黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目 錄 摘要 . . 第 1 章 緒論 .引言 .離合器研究現(xiàn)狀 . 國(guó)外研究現(xiàn)狀 . 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 .設(shè)計(jì)的目的和意義 .設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 . 2 章 膜片彈簧離合器基本參數(shù)的選擇 .合器的原理及應(yīng)滿足的要求 .緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式及 . 周置彈簧離合器 . 中央彈簧離合器 . 斜置彈簧離合器 . 膜片彈簧離合器 .基本結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的選擇 . 摩擦片的設(shè)計(jì) . 后備系數(shù)的確定 . 單位壓力 確定 . 摩擦因子 f 選擇 .擦片的優(yōu)化 .章小結(jié) .龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第 3 章 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì) .動(dòng)盤(pán)的組成型式及要求 .動(dòng)片設(shè)計(jì) .動(dòng)盤(pán)轂的設(shè)計(jì) .鍵強(qiáng)度校核 .動(dòng)盤(pán)摩擦材料選擇 .轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì) . 扭轉(zhuǎn)減震器的功能 . 扭轉(zhuǎn)減震器主要參數(shù)的選擇 . 減震彈簧的計(jì)算 .章小結(jié) . 4 章 膜片彈簧、壓盤(pán)和離合器蓋的設(shè)計(jì) .片彈簧基本參數(shù)的選擇 . H/h 比值的選擇 . 碟簧部分大端半徑 R、內(nèi)半徑 r 及 R/r 的比值確定 . 彈簧起始圓錐底角 的選擇 . 膜片彈簧小端半徑 分離軸承作用半徑 擇 . 分離指數(shù)目 n 切槽寬度 1 窗口槽寬 2 及半徑 擇 . 壓盤(pán)加載點(diǎn) .片彈簧的設(shè)計(jì) . 繪制 11 F 特性曲線 .片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 .離合器徹底分離時(shí)分離 軸承作用的載 荷 .離軸承的行程 2 的計(jì)算 .片彈簧的強(qiáng)度校核 .片彈簧的優(yōu)化 .盤(pán)傳動(dòng)方案的選擇 .盤(pán)的材料 選擇 .盤(pán)幾何尺寸的確定 .龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 合器蓋的設(shè)計(jì) .章小結(jié) . 5 章 離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .合器操縱機(jī)構(gòu)的要求 .縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 操縱機(jī)構(gòu)的組成及優(yōu)點(diǎn) . 踏板行程 S 的計(jì)算 .板力.力器缸直徑計(jì)算 .離軸承的選擇和校核 .章小結(jié) .論 .考文獻(xiàn) .謝 .錄 A.錄 B.龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 摘要 本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行汽車膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。首先，分析汽車膜片彈簧離合器發(fā)展現(xiàn)狀以及膜片彈簧離合器的系統(tǒng)組成和工作原理。然后，對(duì)膜片彈簧離合器部分的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)論述，并針對(duì)某車型查閱相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而初選推式膜片彈簧離合器的基本結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。之后，根據(jù)推式膜片彈簧離合器的性能要求，確定各主要部件的結(jié)構(gòu)，并對(duì)具體尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、校核、修正。最后，利用 制推式膜片彈簧離合器的主要零部件的零件圖及系統(tǒng)裝配圖。 關(guān)鍵詞 ：推式；膜片彈簧；離合器；設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 he of a of of of of of a a to of of , of of of 文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 1 章 緒論 言 近年來(lái)各國(guó)政府都從資金、技術(shù)方面大力發(fā)展汽車工業(yè)，使其發(fā)展速度明顯黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 比其它工業(yè)要快的多，因此汽車工業(yè)迅速成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。 對(duì)于內(nèi)燃機(jī)汽車來(lái)說(shuō)，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在，它是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接聽(tīng)總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦式離合器主要依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳 遞動(dòng)力且能分離的裝置。 