年4月19日膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)說明書文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。摘要汽車離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)向變速器輸入的動(dòng)力。其功用為：（1）使汽車平穩(wěn)起步；（2）中斷給傳動(dòng)系的動(dòng)力，配合換檔；（3）防止傳動(dòng)系過載。膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型汽車上廣泛采用的一種離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。此設(shè)計(jì)說明書詳細(xì)的說明了輕型汽車膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)選擇以及計(jì)算過程。本文主要是對載重2噸輕型汽車的膜片式彈簧離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)車輛使用條件和車輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和要求，主要進(jìn)行了以下工作：選擇相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)主要為：摩擦片外徑的確定，離合器后備系數(shù)的確定，單位壓力的確定。并進(jìn)行了總成設(shè)計(jì)主要為：分離裝置的設(shè)計(jì)，以及從動(dòng)盤設(shè)計(jì)（從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)）和圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞:離合器,膜片彈簧,從動(dòng)盤,壓盤,摩擦片ABSTRACTAutomobileClutchintheengineandgearboxbetweentheflywheelshell,withscrewwillbefixedintheclutchassemblyaftertheplaneoftheflywheel,clutchgearboxoutputshaftistheinputshaft。Intheprocessofmovingvehicle,thedrivermayneedPedalorreleasetheclutchpedalsothattheengineandgearboxtemporaryseparationandprogressivejoint,tocutofftheengineortransmissiontothetransmissioninputpower.Itsfunctionas:(1)thecarasmoothstart,(2)tointerruptthetransmissionofpowertomeettheshift,(3)topreventtransmissionoftheoverload.InrecentyearsthecaspringclutchisakindofclutchthatwidelyAdoptedinvehicleandlightvehicle.IthasgreatcapacityoftorqueAndmorestabley,manipulateeasyandconvenient,wellequilibrium,Andalsocanproducebatch.sotheresearchoftheclutchismoreandmoreimportant.Thisdesignmanualelaboratedontheconstructionform,parametrechooseandprocessofcalculateofthelightvehicle.Thispaperisthesingle-carthecaspringclutchdesign.Accordingtotrafficconditionsandvehicleparameters,inaccordancewiththeclutchsystemofstepsandrequirements,mainlyforthefollowingwork：Selectthedesignforthemainparameters:thedeterminationoffriction-diameter,thedeterminingfactorclutchreserve,thepressureontheunitsidentified.Andthedesignofthemainassembly:theseparationdevicedesign,setdesignandfollower(thehub-drivendesign)andcylindricalcoilspringdesign,andsoon.KEYWDRDS:clutch,thecaspring,drivenplate,frictiondisc緒言汽車是重要的交通運(yùn)輸工具，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志，隨著現(xiàn)代生活的節(jié)奏越來越快，人們對交通工具的要求也越來越高。汽車作為最普通的交通工具，在日常的生活和工作中起了重要的作用。因此，汽車工業(yè)的規(guī)模及產(chǎn)品的質(zhì)量就成為衡量一個(gè)國家技術(shù)的重要標(biāo)志之一。對于汽車來說，由于它要求具有自重輕、行駛速度高、加速性好、適于各種路面上甚至無路地區(qū)行駛及機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，長期以來，它的發(fā)動(dòng)機(jī)都采用內(nèi)燃機(jī)?？墒?，由內(nèi)燃機(jī)的扭矩—轉(zhuǎn)速特性曲線可知，在其整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩變化小，最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速較高，不能適應(yīng)汽車可能遇到的各種行駛條件：如起步、爬坡、經(jīng)過各種路面和無路地區(qū)等。因此，在汽車上需要有一套復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)，以使內(nèi)燃機(jī)能適應(yīng)汽車行駛的需要?，F(xiàn)代汽車上常見的是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，它是由離合器及變速器、萬向節(jié)傳動(dòng)軸、主減速器、差速器和驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置等部件組成。在上述機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)中，離合器作為一個(gè)獨(dú)立的部件而存在。它實(shí)際上是一種是一種依靠其主、從動(dòng)件之間的摩擦來傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)，見圖0.1圖0.1離合器工作原理圖1—飛輪；2—從動(dòng)盤；3—離合器踏板；4—壓緊彈簧；5—變速器第一軸；6—從動(dòng)盤轂離合器是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的部件，用來分離或給發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的動(dòng)力傳遞。其基本功用有三：第一：在汽車起步時(shí)，經(jīng)過離合器主動(dòng)部分（和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連）和從動(dòng)部分（與變速器第一軸相接）之間的滑磨、轉(zhuǎn)速的逐漸接近，使旋轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)和原來靜止的傳動(dòng)系平穩(wěn)地聯(lián)接起來，以保證汽車平穩(wěn)起步。第二：當(dāng)變速器換檔時(shí)，經(jīng)過離合器主從動(dòng)部分的迅速分離來切斷動(dòng)力傳遞，以減輕換檔時(shí)齒輪間的沖擊，便于換檔。第三：當(dāng)傳給離合器的扭矩超過其所能傳遞的最大力矩（即離合器的最大摩擦力矩）時(shí)，其主從動(dòng)部分將產(chǎn)生相對滑磨。這樣離合器就起著保護(hù)傳動(dòng)系防止其過載的作。由于離合器上述三方面的功用，使離合器在汽車結(jié)構(gòu)上有著舉足輕重的地位。