圓盤摩擦式離合器設(shè)計說明書

. 林業(yè)與園林機械課程設(shè)計設(shè)計題目圓盤摩擦式離合器的設(shè)計學(xué) 院工學(xué)院專業(yè)名稱機械設(shè)計制造及其自動化班 級機械08-2學(xué) 號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)計任務(wù)書林業(yè)與園林機械課程設(shè)計 1、目的 通過本課程設(shè)計，掌握滑塊離心式摩擦離合器的設(shè)計方法、步驟，進一步了解離合器的工作狀況和性能，提高機械產(chǎn)品的設(shè)計能力。 2、時間 兩周（截止于11月11日下午六時） 3、應(yīng)完成的設(shè)計文件3.1 設(shè)計計算說明書（包括離合器性能曲線）3.2 完整的工程設(shè)計圖（包括總裝配圖、部件圖和零件圖）要求：1. 圖紙幅面和標題欄采用國標，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，其余圖紙可以是計算機繪制。 4設(shè)計原始參數(shù)4.1發(fā)動機參數(shù)表發(fā)動機型號1E52F軸端定位方式內(nèi)螺紋M840怠速(rpm)2100離合器與軸安裝形式同軸最高轉(zhuǎn)速(rpm)8000離合器主動面與被動面間隙11.5mm額定功率/轉(zhuǎn)速(kw/rpm)5HP/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(N.m/rpm)5.52 /6000輸出功率要求1.5KW動力輸出軸直徑(mm)16動力輸出軸連接形式6花鍵軸伸出長度（mm）35離心式離合器允許外經(jīng)(mm)85 mm4.2、其他參數(shù)要求表機械08-2 081014201 陳曉東 圓盤式摩擦離合器1E52F鋼鋼設(shè)計說明書具體設(shè)計步驟1. 確定總體設(shè)計方案2.確定離合器需要傳遞的扭矩3.圓盤摩擦離合器參數(shù)與尺寸計算4.圓盤摩擦離合器圓柱螺旋壓縮彈簧參數(shù)與尺寸計算5.圓盤摩擦離合器軸用平鍵參數(shù)與尺寸計算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)動部分參數(shù)與尺寸確定六設(shè)計小結(jié)七參考資料具體設(shè)計步驟： 1. 確定總體設(shè)計方案根據(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之間有傳動比14的渦輪蝸桿減速器，離心塊與被動盤間隙取為0.1mm。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之間有傳動比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比i=14,根據(jù)已知條件可知，計算得。已知離合器的設(shè)計需滿足輸出功率為1.5KW。根據(jù)公式可得 由已給公式MfbMemax（Nm）式中：b1扭矩儲備系數(shù)，一般b1.22， 此處取b1.2故=3.圓盤摩擦離合器摩擦片參數(shù)與尺寸計算1）參數(shù)初定初 摩擦盤工作面平均直徑計算公式為 摩擦盤工作面外直徑，摩擦盤工作面內(nèi)直徑 但經(jīng)驗算與校核，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)直徑由公式得摩擦盤寬度摩擦面對數(shù)：m=1（題目要求）摩擦片脫開時所需的間隙：由題目條件給出，間隙取為1mm2）參數(shù)計算 計算轉(zhuǎn)矩確定： 根據(jù)公式確定計算轉(zhuǎn)矩。 其中T為離合器理論轉(zhuǎn)矩，可取最大工作轉(zhuǎn)矩，即 K為離合器工況系數(shù)，根據(jù)機械設(shè)計手冊6-222頁表6-3-3查表，此處K取1.2 為離合器接合頻率系數(shù)，根據(jù)機械設(shè)計手冊6-222頁表6-3-4查表，此處離合器接合頻率低于100次每小時，因此取1 為離合器滑動速度系數(shù)，根據(jù)公式 其中 n為離合器轉(zhuǎn)速，n=428.571 rpm 得 根據(jù)機械設(shè)計手冊6-222頁表6-3-5查表，可得=0.924 將K、代入可得 壓緊力： 其中=5209（Ncm） =16cm 為摩擦面的摩擦系數(shù)，本實驗采用黃銅黃銅，取0.17 m為摩擦面對數(shù)，通常干式m=16，本實驗取1。 代入后3）參數(shù)校核 許用傳遞轉(zhuǎn)矩：應(yīng)滿足 其中為許用壓強，根據(jù)機械設(shè)計手冊6-232頁表6-3-16查表，本實驗取2040N 為摩擦片數(shù)修正系數(shù)，根據(jù)機械設(shè)計手冊6-238頁表6-3-20查表，取=1 將參數(shù)代入公式得因此可知 ，滿足校核條件。 摩擦面壓強：應(yīng)滿足 將已知量代入公式可得 N 根據(jù)機械設(shè)計手冊6-232頁表6-3-16查表，知黃銅黃銅的許用壓強為2040N，因此滿足校核條件。