在早期研發(fā)的離合器中，錐形離合器最為成功?，F(xiàn)今所用的盤(pán)片式離合器的先驅(qū)是多片盤(pán)式離合器，它是直到 1925 年以后才出現(xiàn)的。 20 世紀(jì) 20 年代末，直到進(jìn)入 30年代時(shí)，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才采用多片離合器。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式離合器。 近來(lái)，人們對(duì)離合器的要求越來(lái)越高，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(zhǎng)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(jiǎn)化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。 隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)離合器的要求越來(lái)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(zhǎng)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(jiǎn)化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，設(shè)計(jì)工作已從手工轉(zhuǎn)向電腦，包括計(jì)算、性能演示、計(jì)算機(jī)繪圖、制成后的故障統(tǒng)計(jì)等等。 膜片彈簧離合器是近年來(lái)在轎車和輕型載貨汽車上廣泛采用的一種離合器2。因其作為壓簧，可以同時(shí)兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，質(zhì)量減少，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。其次，由于膜片彈簧與壓盤(pán)以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在從動(dòng)盤(pán)摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。離合器分離時(shí)，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，因膜片彈簧是一種對(duì)稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少，而周布置彈離合器在高速時(shí)，因受離心力作 用會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓盤(pán)的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降 5。那么可以看出，對(duì)于輕型車膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究在改善汽車離合器各方面的性能具有十分重要的意義。 由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車及微型、輕型客車上得到廣泛運(yùn)用，而黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 且正大力擴(kuò)展到載貨汽車和重型汽車上，國(guó)外已經(jīng)設(shè)計(jì)出了傳遞轉(zhuǎn)矩為80大摩擦片外徑達(dá) 420 的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車、客車、輕型和中型貨車上。甚至某些總質(zhì)量達(dá) 2832t 的重型汽車也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。膜片彈簧離合器的操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)，即離合器分離時(shí)膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代。后者的膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈的磨損會(huì)形成間隙而增大踏板的自由行程。 12 離合器的結(jié) 構(gòu)由：從動(dòng)盤(pán)、壓盤(pán)、膜片彈簧、扭轉(zhuǎn)減震器、離合器蓋分離軸承等組成。 圖 合器結(jié)構(gòu)示意圖 1 2 3 45 67離合器的功用： 1）離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力專遞，保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地結(jié)合，確保汽車平穩(wěn)起步； 2）在換擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋此輪之間的沖擊； 3）在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所傳動(dòng)的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳東西各零部件因超載而損壞； 4）有效的降低傳 動(dòng)系中的震動(dòng)與噪聲。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 合器研究現(xiàn)狀 外研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究狀況： 1891 年 , 法國(guó)人制成了摩擦片式離合器 ,但多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘住 , 致使離合器分離不徹底 , 造成換檔困難 , 所以它又逐漸被干式多片離合器取代。