膜片彈簧式離合器設(shè)計說明書.doc

離合器設(shè)計摘 要【汽車是現(xiàn)代生活生產(chǎn)中不可替代的動力機(jī)械，汽車離合器位于發(fā)動機(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，駕駛員可以根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動機(jī)與變速箱暫時分離或者逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動機(jī)向變速器輸入的動力。離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連接的總成，其功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以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；在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到最大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，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。在現(xiàn)代汽車設(shè)計中，膜片彈簧式離合器應(yīng)用越來越廣泛，本設(shè)計就是討論載重1.637噸輕型汽車的膜片彈簧離合器。采用系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法。根據(jù)離合器的功能和結(jié)構(gòu)，把離合器分為主動部分、從動部分、分離機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)用的要求，設(shè)計中給出了離合器功能和工作原理的詳細(xì)介紹，解釋了設(shè)計目的、膜片彈簧優(yōu)點(diǎn)及離合器從動盤簡介。根據(jù)車輛使用條件和車輛參數(shù)，詳細(xì)演算離合器主要參數(shù)的計算過程：摩擦片、壓盤間間隙計算、膜片彈簧與分離軸承間隙計算及機(jī)構(gòu)的確定說明并對壓盤進(jìn)行溫升校核和對分離軸承進(jìn)行壽命計算。】關(guān)鍵詞：離合器，操縱機(jī)構(gòu)，膜片彈簧，壓盤，摩擦片Clutch design vehicles aloneABSTRACT【Tractor is the modernization of agricultural production in the irreplaceable driving force for machinery, automobile clutch in the engine and gearbox between the flywheel shell, with screw will be fixed in the clutch assembly after the plane of the flywheel, clutch gearbox output shaft is the input shaft. In the process of moving vehicle, the driver may need pedal so that the engine and gearbox tempary separation and progressive joint, to cut off the engine or transmission to the transmission input power.Automotive transmission clutch is directly connected with the engine assembly, its purpose is to cut off and the power transmission system to achieve the transfer, to ensure that when the car started the engine and the transmission system a smooth joint, ensuring a smooth start car; in the shift When the separation of engine and transmission, shift gears to reduce transmission of impact between; at work by moving the largest load, can limit the transmission system are subject to the maximum torque to prevent the transmission of parts damaged due to overload; Effectively reduce the transmission of vibration and noise.In modern automotive design, the diaphragm spring clutch more and more widely discussed in this design is 1.637 tons of light truck vehicles diaphragm spring clutch. Optimal design method using the system. According to the function and structure of the clutch, the clutch is divided into active part of the driven part, separate agencies, control agencies. According to the requirements of practical application, the design of the clutch function is given a detailed description and working