[CAD圖紙全套]ZZ1141H5315W型重型載貨汽車離合器的設計

本科學生畢業(yè)設計 重型載貨汽車 離合器的設計 系部名稱 ： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級 ： 車輛工程 學生姓名 ： 廉洪運 指導教師 ： 王永梅 職 稱 ： 講師 黑 龍 江 工 程 學 院 二一一年六月 011I 摘 要 離合器是汽車傳動系的一個重要部件 ，其設計的成功與否決定著車輛的動力性、平順 性、經(jīng)濟性等多方面的設計要求。 設計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的 離合器 ，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟的發(fā)展 。本文以 重型載貨汽 車為例，根據(jù) 重型載貨汽 車離合器的設計要求和車輛動力傳動系統(tǒng)自身 的特點，通過參考多篇文獻資料，以及國內(nèi)外離合器設計手冊，從經(jīng)濟性和實用性方面著手分析，對其做了詳細的設計。 該設計分別從離合器總體方案的選擇、膜片彈簧的設計、從動盤總成的設計和 離合器蓋總成的計算設計著手 ，從而確定了離合器基本的結(jié)構(gòu)類型并計算了各零部件的參數(shù)尺寸，經(jīng)校核，符合結(jié)構(gòu)設計要求 。 關鍵詞 ： 離合器；傳動系； 重型載貨汽 車 ；總成；結(jié)構(gòu)設計 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 is an of of of a of to of of to do a of of of to so as to of of 目 錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . 1 題的依據(jù)、目的及意義 . 3 型載貨汽車離 合器發(fā)展現(xiàn)狀 . 3 要設計內(nèi)容 . 5 第 2 章 離合器總體方案的確定 . 6 合器的功用及設計要求 . 6 合器的類型 . 7 型載貨汽車原始參數(shù) . 9 動盤的選擇 . 9 片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式選擇 . 9 盤的驅(qū)動方式 . 10 章小結(jié) . 10 第 3 章 膜片彈簧 的設計 . 10 片彈簧主要參數(shù)的選擇 . 10 束條件 . 12 片彈簧的載荷與變形關系 . 12 片彈簧強度計算 . 11 章小結(jié) . 14 第 4 章 離合器從動盤總體設計 . 15 動盤設計 . 13 動片設計 . 15 動盤轂的設計 . 16 擦片的設計 . 17 擦片主要參數(shù)的選擇 . 17 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 合器基本參數(shù)的校核 . 18 轉(zhuǎn)減震器的設計 . 19 震彈簧 設計 . 20 動盤減震器在特性上的局限性 . 21 章小結(jié) . 23 第 5 章 離合器蓋總成設計 . 24 合器蓋總成設計 . 24 章小結(jié) . 25 結(jié)論 . 27 參考文獻 . 28 致謝 . 29 附錄 1 . 30 附錄 2 . 35 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 1 買文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 2 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3 第 1 章 緒 論 題的依據(jù)、目的及意義 重型載貨汽車在 汽車行業(yè)中應用較廣泛，而 離合器是重型載貨汽車的一個重要部件 ，其設計的成功與否決定著車輛的動力性、平順性、經(jīng)濟性等多方面的設計要求。設計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的 離合器 ，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟的發(fā)展。 所以本題設計一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的 重型載貨汽車離合器 具有一定的實際意義。 