多片干式離合器的主要優(yōu)點(diǎn)是由于接觸面數(shù)多 , 故接合平順柔和 , 保證了汽車的平穩(wěn)起步 ; 但因片數(shù)多 , 從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大 , 還是感到換檔不夠容易 ; 另外 , 中間壓盤(pán)的通風(fēng)散熱不良 , 容易引起過(guò)熱 ,加快了離合器的磨損 , 如果調(diào)整不當(dāng)還可能引起離合器分離不徹底。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)使人們逐漸趨向采用單片干式離合器 , 它具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn) ; 但在使用初期接合不夠平順。隨著科學(xué)的進(jìn)步 , 通用公司于 1938 年推出的液力自動(dòng)變速器(at , 用液力偶合器代替了普通的離合器裝置 , 它的特點(diǎn)是自適應(yīng)性強(qiáng) , 使得車輛起步平穩(wěn)、迅速 , 加速均勻 , 乘坐舒適 , 但其缺點(diǎn)是效率低。1948 年別克汽車成功地使用了液力變矩器 , 變矩器與液力偶合器相比不僅可以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩 , 還可以將其提高 1 倍。自 1978 年以來(lái) , 克萊斯勒公司的托克弗萊特型自動(dòng)變速器又有新的改動(dòng) , 它采用了一個(gè)“鎖止式變矩器” , 這種設(shè)計(jì)消除了車輛在高速擋運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常見(jiàn)的動(dòng)力傳遞損耗 , 從而提高了單位燃油的里程數(shù)。 80 年代以來(lái)除了傳統(tǒng)的裝用液力變矩器的自動(dòng)變速器外 , 又出現(xiàn)了新的、純機(jī)械式自動(dòng)變速器 , 它由干式離合器和傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械式變速器加上微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操縱。通常比同條件下的液力自動(dòng)變速器節(jié)油 10% 30%。在離合器的操縱機(jī)構(gòu)中 , 由于重型和中型汽車的離合器壓緊彈簧的壓緊力很大 , 人們又采用各種助力裝置來(lái)減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度 , 如日 本日產(chǎn) 0 型重型 汽車采用彈簧助力 1。 近年來(lái)為了實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)操作，有自動(dòng)離合器。與其他自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)相比它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。在歐洲小排量汽車上得到廣泛的應(yīng)用。次外由于多片濕式離合器在技術(shù)上的不斷改善，在國(guó)外的某些重型牽引車和自卸車上又開(kāi)始采用多片濕式離合器，并有不斷增加的傾向。隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，業(yè)內(nèi)的國(guó)際合作越來(lái)越多。從國(guó)內(nèi)外發(fā)展的動(dòng)向看，汽車的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化，所以離合器還要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高以適應(yīng)性的使用 條件。 內(nèi)研究狀況 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 20世紀(jì) 80年代中期，汽車離合器在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展，普及率越來(lái)越高，不少車型把他作為標(biāo)準(zhǔn)配置推出。汽車離合器在我國(guó)一直處于落后狀態(tài)除了 70年代長(zhǎng)春第一汽車制造廠曾為紅旗牌轎車配置了汽車離合器之后將近二十幾年來(lái)國(guó)產(chǎn)轎車從未出現(xiàn)過(guò)離合器總成。自從 20世紀(jì) 80年代以來(lái)，國(guó)外大量的現(xiàn)代化轎車進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，隨著我國(guó)改革開(kāi)放的進(jìn)一步深入，國(guó)家對(duì)汽車工業(yè)的投資規(guī)模日益擴(kuò)大國(guó)內(nèi)外汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)高質(zhì)量、高水平、高效率的汽車離合器的需求越開(kāi)越迫切。隨著國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的發(fā)育成長(zhǎng)，汽車離合器產(chǎn)品逐步細(xì) 化，產(chǎn)品的針對(duì)性越來(lái)越強(qiáng)，因此在保證現(xiàn)有汽車離合器生產(chǎn)和改進(jìn)的同時(shí)，從分認(rèn)識(shí)到國(guó)際合作開(kāi)發(fā)機(jī)遇，取長(zhǎng)補(bǔ)短，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國(guó)國(guó)情的汽車離合器。目前，全國(guó)有汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)約 200多家，其中又有一定產(chǎn)能和規(guī)模的企業(yè)有 30多家。 