principles, explaining the purpose of the design, advantages and diaphragm spring clutch disc profile. According to traffic conditions and vehicle parameters, detailed calculations of main parameters of the calculations Clutch: friction disc, pressure plate gap between the calculated and the separation of the diaphragm spring and institutions bearing clearance calculations to determine that the temperature and pressure plate and check Calculation of separation of bearing life.】KEY WORDS: clutch，Control mechanism，theca spring，pressure plate，firction disc13目錄前言1第1章 離合器的結(jié)構(gòu)與方案61.1 離合器的結(jié)構(gòu)61.1.1 離合器結(jié)構(gòu)簡析71.1.2從動盤的結(jié)構(gòu)與選型13第2章 離合器的主要參數(shù)的選擇152.1離合器主要參數(shù)的確定152.1.1 儲備系數(shù)的選擇152.1.2 離合器摩擦片尺寸設(shè)計152.2摩擦片各參數(shù)選擇162.2.1 摩擦片的壓緊力計算16 2.2.2摩擦因數(shù)f、離合器間隙t.16 2.2.3單位壓力P0.17第3章 離合器的設(shè)計與計算.183.1離合器基本參數(shù)的優(yōu)化183.2 膜片彈簧設(shè)計193.3 膜片彈簧的參數(shù)優(yōu)化.223.4 膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系.233.5 膜片彈簧的應(yīng)力計算.25第4章 離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算.294.1 從動盤總成設(shè)計294.1.1 軸承的壽命計算304.1.2從動軸的計算314.2 壓盤設(shè)計31 4.3 校驗壓盤的溫升 .33 4.4離合器蓋設(shè)計 .33 4.5扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計.34 4.5.1 扭轉(zhuǎn)減震器的概述 .34 4.5.2 扭轉(zhuǎn)減震器主要參數(shù) .34 第5章 離合器的操縱機(jī)構(gòu).365.1 操縱機(jī)構(gòu)的選擇365.2 踏板力的計算36結(jié)論38謝 辭39參考文獻(xiàn)40外文資料翻譯41前言【以內(nèi)燃機(jī)在作為動力的機(jī)械傳動汽車中，離合器是作為一個獨(dú)立的總成而存在的。離合器通常裝在發(fā)動機(jī)與變速器之間，其主動部分與發(fā)動機(jī)飛輪相連，從動部分與變速器相連。為各類型汽車所廣泛采用的摩擦離合器，實(shí)際上是一種依靠其主、從動部分間的摩擦來傳遞動力且能分離的機(jī)構(gòu)。離合器的發(fā)展在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)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。它是將發(fā)動機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀(jì)20年代中葉，對當(dāng)時來說，錐形離合器的制造比較簡單，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過駱毛帶、皮革等。那是曾出現(xiàn)過蹄-鼓式離合器，其結(jié)構(gòu)有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄-鼓式離合器用的摩擦元件是木塊、皮革帶等，蹄-鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。無論錐形離合器或蹄-鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動件根本無法分離的自鎖現(xiàn)象。現(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點(diǎn)是，汽車起步時離合器的接合比較平順，無沖擊。早期的設(shè)計中，多片按成對布置設(shè)計，一個鋼盤片對著一青銅盤片。采用純粹的金屬摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)到更為滿意的性能。浸在油中的盤片式離合器，盤子直徑不能太大，以避免在高速時把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不易分離。但畢竟還是優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。因為在當(dāng)時，許多其它離合器還在原創(chuàng)階段，性能還不穩(wěn)定。石棉基摩擦材料的引進(jìn)，使得盤片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。20世紀(jì)20年代末，直到進(jìn)入30年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。離合器概述離合器裝在發(fā)動機(jī)與變速器之間，車輛從啟動到行駛的整個過程中，經(jīng)常需要使用離合器。它的作用是使發(fā)動機(jī)與變速器之間能逐漸接合，從而保證汽車平穩(wěn)起步；暫時切斷發(fā)動機(jī)與變速器之間的聯(lián)系，以便于換檔和減少換檔時的沖擊；當(dāng)車輛緊急制動時能起分離作用，防止變速器等傳動系統(tǒng)過載，起到一定的保護(hù)作用。