型載貨汽車離合器發(fā)展現(xiàn)狀 我國重型載貨汽車產(chǎn)量從無到有直至發(fā)展到 2004年的 37萬輛規(guī)模，用了近 50年的時間，其中 1999年前產(chǎn)量一直在 4萬輛以內(nèi)徘徊， 2000年以后，重型載貨汽車的產(chǎn)量呈直線上升趨勢。 2000年至 2004年產(chǎn)量分別為： 國內(nèi)重型載貨汽車市場呈現(xiàn)以下特點： 重型載貨汽車產(chǎn)量和占載貨汽車總產(chǎn)量的比重實現(xiàn)雙增長； 重型載貨汽車同比增長率出現(xiàn)新變化； 市場競爭格局發(fā)生明顯變化。 在重型汽車市場中，大噸位車輛份額增速明顯。在 2002、 2003和 2004年重型汽車市場的銷量中，市場份額最大的雖然仍為的 8所占市場份額 呈下降趨勢；黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4 15長速度明顯；上升幅度最快的為 25然所占市場份額較少，但其銷量和市場份額都出現(xiàn)了快速增長的勢頭。 而且， 近幾年，隨著國內(nèi)重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)與國外重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)交流、合資合作的加強及發(fā)展，以及國內(nèi)重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)為適應市場競爭的需要，研發(fā)工作受到廣泛重視，在汽車舒適性、安全性、動力性、經(jīng)濟性、可靠性和環(huán)保性等方面取得了一定進步。 國內(nèi)各大重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)紛紛推出新款駕駛室，新款駕駛室更加注重外觀和內(nèi)飾的高檔化設計。外觀設計大多追求整體 流線造型的風格，內(nèi)飾設計體現(xiàn) “ 以人為本 ” 的理念，內(nèi)飾 “ 轎車化 ” 趨勢明顯。推出的主要新款駕駛室有：中國重汽集團的斯太爾王駕駛室、采用 用沃爾沃駕駛室技術(shù)的 “ 車型駕駛室 等。 為滿足市場高噸位裝載的要求，國內(nèi)主要重型載貨汽車產(chǎn)品均采用了加強型改進設計，如加強型車橋、加強型懸架、加強型車架總成等。中國重汽、陜汽、重慶紅巖、北汽福田、一汽解放及東風柳汽等廠家都在采取各種手段構(gòu)建高噸位產(chǎn)品平臺。 通過采用機電一體化技術(shù)，提高安全性及操縱方便性在安全性方面，目前國產(chǎn)重型 汽車已開始匹配制動防抱死裝置 (驅(qū)動防滑控制系統(tǒng) (電渦流緩速器、自動間隙調(diào)整臂、盤式制動器、汽車行駛記錄儀等也得到一定程度的 應 用。 1 。 在操縱方便性方面，我國重型載貨汽車開始應用發(fā)動機電噴控制裝置、電控機械換擋裝置、電動門窗、電加熱后視鏡、電動駕駛室翻轉(zhuǎn)裝置及電動備胎升降裝置等。另外，集中潤滑系統(tǒng)和自動充放氣系統(tǒng)裝置等有一定批量的應用。 國外重型載貨汽車普遍采用空氣懸架，使車輛具有良好的高速行駛平順性，實現(xiàn)高運輸質(zhì)量，并 減小對路面的破壞程度。 2003年，中國重汽集團率先推出裝用空氣懸架的 4時，中國重汽、一汽解放、北汽福田等廠家正在研制五軸公路運輸車，其中的第五軸采用了浮動車橋技術(shù)。 原有的國產(chǎn)重型載貨汽車用柴油機，如中國重汽集團的斯太爾 海柴油機廠的 、歐 排放要求；另一方面，一些廠家則利用合資等手段合作，引進大功率柴油機來提高功率、降低排放 ， 實現(xiàn)高功率化。 以內(nèi)燃機在作為動力的機械傳動汽車中，離合器是作為一 個獨立的總成存在的。離合器安裝在發(fā)動機與變速器之間，汽車從啟動到行駛的整個過程中，經(jīng)常需要使用離合器。是任何汽車都無法或缺的一部分。它的作用是使發(fā)動機與變速器之間能逐漸黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 5 接合，從而保證汽車平穩(wěn)起步；暫時切斷發(fā)動機與變速器之間的聯(lián)系，以便于換擋和減少換擋時的沖擊；當汽車緊急制動時能起分離作用，防止變速器等傳動系統(tǒng)過載，起到一定保護作用。 在采用離合器的傳動系統(tǒng)中，早期離合器的結(jié)果形式是摩擦離合器。 它的原型設計曾裝在 1889 年德國戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上。 