2005年我國(guó) 14離合器生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)離合器總成為 2006年受國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)， 12 家企業(yè)離合器總成產(chǎn)量突破 862萬(wàn)套。但由于乘用車中自動(dòng)擋比例的上升，傳統(tǒng)汽車離合器所占的份額有下降的趨勢(shì)。 目前國(guó)內(nèi)主要汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)按目標(biāo)市場(chǎng)的不同，可分為 后市場(chǎng)和出口市場(chǎng)三類。由于各目標(biāo)市場(chǎng)對(duì)企業(yè)規(guī)模、供貨能力的要求不同，因而進(jìn)入各市場(chǎng)的難易程度也不同。目前，售后市場(chǎng)中企業(yè)間的差別最大，從小作坊到大型國(guó)企，從民營(yíng)私企到外方獨(dú)資、國(guó)有控股等呈多樣化，產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊。據(jù)環(huán)咨人員統(tǒng)計(jì)： 2006年我國(guó)汽車零部件市場(chǎng)中，正規(guī)企業(yè)產(chǎn)品約占市場(chǎng)份額的 30%，仿制產(chǎn)品約占 40%，翻新產(chǎn)品約占 30%。從各類企業(yè)性質(zhì)來(lái)看，國(guó)企約占 外企占 民企占 39%。在產(chǎn)品配套方面，乘用車領(lǐng)域體系內(nèi)配套的情況較為明顯，而商用車的采購(gòu)范圍則較廣。 我國(guó)汽車離 合器行業(yè)在經(jīng)歷了改革改造、引進(jìn)消化、改制重組， 在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，汽車離合器市場(chǎng)在行業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理等方面取得了較好的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)汽車離合器企業(yè)約 100 余家 (不含家庭作坊 )。 2005年汽車離合器市場(chǎng)總銷售額約 35億元；從業(yè)人員 12880人，其中工程技術(shù)人員 1075人；固定資產(chǎn)總額 15 1億元；利稅總額 2 79億元；全年共產(chǎn)銷汽車離合器蓋總成 1 000萬(wàn)件，汽車離合器從動(dòng)盤(pán)總成 2000 萬(wàn)件，液力變矩器 10 萬(wàn)套。到2010年 ,我國(guó)離合器總銷售額將達(dá) 84億元。 國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的快速發(fā)展吸引了零部件巨 頭的加入， 國(guó)際著名汽車離合器企業(yè) 都在中國(guó)設(shè)立了合資或獨(dú)資企業(yè)，完成了在華的戰(zhàn)略布局，使得該行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇。他們不僅向原來(lái)并無(wú)份額的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 配套市場(chǎng)和售后市場(chǎng)滲透，還不斷擴(kuò)大其投資規(guī)模，改變股比，提高控制力。加大了專利在中國(guó)申報(bào)及保護(hù)力度，使得國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)汽車零部件企業(yè)面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)和壁壘。供應(yīng)商的資金實(shí)力、技術(shù)質(zhì)量水平和管理水平影響著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的維持及擴(kuò)大。 設(shè)計(jì)的目的和意義 目的：通過(guò)在大學(xué)里所學(xué)的汽車專業(yè)知識(shí)，利用各種資源，對(duì)長(zhǎng)城汽車 旗下的品牌進(jìn)一步有所學(xué)了解，對(duì)哈弗 對(duì)離合器的現(xiàn)狀、發(fā)展、以及功用、結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行全面的理解和掌握，完成對(duì)長(zhǎng)城哈弗其滿足在各種工況下的使用要求的。同時(shí)更好的學(xué)習(xí)和掌握汽車構(gòu)造、機(jī)械設(shè)計(jì)、和汽車設(shè)計(jì)等專業(yè)知識(shí)和技能。對(duì)設(shè)計(jì)離合器的步驟，方法，注意事項(xiàng)，有所全面的了解，為以后走向工作崗位奠定基礎(chǔ)。 意義：離合器作為底盤(pán)傳動(dòng)系中的重要部件，它起著從發(fā)動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)系中齒輪之間橋梁的作用它的重要性不可忽視。汽車離合器的機(jī)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)參數(shù)不僅對(duì)離合器的耐久性、可靠性 、質(zhì)量、效率、壽命和噪聲等方面有重要影響，也對(duì)汽車的平穩(wěn)起步、換擋平順、防止傳動(dòng)系過(guò)載有直接影響。此外，離合器不僅僅在汽車行業(yè)有所應(yīng)用，在其他機(jī)械傳動(dòng)中也有應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，造價(jià)低廉的離合器能降低整車生產(chǎn)成本，推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的更好發(fā)展。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 離合器 的基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選擇 (摩擦片外徑 D、離合器后備系數(shù) 和單位壓力 p)及計(jì)算。 