4.圓盤摩擦離合器圓柱螺旋壓縮彈簧參數(shù)與尺寸計算1) 原始條件 最小工作載荷= 0 N 最大工作載荷 3830 N 工作行程h = 8 mm 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2）參數(shù)計算 初算彈簧剛度P ： 工作極限載荷 ： 為1類載荷，故=3830 N 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條件從機械設(shè)計手冊11-24頁表11-2-19查表得dD104046152.9911543有效圈數(shù)n ： 圈 按照機械設(shè)計手冊11-17頁表11-2-10取標準值為n=3.25 總?cè)?shù) ： 圈 彈簧剛度 P ： 工作極限載荷下的變形量節(jié)距 t ：自由高度 根據(jù)機械設(shè)計手冊11-17頁表11-2-12取標準值為彈簧外徑彈簧內(nèi)徑螺旋角展開長度L： 3）驗算 最小載荷時的高度： 最大載荷時的高度： 極限載荷時的高度： 實際工作行程： 高徑比： 符合條件，不必進行穩(wěn)定性驗算。5.圓盤摩擦離合器軸用平鍵參數(shù)與尺寸計算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，；離合器主動摩擦盤安裝軸直徑為20mm，按照機械設(shè)計手冊5-228頁表5-3-18查表選用如下尺寸的平鍵:軸的公稱直徑d鍵尺寸b*h鍵槽深度半徑軸t1轂t2最小最大17226*63.52.80.160.25長度L282）鍵連接的強度計算 根據(jù)題目要求，此處為平鍵的靜聯(lián)接，應(yīng)用的計算公式為 其中 T：為轉(zhuǎn)矩 T=52090Nmm D：軸的直徑 D=20 mm k：鍵與輪轂的接觸高度 k=2.8mm，即t2, l：鍵的工作長度 mm，選用B型平鍵，l=L =28mm ：許用擠壓應(yīng)力 MPa，按照機械設(shè)計手冊5-227頁表5-3-17查表得取100120MPa 代入公式得 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，按照機械設(shè)計手冊5-228頁表5-3-18查表選用如下尺寸的平鍵:軸的公稱直徑d鍵尺寸b*h鍵槽深度半徑軸t1轂t2最小最大22308*74.03.30.160.25長度L282）鍵連接的強度計算 根據(jù)題目要求，此處為平鍵的靜聯(lián)接，應(yīng)用的計算公式為 其中 T：為轉(zhuǎn)矩 T=52090Nmm D：軸的直徑 D=25 mm k：鍵與輪轂的接觸高度 k=3.3mm，即t2, l：鍵的工作長度 mm，選用B型平鍵，l=L =28mm ：許用擠壓應(yīng)力 MPa，按照機械設(shè)計手冊5-227頁表5-3-17查表得取100120MPa 代入公式得 滿足校核條件。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d=25mm，按照機械設(shè)計手冊7-418頁表7-2-94查表，選用以下單向推力球軸承：基本尺寸/mmd25D42T11基本額定載荷/kNCa15.230.2最小載荷常數(shù)A0.005極限轉(zhuǎn)速r/min脂4300油6000質(zhì)量 /kgW0.055軸承代號51000型51105其他尺寸/mmd126D142r0.6安裝尺寸/mmda35Da32ra0.6此型號推力球軸承滿足離合器使用要求。7.圓盤摩擦離合器驅(qū)動部分參數(shù)與尺寸確定 本次設(shè)計采用人力驅(qū)動提供壓緊力，但由于壓緊力過大，人力無法提供，因此采用一杠桿凸輪機構(gòu)減小驅(qū)動力。 機構(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，從而可通過一個較小的人拉力形成一較大的壓緊力，從而達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Q=3830N，因此正壓力。摩擦面采用銅基粉末冶金鋼、濕式，摩擦系數(shù)取f=0.05，因此摩擦力。凸輪盤直徑取150mm，可知摩擦力臂長為43.75mm。手柄長度（手柄端部至軸心距離）取100mm，通過公式算得 校核強度：（60100） 因此，人所需拉力為118.48N，手柄長為100mm，凸輪盤直徑為150mm，凸輪盤上共有六個凸輪，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，查機械設(shè)計手冊5-150頁表5-1-157 ，選取平墊圈C級（GB/T952002）公稱直徑d=12mm，外徑d2=24mm，內(nèi)徑d1=13.5mm，厚度h=2.5mm螺栓：根據(jù)離合器安裝軸尺寸，查機械設(shè)計手冊5-86頁表5-1-83 ，選取M12的螺栓。六設(shè)計小結(jié)七參考資料：機械設(shè)計 高等教育出版社 主編 濮良貴 紀名剛機械原理 高等教育出版社 主編 孫桓 陳作模 葛文杰工程制圖 中國