離合器主要參數(shù)選擇PPT課件

1、1 第一節(jié) 概 述 一、功用1、保證汽車平穩(wěn)起步；2、換擋時(shí)可減少齒輪輪齒間的沖擊；3、防止傳動(dòng)系零部件過載損壞；4、降低傳動(dòng)系的振動(dòng)和噪聲。 第1頁/共45頁2二、組成離 合 器主動(dòng)部分從動(dòng)部分壓緊機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)飛 輪離合器蓋壓 盤從動(dòng)盤壓緊彈簧分 離 叉分離軸承離合器踏板傳動(dòng)部件第2頁/共45頁3 二、組成第3頁/共45頁4三、設(shè)計(jì)要求1、可靠的傳遞Temax ，又能防止傳動(dòng)系過載；2、接合平順柔和，起步時(shí)無抖動(dòng)、沖擊； 措施：使從動(dòng)盤有軸向彈性 3、分離迅速，徹底； 措施：提高分離杠桿剛度； 襯片表面開槽，防止吸附。 4、從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量??； 第4頁/共45頁55、防止傳動(dòng)系產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)共振；

2、6、操縱輕便； 7、吸熱、散熱能力強(qiáng)； 過熱的危害：壓盤燒裂，摩擦因數(shù)下降。 措施：殼上開通風(fēng)口；增大壓盤質(zhì)量。8、壓緊力和摩擦因數(shù)在使用中的變化要小。9、動(dòng)平衡良好，強(qiáng)度大，工作可靠，壽命長；10、結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量小，工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便。第5頁/共45頁6 第二節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)方案分析一、分類分類依據(jù) 分類 備注 單片 轎、輕型車 雙片 重、輕型車 從動(dòng)盤數(shù)目 多片 圓周布置 輕、中型車 中央布置 重型車 壓緊彈簧布置形式 斜向布置 圓柱彈簧 圓錐彈簧 重型車 壓緊彈簧種類 膜片彈簧 各式汽車 拉式 作用力方向 推式 第6頁/共45頁7二、從動(dòng)盤數(shù)的選擇 外徑尺寸相同，Temax一樣

3、，操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比一樣。第7頁/共45頁8形式 特點(diǎn) 膜片彈簧 圓柱彈簧 彈簧特性 非線性 線性 結(jié)構(gòu) 簡單 復(fù)雜 軸向尺寸 短 長 零件數(shù) 少 多 質(zhì)量 小 大 工作可靠性 ne提高，壓力不變 ne提高，壓力降低 壓力分布 均勻 不均勻 襯片磨損 均勻、壽命長 不均勻 平衡 良好、容易 較差 工藝 復(fù)雜 簡單 材質(zhì)與尺寸精度 要求高 要求低 彈簧特性生產(chǎn)控制 難 容易 應(yīng)用 各式汽車廣泛應(yīng)用 逐漸降低 三、膜片彈簧離合器 優(yōu)、缺點(diǎn)第8頁/共45頁9三、膜片彈簧離合器 拉式與推式第9頁/共45頁10 主要區(qū)別膜片彈簧安裝方向相反，支承方式不同。形式 特點(diǎn) 拉式 推式 膜片彈簧大端 支承在離合器蓋

4、上 壓在壓盤上 膜片彈簧中部 壓到壓盤上 支撐在支點(diǎn)上 分離軸承移動(dòng)方向 向右 向左 三、膜片彈簧離合器 拉式與推式第10頁/共45頁11 形式 特點(diǎn) 拉式 推式 備注 結(jié)構(gòu) 簡單 復(fù)雜 拉式無中間支撐件及支撐環(huán)數(shù)少 質(zhì)量 小 大 零件 少 多 壓緊力 大 小 傳遞轉(zhuǎn)矩 大 小 離合器蓋變形 小 大 分離效率高 杠桿比 大 小 操縱 輕便 略沉重 當(dāng)離合器尺寸、Temax相同時(shí) 。三、膜片彈簧離合器 拉式與推式第11頁/共45頁12工 作 噪 聲 沒 有 支 撐 環(huán) 磨 損 后有 工 作 沖 擊 沒 有 支 撐 環(huán) 磨 損 后有 壽 命 長 短 分 離 軸 承 復(fù) 雜 、 拆 裝 困難 結(jié) 構(gòu)

