林業(yè)與園林機(jī)械課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目圓盤摩擦式離合器的設(shè)計(jì)學(xué)院工學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)機(jī)械082學(xué)號(hào)081014201姓名陳曉東指導(dǎo)教師俞國勝老師一、小型摩擦離合器設(shè)計(jì)任務(wù)書林業(yè)與園林機(jī)械課程設(shè)計(jì)1、目的通過本課程設(shè)計(jì)，掌握滑塊離心式摩擦離合器的設(shè)計(jì)方法、步驟，進(jìn)一步了解離合器的工作狀況和性能，提高機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力。2、時(shí)間兩周（截止于11月11日下午六時(shí)）3、應(yīng)完成的設(shè)計(jì)文件31設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（包括離合器性能曲線）32完整的工程設(shè)計(jì)圖（包括總裝配圖、部件圖和零件圖）要求1圖紙幅面和標(biāo)題欄采用國標(biāo)，總裝配圖為A3幅面復(fù)印紙，其余為A4幅面復(fù)印紙；2總裝配圖為手工繪圖，其余圖紙可以是計(jì)算機(jī)繪制。4設(shè)計(jì)原始參數(shù)41發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)表發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)1E52F軸端定位方式內(nèi)螺紋M840怠速RPM2100離合器與軸安裝形式同軸最高轉(zhuǎn)速RPM8000離合器主動(dòng)面與被動(dòng)面間隙115MM額定功率/轉(zhuǎn)速KW/RPM5HP/7500圓盤與圓錐摩擦離合器安裝軸直徑25MM最大輸出扭矩/轉(zhuǎn)速NM/RPM552/6000輸出功率要求15KW動(dòng)力輸出軸直徑MM16動(dòng)力輸出軸連接形式6花鍵軸伸出長度（MM）35離心式離合器允許外經(jīng)MM85MM42、其他參數(shù)要求表機(jī)械082081014201陳曉東圓盤式摩擦離合器1E52F鋼鋼設(shè)計(jì)說明書具體設(shè)計(jì)步驟1確定總體設(shè)計(jì)方案2確定離合器需要傳遞的扭矩3圓盤摩擦離合器參數(shù)與尺寸計(jì)算具體設(shè)計(jì)步驟1確定總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)要求離合器為單片干式圓盤摩擦離合器，離合器輸入端與電機(jī)之間有傳動(dòng)比14的渦輪蝸桿減速器，離心塊與被動(dòng)盤間隙取為01MM。2確定離合器需要傳遞的扭矩首先確定離合器安裝軸轉(zhuǎn)速。由于離合器輸入端與電機(jī)之間有傳動(dòng)比14的渦輪蝸桿減速器，離合器安裝軸轉(zhuǎn)速，其中I為蝸輪蝸桿減速器傳動(dòng)比I14,根據(jù)已NI發(fā)離知條件可知，計(jì)算得。750RPM發(fā)7501437RPMN離已知離合器的設(shè)計(jì)需滿足輸出功率為15KW。根據(jù)公式9PT可得1502743N工由已給公式MFMEMAX（NM）式中1扭矩儲(chǔ)備系數(shù)，一般122，此處取12故MMAX1234501MET工（）3圓盤摩擦離合器摩擦片參數(shù)與尺寸計(jì)算1）參數(shù)初定初摩擦盤工作面平均直徑計(jì)算公式為254PDD摩擦盤工作面外直徑，摩擦盤工作面內(nèi)直徑152075PD但經(jīng)驗(yàn)算與校核，所取值不能滿足條件或尺寸和力過大，不能采用。因此改取摩擦盤工作面外直徑，摩擦盤工作面內(nèi)直徑180DM2140DM由公式得1218046PDM摩擦盤寬度2B摩擦面對數(shù)M1（題目要求）摩擦片脫開時(shí)所需的間隙由題目條件給出，間隙取為1MM2）參數(shù)計(jì)算計(jì)算轉(zhuǎn)矩確定根據(jù)公式確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。