然而早期的離合器結(jié)構(gòu)尺寸大，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，引起變速器換檔困難，而且這種離合器在結(jié)合時(shí)也不夠柔和，容易卡住，散熱性差，操縱也不方便，平衡性能也欠佳。因此為了克服上述困難，能夠選擇膜片彈簧離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大且較穩(wěn)定，操縱輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。本設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置中的離合器在設(shè)計(jì)中對各種離合器類型進(jìn)行分析，探討，最后設(shè)計(jì)出使用于載重量為2T的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)輕型汽車車用離合器。第1章概述膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型載貨汽車上廣泛采用的一種離合器。因其作為壓簧，能夠同時(shí)兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡化，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。另外，因膜片是一種對稱零件，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，從而降低了對壓盤的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降。那么能夠看出，對于輕型車膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究對于改進(jìn)汽車離合器各方面的性能具有十分重要的意義。作為壓緊彈簧的所謂膜片彈簧，是由彈簧鋼沖壓成的，具有“無底碟子”形狀的截錐形薄壁膜片，且自其小端在錐面上開有許多徑向切槽，以形成彈性杠桿，而其余未切槽的大端截錐部分則起彈簧作用。膜片彈簧的兩側(cè)有支承圈，而后者借助于固定在離合器蓋上的一些（為徑向切槽數(shù)目的一半）鉚釘來安裝定位。當(dāng)離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時(shí)，由于離合器蓋靠向飛輪，后支承圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角變大，甚至膜片彈簧幾乎變平。同時(shí)在膜片彈簧的大端對壓盤產(chǎn)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。當(dāng)離合器分離時(shí)，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點(diǎn)發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并經(jīng)過分離鉤拉動(dòng)壓盤后移使離合器分離。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此設(shè)計(jì)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎不變，且能夠減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對離合器軸的中心線是對稱的，因此其壓緊力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，摩擦均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，而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，而且正大力擴(kuò)展到載貨汽車和重型汽車上，國外已經(jīng)設(shè)計(jì)出了傳遞轉(zhuǎn)矩為80~~N.m、最大摩擦片外徑達(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)28~32t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)簡化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改進(jìn)，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。第2章離合器結(jié)構(gòu)方案選取2.1《設(shè)計(jì)任務(wù)書》給定參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及轉(zhuǎn)速：63Kw/3800rpm發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速：179N.m/2500rpm整車總質(zhì)量：4.095噸裝載質(zhì)量：2噸主減速比：5.83變速器低檔傳動(dòng)比：5.56輪胎型號：6.50-16在設(shè)計(jì)離合器時(shí)，應(yīng)根據(jù)車型的類別，使用要求制造條件以及“三化”（系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)化）要求等，合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)。在離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮以下幾點(diǎn)：1：保證離合器結(jié)合平順和分離徹底。2：離合器從動(dòng)部分和主動(dòng)部分各自的連接形式和支承。3：離合器軸的軸向定位和軸承潤滑4：運(yùn)動(dòng)零件的限位5：離合器的調(diào)整。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，在本設(shè)計(jì)中都將全面的考慮，并采用相應(yīng)的措施予以實(shí)現(xiàn)。2.2.1從動(dòng)盤數(shù)及干濕式選取根據(jù)已知條件知道載重2噸輕型汽車可選取單片干式膜片彈簧摩擦離合器，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的離合器結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，軸向尺寸緊湊，分離徹底，從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，散熱性好，采用軸向有彈性的從動(dòng)盤結(jié)合平順，廣泛用于轎車及微、中型客車和貨車上，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不大于1000N.m的大型客車和重型貨車上也有所推廣。因此該離合器選取單片干式膜片彈簧離合器。2.2.2壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式及布置離合器的壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等。可采用沿圓周布置、中央布置、和斜置等布置形式。根據(jù)本所設(shè)計(jì)的離合器的已知系數(shù)和使用條件選取膜片彈簧離合器比較合適。作為壓緊彈簧的所謂膜片彈簧，是由彈簧鋼沖壓成的，具有“無底碟子”形狀的截錐形薄壁膜片，且自其小端在錐面上開有許多徑向切槽，以形成彈性杠桿，而其余未切槽的大端截錐部分則起彈簧作用。膜片彈簧的兩側(cè)有支承圈，而后者借助于固定在離合器蓋上的一些（為徑向切槽數(shù)目的一半）鉚釘來安裝定位。當(dāng)離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時(shí)，由于離合器蓋靠向飛輪，后支承圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角變大，甚至膜片彈簧幾乎變平（參看2.1圖）。同時(shí)在膜片彈簧的大端對壓盤產(chǎn)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。當(dāng)離合器分離時(shí)，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點(diǎn)發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并經(jīng)過分離鉤拉動(dòng)壓盤移到膜后移使離合器分離。