5、 簡 單 12211221llFFllFF2211llll且：11FF 當(dāng)離合器尺寸相同（D）；Temax 一樣；則F2=F2第12頁/共45頁13 第三節(jié) 離合器主要參數(shù)的選擇 一、離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力1、取決于摩擦面間的靜摩擦力矩：Tc=fFZRc式中：F工作壓力；f摩擦因數(shù) （0.250.30）； Z摩擦面數(shù)；Rc 平均摩擦半徑2、平均摩擦半徑 假設(shè)壓力分布均勻，將分布力等效為集中力，得： 當(dāng)d/D0.6時(shí)，有：)(32233dDdDRc4dDRc第13頁/共45頁14 3、摩擦面的單位壓力p0： 得到靜摩擦力矩4、離合器的后備系數(shù) 離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，

6、=Tc/Temax。為了保證可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，要求： 1。)1(12330cDfZpTc)(4220dDFp第14頁/共45頁15 二、離合器主要參數(shù)的選擇1、后備系數(shù) 考慮以下因素，不宜選取過大。防止傳動(dòng)系過載； 緊急接合離合器，T傳（23）Temax 不松開離合器、緊急制動(dòng)，T傳=（1520）Temax保證離合器尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單。減少踏板力，操縱輕便。（單位壓力?。┌l(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)多，轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)， 可取小些。膜片彈簧離合器可以取小。（壓緊力穩(wěn)定）第15頁/共45頁16下列因素要求不宜選取過小。襯片磨損后，仍能可靠傳遞Temax，宜取大些。防止離合器接合時(shí)滑磨過大，導(dǎo)致壽命下降；使用條件惡

7、劣，有拖掛，為提高起步能力；柴油機(jī)因工作粗暴，轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)，宜取大些。 車型 轎、微、輕型貨車 1.201.75 中、重貨車 1.502.25 越、牽引車 1.804.00 第16頁/共45頁17 影響 p0取值的因素 要求 p0 備注 離合器使用頻繁時(shí) 取小 工作條件 發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率小 取小 如農(nóng)村、市內(nèi) 襯片外徑 D大時(shí) 取小 線速度提高、磨損增加 后備系數(shù) 較大 取大 滑磨功小、磨損速度下降 材料 2、單位壓力p0 材料 p0 MPa石棉基材料 0.100.35粉末冶金材料 0.350.50金屬陶瓷 0.701.50第17頁/共45頁183、摩擦片尺寸外徑 DTc=f Z p0 D3 (1

8、- c3 ) /12 原則上只要結(jié)構(gòu)上有可能，盡可能將D取大些。經(jīng)驗(yàn)公式： (mm) DKD maxeT 參數(shù) 車型 直徑系數(shù)KD 轎車 14.6 單片 16.018.5 貨車 雙片 13.515.0 重型貨車 22.524.0 第18頁/共45頁193、摩擦片尺寸內(nèi)徑d nD不變，若d取小時(shí)摩擦面積增加，Tc增加；但壓力分布不均勻；內(nèi)外圓圓周速度差別大；減振器安裝困難。D、d、b應(yīng)符合國標(biāo)GB/T5764-1998汽車用離合器面片。 D d b Temax Nm 160 110 3.2 4060 。 。 。 。 3.5 。 。 。 。 。 。 4.0 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

9、第19頁/共45頁20 第四節(jié)離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一 離合器基本參數(shù)的優(yōu)化 1. 設(shè)計(jì)變量=Tc/Temax=fFZRc/ Temax 取決于F、D、d。 p0=4F/(D2-d2) p0取決于 F、D、d。離合器基本參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)變量為： TT321dDFxxxX第20頁/共45頁21 2. 目標(biāo)函數(shù) 參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)是，在保證性能的條件下結(jié)構(gòu)尺寸（D、d）盡可能小。即目標(biāo)函數(shù)： 3. 約束條件 1) D應(yīng)保證 Vd 6570m/s 2) c 0.53c0.70 3) 4min22dDxf0 . 42 . 1第21頁/共45頁22 4) d d2R0+50 R0減振彈簧位置半徑 保證扭轉(zhuǎn)減振