錐形摩擦離合器傳遞扭矩的能力，比相同直徑的其他結(jié) 構(gòu)形式的摩擦離合器要大。但是，其最大的缺點是從動部分的轉(zhuǎn)動慣量太大，引起變速器換擋困難。而且這種離合器在接合時也不夠柔和，容易卡住。 這種方案一直延續(xù)到 20世紀 20年代中葉。 次后，在油中工作的所謂濕式的多片離合器逐漸取代了錐形摩擦離合器。但是 這種離合器盤子直徑不能太大，以避免在高速時把油甩掉。此外， 多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘住，導致分離不徹底，造成換擋困難 ，性能很不穩(wěn)定 。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦離合器的主要優(yōu)點是由于接觸面數(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)較 多，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量較大，還是感到換擋不夠容易。另外，中間壓盤的通風散熱不良，易引起過熱，加快了摩擦片的磨損甚至燒傷和破裂。如果調(diào)整不當還可能引起離合器分離不徹底。 多年的實踐經(jīng)驗使人們逐漸趨向于采用單片干式摩擦離合器。它具有從動 部 分轉(zhuǎn)動慣量小，散熱性好，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優(yōu)點。而且只要在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，也能使其接合平順。因此，它得到了極為廣泛的應用。 近年來濕式離合器在技術(shù)上不斷改進，國外某些重型車上又開始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于用油泵進行強制 冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低（不超過 93 ），因此，起步時長時間打滑也不致燒傷摩擦片。查閱國內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達干式離合器的 5，但濕式離合器優(yōu)點的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實現(xiàn)的，超過這一溫度范圍將起負面效應。目前此技術(shù)尚不夠完善。 隨著汽車運輸?shù)陌l(fā)展，離合器還要在原有的基礎上不斷改進和提高，以適應新的使用條件。從國外的發(fā)展動向來看，近年來汽車的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化 ，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日， 此外，對離合 器的使用要求也越來越高。所以，增加離合器的傳扭能力，提高其使用壽命，簡化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展 趨勢 2 。 要設計內(nèi)容 結(jié)合這次設計要求，利用所選的發(fā)動機參數(shù)，完成離合器類型的選擇和設計。設計的主要內(nèi)容有選擇設計所需要的發(fā)動機參數(shù)，離合器的結(jié)構(gòu)方案分析，離合器主要參數(shù)選擇，離合器主要零部件的結(jié)構(gòu)設計等。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 6 （ 1）發(fā)動機的選擇：通過對發(fā)動機的結(jié)構(gòu)、汽車形式、發(fā)動機的基本參數(shù)的確定來確定發(fā)動機的類型。 （ 3）總體方案的確定：通過對離合器功用及設計要求，離合器 類型以及離合器發(fā)動機數(shù)據(jù)確定離合器的基本方案。 （ 4）離合器的計算與設計：通過離合器基本形式的確定，從而進一步完成膜片彈簧、從動盤總成的計算與設計。介紹了離合器的制造工藝。計算了離合器的強度。 （ 5）離合器的操縱機構(gòu)及蓋總成的設計：介紹了離合器的操縱機構(gòu)設計要求，確定了離合器蓋總成的結(jié)構(gòu)。 第 2 章 離合器總體方案的確定 合器的功用及設計要求 1、離合器的功用： （ 1）使發(fā)動機與傳動系統(tǒng)逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。 （ 2）暫時切斷發(fā)動機與傳動系統(tǒng)的聯(lián)系，便于發(fā) 動機的起動和變速器平順換擋。 （ 3）限制所傳遞的轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載 3 。 2、離合器的設計要求： （ 1）具有合適的儲備能力，既能保證傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩又能防止傳動系統(tǒng)過載。 （ 2）接合平順柔和，以保證汽車平穩(wěn)起步。 （ 3）分離迅速徹底，便于換擋和發(fā)動機起動。 （ 4）具有良好的散熱能力。由于離合器接合過程中，主、從動部分有相對的滑轉(zhuǎn)，在使用頻繁時會產(chǎn)生大量熱量，如不及時散出，會嚴重影響其使用壽命和工作的可靠性。 （ 5）操作輕便，以減輕駕駛員的疲勞。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 7 （ 6）從動部分 的轉(zhuǎn)動慣量應盡量小，以減小換擋時的沖擊 3 。 3、離合器的工作原理 當離合器工作時，發(fā)動機飛輪是離合器的主動部件，帶有摩擦片的從動盤和從動盤轂借滑動花鍵與變速器第一軸（離合器從動軸）相連。壓緊彈簧將從動盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動盤上，在由此經(jīng)過變速器的第一軸和傳動系統(tǒng)中一系列部件傳給驅(qū)動輪。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。 由于汽車在行駛過程中需經(jīng)常保持動力傳遞，而中斷傳動只是暫時的需要，所以汽車 離合器的主動部分和從動部分應經(jīng)常處于接合狀態(tài)。摩擦副之間采用彈簧作為壓緊裝置即是為了適應這一要求。欲使離合器分離時，只要踩下操縱機構(gòu)中的離合器踏板，套在從動盤轂環(huán)槽中的撥叉便撥動從動盤，克服壓緊彈簧的壓力向右移動而與飛輪分離，摩擦副之間的摩擦力消失，從而中斷了動力傳遞。 當需要重新恢復動力傳遞時，為使汽車速度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化比較平穩(wěn)，應該適當控制放松離合器踏板的速度，使從動盤在壓緊彈簧的壓力作用下向左移動，與飛輪恢復接觸，二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應的摩擦力矩也逐漸增加。當飛輪和從動盤接合還不緊密，摩 擦力矩比較小時，二者可以不同步旋轉(zhuǎn)，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動盤接合緊密程度的逐步增大，二者的轉(zhuǎn)速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時，汽車速度才與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比。 摩擦離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩取決于摩擦副間的最大靜摩擦力矩，而后者又取決于摩擦間的壓緊力、摩擦因數(shù)以及摩擦面的數(shù)目和尺寸。因此，對于結(jié)構(gòu)一定的離合器來說，最大靜摩擦力矩是一個定值。當輸入轉(zhuǎn)矩達到此值時，則離合器出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，因而限制了傳給傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩，以防止超載。 由上述工作原理可以看出，摩擦離合器主要由主動部分、從動部分、 壓緊機構(gòu)和操縱機構(gòu)四部分組成。主、從動部分和壓緊機構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動力的基本結(jié)構(gòu)，而離合器的操縱機構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。 在保證可靠的傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的前提下，離合器的具體結(jié)構(gòu)應能滿足主、從動部分分離徹底，接合柔和，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量要盡可能小，散熱良好，操縱輕便，良好的動平衡等基本性能要求 4 。 