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此設(shè)計(jì)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎不變，且能夠減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對離合器軸的中心線是對稱的，因此其壓緊力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，摩擦均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，而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，而且正大力擴(kuò)展到載貨汽車和重型汽車上，國外已經(jīng)設(shè)計(jì)出了傳遞轉(zhuǎn)矩為80~~N.m、最大摩擦片外徑達(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)28~32t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（見圖2.2a）。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，并將支承圈片彈簧的大端附近（見圖2.3b），使結(jié)構(gòu)簡化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改進(jìn)，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(見圖2圖2.1膜片彈簧離合器的工作原理圖（a）自由狀態(tài)；（b）壓緊狀態(tài)；（c）分離狀態(tài)圖2.2推式和拉膜片彈簧力作用點(diǎn)位置對照圖（a）推式離合器;（b）拉式離合器圖2.3(a)一般壓式操縱(b)拉式操縱2.2.3壓盤的驅(qū)動(dòng)方式壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，但這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器分離過程中能自由的作軸向移動(dòng)。壓盤與飛輪的連接方式或驅(qū)動(dòng)方式有：凸塊—窗孔式、傳力銷式、鍵式以及彈性傳動(dòng)片式等（見圖2.4）。近年來廣泛采用彈性傳動(dòng)片式。因?yàn)榱硗鈳追N方式有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即連接之間有間隙（如凸塊與窗孔之間的間隙約為0.2mm）。這樣在傳動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生沖擊和噪聲，甚至可能導(dǎo)致凸塊根部產(chǎn)生裂紋而造成零件的早期破壞。另外，在離合器分離時(shí)，由于零件間的摩擦將降低離合器操縱部分的傳動(dòng)效率。彈性傳動(dòng)片是由薄彈簧鋼沖壓而成（見圖2.4e），其一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，且一般用3~4組（每組2~3片）沿圓周切向布置以改進(jìn)傳動(dòng)片的受力狀況，這時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)片時(shí)受拉，當(dāng)由車輪滑行時(shí)反轉(zhuǎn)受壓。這種利用傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)壓盤的方式不緊消除了上述缺點(diǎn)，而且簡化了結(jié)構(gòu)，降低了對裝配精度的要求且有利于壓盤的定中。因此該離合器采用彈性傳動(dòng)片。圖2.4壓盤的驅(qū)動(dòng)方式a—凸塊窗孔式；b—傳力銷式；c—鍵槽—指銷式；d—鍵齒式；e—彈性傳動(dòng)片式2.2.4分離軸承的類型分離軸承在工作中主要承受軸向力，在分離離合器時(shí)由于分離軸承旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，形成其徑向力。故離合器的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承兩種。前者適合于高速低軸向負(fù)荷，后者適合于相反情況.常見含潤滑油脂的密封止推球軸承;小型車有時(shí)采用含油石墨止推滑動(dòng)軸承。分離軸承與膜片彈簧之間有沿圓周方向的滑磨，當(dāng)兩者旋轉(zhuǎn)中不同心時(shí)也伴有徑向滑磨。為了消除因不同心導(dǎo)致的磨損并使分離軸承與膜片彈簧內(nèi)端接觸均勻，膜片彈簧離合器廣泛采用自動(dòng)調(diào)心式分離裝置（見圖2.5）。它有內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)軸承，軸承罩，波形片簧（見圖2.5）中4，它由厚約為0.7㎜的65Mn鋼帶制成，油淬、模內(nèi)回火度HRC43～51）及分離套筒組成。由于軸承與套筒間都留有足夠徑向間隙以保證分離軸承相對于分離套筒能夠徑向移動(dòng)1mm左右，因此當(dāng)膜片相對分離套筒有偏斜時(shí)，由于波形片簧能夠產(chǎn)生變形，允許分離軸承產(chǎn)生相正確偏斜，以保證膜片彈簧仍能被均勻的壓緊，也防止了膜片彈簧分離指處的異常磨損并減少了噪音。另外由于分離指與直徑較小的軸承內(nèi)圈接觸，則增大了膜片彈簧的杠桿比。分離套筒支撐著分離軸承并位于變速器第一軸軸承蓋的軸頸上，能夠軸向移動(dòng)。分離器結(jié)合后，分離軸承與分離杠桿之間一般有3~~4mm間隙，以免在摩擦片磨損后引起壓盤壓力不足而導(dǎo)致離合器打滑使摩擦片以及分離軸承燒壞。此間隙使踏板有段自由行程。有的轎車采用無此間隙的內(nèi)圈恒轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，用輕微的油壓或彈簧力使分離軸承與杠桿端（多為膜片彈簧）經(jīng)常貼合，以減輕磨損和減少踏板行程。圖2.5自動(dòng)調(diào)心軸承裝置1—分離軸承罩；2—分離軸承；3—分離套筒；4—波形彈簧片2.2.5離合器的通風(fēng)散熱措施提高離合器工作性能的有效措施是借助于其通風(fēng)散熱系統(tǒng)降低其摩擦表面的溫度。在正常使用條件下，離合器的壓盤工作表面的溫度一般均在180℃以下，隨著其溫度的升高，摩擦片的磨損將加快。當(dāng)壓盤工作表面的溫度超過180℃～200℃時(shí)，摩擦片的磨損速度將急劇升高。在特別嚴(yán)酷的使用條件下，該溫度有可能達(dá)到1000第3章離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定在初步確定了離合器的結(jié)構(gòu)形式之后就要確定其基本結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。3.1摩擦片外徑及其它尺寸的確定摩擦片的外徑D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，因此應(yīng)先確定摩擦片的外徑D在確定外徑時(shí)，能夠根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式（3.1）計(jì)算出：D=100式(3.1)式中：D——摩擦片外徑，㎜T——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，N.mA——和車型及使用條件有關(guān)的常數(shù)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：T=179N.m2噸輕型載貨汽車：單片摩擦離合器A=36由公式（3.1）代入相關(guān)數(shù)據(jù)，則得：D=223㎜根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，根據(jù)下表3.1“離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)”（即GB1457—74）表3.1離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑D/㎜160180200225250280300325350380405430內(nèi)徑d/㎜110125140150155165175190195205220230厚度/㎜3.23.53.53.53.53.53.53.54444=d/D0.6870.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5350.5321－0.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847單位面積/1061321602213024024665466787299081037可?。