CMVKT其中T為離合器理論轉(zhuǎn)矩，可取最大工作轉(zhuǎn)矩，即T工K為離合器工況系數(shù)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6222頁表633查表，此處K取12為離合器接合頻率系數(shù)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6222頁表M634查表，此處離合器接合頻率低于100次每小時(shí)，因此取1MK為離合器滑動(dòng)速度系數(shù)，根據(jù)公式VK/60PDNVS其中121804PDN為離合器轉(zhuǎn)速，N428571RPM得根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6222頁表660485739MV35查表，可得0924VK將K、代入可得MVCMVKT124059CTN壓緊力CPQD4圓盤摩擦離合器圓柱螺旋壓縮彈簧參數(shù)與尺寸計(jì)算其中5209（NCM）16CMCTPD為摩擦面的摩擦系數(shù)，本實(shí)驗(yàn)采用黃銅黃銅，取017M為摩擦面對數(shù)，通常干式M16，本實(shí)驗(yàn)取1。代入后250938167Q3）參數(shù)校核許用傳遞轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足2118CPPCTDMKT其中為許用壓強(qiáng)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6232頁表6316查P表，本實(shí)驗(yàn)取2040N2CM為摩擦片數(shù)修正系數(shù)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6238頁表631K20查表，取1將參數(shù)代入公式得2184160741568CPTNCM因此可知，滿足校核條件。CPT摩擦面壓強(qiáng)應(yīng)滿足214PQD將已知量代入公式可得N238094P2CM根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6232頁表6316查表，知黃銅黃銅的許用壓強(qiáng)為2040N，因此滿足校核條件。2CM4圓盤摩擦離合器圓柱螺旋壓縮彈簧參數(shù)與尺寸計(jì)算1原始條件最小工作載荷0N1P最大工作載荷3830NN工作行程H8MM端部結(jié)構(gòu)端部并緊，磨平，兩端支撐圈各一圈彈簧材料碳素彈簧鋼絲C級(jí)2）參數(shù)計(jì)算初算彈簧剛度P1380475/NPNMH工作極限載荷為1類載荷，故3830NJJNPJ彈簧材料直徑D及彈簧中徑D與有關(guān)參數(shù)根據(jù)與D條件從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1124頁表11219查表得JPDDJJFDP1040461529911543有效圈數(shù)N圈1543278DPP按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1117頁表11210取標(biāo)準(zhǔn)值為N325總?cè)?shù)圈12彈簧剛度P5437/DNMN工作極限載荷下的變形量291729JJFF節(jié)距T910835JDN自由高度0251072HTM根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1117頁表11212取標(biāo)準(zhǔn)值為58H彈簧外徑2410DDM彈簧內(nèi)徑135圓盤摩擦離合器軸用平鍵參數(shù)與尺寸計(jì)算螺旋角1298ARCTNARCT5740D展開長度L1632OSM3）驗(yàn)算最小載荷時(shí)的高度110058263PH最大載荷時(shí)的高度547NNM極限載荷時(shí)的高度0058JJP實(shí)際工作行程1NHH高徑比058426BD符合條件，不必進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。5圓盤摩擦離合器軸用平鍵參數(shù)與尺寸計(jì)算1）摩擦盤用平鍵參數(shù)選擇根據(jù)要求，離合器軸與摩擦片間連接采用平鍵連接。