合器的類型 根據(jù)所用壓緊彈簧布置位置的不同，可分為周布彈簧離合器、中央彈簧離合器和周布斜置彈簧離合器；根據(jù)所用壓緊彈簧形式的不同，可分為 圓柱螺旋彈簧離合器、圓錐螺旋彈簧離合器和膜片彈簧離合器。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 8 1、 周置彈簧離合器 周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓拄彈簧，并均勻地布置在一個或同心的兩個圓周上，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，過去廣泛的應用在各類汽車上。此結(jié)構(gòu)的彈簧壓力直接作用在壓盤上，為了保證摩擦片上的壓緊力均勻，壓緊彈簧得數(shù)目要隨摩擦片上的直徑增大而增多，而且應該是分離杠桿的倍數(shù)。因壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱回火失效。當發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速很該套時周置彈簧由于受離心力作用而受力向外彎曲，使彈簧有壓緊力顯著下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力也隨之下降，此外，彈 簧靠在定位座上，造成接觸部位嚴重磨損，甚至回出現(xiàn)彈簧短裂的現(xiàn)象。 2、 中央彈簧離合器 中央彈簧離合器采用一至兩個圓柱彈簧或用一個圓錐彈簧作為壓力彈簧，并且布置在離合器的中心。由于可以選用大的杠桿比，因此可以得到足夠的壓力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便；壓緊彈簧不與壓盤直接接觸，不會使彈簧回火失效；通過調(diào)整墊片或螺紋容易實現(xiàn)壓盤對壓緊彈簧的調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)復雜，軸向尺寸較大，多用與發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩大與 400500Nm 的商用車上，以減輕其操縱力。 3、 斜置彈簧離合器 斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力盤上，并 通過壓桿作用在壓盤上。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點是在磨損或分離離合器時，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。與上述兩種離合器相比，它具有工作穩(wěn)定，踏板力較小的優(yōu)點。此結(jié)構(gòu)在最大總質(zhì)量大于14t 的商用車上已有采用。 4、 膜片彈簧離合器 膜片彈簧是一種由彈簧鋼制成的具有碟形結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要有碟形彈簧部分和分離指部分組成。 膜片彈簧兩側(cè)有鋼絲支撐圈，借 6 個膜片彈簧固定釘將起安裝在離合器蓋上。再離合器蓋沒有固定到飛輪上時，膜片彈簧不受力，處于自由狀態(tài)。此時離合器蓋與飛輪安裝面之間有一距離。當將離合器蓋用連接螺釘固定到飛輪上時，由 于離合器蓋靠近飛輪，后鋼絲支撐圈則壓向膜片彈簧使之發(fā)生彈性變形，膜片彈簧的圓錐角變小，幾乎接近于壓平狀態(tài)。同時，在膜片彈簧的大端對壓盤產(chǎn)生壓緊力，使離合器處于接合狀態(tài)。當分離離合器時，分離軸承作移，膜片彈簧被壓在前鋼絲支撐圈上，其徑向截面以支撐圈為支點右移，膜片彈簧變成反錐形狀，使膜片彈簧大端右移，并通過分離彈簧鉤拉動壓盤使離合器分離。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 9 摩擦離合器因其結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、維修方便，目前為絕大部分汽車所采用。本設計設計的就是膜片彈簧離合器 4 。 