耗Σ疗嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸：外徑D=225㎜內(nèi)徑d=150㎜厚度h=3.5㎜內(nèi)徑與外徑比值C′=0.673.2離合器后備系數(shù)的確定后備系數(shù)保證了離合器能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，同時(shí)它有助于減少汽車起步時(shí)的滑磨，提高了離合器的使用壽命。但為了離合器的尺寸不致過大，減少傳遞系的過載，使操縱輕便等，后備系數(shù)又不宜過大。在開始設(shè)計(jì)離合器時(shí)一般是參照統(tǒng)計(jì)質(zhì)料，并根據(jù)汽車的使用條件，離合器結(jié)構(gòu)形式等特點(diǎn)，初步選定后備系數(shù)。汽車離合器的后備系數(shù)的推薦值：小轎車：=1.3—1.75載重車:=1.7—2.25帶拖掛的重型車或牽引車:=2.0—3.0本設(shè)計(jì)的是2噸輕行載貨汽車用離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計(jì)質(zhì)料“中國一些汽車離合器的主要參數(shù)”（見下表3.2），并根據(jù)最大總質(zhì)量不超過6噸的載貨汽車=1.20—1.75，選定其后備系數(shù)=1.40表3.2中國一些汽車離合器的主要參數(shù)車型離合器的形式彈簧數(shù)目摩擦片尺寸總壓力（Kg）摩擦力矩（Kg.m）后備系數(shù)單位壓力（）D㎜d㎜上海SH130單、干925415053125．91．681．61北京BJ130單、干625415047123．81．361．43躍進(jìn)NJ130單、干925415074037．31．822．20解放CA10B單、干1228016567276．52．41．69交通SH142單、干12276178720411．522．05黃河JN150單、干6350195704961．411．04東風(fēng)EQ140單、干163251901072691．81．963.3單位壓力P的確定摩擦面上的單位壓力P的值和離合器本身的工作條件,摩擦片的直徑大小,后備系數(shù),摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān).離合器使用頻繁,工作條件比較惡劣(如城市用的公共汽車和礦用載重車),單位壓力P較小為好。當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓力P。因?yàn)樵谄渌鼦l件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時(shí)發(fā)熱厲害，再加上因整個(gè)零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力P應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。前面已經(jīng)初步確定了摩擦片的基本尺寸；外徑D=225㎜內(nèi)徑d=150㎜厚度h=3.5㎜內(nèi)徑與外徑比值C′=0.67又初選=1.40運(yùn)用公式（3.2）能夠校核單位壓力PT=T=PD(1－)式(3.2)上式中：Z對彈片離合器取2對用有機(jī)材料摩擦片，在設(shè)計(jì)時(shí)，其摩擦系數(shù)可取=0.3根據(jù)式（3.2）代入相關(guān)數(shù)據(jù)則得：P=0.24MP=2.32Kg/㎝又由下圖3.1中的曲線1中查得：由摩擦片外徑D=225㎜，從圖中的關(guān)系可查得：該離合器摩擦片的單位容許單位壓力[P]為：[P]=2.5Kg/㎝也即是摩擦面上的單位壓力P＜[P],沒有超出允許范圍.因此上述各基本結(jié)構(gòu)參數(shù)合適。圖3.1單位壓力與摩擦片外徑的關(guān)系1—適用于小轎車；2—適用于載貨汽車第4章離合器從動(dòng)盤設(shè)計(jì)4.1從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)簡要介紹在現(xiàn)代汽車上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動(dòng)盤,用以避免汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的共振,緩和沖擊,減少噪聲,提高傳動(dòng)系統(tǒng)零件的壽命,改進(jìn)汽車行使的舒適性,并使汽車平穩(wěn)起步。從動(dòng)盤主要由從動(dòng)片，從動(dòng)盤轂，，摩擦片等組成，由下圖4.1能夠看出，摩擦片1，13分別用鉚釘14，15鉚在波形彈簧片上，而后者又和從動(dòng)片鉚在一起。從動(dòng)片5用限位銷7和減振12鉚在一起。這樣，摩擦片，從動(dòng)片和減振盤三者就被連在一起了。在從動(dòng)片5和減振盤12上圓周切線方向開有6個(gè)均布的長方形窗孔，在在從動(dòng)片和減振盤之間的從動(dòng)盤轂8法蘭上也開有同樣數(shù)目的從動(dòng)片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧11，以便三者彈性的連接起來。在從動(dòng)片和減振盤的窗孔上都制有翻邊，這樣能夠防止彈簧滑脫出來。在從動(dòng)片和從動(dòng)盤轂之間還裝有減振摩擦片6，9。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，從動(dòng)片及減振盤相對從動(dòng)盤轂發(fā)生來回轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會(huì)很快被減振摩擦片的摩擦所吸收。圖4.1帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤1，13—摩擦片；2，14，15—鉚釘；3—波形彈簧片；4—平衡塊；5—從動(dòng)片；6，9—減振摩擦；7—限位銷；8—從動(dòng)盤轂；10—調(diào)整墊片；11—減振彈簧；12—減振盤4.2從動(dòng)盤設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)從動(dòng)盤時(shí)一般應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求:為了減少變速器換檔時(shí)齒輪間的沖擊，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻等從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減振器要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度4.2.1從動(dòng)片的選擇和設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)要盡量減輕質(zhì)量，并使質(zhì)量的分布盡可能靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這是因?yàn)槠囋谛旭傊羞M(jìn)行換檔時(shí)，首先要分離離合器，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速必然要在離合器換檔的過程中發(fā)生變化，或是增速（由高檔換為低檔）或是降速（由低檔換為高檔）。離合器的從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，而使變速器換檔齒輪之間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步裝置加速磨損。慣性力的大小與沖動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，因此為了見效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從動(dòng)片都做的比較薄，一般是用1.3~2.0㎜厚的薄鋼板沖壓而成,為了進(jìn)一步減小從動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,有時(shí)將從動(dòng)片外緣的盤形部分磨至0.65～1.0㎜,使其質(zhì)量更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般都作成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)，這樣，在離合器的結(jié)合過程中，主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的壓力是逐漸增加的，從而保證離合器所傳遞的力矩是緩和增長的。另外，彈性從動(dòng)片還使壓力的分布比較均勻，改進(jìn)表面的接觸，有利于摩擦片的磨損。