離合器汽車課程設(shè)計說明書

1、期上I*理工人，學(xué)汽車設(shè)計課程設(shè)計說明書馬自達(dá)5汽車離合器設(shè)計設(shè)計者：田致玲學(xué)號：0914040202學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：車輛工程指導(dǎo)老師：周萍日期：2012-6-25目錄第一章緒論51.1 前言51.2 課程設(shè)計目的51.3 設(shè)計要求51.4 設(shè)計步驟6第二章離合器方案的確定72.1 車型分析72.2 方案選擇7第三章離合器輸出軸的設(shè)計83.1 軸的直徑設(shè)計83.2 花鍵強(qiáng)度校核9第四章離合器基本參數(shù)的確定94.1 后備系數(shù)B104.2 單位壓力PO104.3 摩擦片的外徑、內(nèi)徑和厚度114.4 摩擦因數(shù)、摩擦面數(shù)、離合器間隙12第五章離合器基本參數(shù)的優(yōu)化135.1 摩擦片外徑D135.

2、2 摩擦片的內(nèi)、外徑比C135.3 后備系數(shù)B135.4 摩擦片內(nèi)徑D135.5 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩TCO135.6 單位壓力P0145.7 離合器單位摩擦面積滑磨功Q14第六章膜片彈簧基本參數(shù)的選擇156.1 截錐高度K板厚H比值和板厚H的選擇156.2 自由狀態(tài)下碟簧部分大端R小端r的選擇和比值156.3 膜片彈簧起始圓錐底角的選擇156.4 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇156.5 分離指數(shù)目N的選取166.6 膜片彈簧小端內(nèi)半徑及分離軸承作用半徑的確定166.7 切槽寬度、及半徑的確定166.8 壓盤加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定176.9 膜片彈簧基本參數(shù)約束條件的檢驗(yàn)176.10

3、 膜片彈簧材料及制造工藝17第七章扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)的選擇187.1 極限轉(zhuǎn)矩TJ187.2 扭轉(zhuǎn)角剛度187.3 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩197.4 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩197.5 減振彈簧的位置半徑Ro197.6 減振彈簧個數(shù)197.7 減振彈簧總壓力207.8 極限轉(zhuǎn)角207.9 限位銷與從動盤缺口側(cè)邊的間隙207.10 限位銷直徑207.11 從動盤轂缺口寬度及安裝窗口尺寸207.12 減振彈簧設(shè)計21第八章離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算228.1 從動盤總成設(shè)計228.1.1 從動盤總成的結(jié)構(gòu)型式的選擇228.1.2 從動片結(jié)構(gòu)型式的選擇228.1.3 從動盤轂的設(shè)計228.2 離合器蓋總成設(shè)計238.2.

4、1 離合器蓋設(shè)計238.2.2 壓盤設(shè)計238.3 離合器分離裝置設(shè)計248.3.1 分離軸承248.3.2 分離套筒24謝辭25參考資料26第一章緒論1.1 前言對于內(nèi)燃機(jī)為動力的汽車，離合器在機(jī)械傳動系中是作為一個獨(dú)立的總成而存在的，它是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連接的總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主、從動部分之間的摩擦來傳遞動力且能分離的裝置。它主要包括主動部分、從動部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操作機(jī)構(gòu)等四部分。離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)對傳動系的動力傳遞，保證汽車起步時將發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)平順地結(jié)合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)分離，減少變速器中換擋齒輪之

5、間的沖擊；在工作中受到較大的動載荷時，能限制傳動系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動系各零部件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲。隨著汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對離合器的要求越來越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式正向自動操縱的形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢。1.2 課程設(shè)計目的汽車設(shè)計課程是培養(yǎng)學(xué)生具有汽車設(shè)計能力的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程設(shè)計則是學(xué)生在學(xué)習(xí)了汽車構(gòu)造、汽車制造技術(shù)

6、、汽車設(shè)計等課程后一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，基本的目的是：通過課程設(shè)計，綜合運(yùn)用汽車設(shè)計課程和其它選修課程的理論和實(shí)踐知識，解決汽車設(shè)計問題，掌握汽車設(shè)計的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問題的能力。學(xué)會分析和評價汽車及各總成的結(jié)構(gòu)與性能，合理選擇結(jié)構(gòu)方案及有關(guān)參數(shù)，掌握一些汽車主要零部件的設(shè)計與計算方法。學(xué)會考慮所設(shè)計部件的制造工藝性、使用、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問題，培養(yǎng)汽車設(shè)計能力。通過計算，繪圖，熟練運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，手冊，圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)設(shè)計技能。鼓勵學(xué)生充分利用計算機(jī)進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計，CA必圖，鍛煉學(xué)生利用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)計和繪圖的能力。1.3

