一個重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時，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)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時間過長、防止傳動系過載以及操縱輕便等因素。乘用車選擇：1.201.75，本次設(shè)計取=1.2。4.2摩擦因數(shù)f、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙t摩擦片的摩擦因數(shù)f取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。摩擦因數(shù)f的取值范圍見下表。表4-1摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍摩擦材料摩擦因數(shù)f石棉基材料模壓0.200.25編織0.250.35沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文-4-粉末冶金材料銅基0.250.35鐵基0.350.50金屬陶瓷材料0.701.50本次設(shè)計取f=0.30。摩擦面數(shù)Z為離合器從動盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小及其結(jié)構(gòu)尺寸。本次設(shè)計取單片離合器Z=2。離合器間隙t是指離合器處于正常結(jié)合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能完全結(jié)合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。該間隙t一般為34mm。本次設(shè)計取t=3mm。4.3單位壓力p0單位壓力p0決定了摩擦表面的耐磨性，對離合器工作性能和使用壽命有很大影響，選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動機(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。p0取值范圍見表4-2。表4-2摩擦片單位壓力p0的取值范圍摩擦片材料單位壓力p0/Mpa石棉基材料模壓0.150.25編織0.250.35粉末冶金材料銅基0.350.50鐵基金屬陶瓷材料0.701.50p0選擇：0.10MPap01.50MPa，本次設(shè)計取p0=0.3MPa。4.4摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文-5-摩擦片外徑是離合器的重要參數(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。D=330)1(12maxcfZpTe=333121.2400103.140.320.3(10.62)292mm(2-1)取D=250mm當(dāng)摩擦片外徑D確定后，摩擦片內(nèi)徑d可根據(jù)d/D在0.530.70之間來確定。取c=d/D=0.62，d=0.6D=0.62250=155mm，取d=150mm摩擦片厚度b主要有3.2mm、3.5mm、4.0mm三種。取b=3.5mm。Tc=Temax=1.2400=480N.m5、離合器的設(shè)計與計算5.1離合器基本參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計離合器要確定離合器的性能參數(shù)和尺寸參數(shù)，這些參數(shù)的變化直接影響離合器的工作性能和結(jié)構(gòu)尺寸。這些參數(shù)的確定在前面是采用先初選、后校核的方法。下面采用優(yōu)化的方法來確定這些參數(shù)。1）摩擦片外徑D（mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度vD不超過6570m/s，即vD=60nemaxD103=604000250103=65.4/s6570m/s(2-2)符合要求。式中,vD為摩擦片最大圓周速度(m/s)；nemax為發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速(r/min)。2）摩擦片的內(nèi)、外徑比c應(yīng)在0.530.70范圍內(nèi)，本次設(shè)計取c=0.62。3）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載，不同的車型的值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為1.24.0，本次設(shè)計取=1.20。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2R0約50mm，即d2R0+50mm5）為降低離合器滑磨時的熱負(fù)荷,防止摩擦片損傷,對于不同車型,單位壓力p0根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，p0的最大范圍為0.101.50Mpa。沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文-6-本次設(shè)計取p0=0.3MPa。6）為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功w應(yīng)小于其許用值w。汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)為：W=1800n2e2(2g202raiirm)=1800200014.322(22216370.3063.383.77)=13237.4(J)(2-4)式中，ma為汽車總質(zhì)量(kg)；rr為輪胎滾動半徑(m)；ig為汽車起步時所用變速器檔位的傳動比；i0為主減速器傳動比；ne為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)；乘用車ne取2000r/min。w=)(422dDZW=22413237.43.142(250155)=0.21=2A3Pn=34.73P=T*n/9550=400x4000/9550=209.42取r0minI軸花鍵外徑=40由文獻(xiàn)4得知花鍵尺寸d=36D=40B=76）切槽寬度1、2及半徑re的確定1=3.23.5mm，2=910mm，re的取值應(yīng)滿足r-re2。本次設(shè)計取1=3.5mm，2=10mm，re