具有軸向彈性的的傳動(dòng)片有以下三種形式：整體式的彈性從動(dòng)片，分開式的彈性從動(dòng)片、及組合式彈性從動(dòng)片。，在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是2噸輕型載貨汽車的離合器，故采能夠用整體式彈性從動(dòng)片，其簡化結(jié)構(gòu)見下圖4.2，離合器從動(dòng)片采用2㎜厚的的薄鋼板沖壓而成，其外徑由摩擦面外徑?jīng)Q定，在這里取225㎜，內(nèi)徑由從動(dòng)盤轂的尺寸決定，這將在以后的設(shè)計(jì)中取得。為了防止由于工作溫度升高后使從動(dòng)盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動(dòng)剛片上沿徑向開有幾條切口。由于其采用整體式彈性從動(dòng)片，從動(dòng)片沿半徑方向開槽,其結(jié)構(gòu)簡圖見下圖4.2,將外圓部分分割成許多扇形,并將扇形部分沖壓成依次向相同方向彎曲的波浪形,使其具有軸向彈性,兩邊的摩擦片則分別鉚在扇形片上.在離合器結(jié)合的過程中,從動(dòng)片被壓緊,彎曲的波浪扇形部分被逐漸壓平從動(dòng)盤摩擦面片所傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸增大,使其結(jié)合過程較平順,柔和,整體式彈性從動(dòng)片根據(jù)從動(dòng)片尺寸的大小可制成6～12個(gè)切槽,并常常將扇形部分與中央部分的連接處切成 T形槽,目的是進(jìn)一步減小剛度,增加彈性.相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸參看設(shè)計(jì)圖紙。從鋼動(dòng)片材料一般采用高碳剛或彈簧剛板沖壓而成，經(jīng)熱處理后達(dá)到所要求的硬度,相關(guān)尺寸見零件圖。圖4.2整體式彈性從動(dòng)片1—從動(dòng)片；2—摩擦片；3—鉚釘4.2.2從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂在變速器第一軸前端的花鍵上，當(dāng)前一般都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，花鍵之間為動(dòng)配合，以便在離合器分離和結(jié)合時(shí)從動(dòng)盤轂?zāi)軌蛟谳S上自由移動(dòng)。本離合器設(shè)計(jì)中的從動(dòng)盤轂花鍵也用齒側(cè)定心的矩形花鍵。在設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂花鍵時(shí)，能夠根據(jù)從動(dòng)盤外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩來選取。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)從動(dòng)盤外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來選取從動(dòng)盤花鍵轂花鍵的有關(guān)尺寸，由GB1144—74，根據(jù)下表4.1可得：花鍵齒數(shù)n=10花鍵外徑D′=34㎜花鍵內(nèi)徑d′=27㎜齒厚b=4㎜有效齒長L=33㎜從動(dòng)盤轂一般用中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過[]=20MP，本從動(dòng)盤轂材料選用40Cr。為了保證從動(dòng)盤轂在變速器第一軸上滑動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生偏斜，而影響離合器的徹底分離，從動(dòng)盤轂的軸向尺寸不應(yīng)過小，一般取其尺寸與花鍵外徑大小相同，對在嚴(yán)重情況下工作的離合器，其長度更大，可達(dá)到花鍵外徑的1.4倍?；ㄦI的尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，由于花鍵的損壞形式主要是表面受力過大而破壞，因此花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力校核，如果應(yīng)力偏大能夠適當(dāng)增加花鍵轂的軸向長度。花鍵擠壓應(yīng)力校核公式如下式（4.1）：=（MP）式(4.1)式中：P——花鍵的齒側(cè)面壓力，N。它有下式確定：P=D′,d′——分別為花鍵的外徑，內(nèi)徑，mZ——從動(dòng)盤轂的數(shù)目T——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N.mN——花鍵齒數(shù)h——花鍵齒工作高度，m；h=l——花鍵有效長度，m代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：P=11737N=11.7MP該花鍵轂花鍵的=11.7MP﹤[]=20MP因此該花鍵轂花鍵的尺寸合適,花鍵的結(jié)構(gòu)簡圖見圖4.3，，從動(dòng)盤轂見零件圖紙。表4.1從動(dòng)盤轂花鍵尺寸系列從動(dòng)盤外徑D/㎜發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩/N.m花鍵齒數(shù)n花鍵外徑/㎜花鍵內(nèi)徑/㎜齒厚/㎜有效齒長l/㎜擠壓應(yīng)力/M16018020022525028030032535038041043045050701101502002803103804806007208009501010101010101010101010101023262932353540404040454552182123262832323232323636413344445555556202025303540404550556065651010．811．311．510．412．710．711．613．215．213．113．512．5圖4.3花鍵結(jié)構(gòu)示意圖4.2.3摩擦片的材料選取及與從動(dòng)片的固緊方式摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求：⑴應(yīng)具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對摩擦系數(shù)的影響小。⑵要有足夠的耐磨性，特別在高溫時(shí)應(yīng)耐磨。⑶要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，特別在高溫時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)較好⑷熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時(shí)分離出的粘合劑較少，無味，不易燒焦⑸磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面⑹油水對摩擦性能的影響應(yīng)最?、私Y(jié)合時(shí)應(yīng)平順而無“咬住”和“抖動(dòng)”現(xiàn)象由以上的要求,當(dāng)前車用離合器上廣泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合劑及其它輔助材料混合熱壓而成，其摩擦系數(shù)大約在0.3左右。這種摩擦片的缺點(diǎn)是材料的性能不穩(wěn)定，溫度，滑磨速度及單位壓力的增加都將摩擦系數(shù)的下降和磨損的加劇。因此當(dāng)前正在研制具有傳熱性好、強(qiáng)度高、耐高溫、耐磨和較高摩擦系數(shù)（可達(dá)0.5左右）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。在該設(shè)計(jì)中選取的是石棉合成物制成的摩擦材料。固緊摩擦片的方法采用較軟的黃銅鉚釘直接鉚接，采用這種方法后，當(dāng)在高溫條件下工作時(shí)，黃銅鉚接有較高的強(qiáng)度，同時(shí)，當(dāng)釘頭直接與主動(dòng)盤表面接觸時(shí)，黃銅鉚釘不致像鋁鉚釘那樣會(huì)加劇主動(dòng)盤工作表面的局部磨損，磨損后的生成物附在工作表面上對摩擦系數(shù)的影響也較小。這種鉚接法還有固緊可靠和磨損后換裝摩擦片方便等優(yōu)點(diǎn)。第5章壓盤的設(shè)計(jì)5.1壓盤傳力方式的選擇壓盤（其結(jié)構(gòu)見零件圖）是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，因此它必須和飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器的分離過程中能自由的沿軸向移動(dòng)。如前面所述采用采用傳動(dòng)片式的傳力方式。