10、器的安裝 5) 單位面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 6) 00224cccTTTZ Dd0pMPapMPa50. 110. 00520見表cT第22頁/共45頁237) 單位摩擦面積的滑磨功w W起步時(shí)，接合離合器產(chǎn)生的滑磨功2g202ra2e2iirm1800nW1500r/min2000r/mine，貨車取轎車取n wdDZWw)(422第23頁/共45頁24二. 膜片彈簧的彈性特性1. 碟簧子午斷面坐標(biāo)系 膜片彈簧受載后，碟簧子午斷面繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，該點(diǎn)切向應(yīng)變與應(yīng)力均為零，稱之為中性點(diǎn)。將坐標(biāo)原點(diǎn)取在中性點(diǎn)處。第24頁/共45頁252. 膜片彈簧的變形第25頁/共45頁263. 碟簧變形與載荷的關(guān)系 21

11、111112112111216/lnhrRrRHrRrRHrRrREhfF式中：H內(nèi)截錐高；h板厚； R、r自由狀態(tài)時(shí)大、小端半徑； R1 、 r1壓盤、支撐環(huán)加載點(diǎn)半徑；第26頁/共45頁274. 分離指變形與載荷的關(guān)系 11112rRrrf11112FrrrRFf22fF 12fF 21fF 第27頁/共45頁28三. 膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算1. 切向應(yīng)力在碟簧子午斷面中的分布 xeyxEt) 2/(12=0的等應(yīng)力線：y=(-/2)xK點(diǎn)為所有等應(yīng)力線交點(diǎn)：（-e,- (-/2)e ）第28頁/共45頁292. 碟簧最大切向應(yīng)力點(diǎn) 最大壓應(yīng)力在B點(diǎn)（-(e-r), h/2） ：22122hr

12、ererEtB變形過程中，壓應(yīng)力最大值對應(yīng)的夾角：最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在A點(diǎn)rehp2第29頁/共45頁30 3. B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力在分離軸承推力作用下，B點(diǎn)還受彎曲作用。 彎曲應(yīng)力：根據(jù)最大切應(yīng)力理論，B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為：226hnbFrrrfrBtBrBjB 60Si2MnA材料的許用應(yīng)力為15001700MPa。第30頁/共45頁31四. 主要參數(shù)的選擇1. H/h 和 hH/h決定了膜片彈簧彈性特性曲線的形狀。推薦 H/h =1.52.0， h =24mm第31頁/共45頁322. R/r和R、r的選擇比值R/r大，則彈簧材料利用率低；彈簧剛度大；彈性特性曲線受直徑誤差影響大；應(yīng)力越高。推薦R/

13、r =1.201.35推式：R Rc（摩擦片平均半徑） 拉式： r Rc3.= 915第32頁/共45頁334. 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇拐點(diǎn)H對應(yīng)著膜片彈簧壓平的位置；工作點(diǎn)B一般取在凸點(diǎn)M和拐點(diǎn)H之間，靠近H點(diǎn)處。1B =(0.81.0)1H5. 分離指數(shù)目n 12n24 一般取18第33頁/共45頁34五. 膜片彈簧材料及制造工藝1. 材料：60Si2MnA 或 50CrVA2. 工藝： 強(qiáng)壓處理在分離方向上，使之過位移38次；塑性變形產(chǎn)生反向殘余應(yīng)力，使疲勞壽命提高5%30%。 凹面或雙面噴丸處理表層產(chǎn)生塑性變形，形成強(qiáng)化層，提高疲勞壽命。分離指端部高頻淬火與鍍鉻可提高耐磨能力膜片彈簧