型載貨汽車原始 參數(shù) 本設計設計的車型為中國重汽 重型載貨汽車，其主要參數(shù)如下： 總質(zhì)量 ( 14490 最高車速 (km/h)： 95 外形尺寸（長寬高 ） (875024702880 額定功率 /轉(zhuǎn)速（ kw/r/ 155/2300 最大扭矩 /轉(zhuǎn)速 (N/m/r/ 750/14001500 r/ 1400 離合器：單片、干式、膜片彈簧 395動盤的選擇 單片離合器因為結(jié)構(gòu)簡單，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結(jié)合平順，因此該設計選擇單片離合器。 片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式選擇 膜片彈簧離合器有推式和拉式兩種結(jié)構(gòu)形式。本設計選擇拉式膜片彈簧離合器（式膜片彈簧的支撐形式有兩種：無支撐環(huán)式和單支撐環(huán)式。本設計選擇單支撐環(huán)形式）。這是因為與推式相比有以下優(yōu)點： （ 1） 結(jié)構(gòu)更簡化，拉式膜片彈簧離合器由于取消了中間各支撐零件，并只用一個（或不用）支撐環(huán)，因此結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊、零件數(shù)更少、重量更輕。 （ 2） 轉(zhuǎn)矩容量更大，由于拉式離合器的膜片彈簧式以中部而不是大端與壓盤相壓，因此在同樣壓盤尺寸可采用直徑較大的膜片彈簧，從而提高了壓緊力與轉(zhuǎn)矩容量，而并不增大分離操縱力。 (3)分離效率更高必須提高分離效率，在保證一定壓盤升程時，應減少分離軸承的分離行程即分離空行程，由于拉式離合器的分離指必須嵌裝在專門的分離軸承總成中，分離軸承與分離指之間沒有自由行程，從而可以提高分離效率。 （ 4）踏板操縱更為輕便。由于拉式離合器膜片的杠桿比大于推式的杠桿比。又由于拉式離合器沒有中間支撐，這樣減少了許多摩 擦副和摩擦損失，傳動效率較高，因此拉式離合器的踏板力相對推式膜片離合器要降低不少。 （ 5） 使用壽命更長。由于拉式離合器蓋中央床空加大了，散熱通風條件好。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 10 盤的驅(qū)動方式 在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤的方法有凸塊 種傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動片式的多種。前三種的共同缺點是在連接件之間有間隙，在傳動中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動效率。彈性傳動片驅(qū)動方式的結(jié)構(gòu)簡單，壓盤與飛輪對中性能好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長。但反向承載能力差， 汽車反拖時易折斷從動片，故對材料要求較高，一般采用高碳鋼。經(jīng)比較我選擇傳動片驅(qū)動方式。 章 小結(jié) 本章介紹了離合器的工作原理、功用、分類以及膜片彈簧與其它類型的離合器對比所體現(xiàn)的優(yōu)點， 還介紹了膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點，對 離合器的 從動盤數(shù)及干、濕式做了選擇，確定了 壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式及布置、膜片彈簧的支撐形式 和壓盤的驅(qū)動形式 。 介紹了各自的優(yōu)缺點。從而確定了離合器的基本結(jié)構(gòu)類型。 第 3 章 膜片彈簧的設計 片彈簧主要參數(shù)的選擇 ，汽車離 合器用膜片彈簧的 H/h 片彈簧板厚為 24設計 H/h=2， h=4。 則 H=8。 2.R/r 比值和 R、 r 的選擇 研究表明， R/r 越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈簧特性曲線受直徑誤差的影響越大，且應力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和緊壓力的要求 R/r 一般為 設計去 R/r=擦片的平均半徑 ， r r=153R=整 R=192 R/r= 的選擇 膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角 與內(nèi)錐高度 般在 915范圍內(nèi)， 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 11 a rc ta n ，在 915之間。 1、 2及半徑 確定， 1=2=910取值應滿足 r2的要求。 