當(dāng)駕車者踩下離合器踏板，操縱部分的分離叉將分離軸承推向前，推動分離杠桿克服壓緊彈簧反力，拉動壓盤向后移動，解除了壓盤與摩擦片之間的壓緊力，發(fā)動機(jī)只能帶動主動部分旋轉(zhuǎn)，無法將扭矩傳遞給變速器。當(dāng)駕車者松開離合器踏板，操縱部分通過回位彈簧將分離軸承拉回來，壓緊彈簧恢復(fù)原位，壓盤在壓緊彈簧壓力下又向前移動并將摩擦片壓緊，發(fā)動機(jī)又可將扭矩傳遞至變速器。離合器的功能及作用離合器的主要功能是切斷和實(shí)現(xiàn)對傳動系的動力傳遞。主要作用：1.確保汽車平穩(wěn)起步； 2.便于換檔； 3.限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載； 4.有效降低傳動系中的振動和噪聲。膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn)膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)膜片彈簧離合器總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片和分離軸承總成等部分組成。1.離合器蓋離合器蓋一般為120或90旋轉(zhuǎn)對稱的板殼沖壓結(jié)構(gòu)，通過螺栓與飛輪聯(lián)接在一起。離合器蓋是離合器結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的承載構(gòu)件，壓進(jìn)彈簧的壓緊力最終都要有它來承擔(dān)。2.膜片彈簧 膜片彈簧是離合器結(jié)構(gòu)中最重要的壓緊元件，在其內(nèi)孔圓周表面上開有許多均布的長徑向槽，在槽的根部制成較大的長圓形或矩形窗孔，可以穿過支撐鉚釘，這部分稱為分離指；從窗孔底部至彈簧外圓周的部分形狀像一個無底寬邊碟子，其截面為截圓錐形，稱之為碟簧部分。3.壓盤 壓盤的結(jié)構(gòu)一般是環(huán)形盤狀鑄件，離合器通過壓盤與發(fā)動機(jī)緊密相連。壓盤靠近外圓周處有斷續(xù)的環(huán)狀支撐凸臺，最外緣均布有三個或四個傳力凸耳。4.傳動片 離合器結(jié)合時，飛輪驅(qū)動離合器蓋帶動壓盤一起轉(zhuǎn)動，并通過壓盤與從動摩擦片之間的摩擦力使從動盤轉(zhuǎn)動；在離合器分離時，壓盤相對于離合器蓋作自由軸向移動，使從動盤松開。這些動作均有傳動片完成。傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接，一般采用周向布置。在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn)；在離合器分離時，可利用它的彈性恢復(fù)力來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。5.分離軸承總成 分離軸承總成由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工作時主要承受軸向分離力，同時還承受在高速旋轉(zhuǎn)時離心力作用下的徑向力。目前國產(chǎn)的汽車中多使用角接觸推力球軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鏘基潤滑脂，其端面形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時采用球形端面，舌尖部為弧形面時采用平端面或凹弧形端面。膜片彈簧離合器的工作原理離合器蓋與發(fā)動機(jī)飛輪用螺栓緊固在一起，當(dāng)膜片彈簧被預(yù)加壓緊，離合器處于接合位置時，由于膜片彈簧大端對壓盤的壓緊力，使得壓盤與從動盤摩擦片之間產(chǎn)生摩擦力。當(dāng)離合器蓋總成隨飛輪轉(zhuǎn)動時，就通過摩擦片上的摩擦轉(zhuǎn)矩帶動從動盤總成和變速器一起轉(zhuǎn)動以傳遞發(fā)動機(jī)動力。要分離離合器時，將離合器踏板踩下，通過操縱機(jī)構(gòu)，使分離軸承總成后移拉動膜片彈簧分離指，使膜片彈簧呈反錐形變形，其小端離開壓盤，壓盤在傳動片的彈力作用下離開摩擦片，使從動盤總成處于分離位置，切斷了發(fā)動機(jī)動力的傳遞。離合器的設(shè)計要求及其技術(shù)參數(shù)汽車離合器設(shè)計的基本要求：1）在任何行駛條件下，能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。2）接合時平順柔和，保證汽車起步是沒有抖動和沖擊。3）分離時要迅速、徹底。4）從動部分轉(zhuǎn)動慣量小，減輕換擋時變速器齒輪間的沖擊。5）有良好的吸熱能力和通風(fēng)散熱效果，保證離合器的使用壽命。6）避免傳動系產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)共振，具有吸收振動、緩和沖擊的能力。7）操縱輕便、準(zhǔn)確。8）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的平衡。9）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，制造工藝性好，維修、調(diào)整方便等。 汽車離合器的技術(shù)參數(shù)： 1.整車質(zhì)量：1.637噸 2.最大扭矩/轉(zhuǎn)速（Nm/rpm）:400/4000 3.主減速比：3.38 4.一檔速比：3.77 5.滾動半徑：306mm設(shè)計的內(nèi)容，方案的選擇及選題意義設(shè)計的內(nèi)容1.壓盤的設(shè)計2.離合器蓋的設(shè)計3.從動盤總成的設(shè)計4.膜片彈簧的設(shè)計方案的選擇 本車設(shè)計采用單片膜片彈簧離合器。本文采用摩擦式離合器是因為其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強(qiáng)，維修方便，目前大多數(shù)汽車采用這種形式的離合器。