由彈簧鋼帶制成的傳動(dòng)片一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，為了改進(jìn)傳動(dòng)片的受力情況，它一般都是沿圓周布置。5.2壓盤的幾何尺寸的確定由于摩擦片的的尺寸在前面已經(jīng)確定，故壓盤的內(nèi)外徑也可因此而確定。壓盤外徑D=231㎜壓盤內(nèi)徑d=138㎜那么壓盤的的尺寸歸結(jié)為確定其厚度。壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)：壓盤應(yīng)有足夠的質(zhì)量在離合器的結(jié)合過程中，由于滑磨功的存在，每結(jié)合一次都要產(chǎn)生大量的熱，而每次結(jié)合的時(shí)間又短（大約在3秒鐘左右），因此熱量根原來不及全部傳到空氣中去，這樣必然導(dǎo)致摩擦副的溫升。在頻繁使用和困難條件下工作的離合器，這種溫升更為嚴(yán)重。它不但會(huì)引起摩擦片摩擦系數(shù)的下降，磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鹉Σ疗蛪罕P的損壞。由于用石棉材料制成的摩擦片導(dǎo)熱性很差，在滑磨過程中產(chǎn)生的熱主要由飛輪和壓盤等零件吸收，為了使每次接合時(shí)的溫升不致過高，故要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量。壓盤應(yīng)具有較大的剛度壓盤應(yīng)具有足夠大的剛度，以保證在受熱的情況下不致產(chǎn)生翹曲變形，而影響離合器的徹底分離和摩擦片的均勻壓緊。鑒于以上兩個(gè)原因壓盤一般都做得比較厚（載重汽車上一般不小于15㎜），但一般不小于10㎜在該設(shè)計(jì)中，初步確定該離合器的壓盤的厚度為13㎜。在初步確定該離合器壓盤厚度以后，應(yīng)校核離合器接合一次時(shí)的溫升，其接合一次的溫升不得超過8°—10°。若溫升過高能夠適當(dāng)增加壓盤的厚度。根據(jù)下面公式（5.1）來進(jìn)行校核：=式(5.1)式中：——溫升，℃L——滑磨功，N.m,L=0.5JW=,m=m=——分配到壓盤上的滑磨功所占的百分比：單片離合器壓盤=0.50C——壓盤的比熱容，對鑄鐵壓盤，C=544.28J/(㎏·K)m——壓盤質(zhì)量，㎏根據(jù)公式（5.1）代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得；=5℃此數(shù)值=5℃＜8°—10°故該厚度符合要求5.3壓盤和傳動(dòng)片的材料選擇壓盤形狀一般比較復(fù)雜，而且還需要耐磨，傳熱性好和具有較高的摩擦系數(shù)，故一般見灰鑄鐵鑄造而成，其金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為HB170～227，其摩擦表面的光潔度不低與1.6。為了增加機(jī)械強(qiáng)度，還能夠另外添加少量合金元素。在本設(shè)計(jì)中用材料為3號灰鑄鐵JS—1，工作表面光潔度取為1.6.傳力片材料選用80號鋼,根據(jù)前面所設(shè)計(jì)的壓盤,摩擦片及從動(dòng)片的厚度,以及以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),傳動(dòng)片的結(jié)構(gòu)示意圖可確定為下圖5.1所示：圖5.1傳力片示意圖初步定傳動(dòng)片的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：共設(shè)3組傳動(dòng)片（i=3）,每組2片（n=2）,傳動(dòng)片的幾何尺寸為：寬b=14㎜，厚h=1㎜,傳力片上孔間的距離l=50㎜,孔的直徑d=6㎜，傳力片切向布置，圓周半徑（也即是孔中心所在圓周半徑）R=249㎜，傳動(dòng)片的材料彈性模量E=2×10MP，根據(jù)上面所選定的尺寸進(jìn)行傳動(dòng)片的強(qiáng)度校核，根據(jù)下面幾個(gè)相關(guān)公式：=l－d(有效長度)式(5.2)==12Eni/（總剛度）式(5.3)=3Eh/(壓盤，膜片彈簧和離合器蓋組裝時(shí)的最大應(yīng)力)式(5.5)=3Eh/－6/inRb+/inRbh(正向驅(qū)動(dòng)時(shí)應(yīng)力公式)式(5.6)=3Eh/+6/inRb－/inRbh(反向驅(qū)動(dòng)時(shí)應(yīng)力公式)式(5.7)=·f(彈性恢復(fù)力)式(5.8)根據(jù)以上公式進(jìn)行校核，該傳動(dòng)片符合要求。5.4離合器蓋的設(shè)計(jì)離合器蓋一般都與飛輪固定在一起，經(jīng)過它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩。另外，它還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：⑴離合器的剛度離合器分離杠桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，即當(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會(huì)降低離合器操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)還可能造成離合器分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會(huì)造成變速器的換檔困難。因此為了減輕重量和增加剛度，該離合器蓋采用厚度約為4㎜的低碳鋼板（如08鋼板）沖壓成帶加強(qiáng)筋和卷邊的復(fù)雜形狀。⑵離合器的通風(fēng)散熱為了加強(qiáng)離合器的冷卻離合器蓋必須開有許多通風(fēng)窗口，一般在離合器壓緊彈簧座處開有通風(fēng)窗口。⑶離合器的對中問題離合器蓋內(nèi)裝有分離杠桿、壓盤、壓緊彈簧等重要零件，因此它相對與飛輪必須有良好的對中，否則會(huì)破壞離合器的平衡，嚴(yán)重影響離合器的工作。離合器蓋的對中方式有兩種，一種是用止口對中，另有種是用定位銷或定位螺栓對中，由于本設(shè)計(jì)選用的是傳動(dòng)片傳動(dòng)方式，因而離合器蓋經(jīng)過一外圓與飛輪上的內(nèi)圓止口對中。第6章離合器分離裝置的設(shè)計(jì)離合器的分離裝置包括分離桿，分離軸承和分離套筒。6.1分離桿的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)才用的是膜片彈簧的壓緊機(jī)構(gòu)，分離桿的作用由膜片彈簧中的分離指來完成。其結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)在后續(xù)設(shè)計(jì)中確定。在設(shè)計(jì)分離桿時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：①分離桿要有足夠的剛度②分離桿的鉸接處應(yīng)避免運(yùn)動(dòng)上的干涉③分離桿內(nèi)端的高度能夠調(diào)整6.2離合器分離套筒和分離軸承的設(shè)計(jì)分離軸承在工作中主要承受軸向力，在離合器分離時(shí)，由于分離軸承的旋轉(zhuǎn)，在受離心力的作用下，還承受徑向力。在傳統(tǒng)離合器中采用的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承。而在現(xiàn)代汽車離合器中主要采用了角接觸式的徑向推力球軸承，并由軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)的是膜片彈簧離合器，為了保證在分離離合器時(shí)分離軸承能均勻地壓緊膜片彈簧內(nèi)端，采用能夠自位（自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)中心）的分離裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖6.1，能夠彌補(bǔ)因幾何上偏移造成的強(qiáng)烈振動(dòng)。圖6.1自動(dòng)調(diào)心軸承1—分離軸承罩；2—分離軸承；3—分離套筒；4—波形彈簧片自位分離軸承和分離套筒經(jīng)過碟形彈簧裝配在一起成為一體，碟形彈簧小端卡緊在軸承套筒座的外凸臺(tái)部位，其大端壓緊軸承外圈的內(nèi)端面，依靠摩擦把分離軸承與軸承套筒連在一起。圖中間隙A所允許的調(diào)節(jié)量為1.4—2.4㎜。這種軸承的內(nèi)外圈可由80Cr2軸承鋼沖制加工而成，外密封環(huán)用0.5厚板材沖制,表面有硫化氟橡膠,其密封刃口朝向軸承內(nèi)座圈來密封.軸承中分布了15個(gè)鋼球。分離套筒裝在變速器第一軸承蓋的軸頸上，兩者之間為間隙配合，能夠在自由移動(dòng)，而分離軸承內(nèi)圈與分離套筒座相配合處徑向有0.5㎜的間隙.