1) 從動(dòng)盤(pán)總成 設(shè)計(jì)； 2) 壓盤(pán)設(shè)計(jì) 離合器蓋總成 設(shè)計(jì)； 3) 膜片 彈簧 主要參數(shù)的選擇 、 設(shè)計(jì) 和 強(qiáng)度校核 ； 4) 扭轉(zhuǎn)減 震器及操縱機(jī)構(gòu)各設(shè)計(jì) 5) 繪制離合器裝配圖及各零件的零件圖； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 2 章 膜片彈簧離合器基本參數(shù)的選擇 汽車上所用的摩擦離合器，既有傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，又要 靠 它的滑磨來(lái)使汽車平穩(wěn)起步。因此，在設(shè)計(jì)離合器時(shí)，不僅在任何情況下都能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，而且還應(yīng) 有 足夠的使用壽命，這就要合理地選擇其基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù) 合器的 原理 及滿足的要求 工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)是離合器的主動(dòng)部件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)轂由花鍵與變速器第一軸相連。壓緊彈簧將從動(dòng)盤(pán)壓緊在飛輪斷面上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤(pán)接觸面之間的摩擦作用而傳 到從動(dòng)盤(pán)上，再由此經(jīng)過(guò)變速器的第一軸和傳動(dòng)系統(tǒng)一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。 離合器應(yīng)滿足的要求： 1) 在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備又能防止傳動(dòng)系超載。 2） 結(jié)合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步是沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。 3） 分離時(shí)要迅速、徹底。 4） 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣性要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋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)散熱效果，以保證工作溫度不致過(guò)高，延長(zhǎng)期 使用壽命。 6） 應(yīng)該避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)并有具有吸收震動(dòng)緩和沖擊和減低噪聲的能力。 7） 操縱輕便準(zhǔn)確，以減輕件駕駛員的疲勞。 8） 作用在從動(dòng)盤(pán)上的總壓力和摩擦材料的摩擦因子在離合器工作過(guò)程中變化盡可能的小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。 9） 具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠使用壽命長(zhǎng)。 10）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小、制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便。 緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式 離合器壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等?？刹捎醚貓A周布置、中央布置和 斜置等布置型式。根據(jù)壓緊彈簧的型式及布置，離合器分為： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 置彈簧離合器 周置彈簧離合器的壓緊彈簧是采用圓柱螺旋彈簧并均勻布置在一個(gè)圓周上。有的重型汽車將壓緊彈簧布置在同心的兩個(gè)圓周上。周置彈簧離合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，過(guò)去廣泛用于各種類型的汽車上?，F(xiàn)代由于轎車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高 (最高轉(zhuǎn)速高達(dá) 5000 7000r ，在高轉(zhuǎn)速離心力的作用下，周置彈簧易歪斜甚至嚴(yán)重彎曲鼓出而顯著降低壓緊力；另外，也使彈簧靠到定位座柱上而使接觸部位嚴(yán)重磨損甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。因此，現(xiàn)代轎車及微、輕、中型客車多改用膜片彈簧離合器。但在中、重型貨車上，周置彈簧離合器仍得到廣泛采用。 央彈簧離合器 采用一個(gè)矩形斷面的圓錐螺旋彈簧或用 1 2個(gè)圓柱螺旋彈簧做壓簧并布置在離合接觸，因此壓盤(pán)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量不會(huì)直接傳給彈簧而使其回火失效。壓簧的壓緊力是經(jīng)杠桿系統(tǒng)作用于壓盤(pán)，并按杠桿比放大，因此可用力量較小的彈簧得到足夠的壓盤(pán)壓緊力，使操縱較輕便。采用中央圓柱螺旋彈簧時(shí)離合器的軸向尺寸較大，而矩形斷面的錐形彈簧則可明顯縮小軸向尺寸，但其制造卻比較困難，故中央彈簧離合器多用在重型汽車上以減輕其操縱力。 置彈簧離合器 斜置彈簧離合器是重型汽車采用的一種新型結(jié)構(gòu)。