1 和支承環(huán)加載點半徑 確定 略大于且盡量接近 r， 1R 應略小于 R 且盡量接近 R，本設計取 1R =190r =159 6、膜片彈簧工作點位置的選擇： 圖 片彈簧工作點位置 該曲線的拐點 H 對應著膜片彈簧的壓平位置，而且 1H=2 11 ,膜片彈簧工作點 B 一般取在凸點 M 和拐點 靠近或在 H 點處。一般 1B=（ 1H，黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 12 取 1B=1H=以保證摩擦片在最大磨損限度 范圍內(nèi)的壓 緊力從 1分離時，膜片彈簧工作點從 B 變到 C。為最大極限減少踏板力， C 點應盡量靠近 n 的選擇 分離指數(shù)目 n 常取為 18， 大尺寸膜片彈簧可取 24，小尺寸彈簧可取 12，本設計取 18。 4 束條件 （ 1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的 H/h 與初始錐角 =H/(在范圍內(nèi)，即 H/(15 (（ 2）彈簧各部分有關尺寸的比值應符合一定的范圍，即 02R/h=96100 (（ 3）為了使摩擦片上的壓緊力分布比 較均勻，拉式膜片彈簧的壓盤加載點半徑 1r 應位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 拉式：4 )( 158r =159(（ 4）根據(jù)彈簧布置要求， R、 r 之差在一定范圍內(nèi)，即 17 06 0 (（ 5）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此杠桿比應在一定范圍內(nèi)取，即 拉式： 11 (由 （ 3 3 3得3r=50片彈簧的載荷與變形關系 具有獨特的彈性特征，廣泛應用于機械制造業(yè)中，膜片彈簧伸出許多有由徑向槽隔開的掛狀部分 片彈簧的彈性特性與尺寸如其碟簧部分的碟形彈簧完全相同。因此，碟形彈簧有關設計公式對膜片彈簧也適用。通過支承環(huán)和壓盤加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷。假象集中在支承點處，用 示，加載點的相對變形為則壓緊力 1 之間的關系式為： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 13 2111111211211 2)()( )/)1(6 ( 式中： E 彈性慣量，對于鋼 E=510 泊松比，對于鋼 u= 膜片彈簧在自由狀態(tài)時，其碟簧部分的內(nèi)錐高度 H 彈簧鋼板厚度 R 彈簧自由狀態(tài)時碟簧部分的大端半徑 R 彈簧自由狀態(tài)時碟簧部分的小端半徑 1R 壓盤加載點半徑 1r 支承環(huán)加載點半徑 將 R=192mm,r=1531R =1901r =159H=8,h=4 代入上式得： 1F =9300 1 1 +片彈簧的加載點將發(fā)生變化。設分離軸承對分離指端所加載荷為 2F ，相應作用點變形為 2 ， 另外，在分離與壓緊狀態(tài)下，只要膜片彈簧變形到相同的位置，其子午斷面從自由狀態(tài)也轉(zhuǎn)過相同的轉(zhuǎn)角，則有如下關系 5 ： 2 = 11 11 rR rr f (2F = 1111( 片彈簧強度計算 假定膜片彈簧在承載過程中其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點 O 轉(zhuǎn)動，斷面在 O 點沿圓周方向的切向應力為零，故該店的切向力為零， O 點以外得點均存在外向應力和切向應力。 現(xiàn)選定坐標與子午斷面，使坐標原點位于中性點 O，令 X 軸平行于子午斷面的下邊，則斷面上任意點的切向力為： 21 2 (當 一定時，一定的切向應力t在 0t時有： y= x)2( (因為 2 的值很小，我們可以將 2 看成 2 ，由上式可寫成黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 14 Y= 2 x，此式表明，對于一定的 ，零應力分布在過 O 點而與 2角的直線上。實際上， 當 x=，無論t為何值，均存在 y=- 2 e，即對于一定的 ，等應力線都匯交與 坐標為 x=y=- 2 e。顯然， 零應力直線，其內(nèi)側(cè)為壓應力區(qū)，外側(cè)為拉應力區(qū)，等應力線越遠離零應力線，其應力值越高。由此可見，碟形部分內(nèi)上緣 B 點的切向壓應力最大。