在離合器處于結(jié)合狀態(tài)時(shí),分離軸承的端面與分離杠桿之間應(yīng)留有3—4㎜間隙，以備在摩擦片磨損的情況下，不致防礙壓盤繼續(xù)壓緊從動(dòng)盤總成，以保證可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。這個(gè)間隙反映為踏板上的一段自由行程。在本設(shè)計(jì)中，由前面選擇的花鍵轂花鍵的尺寸（外徑34，內(nèi)徑27）因而根據(jù)有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)可初選一系列有關(guān)分離軸承和分離套筒及軸頸之間的配合尺寸：分離軸承內(nèi)徑分離套筒外徑分離套筒內(nèi)徑第一軸軸承蓋軸頸外徑第一軸軸承蓋軸頸內(nèi)徑5553444438分離軸承必須進(jìn)行潤滑，本設(shè)計(jì)采用的潤滑方式為定期進(jìn)行潤滑，在分離套筒上開有用來注潤滑油的缺口，而在離合器殼上裝有注油杯并用軟管通到分離套筒的缺口處。分離套筒的有關(guān)結(jié)構(gòu)見裝配圖。在軸承的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對其使用壽命和承載能力進(jìn)行校核計(jì)算。在本設(shè)計(jì)中由于充分考慮到分離軸承的工作條件比較理想，以及每次分離的時(shí)間也不太長，因而對該項(xiàng)校核工作不予考慮，也即認(rèn)為所選取的軸承型號能適應(yīng)各個(gè)方面的要求。第7章離合器膜片彈簧的設(shè)計(jì)7.1膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由前面能夠知道，本設(shè)計(jì)中的壓緊彈簧是膜片彈簧。而膜片彈簧離合器分推式和拉式，在本設(shè)計(jì)中采用推式結(jié)構(gòu)。膜片彈簧的結(jié)構(gòu)形狀如下圖7.1，它是由彈簧鋼板沖壓而成的。圖7.1（a）膜片彈簧（b）碟形彈簧從圖中能夠看出，膜片彈簧在結(jié)構(gòu)形狀上分為兩部分。在膜片彈簧的大端處為一完整的截錐體，像圖7.1中b的樣子，它的形狀像一個(gè)無底的碟子和一般機(jī)械上用的碟形彈簧完全一樣，故稱作碟簧部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。碟形彈簧的彈性作用是這樣：沿其軸線方向加載，碟簧受壓變平，卸載后又恢復(fù)原形如圖7.1b所示。能夠說膜片彈簧是碟形彈簧的一種特殊結(jié)構(gòu)形式。所不同的是，在膜片彈簧上還包括有徑向開槽部分。膜片彈簧上的徑向開槽部分像一圈瓣片，它的作用是，當(dāng)離合器分離時(shí)作為分離杠桿。故它又稱分離爪。分離爪與碟簧部分交接處的徑向槽較寬呈長方圓形孔。這樣做，一方面能夠減少分離爪根部應(yīng)力集中，一方面又可用來安置銷釘固定膜片彈簧，分離爪根部的過渡圓角R＞4.57.2膜片彈簧的變形特性和加載方式由于膜片彈簧采用推式結(jié)構(gòu)，故其正裝。離合器在分離和接合時(shí)，膜片彈簧的加載情況不一樣，相應(yīng)的有兩種加載方式和變形情況：⑴接合時(shí)離合器接合時(shí)，膜片彈簧起壓緊彈簧之用，在壓盤——離合器蓋總成未與飛輪裝合以前，膜片彈簧近似處于自由狀態(tài)，如圖7.2a所示，膜片彈簧對壓盤無壓緊作用。當(dāng)壓盤——離合器蓋總成與飛輪裝合時(shí)，離合器蓋前端面向飛輪前端面靠攏。因此，離合器蓋經(jīng)過支承環(huán)4對膜片彈簧施加載荷P，膜片彈簧幾乎變平見圖7.2b。同時(shí)在壓盤處也作用有載荷P。我們把P稱作壓緊力。支承環(huán)4和膜片彈簧壓盤接觸處之間的高度變化稱作大端變形，膜片彈簧分離軸承相對于壓盤高度的變化稱之為小端變形。⑵分離時(shí)當(dāng)分離軸承以P力作用在膜片彈簧的小端時(shí)，支承環(huán)4逐漸不起作用，而支承環(huán)5開始起作用。當(dāng)P力達(dá)到一定值時(shí)，膜片彈簧被壓翻。分離時(shí)在膜片彈簧的大端處及小端處將進(jìn)一步產(chǎn)生附加變形和。見圖7.2c此時(shí)膜片彈簧大端處的變形=+。圖7.2膜片彈簧在不同工作狀態(tài)時(shí)的作用力及變形情況(a)自由狀態(tài)；（b）壓緊狀態(tài)；(c)分離狀態(tài)7.3膜片彈簧的彈性變形特性前面說過膜片彈簧起彈性作用的部分是其碟簧部分，碟簧部分的彈性變形特性和螺旋彈簧是不一樣的，它是一中非線性的彈簧，其特性和碟簧部分的原始內(nèi)截錐高H及彈簧片厚h的比值H/h有關(guān)。不同的H/h值能夠得到不同的特性變形特性。一般能夠分成下列四中情況：⑴＜如下圖7.3中H/h=0.5的曲線,其曲線形狀表現(xiàn)為:載荷P的增加,變形總是不斷增加.這種彈簧的剛度很大,能夠承受很大的載荷,適合與作為緩沖裝置中的行程限制器。⑵=如圖7.3中H/h=1.5≈的曲線,彈性特性曲線在中間有一段很平直,變形的增加,載荷P幾乎不變.這種彈簧叫做零剛度彈簧.⑶＜＜2如圖7.3中=2.75者,彈簧的特性曲線中有一段負(fù)剛度區(qū)域,即當(dāng)變形增加時(shí),載荷反而減少具有這種特性的膜片彈簧很適合用于作為離合器的壓緊彈簧,因?yàn)榭衫闷湄?fù)剛度區(qū),達(dá)到分離離合器時(shí)載荷下降,操縱省力的目的,當(dāng)然負(fù)剛度過大也不適宜,以免彈簧工作位置略微變動(dòng)造成彈簧壓緊力過大.⑷＞如下圖7.4,這種彈簧的的特性曲線中具有更大的負(fù)剛度不穩(wěn)定工作區(qū),而且有載荷為負(fù)值的區(qū)域.這種彈簧適合于汽車液力傳動(dòng)中的鎖止機(jī)構(gòu)。圖7.3三種不同H/h值時(shí)的無因次特曲線圖7.4各種不同H/h值時(shí)的無因次彈性變形特性7.4膜片彈簧的參數(shù)尺寸確定在設(shè)計(jì)膜片彈簧時(shí)，一般初步選定其全部尺寸然后進(jìn)行一系列的驗(yàn)算，最后優(yōu)選最合適的尺寸。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖7.5圖7.5膜片彈簧示意簡圖7.4.1H/h比值的選取設(shè)計(jì)膜片彈簧時(shí)，要利用其非線性的彈性變形規(guī)律，因此要正確選擇其特性曲線的形狀，以獲得最佳性能。一般汽車汽車膜片彈簧的H/h值的范圍在1.5～2.5之間。一些車型的膜片彈簧的H/h值見下表7.1表（7—1）一些車型的膜片彈簧的H/h值車型H/h車型H/h豐田北京BJ751=1.783=1.654上海SH771雪佛蘭=1.807=1.54參考上表7.1取==1.687.4.2R及R/r確定比值R/r對彈簧的載荷及應(yīng)力特性都有影響，從材料利用率的角度，比值在1.8～2.0時(shí)，碟形彈簧儲(chǔ)存彈性的能力為最大，就是說彈簧的質(zhì)量利用率和好。因此設(shè)計(jì)用來緩和沖擊，吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能時(shí)的碟簧時(shí)選用。對于汽車離合器的膜片彈簧，設(shè)計(jì)上并不需要儲(chǔ)存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)布置與分離的需要來決定，一般R/r取值為1.2～1.3.對于R,膜片彈簧大端外徑R應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求和摩擦片的外徑相適應(yīng)，大于摩擦片內(nèi)徑，近于摩擦片外徑。另外，當(dāng)H，h及R/r等不變時(shí)，增加R有利于膜片彈簧應(yīng)力的下降。參考下表可7.2初步確定R/r=1.31表7.2一些車型膜片彈簧的R和R/r的值車型外徑（㎜）內(nèi)徑（㎜）膜片彈簧大端半徑2R（㎜）R/r豐田225160206103/81=1.27北京BJ751228150210105/8.5=1.25上海SH771280165252126/103.5=1.217.4.3膜片彈簧起始圓錐底角汽車膜片彈簧一般起始圓錐底角在10°～14°之間，≈代入數(shù)值計(jì)算可得：=11°15′7.4.4膜片彈簧小端半徑r及分離軸承的作用半徑rr的值主要由結(jié)構(gòu)決定，最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵外徑，分離軸承作用半徑r大于r因?yàn)榛ㄦI外徑D=34㎜要使2r＞D，因此取r=25㎜，r=28㎜7.4.5分離指數(shù)目n、切槽寬、窗孔槽寬、及半徑r汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)目n＞12，一般在18左右，采用偶數(shù)，便于制造時(shí)模具分度切槽寬≈4㎜，≈12㎜，窗孔半徑r一般情況下由（r－r）≈(0.8～1.4),因此取r－r=1=12㎜參考下表7.3表7.3一些車型膜片彈簧的分離爪數(shù)n、切槽寬、及半徑表7.3一些車型膜片彈簧的分離爪數(shù)n、切槽寬、及半徑車型n（㎜）（㎜）r－（㎜）豐田183.2911北京BJ751183.21113上海SH771183.21112.5雪佛蘭183.21010參考上表7.3可取得n=18,≈4㎜，≈12㎜,r=70.57.4.6承環(huán)的作用半徑l和膜片與壓盤接觸半徑L由于采用推式膜片彈簧，l，L的大小將影響膜片彈簧的剛度，一般來說，l值應(yīng)盡量靠近r而略大與r。