14、與壓盤接觸圓處擠壓處理防止產(chǎn)生裂紋第34頁/共45頁35 第五節(jié)扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì) 一. 組成與功用 1. 組成彈性元件和阻尼元件（阻尼片） 2. 功用 降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)剛度； 增加傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振振幅； 控制怠速時(shí)的扭振和噪聲； 緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷。3. 彈性特性：線性和非線性第35頁/共45頁36二. 參數(shù)選擇1. 極限轉(zhuǎn)矩Tj： 是指減振器消除限位銷與從動(dòng)盤轂缺口之間間隙1時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。 Tj =（1.52.0）Temax2. 扭轉(zhuǎn)角剛度k式中：K彈簧線剛度 Z j彈簧數(shù)R0 彈簧分布半徑 合理的扭轉(zhuǎn)角剛度可以使系統(tǒng)的共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)常用工作轉(zhuǎn)速范

15、圍內(nèi)。 初選時(shí)，取 k 13Tj 。201000RKZkj第36頁/共45頁373. 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T 合理選擇T，可以有效消除扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。 初選 T =(0.060.17)Temax4. 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tn Tn增大，共振頻率將減小，但不應(yīng)大于T 。 初選 Tn = (0.050.15)Temax 5. 減振彈簧位置半徑R0 R0盡可能大一些，一般R0=（0.600.75）d/2。6. 減振彈簧個(gè)數(shù)Zj 根據(jù)摩擦片外徑選取。7. 減振彈簧總壓力F 限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙被消除時(shí)的彈簧受到的壓力。 F =Tj / R08. 極限轉(zhuǎn)角j （L為彈簧工作變形量），通常取312。02arcsin2RLj第

16、37頁/共45頁38三. 雙質(zhì)量飛輪1.結(jié)構(gòu)2. 優(yōu)點(diǎn)：R0提高，彈簧剛度下降，允許轉(zhuǎn)角變大。降低發(fā)動(dòng)機(jī)變速器振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率，避免怠速時(shí)共振。 減振效果提高。從動(dòng)盤上沒有減振器，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下降，對換檔有利。3. 缺點(diǎn)彈簧安裝半徑大，離心力大，彈簧中段易鼓出，磨損嚴(yán)重。第38頁/共45頁39 第六節(jié)離合器的操縱機(jī)構(gòu) 一. 對操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求1.操縱輕便。 踏板力要小，踏板行程要合理。 2. 有踏板自由行程調(diào)整機(jī)構(gòu)。3. 有踏板行程限位裝置，防止操縱機(jī)構(gòu)過載。4. 有足夠的剛度。5. 傳動(dòng)效率要高。6. 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，車架、駕駛室變形不會影響正常工作。7.工作可靠、壽命長，維修保養(yǎng)方便。第

17、39頁/共45頁40 二. 結(jié)構(gòu)形式選擇機(jī)械式 形式 特點(diǎn) 桿系 繩系 液壓式 結(jié)構(gòu) 簡單 簡單 復(fù)雜 工作可靠性 可靠 較差 可靠 質(zhì)量 大 小 小 低 低 高 車架、駕駛室變形 影響工作 不影響 不影響 遠(yuǎn)距離布置 困難 容易 容易 采用吊掛式踏板 不可以 可以 可以 壽命 長 短 長 離合器接合 不柔和 不柔和 柔和 第40頁/共45頁41三. 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 踏板行程S式中：Z面數(shù) S分離間隙2. 踏板力Ff211122221221dbadbaccSZSSSSofSfFiFF第41頁/共45頁42第七節(jié)離合器結(jié)構(gòu)元件一. 從動(dòng)盤總成1. 組成從動(dòng)盤轂?zāi)Σ疗瑥膭?dòng)片扭轉(zhuǎn)減振器2. 應(yīng)滿足如下要求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小；具有軸向彈性；應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器。第42頁/共45頁43二. 離合器蓋總成1.組成：離合器蓋、壓盤、傳動(dòng)片、分離杠桿、支撐環(huán)等2. 離合器蓋的設(shè)計(jì)