當 K 點的縱坐標 2 eh/2時， A 點的 切向拉應力最大；當 2 0； d/2=(15/2= (20=18020R+50 得取0R=65 則0R/d/2=、 全部減震彈簧總的工作負荷 1 (單位減震彈簧的工作負荷 P P= Z= (式中 下表 表 擦片外徑與減震彈簧個數(shù)對照表 ： 摩擦片外徑 2252505032525350 350 Z 46 68 810 10 本次設計選取 Z=12 個。 （ 1）彈簧中徑 一般由布置結(jié)構(gòu)來決定，通常 1取 3 （ 2）彈簧鋼絲直 徑 d 8 2 ( 式中扭轉(zhuǎn)許用應力 可取 550600故取 600所以 d3旋繞比不要太大也不要太小，一般在 48 中取，根據(jù)下表 表 繞比 C 的取值范圍 d/ 11 716 1842 C 714 512 510 49 48 46 確定旋繞比 C=4，曲度系數(shù) K=4 = 從動盤減震器在特性上的局限性 目前通用的從動盤減振器在特性上存在如下局限性： 它不能使發(fā)動機、變速器振動系統(tǒng)的固有頻率降低到發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速以下，因此不能避免怠速時的共振。研究表明，發(fā)動機、變速器振動系統(tǒng)的固有頻率一般為4070當于四缸發(fā)動機轉(zhuǎn)速 12002100r/六缸發(fā)動機轉(zhuǎn)速 8001400r/般均高于怠速 轉(zhuǎn)速。 它在發(fā)動機實用轉(zhuǎn)速范圍 10002000r/，難以通過降低減振彈簧剛度來得黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 22 到更大的減振效果。因為在從動盤結(jié)構(gòu)中，減振彈簧位置半徑較小，其轉(zhuǎn)角又受到限制，如降低減振彈簧剛度，就會增大轉(zhuǎn)角并難以確保允許傳遞轉(zhuǎn)矩的能力。 近年來出現(xiàn)了一些稱為雙質(zhì)量飛輪減振器。它主要由第一飛輪、第二飛輪、與扭轉(zhuǎn)減振器組成。第一飛輪與聯(lián)結(jié)盤以螺釘緊固在曲軸凸緣上，并以滾針軸承和球軸承支承在離合器蓋總成緊固的同軸線的第而飛輪的短軸上。在從動盤 4上沒有減振器 8 。 1 第一飛輪 2 第二飛輪 3 離合器蓋總成 4 從動盤 5 球軸承 6 短軸 7 滾針軸承 8 曲軸凸緣 9 聯(lián)結(jié)盤 10 螺釘 11 扭轉(zhuǎn)減振器 圖 質(zhì)量飛輪減振器 雙質(zhì)量飛輪減振器具有以下優(yōu)點： 可以降低發(fā)動機、變速器振動系統(tǒng)的固有頻率，以避免在怠速時發(fā)生共振。 可以加大減振彈簧的位置半徑，降低減振彈簧剛度，并允許增大轉(zhuǎn)角。 由于雙質(zhì)量飛輪減振器的減振效果較好，在變速器中可采用粘度較低的齒輪油而不致產(chǎn)生沖擊噪聲，并可改善冬季 的換擋過程。而且，由于從動盤中沒有減振器，減小了從動盤的轉(zhuǎn)動慣量，也有利于換擋過程。 但是它存在一定的缺點，如由于減振彈簧位置半徑較大，高速時受到較大離心力的作用，使減振彈簧中段橫向蹺曲而鼓出，與彈簧座接觸產(chǎn)生摩擦，導致彈簧磨損嚴重，甚至引起早期損壞。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 23 章小結(jié) 本章確定了靜摩擦力矩 T、單位壓力 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 的 值 ，確定了離合器摩擦片的材料。選擇了從動盤的數(shù)量，確定了花鍵的尺寸。 介紹了扭轉(zhuǎn)減振器組成及功用、確定了極限轉(zhuǎn)矩 扭轉(zhuǎn)角剛度K、阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 緊轉(zhuǎn)矩 減振彈簧的個數(shù) Z 的值。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 24 第 5 章 離合器蓋總成設計 合器蓋總成設計 1、離合器蓋 離合器蓋 設計要求： 應具有足夠的剛度，否則將影響離合器的工作特性，增大操縱時的分離行程，減 小壓盤的行程，嚴重時使摩擦面不能徹底分離，針對上述問題，可采取以下 措施：適當增大板厚，一般為 蓋上增加加強肋或在蓋內(nèi)圓周上翻邊，尺寸大的可該用鑄鐵制造 ； 應與飛輪保持良好的對中，以免影響總成的平衡和正常工作，對中方式采用定位 銷或定位螺栓，也可采用止口對中， 本設計 采用 止口對中； 蓋的膜片彈簧支撐處應具有高