而采用干式離合器是因為濕式離合器大多是盤式離合器，用于需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩的離合器，而該車型不在此列。采用膜片彈簧離合器是因為膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此可以設(shè)計成當(dāng)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可以減輕分離離合器時的踏板力，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的，因此其壓力實(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，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著地縮短了其軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。由于膜片彈簧具有上述一系列的優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧的工藝水平也在不斷提高，因而這種離合器在轎車以及微型、輕型客車上得到了廣泛的應(yīng)用，而且逐漸擴(kuò)展到載貨汽車上。從動盤選擇單片式，其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。壓盤驅(qū)動方式采用傳動片式是因為其沒有太明顯的缺點(diǎn)且簡化了結(jié)構(gòu)，降低了裝配要求又有利于壓盤定中。選擇膜片彈簧離合器是因為其較其他離合器零件數(shù)目更少，結(jié)構(gòu)更簡化，軸向尺寸更小，質(zhì)量更?。徊⑶曳蛛x杠桿比較大，使其踏板操縱力較輕。選題意義在此我選擇輕型汽車離合器設(shè)計，本論文提供了一套相對完整的輕型汽車單片離合器主要零件及操縱系統(tǒng)的設(shè)計過程。并對主要零件做出了計算與校核，用以確保離合器設(shè)計的安全性與可靠性。從離合器的設(shè)計方面來說，離合器設(shè)計一般是從結(jié)構(gòu)設(shè)計開始的，本課題設(shè)計時，首先根據(jù)工作特點(diǎn)和使用條件，結(jié)合各種離合器的性能特點(diǎn)，確定離合器的類型?！?第1章 離合器的結(jié)構(gòu)與方案1.1摩擦離合器的結(jié)構(gòu)摩擦離合器由主動部分、從動部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。（1）.主動部分 包括飛輪、離合器蓋、壓盤等機(jī)件。這部分與發(fā)動機(jī)曲軸連在一起，離合器蓋與飛輪靠螺栓連接，壓盤與離合器蓋之間是靠34個傳動片傳遞轉(zhuǎn)矩的。（2）.從動部分從動部分是由單片、雙片或多片從動盤所組成，它將主動部分通過摩擦傳來的動力傳給變速器的輸入軸。從動盤由從動盤本體，摩擦片和從動盤轂三個基本部分組成。（3）.壓緊機(jī)構(gòu)壓緊機(jī)構(gòu)主要由螺旋彈簧或膜片彈簧（又稱碟簧）組成，與主動部分一起旋轉(zhuǎn)，它以離合器蓋為依托，將壓盤壓向飛輪，從而將處于飛輪和盤壓間的從動盤壓緊。（4）.操縱機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)是為駕駛員控制離合器分離與接合程度的一套專設(shè)機(jī)構(gòu)，它是由位于離合器殼內(nèi)的分離杠桿（在膜片彈簧離合器中，膜片彈簧兼起分離杠桿的作用）、分離軸承、分離套筒、分離叉、回位彈簧等機(jī)件組成的分離機(jī)構(gòu)和位于離合器殼外的離合器踏板及傳動機(jī)構(gòu)、助力機(jī)構(gòu)等組成。（5）.其他部件為了避免轉(zhuǎn)動方向的共振，緩和傳動系受到的沖擊載荷，大多數(shù)汽車都在離合器的從動盤上附裝有扭轉(zhuǎn)減震器。（如圖1-1）圖1-1扭轉(zhuǎn)減振器 為了使汽車能平穩(wěn)起步，離合器應(yīng)能柔和接合，這就需要從動盤在軸向具有一定彈性。為此，往往在動盤本體園周部分，沿徑向和周向切槽。再將分割形成的扇形部分沿周向翹曲成波浪形，兩側(cè)的兩片摩擦片分別與其對應(yīng)的凸起部分相鉚接，這樣從動盤被壓縮時，壓緊力隨翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大，從而達(dá)到接合柔和的效果。（如圖1-2） 圖1-2帶減振器的從動盤1.1.1 離合器結(jié)構(gòu)簡析(1) 從動盤數(shù)的選擇單片離合器（圖1-3）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、接合平順。 圖1-3單片離合器 (2) 壓緊彈簧和布置形式的選擇 周置彈簧離合器的壓緊彈簧采用圓柱螺旋彈簧，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，因此應(yīng)用較為廣泛。當(dāng)發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力隨之降低 中央彈簧離合器的壓緊彈簧，布置在離合器的中心。可選較大的杠桿比，有利于減小踏板力。通過調(diào)整墊片或螺紋容易實(shí)現(xiàn)對壓緊力的調(diào)整，多用于重型汽車上。 斜置彈簧離合器的顯著優(yōu)點(diǎn)是摩擦片磨損或分離離合器時，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小的突出優(yōu)點(diǎn)。此結(jié)構(gòu)在重型汽車上已有采用。膜片彈簧離合器（圖1-4）的優(yōu)點(diǎn)是具有較理想的非線性特性，結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小，高速旋轉(zhuǎn)時，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長。圖1-4膜片式離合器(3)膜片彈簧的支撐形式推式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)按支承環(huán)數(shù)目不同分為三種。