其中，；離合器主動(dòng)摩擦盤安裝軸直徑為20MM，按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊5228頁表5318查表選用如下尺寸的平鍵鍵槽深度半徑軸的公稱直徑D鍵尺寸BH軸T1轂T2最小最大1722663528016025長度L282）鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)題目要求，此處為平鍵的靜聯(lián)接，應(yīng)用的計(jì)算公式為2PPTDKL其中T為轉(zhuǎn)矩T52090NMMD軸的直徑D20MMK鍵與輪轂的接觸高度K28MM，即T2,L鍵的工作長度MM，選用B型平鍵，LL28MM許用擠壓應(yīng)力MPA，按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊5227P頁表5317查表得取100120MPAP代入公式得25096418PMPA滿足校核條件。2）蝸輪蝸桿減速器用平鍵參數(shù)選擇根據(jù)要求，離合器軸與蝸輪蝸桿減速器間連接采用平鍵連接。其中，；離合器安裝軸直徑為25MM，按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊5228頁表5318查表選用如下尺寸的平鍵鍵槽深度半徑軸的公稱直徑D鍵尺寸BH軸T1轂T2最小最大2230874033016025長度L282）鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)題目要求，此處為平鍵的靜聯(lián)接，應(yīng)用的計(jì)算公式為2PPTDKL其中T為轉(zhuǎn)矩T52090NMMD軸的直徑D25MMK鍵與輪轂的接觸高度K33MM，即T2,L鍵的工作長度MM，選用B型平鍵，LL28MM許用擠壓應(yīng)力MPA，按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊5227P頁表5317查表得取100120MPA代入公式得25094138PPMPA滿足校核條件。6圓盤摩擦離合器軸承參數(shù)與尺寸選用7圓盤摩擦離合器驅(qū)動(dòng)部分參數(shù)與尺寸確定6圓盤摩擦離合器軸承參數(shù)與尺寸選用此處軸承的作用是傳遞軸向力，因此選用推力球軸承。軸直徑D25MM，按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊7418頁表7294查表，選用以下單向推力球軸承D25D42基本尺寸/MMT11CA152基本額定載荷/KN0AC302最小載荷常數(shù)A0005脂4300極限轉(zhuǎn)速R/MIN油6000質(zhì)量/KGW0055軸承代號(hào)51000型51105D126D142其他尺寸/MMR06DA35DA32安裝尺寸/MMRA06此型號(hào)推力球軸承滿足離合器使用要求。7圓盤摩擦離合器驅(qū)動(dòng)部分參數(shù)與尺寸確定本次設(shè)計(jì)采用人力驅(qū)動(dòng)提供壓緊力，但由于壓緊力過大，人力無法提供，因此采用一杠桿凸輪機(jī)構(gòu)減小驅(qū)動(dòng)力。機(jī)構(gòu)簡圖如下所示摩擦離合器所需的壓緊力由人拉拉桿所提供的圓周方向拉力提供，人拉動(dòng)手柄形成力矩，此力矩與凸輪凸面與凹面間的正壓力乘以摩擦表面的摩擦系數(shù)所得的摩擦力所形成的力矩相平衡，而壓緊力凸輪凸面與凹面間的正壓力在軸向方向上的分力，從而可通過一個(gè)較小的人拉力形成一較大的壓緊力，從而達(dá)到壓緊離合器的目的。設(shè)壓緊力與正壓力間的夾角為45，壓緊力Q3830N，因此正壓力六設(shè)計(jì)小結(jié)七參考資料。摩擦面采用銅基粉末冶金鋼、濕式，38054163COSQFN摩擦系數(shù)取F005，因此摩擦力。541630278FFN凸輪盤直徑取150MM，可知摩擦力臂長為4375MM。手柄長度（手柄端部至軸心距離）取100MM，通過公式算得2784拉校核強(qiáng)度（60100）2541634/2PPNCM因此，人所需拉力為11848N，手柄長為100MM，凸輪盤直徑為150MM，凸輪盤上共有六個(gè)凸輪，沿圓周均勻分布。凸輪截面為頂角90的等腰三角形。8圓盤摩擦離合器其他參數(shù)與尺寸確定1）軸端面螺栓、墊片尺寸確定墊片根據(jù)離合器安裝軸尺寸，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊5150頁表51157，選取平墊圈C級(jí)（GB/T952002）公稱直徑D12MM，外徑D224MM，內(nèi)徑D1135MM，厚度H25MM螺栓根據(jù)離合器安裝軸尺寸，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊586頁表5183，選取M12的螺栓。六設(shè)計(jì)小結(jié)七參考資料機(jī)械設(shè)計(jì)高等教育出