以數(shù)目較多的一組圓柱螺旋彈簧為壓緊彈簧，分別以傾角（彈簧中心線與離合器中心線間的夾角）斜向作用于傳力套上，后者再推動(dòng)壓桿并按杠桿比放大后作用到壓盤(pán)上。這時(shí)，作用在壓桿內(nèi)端的軸向推力等于彈簧壓力的軸向分力。當(dāng)摩擦片磨損后壓桿內(nèi)端隨傳力套前移，使彈簧伸長(zhǎng)，壓力減小，傾角亦減小，而余弦值則增大。這樣即可使在摩擦片磨損范圍內(nèi)壓緊彈簧的軸向推力幾乎保持不變，從而使壓盤(pán)的壓緊力也幾乎保持不變。同樣，當(dāng)離合器分離時(shí)后移傳力套，壓盤(pán)的壓緊力也大致不變。因此， 斜置彈簧離合器與前兩種離合器相比，其突出優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)定。與周置彈簧離合器比較，其踏板力約可降低 35。 片彈簧離合器 膜片彈簧離合器是用膜片彈簧代替了一般螺旋彈簧及分離桿機(jī)構(gòu)而做成的離合器，在離合器中采用膜片彈簧做壓簧有很多優(yōu)點(diǎn)： 1）膜片彈簧具有非常理想的非線性特性，彈簧壓力在摩擦片的允許范圍內(nèi)基本保持不變，因而離合器工作中能能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致保持不變。 2）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、軸向尺寸小零件數(shù)目少，質(zhì)量小。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 3）膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤(pán)接觸是壓力 分布均勻摩擦片接觸良好，磨損均勻。 4）高速旋轉(zhuǎn)是彈簧壓力降低很少，性能穩(wěn)定。 5）易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)。 6）膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平行性好。 因此，綜合以上因素考慮，采用膜片彈簧作為離合器的壓緊彈簧。 本結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的選擇 擦片的設(shè)計(jì) 表 2. 1 設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)表 1）摩擦片外徑 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)選定 e m a x A 數(shù) 取 33 小轎車 A=47，一般貨車 A=36，載貨汽車 A=19 動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 根據(jù)參考資料 2表 選擇基本尺寸 如下 表 擦片參數(shù)表 外徑 D / 內(nèi)徑 d / 厚度 / C=d/D 1 250 155 后備系數(shù) 的確定 后備系數(shù)是離合器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，他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(guò)長(zhǎng)、防止傳動(dòng)系過(guò)載以及操縱輕便等因素。 為可靠傳遞發(fā)動(dòng) 機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不宜選的太??；為是離合器尺寸不致過(guò)大，減少傳動(dòng)系過(guò)載，保證操縱輕便，不宜選的太大；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件好時(shí)可選的小些；當(dāng)使用條件惡劣、需要提高起步能力，減少離合器滑磨，應(yīng)選大些；汽車質(zhì)量越應(yīng)選的越大大；膜片整備質(zhì)量 1830 后輪胎規(guī)格 235 70/大功率 100 減速器傳動(dòng)比 大功率 5250 r/一檔傳動(dòng)比 大扭矩 2500 r/最高時(shí)速 160 km/h 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 彈簧離合器由于摩擦片磨損后壓力保持穩(wěn)定，可選的小些； 表 合器后備系數(shù)的取值范圍 車型 后備系數(shù) 乘用車及最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車 大總質(zhì)量為 6 14t 的商用車 車 表 取 = 單位壓力 單位壓力 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)后備功率大小，摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小時(shí)，加應(yīng)取小些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為了降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷，應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增大 屬陶瓷材料的單位允許壓力為 摩擦因子 f 的選擇 摩擦 片的摩擦因數(shù) f 取決于摩擦片所用的材料及基工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。 