L應(yīng)接近R略小于R。一些汽車膜片彈簧離合器的L和l見下表7.4表7.4一些車型的膜片彈簧支承環(huán)平均半徑l、接觸班級L車型膜片彈簧大端半徑R（㎜）壓盤接觸半徑L（㎜）碟簧部分半徑r（㎜）支承環(huán)平均半徑l(㎜)豐田1031018182.6北京BJ75110510383．584上海SH771126120103．6105雪佛蘭1141149397參看表7.4可選擇：l=84㎜，L=108㎜7.4.7膜片彈簧材料制造膜片彈簧用的材料，應(yīng)具有高的彈性極限和屈服極限，高的靜力強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度，高的沖擊強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)具有足夠大的塑性變形性能。按上述要求，國內(nèi)常見的膜片彈簧材料為硅錳鋼60Si2MnA。7.5膜片彈簧的計(jì)算由前面已知數(shù)據(jù)：T=179N.m,D=225㎜,d=150㎜=1.4,=1.68,=1.31,=11°15′,R=108㎜,r=82.5㎜,H=4.2㎜,h=2.5㎜,l=84㎜,L=102㎜,r=25㎜,r=28㎜,n=18,=4㎜，=12㎜r=72.5㎜⑴根據(jù)下式（7.1）畫出P—曲線=H－[H－()]+式(7.1)式中，E—彈性模數(shù)，鋼材料取E=2.0×10Mp；—泊松比，鋼材料取0.3h—彈簧片厚，㎜H—碟簧部分內(nèi)截錐高，㎜—大端變形，㎜R—碟簧部分外半徑（大端半徑），㎜r—碟簧部分內(nèi)半徑，㎜L—膜片彈簧與壓盤接觸半徑，㎜l—支承環(huán)平均半徑，㎜設(shè)==因此公式(7.1)就成為：=ln[(－)(-)+1]式式(7.2)把有關(guān)數(shù)值代入上述各式，得：P=1450.78=2.5=0.166－0.696+0.883令d/d=0得：0．495-1.392+0.883=0由不同的值,計(jì)算及P和,計(jì)算結(jié)果列表如下:下表7.5表7.5由不同的值,計(jì)算及P和,計(jì)算結(jié)果列表0.10.20.40.60.81.2061.21.41.61.81.8962.02.40.08150.15010.25240.31490.34540.35150.34250.34280.29690.29670.29680.3020.3910.250.511.522.5733.544.54.74561180219036024569501151004969471243074305430843815676依據(jù)上表7.5的數(shù)據(jù)畫出P—曲線如下圖7.6圖7.6⑵確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置取離合器接合時(shí)膜片彈簧的大端變形量=0.65H=2.73㎜,根據(jù)特性曲線上能夠查得膜片彈簧的壓緊力P==5049N校核后備系數(shù):=上式中：因?yàn)閐/D=0.67＞0.6因此能夠很準(zhǔn)確的算出：R==93.8因此由上公式可得:=1.58離合器徹底分離時(shí),膜片彈簧的大端變形量為:=+(即為)㎜壓盤的行程可取為=2.4㎜,因此=2.73+2.4=5.13㎜離合器剛開始分離時(shí),壓盤的行程′=1.8㎜,此時(shí)膜片彈簧的變形量為:=+′=2.73+1.8=4.53㎜摩擦片磨損后,其最大磨損量=Z×S式中:Z——摩擦片總的工作面數(shù)S——每一摩擦面工作面的最大允許磨損量，可取S=0.75㎜因此計(jì)算可得:=2×0.75=1.5㎜故=－=1.23㎜⑶求離合器徹底分離時(shí),分離軸承作用的載荷P=（H-）H-+h式（7.3）由公式（7.3）取=則得:=（H-）H-+h式（7.4）代入有關(guān)數(shù)值,得P=1348N⑷求分離軸承的行程′=式（7.5）由公式(7.5)取=時(shí)可得公式(7.6)′=式（7.6）代入相關(guān)數(shù)值計(jì)算得′=7.6㎜又由下面兩公式(7.7)和(7.8)=1－式（7.7）=1－式（7.8）代入有關(guān)數(shù)據(jù)得:=0.76=0.63由公式(7.9):=－1－2(－1)+ln+－－2－+ln式(7.9)代入相關(guān)數(shù)據(jù)得:=1.98㎜故=′+=9.6㎜⑸強(qiáng)度校核由公式7.10=H+（L-l）－式(7.10)代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得:=5.64而膜片彈簧的大端的最大變形(離合器徹底分離時(shí))=5.13,＞因此能夠由下面公式7.11=+－1×－+式(7.11)把有關(guān)數(shù)值代入計(jì)算得:=1565.7MPa因?yàn)槟て瑥椈傻牟牧蠟?0Si2MnA,該材料許用應(yīng)力[]為1700--1900MPa而=1565.7Mpa＜1700，因此該膜片彈簧滿足要求，比較合適。膜片彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸和工作要求見零件圖第8章扭轉(zhuǎn)減振器簡單設(shè)計(jì)8.1扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)簡單介紹帶扭轉(zhuǎn)減振器的的從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)簡圖如下圖8.1所示彈簧摩擦式:圖8.1帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤總成結(jié)構(gòu)示意圖1—從動(dòng)盤；2—減振彈簧；3—碟形彈簧墊圈；4—緊固螺釘；5—從動(dòng)盤轂；6—減振摩擦片7—減振盤；8—限位銷由于現(xiàn)今離合器的扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)大多采用以往經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)方法經(jīng)過不斷篩選獲得,且越來越趨向采用單級的減振器。減振器結(jié)構(gòu)尺寸簡圖如圖8.2圖8.2減振器尺寸簡圖8.2減振彈簧設(shè)計(jì)在初步選定減振器的主要參數(shù)過后，即根據(jù)布置上的可能性來確定減振器彈簧設(shè)計(jì)相關(guān)尺寸。⑴減振彈簧的分布半徑R：R的尺寸應(yīng)盡可能取大些，一般取R=（0.65～0.75）d／2(式中d為離合器摩擦片內(nèi)徑)因此R=0.7×150／2=52.5㎜⑵減振彈簧數(shù)量Z：參看下表8.1表8.1減振彈簧數(shù)量選取表離合器摩擦片外徑/㎜減振彈簧數(shù)量Z225～2504～6250～3256～8325～3508～10＞35010以上查上表8.1可得：Z=6⑶全部減振彈簧總的工作負(fù)荷P：P=T／R（式中T為極限轉(zhuǎn)矩，其一般不會(huì)超過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的2倍，一般可取T=1.5T）因此P=T／R=1.5T／R=5114N⑷單個(gè)減振彈簧的工作負(fù)荷PP=P／Z=5114N／6=681.8N⑸減振彈簧尺寸如下圖圖8.3減振彈簧計(jì)算簡圖彈簧中徑D:一般由結(jié)構(gòu)布置來決定,一般D=11～15㎜左右,取D=11㎜,彈簧鋼絲直徑d:一般d取3～4㎜，因此取d=3㎜在選定T過后，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)選定轉(zhuǎn)角，一般在4°左右，極限可達(dá)12°在此選定6°?，F(xiàn)在大多數(shù)廠家傾向于采用單級，本設(shè)計(jì)也采用單級，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可取：扭轉(zhuǎn)剛度K=10T=2148N.m／rad。彈簧剛度K：K==136.3N／㎜減振彈簧的有效圈數(shù)i：i=式中，G為材料的剪切模量，對碳鋼可取G=8.3×10Mpa代入相關(guān)數(shù)據(jù)i=4.6減振彈簧的總?cè)?shù)n,一般在6圈左右n=i+（1.5～2）=4.6+1.5=6因此取n=6減振彈簧的最小高度l:l=n(d+)≈1.1dn=1.1×3×6=19.8㎜減振彈簧總變形量：=P／R=681.8／136.3=5.01㎜減振彈簧自由高度l=l