（如 圖1.5）為雙支承環(huán)形式，其中（如 圖1.5a）用臺肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個支承環(huán)與離合器蓋定位鉚合在一起，結(jié)構(gòu)簡單，是早已采用的傳統(tǒng)形式；（如 圖1.5b）在鉚釘上裝硬化襯套和剛性擋環(huán)，可提高耐磨性和使用壽命，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；（如 圖1.5c）取消了鉚釘，在離合器蓋內(nèi)邊緣上伸出許多舌片，將膜片彈簧、兩個支承環(huán)與離合器蓋彎合在一起，使結(jié)構(gòu)緊湊、簡化、耐久性良好，因此其應(yīng)用日益廣泛。 （如 圖1.6）為單支承環(huán)形式。在沖壓離合器蓋上沖出一個環(huán)形凸臺來代替后支承環(huán)(如 圖1.6a)使結(jié)構(gòu)簡化，或在鉚釘前側(cè)以彈性擋環(huán)代替前支承環(huán)(圖1.6b)，以消除膜片彈簧與支承環(huán)之間的軸向間隙。 （如 圖1.7）為無支承環(huán)形式，利用斜頭鉚釘?shù)念^部與沖壓離合器蓋上沖出的環(huán)形凸臺將膜片彈簧鉚合在一起而取消前、后支承環(huán)（如 圖1.7a）；或在鉚釘前側(cè)以彈性擋環(huán)代替前支承環(huán)，離合器蓋上環(huán)形凸臺代替后支承環(huán)(如 圖1.7b)，使結(jié)構(gòu)更簡化；或取消鉚釘，離合器蓋內(nèi)邊緣處伸出的許多舌片將膜片彈簧與彈性擋環(huán)和離合器蓋上的環(huán)形凸臺彎合在一起(如 圖1.7c)，結(jié)構(gòu)最為簡單。 （如 圖1.8）為拉式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)形式，其中（如 圖1.8a）為無支承環(huán)形式，將膜片彈簧的大端直接支承在離合器蓋沖出的環(huán)形凸臺上；（如 圖1.8b)為單支承環(huán)形式，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上。這兩種支承形式常用于轎車和貨車。圖1.5 推式膜片彈簧雙支承環(huán)形式圖1.6 推式膜片彈簧單支承環(huán)形式圖1.7 推式膜片彈簧無支承環(huán)形式圖1.8 拉式膜片彈簧支承形式本設(shè)計選用(如 圖1.8b)的支承形式。(4)壓盤的驅(qū)動方式 壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊-窗孔式、銷釘式、鍵塊式和傳動片式多種。前三種的共同缺點(diǎn)是在聯(lián)接件之間都有間隙，在驅(qū)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，降低了離合器傳動效率。傳動片式是近年來廣泛采用的結(jié)構(gòu)，沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接，傳動片的彈性允許其軸向移動。當(dāng)發(fā)動機(jī)驅(qū)動時，鋼帶受拉；當(dāng)拖動發(fā)動機(jī)時，鋼帶受壓。此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對中性能好，使用平衡性好，使用可靠，壽命長。但反向承載能力差，汽車反拖時易折斷傳動片，故對材料要求較高，一般采用高碳鋼。（5）分離杠桿和分離軸承分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔(dān)，其作用是通過分離軸承克服離合器彈簧的推力并推動壓盤移動，從而使壓盤與從動盤和從動盤與飛輪相互分離，截斷動力的傳遞，分離杠桿要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受反復(fù)作用在其上面的彎曲應(yīng)力，分離軸承的作用是通過分離叉的作用使分離軸承沿變速器前端蓋導(dǎo)向套作軸向移動，推動旋轉(zhuǎn)中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。本次設(shè)計選用的是拉式膜片彈簧離合器廣泛采用的自動調(diào)心式分離軸承裝置。在軸承外圈與分離套筒外凸緣和外罩殼之間以及軸承內(nèi)圈與分離套筒內(nèi)凸緣之間都留有徑向間隙，這些間隙保證了分離軸承相對于分離套筒可徑向移動1mm左右。在外圈與套筒的端面之間裝有一波形彈簧，用以將外圈緊緊頂在分離套筒凸緣的端面上，使軸承在不工作時不會發(fā)生晃動。當(dāng)膜片彈簧旋轉(zhuǎn)軸線與軸承不同心時，分離軸承便會自動徑向浮動到與其同心的位置，以保證分離軸承能均勻壓緊各分離指舌尖部。這樣可以減小振動和噪聲，減小分離指與分離軸承端面的磨損，使軸承不會出現(xiàn)過熱而造成潤滑脂的流失分解，延長軸承壽命。另外，分離軸承由傳統(tǒng)的外圈轉(zhuǎn)動改為內(nèi)圈轉(zhuǎn)動、外圈固定不轉(zhuǎn)而由內(nèi)圈來推動分離指的結(jié)構(gòu)，適當(dāng)?shù)脑龃罅四て瑥椈傻母軛U比，且由于內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，在離心力的作用下，潤滑脂在內(nèi)、外圈間的循環(huán)得到改善，提高了軸承的使用壽命。這種拉式分離軸承是將膜片彈簧分離指舌尖直接壓緊在碟形彈簧與擋環(huán)之間，再用彈性鎖環(huán)卡緊，結(jié)構(gòu)較為簡單。（6）離合器的通風(fēng)散熱試驗表明，摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當(dāng)壓盤工作表面超過180200C時摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤，工作表面的瞬時溫度一般在180C以下。在特別頻繁的使用下，壓盤表面的瞬時溫度有可能達(dá)到1000高的溫度能使壓盤受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂。為使摩擦表面溫度不致過高，除要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以保 證足夠的熱容量外，還要求散熱通風(fēng)好。改善離合器散熱通風(fēng)結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋，或鼓風(fēng)筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄通風(fēng)槽；將離合器蓋和壓桿制成 特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流罩。膜片彈簧式離合器本身構(gòu)造能良好實(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置。（7）離合器從動盤從動盤總成由摩擦片，從動片，減震器和從動盤穀等組成.它雖然是對離合器工作性能影響很大的構(gòu)件，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是設(shè)計的重點(diǎn)。從動盤總成應(yīng)滿足如下設(shè)計要求：（1）轉(zhuǎn)動慣量要小，以減小變速器換檔時輪齒簡單沖擊；（2）應(yīng)具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，減小磨損。（3）應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。為了使從動盤具有軸向彈性，常用的方法有：1）在從動盤上開“T”形槽，外緣形成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形。兩側(cè)的摩擦片則分別鉚在每相隔一個的扇形上?！癟”形槽還可以減小由于摩擦發(fā)熱而引起的從動片翹曲變形。這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在貨車上。2）將扇形波形片的左、右凸起段分別與左、右側(cè)摩擦片鉚接。由于波形片比從動片薄，故這種結(jié)構(gòu)軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動慣量較小，適宜于高速旋轉(zhuǎn)，主要應(yīng)用于轎車和輕型貨車。3）利用階梯形鉚釘桿的細(xì)段將成對波形片的左片鉚在左側(cè)的摩擦片上，并交替地把右片鉚在右側(cè)摩擦片上。這種結(jié)構(gòu)彈性行程大，彈性特性較理想，可以使汽車起步極為平順。它主要應(yīng)用于中、高級轎車。4）將靠近飛輪的左側(cè)摩擦片直接鉚合在從動片上，只在靠近壓盤側(cè)的從動片鉚有波形片，右側(cè)摩擦片用鉚釘與波形片鉚合。這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動慣量大，但強(qiáng)度較高，傳遞轉(zhuǎn)矩能力大，主要應(yīng)用于貨車上，尤其是重型貨車。 1.1.2 從動盤的結(jié)構(gòu)與選型1.從動盤主要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式。（1）整體式彈性從動盤其特點(diǎn)是從動盤本體是完整的鋼片，并開有T形槽，摩擦片直接鉚接在從動盤本體上。（如 圖1.9）（2）分開式彈性從動盤，特點(diǎn)是從動盤本體上鉚接波形彈簧片，摩擦片鉚接在波形彈簧片上。（如 圖1.10）（3）組合式彈性從動盤，特點(diǎn)是靠近壓盤的一面鉚有波形彈簧片，靠近飛輪的一面沒有。（如 圖1.11）圖1.9整體式彈性從動盤圖1.10分開式彈性從動盤圖1.11組合式彈性從動盤本設(shè)計選取整體式彈性從動盤。全套設(shè)計包括設(shè)計說明書+CAD圖紙。購買請聯(lián)系qq：541937254第2章 離合器的主要參數(shù)的選擇2.1 離合器主要參數(shù)的確定2.1.1儲備系數(shù)儲備系數(shù)是離合器一個重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可能程度。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。對于轎車和微型、輕型貨車選擇：1.20-1.75，根據(jù)實(shí)際設(shè)計要求取=1.25。2.1.2離合器摩擦片尺寸設(shè)計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。 1) 摩擦片的內(nèi)外徑尺寸d與D 269mm （2-1） 取D=280mm 式中 直徑系數(shù)，轎車：Kd=14.5;輕中型貨車：單片Kd =16.0-18.5，雙片Kd =13.5-15.0；重型貨車Kd =22.5-24.0當(dāng)摩擦片外徑D確定后，摩擦片內(nèi)徑d課根據(jù)d/D在0.53-0.70之間來確定。取c=0.6d=0.6D=0.6280=168mm 具體可參考下表離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑內(nèi)徑厚度外徑 內(nèi)徑厚度1601802002252502801101251401501551653.23.53.53.53.53.53003253503804054301751001952052202303.53.54.04.04.04.0根據(jù)上表可確定D=280mm,d=165mm,b=3.5mmTc=Temax=1.25400=500Nm 摩擦力的平均作用半徑 假設(shè)摩擦面磨損均勻，當(dāng)d/D0.6時，摩擦片的平均作用半徑下式得出； （2-2） =111.25mm2.2摩擦片各參數(shù)選擇2.2.1摩擦片的壓緊力計算單位摩擦片的壓緊力P。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，選去適應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動機(jī)后備系數(shù)的大小，摩擦片尺寸、才老機(jī)器質(zhì)量等因素。