表 擦材料的摩擦因 數(shù)的取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù)f 石棉基材料 模壓 織 末冶金材料 銅基 基 屬陶瓷材料 擦片采用金屬陶瓷材料 根據(jù)表 f=擦片的 優(yōu)化 1)摩擦片外徑 選取應(yīng)使 最大圓周速度 570 m/s m a s /7065 m / 3D 2） 為了保證扭轉(zhuǎn)減震器的安裝，摩擦片內(nèi)徑 d 必須大于減震器彈簧位置直徑 2 50mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 3） 為了反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)超載的能力，單位摩擦 面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即 )( 4 0220 T （ T （ 55250( 根據(jù) 參考資料汽車設(shè)計(jì) 第四版表 2位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩許用值 4） 為了減少汽車起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)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應(yīng)小于其使用值 / m )(43 7 02 5) 30(1 8 002 5 1 8 00J/汽車總質(zhì)量 r 0i 章小結(jié) 在離合器的基本性能關(guān)系著很多基本參數(shù)，通過(guò)查閱資料，工具用書(shū)，圖表和汽車的工作環(huán) 境等選取合適的后備系數(shù)；摩擦因數(shù)；單位壓力等一些基本參數(shù)。本設(shè)計(jì)將通過(guò)這些參數(shù)的選取對(duì)離合器進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 第 3章 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤(pán)是離合器的主要部件，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定其結(jié)構(gòu)形式（是否帶有扭轉(zhuǎn)減震器）和從 動(dòng) 片的結(jié)構(gòu)形式（整體式、分開(kāi)式、混合式）。從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)對(duì)離合器在工作過(guò)程中的性能等各方面有很大影響，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)擇優(yōu)設(shè)計(jì)最合適的從動(dòng)盤(pán)總成。 動(dòng)盤(pán)的組成型式及要求 組成： 從動(dòng)盤(pán)主要由：從動(dòng)片、摩擦片、從動(dòng)盤(pán)轂和扭轉(zhuǎn)減震器等組成。 要求： 1）為了減少變速器換擋時(shí)輪間的沖擊載荷，從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量應(yīng)盡可能小。 2）為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面上的壓力分布均勻等，從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈性。 3）為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤(pán)中應(yīng)有扭轉(zhuǎn)減震器。 4）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。 動(dòng)片設(shè)計(jì) 為了使單盤(pán)離合器結(jié)合柔和，起步平穩(wěn)，從動(dòng)盤(pán)一般應(yīng)具有軸向彈性。具有軸向彈性的從動(dòng)片結(jié)構(gòu)可分為：整體式、分開(kāi)式和組合式長(zhǎng)城哈弗 片彈簧離合器的從動(dòng)盤(pán)采用分開(kāi)式設(shè)計(jì)。 其是將從動(dòng)片的直徑做的較小，而在外緣上鉚接 8 個(gè)扇形狀的波形彈簧片，倆摩擦片分別于從動(dòng)片和波形彈簧片鉚接在一起。由于波形彈簧片比從動(dòng)片 薄，容易的到較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，另外波形彈簧片是由同一模具沖制而成其剛度可一保證一致。 設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)需盡量減輕其重量并使其質(zhì)量的分布盡可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，已獲得較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)片一般做的比較薄通常是 鋼板沖制而。 選取從從動(dòng)盤(pán)厚度為 2動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì) 根據(jù)參考資料 2表 國(guó)標(biāo) 定花鍵標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)從動(dòng)盤(pán)外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩選取，選從動(dòng)盤(pán)轂直徑 D=140 表 3 動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸表 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 從動(dòng)盤(pán)外徑 D/鍵齒數(shù) n 花鍵外徑 D/鍵內(nèi)徑 d/厚 b/效長(zhǎng)度 L/ 壓應(yīng)力 /50 10 35 28 4 35 鍵強(qiáng)度校核 2 6 0 0 0044 m a x F e（ D dm； h=（ D /2 l m 動(dòng)盤(pán)摩擦材料選擇 離合器摩擦面片在離合器結(jié)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)生大量的熱量，因此要求摩擦片應(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，其有好的耐磨性能； 4） 能承受較高的壓盤(pán)作用載荷，