當(dāng)摩擦片外徑較大時，要適當(dāng)降低摩擦片的單位壓力P。，對于輕型汽車D=280mm時，P。約為0.25MPa。主離合器摩擦片的總壓力 =10048N （2-3）2.2.2摩擦因數(shù)f、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。摩擦片的材料主要有石棉基材料、粉末冶金材料和金屬陶瓷材料等。石棉基材料的摩擦因數(shù)f受工作溫度、單位壓力和滑磨速度的影響較大，而粉末冶金材料和金屬陶瓷材料的摩擦因數(shù)f較大且穩(wěn)定。各種摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍見表2-1。表2-1 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)石棉基材料模壓0.200.25編織0.250.35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 = 0.25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 =3.5mm 。2.2.3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取值范圍選?。?表2-2單位壓力P0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0.350.50金屬陶瓷材料0.701.50P0選擇：0.10 MPaP0 1.50 Mpa，本次設(shè)計取P0=0.25 Mpa第3章 離合器的設(shè)計與計算3.1 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的選取應(yīng)使最大圓周速度不能超過65-70m/s即 VD=/60nemaxD65-70m/s VD=/604000280=58.6m/s 滿足要求式中VD為摩擦片最大圓周速度，nemax為發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。（2）摩擦片的內(nèi)外徑之比c應(yīng)在0.53-0.70范圍內(nèi)，本次設(shè)計取0.6.（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)在一定的范圍內(nèi)，最大范圍為1.2-4.0，本次設(shè)計取=1.25.（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+50 mm （5）為了降低離合器滑磨時的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對于不同的車型，單位壓力P0根據(jù)所用的摩擦材料在一定的范圍內(nèi)選取，P0的最大范圍為0.10-1.50 Mpa，本次設(shè)計取0.25 Mpa. （6）為反映離合器的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值即 【】 Z為摩擦面數(shù) （3-1） =0.00622 MPa0.35 Mpa 滿足要求?！尽堪聪卤砣≈惦x合器規(guī)格D/mm210210-250250-325325【】/0.280.300.350.40 （7）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,離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值,即 （3.2）式中,為單位摩擦面積滑磨(J/mm2)；為其許用值(J/mm2)，對于乘用車：J/mm2，對于最大總質(zhì)量小于6.0t的商用車：J/mm2，對于最大總質(zhì)量大于6.0t商用車：J/mm2：W為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（J），可根據(jù)下式計算 （3.3）式中，為汽車總質(zhì)量(Kg)；為輪胎滾動半徑（m）；為汽車起步時所用變速器擋位的傳動比；為主減速器傳動比；為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min，計算時乘用車取r/min，商用車取r/min。其中：i0=3.38 ig=3.77 =306mm =1637Kg代入式（3.3）得W=20683.4J，代入式（3.2）得，w=0.26=0.4 J/mm2合格。 （8）離合器接合的溫升t = （3.4）式中,t為壓盤溫升,不超過810C；c為壓盤的比熱容，c = 481.4 J/(KgC)；為傳到壓盤的熱量所占的比例，對單片離合器壓盤；= 0.5，m為壓盤的質(zhì)量m = 3.15 Kg代入，t = 4.76C，合格。 3.2 膜片彈簧設(shè)計膜片彈簧的主要參數(shù)：（1）膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)截錐高度 H； （2）膜片彈簧鋼板厚度 h ；（3）自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑 R；（4）自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑 r ；（5）自由狀態(tài)時碟簧部分的圓錐底角 ；（6）分離指數(shù)目 n 等，（如 圖 3.1）。 圖3.1切向應(yīng)力在子午斷面的分布1.比較H/h的選擇 此值對膜片彈簧的彈性特性影響極大，分析式（如圖（3.2）中載荷與變形1之間的函數(shù)關(guān)系可知，當(dāng)H/h 時，F(xiàn)1有一極大值和極小值；當(dāng)H/h = 時，F(xiàn)1極小值在橫坐標(biāo)上，（如 圖3.2）。圖3.2膜片彈簧的彈性特性曲線1-H/h 2- H/h = 3- H/h 2為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車離合器用膜片彈簧的H/h通常在1.52范圍內(nèi)選取。常用的膜片彈簧板厚為24mm，本設(shè)計H/h = 1.8，h=3mm ，則H=5.4mm 。 2.R/r選擇通過分析表明，R/r越小，應(yīng)力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。汽車離合器膜片彈簧根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r常在 1.21.3 的范圍內(nèi)取值。本設(shè)計中取R/r = 1.25 ，摩擦片的平均半徑 = D+d/4 = 111.25 mm，r 取r = 112mm則R = 140mm。 3.圓錐底角 汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時，圓錐底角一般在915范圍內(nèi)，本設(shè)計中 （3.5） 得 = 11在915之間，合格。分離指數(shù)常取為18，大尺寸膜片彈簧有取24的，對于小尺寸膜片彈簧，也有取12的，本設(shè)計所取分離指數(shù)為18。 4.切槽寬度分離指數(shù)目 = 3.23.5mm， = 910 mm，本次設(shè)計取 = 3.5mm， = 10 mm，應(yīng)滿足的r-要求，r-=112-10=102,取=100mm。 5.壓盤加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定應(yīng)略大于且盡量接近r，應(yīng)略小于R且盡量接近R。本設(shè)計取 = 120 mm， = 118 mm。6.膜片彈簧小端內(nèi)半徑r0及其分離軸承作用半徑rf的確定r0由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵外徑，rf應(yīng)大于r0。r0= =28.5mm =32mmI軸外徑DA =100 34.7mm （3.6）P= = =167.54 取I軸花鍵外徑=36 （3.7）由文獻(xiàn)知花鍵尺寸d=32 D=36 B=63.3膜片彈簧的參數(shù)優(yōu)化（1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始錐角應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 （3.8） （3.9）（2）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即 （3.10） （3.11） （3.12）（3）為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑（或拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑）應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即推式： （3.13） 拉式： （3.14）（4）根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求，與，與之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 1R-R1=4 7 （3.15） 0r1-r=36 （3.16） 0rf-r0=3.5 4 （3.17）（5）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即推式： （3.18）拉式： （3.19）終上所述各項均滿足要求。3.4膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系碟形彈簧的形狀如似錐型墊片，它具有獨(dú)特的彈性特征，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中。膜片彈簧是具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，在碟簧的小端伸出許多由徑向槽隔開的掛狀部分的分離指。膜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（當(dāng)加載點(diǎn)相同時）。因此，碟形彈簧有關(guān)設(shè)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(diǎn)處，用F1表示，加載點(diǎn)間的相對變形（軸向）為1，則壓緊力F1與變形1之間的關(guān)系式為: （3.20）式中：E彈性模量，對于鋼，泊松比，對于鋼，=0.3 H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R1壓盤加載點(diǎn)半徑r1支承環(huán)加載點(diǎn)半徑圖3.3膜片彈簧的尺寸簡圖表3.4膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù)RrR1r1Hh1401121201185.43代入（3.20）得 （3.21）對（3.21）式求一次導(dǎo)數(shù)，可解出1=F1的凹凸點(diǎn)，求二次導(dǎo)數(shù)可得拐點(diǎn)。凸點(diǎn)：時， 凹點(diǎn)：時， 拐點(diǎn)： 時， 當(dāng)離合器分離時，膜片彈簧加載點(diǎn)發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對膜片彈簧指所加的載荷為F2，對應(yīng)此載荷作用點(diǎn)的變形為2。由 （3.22） （3.23） 列出（表3.5）:表3.5膜片彈簧工作點(diǎn)的數(shù)據(jù)2.564.105.6810.1216.2022.45 14000118009440350029902390膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇。從膜片彈簧的彈性特性曲線圖分析出，該曲線的拐點(diǎn)H對應(yīng)著膜片彈簧壓平位置，而。新離合器在接合狀態(tài)時，膜片彈簧工作點(diǎn)B一般取在凸點(diǎn)M和拐點(diǎn)H之間，且靠近或在H點(diǎn)處，一般,以保證摩擦片在最大磨