7、設(shè)計要求通過課程設(shè)計，對轎車離合器的結(jié)構(gòu)、從動盤總成、壓盤和離合器蓋總成及膜片彈簧的設(shè)計有比較深入的熟悉并掌握。首先通過查閱文獻(xiàn)、上網(wǎng)查閱資料，了解汽車離合器的基本工作原理，結(jié)構(gòu)組成及功能；通過對車型分析，路況分析和型式分析，制定出總體設(shè)計方案。并對轎車膜片彈簧離合器進(jìn)一步的認(rèn)知和建模，并在指導(dǎo)老師的幫助下完成膜片彈簧離合器設(shè)計。為了保證離合器具有良好的工作性能，對汽車離合器設(shè)計提出如下基本要(1)在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備。(2)接合時要平順柔和，以保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。(3)分離時要迅速、徹底。(4)離合器從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時變

8、速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。(5)應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其使用壽命。(6)應(yīng)使傳動系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動、緩和沖擊和減小噪聲的能(7)操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。(8)作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。(9)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、壽命長。(10)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。本次設(shè)計要求如下：(1)離合器裝配圖一張視圖投影準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理，畫法規(guī)范，圖面整潔，字體按規(guī)定用工程字書寫，標(biāo)題欄及零件明細(xì)表

9、完整。(2)零件圖(四號圖紙，非標(biāo)準(zhǔn)零件由老師指定)要求結(jié)構(gòu)合理，尺寸公差標(biāo)注規(guī)范，基準(zhǔn)選擇恰當(dāng)。(3)課程設(shè)計說明書一份(用統(tǒng)一規(guī)格)。1.4設(shè)計步驟熟悉離合器結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論知識。根據(jù)所給題目進(jìn)行車型分析，道路情況分析，所設(shè)計部件型式分析，進(jìn)行主要參考型選擇以及設(shè)計計算。繪制離合器總成裝配圖。繪制主要零件圖。編寫設(shè)計說明書。答辯。第二章離合器方案的確定2.1 車型分析2011款馬自達(dá)5_是一款5門7座前置前驅(qū)汽車，該車采用LFX發(fā)動機(jī)，具具體參數(shù)見表2-1。表2-12011款馬自達(dá)5參數(shù)參考車型馬自達(dá)5最大功率/轉(zhuǎn)速106kw/6500rpm最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速180Nm/4500rpm整車整備質(zhì)

10、量1516kg驅(qū)動輪規(guī)格參數(shù)205/55R16最局車速179km/h車身長4585mm車身寬1750mm車身1620mm軸距2750mm2.2 方案選擇本車設(shè)計采用雙片膜片彈簧離合器。本車采用的摩擦式離合器，其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強(qiáng)，維修方便，目前大多數(shù)汽車都采用這種形式的離合器。采用多盤式離合器是因?yàn)樾枰獋鬟f較大轉(zhuǎn)矩，本車型傳遞轉(zhuǎn)矩為180Nmf目對較大。采用膜片彈簧離合器時因?yàn)槟て瑥椈呻x合器有很多優(yōu)點(diǎn)：膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性，彈簧壓力在摩擦片的允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變，因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；相對圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降，離合器分離時，彈簧壓力有所下降，從而

11、降低了踏板力。對于圓柱螺旋彈簧，其壓力則大大增加。膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺栓彈簧壓緊力則明顯下降。膜片彈簧以整個圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長。膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設(shè)計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，膜片彈簧離合器不僅在乘用車上被大量采用，而且在各種形式的商用車上也被廣泛采用與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：取消了中間支承各零件，并不用支

12、承環(huán)或只用一個支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更??；拉式膜片彈簧是以中部與壓盤相壓，在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)；在結(jié)合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承少，減少了摩擦損失，傳動效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約25%-30%無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會形成間隙而增大踏板自由行程，不會產(chǎn)生沖擊和噪聲；使用壽命長。但是拉式膜

13、片彈簧的分離指與分離軸承套筒總成嵌裝在一起，要采用專門的分離軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆裝和拆卸困難，造價也相對較高。本車型經(jīng)濟(jì)型乘用車，配置綜合考慮成本和維修性能。綜上所述，本次課程設(shè)計采用雙片推式膜片彈簧離合器。離合器的基本結(jié)構(gòu)第三章離合器輸曲軸的設(shè)計3.1軸的直徑設(shè)計對于既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩的轉(zhuǎn)軸，可用下式初步估算軸的直徑(1T)9.55106&p02'n對于本次設(shè)計車型馬自達(dá)5,Pemax=106kw,對應(yīng)的轉(zhuǎn)速n=6500rpm,軸的材料選用45鋼，那么對應(yīng)的許用扭切應(yīng)力為30-40Mpa.取為40Mpa那么計算出d26.90.表3-1GB1144-2001從動盤外徑D/mm發(fā)

14、動機(jī)轉(zhuǎn)矩emax/N?memax花鍵齒數(shù)n花鍵外徑D/mm花鍵內(nèi)徑d/mm寬b/mm后效出Kl/mm擠壓應(yīng)力/MPa242511.3225011.5253510.4因此根據(jù)上表選用花鍵內(nèi)徑為28mm外徑為35mm花鍵齒數(shù)n為10,齒厚為4mm有效齒長為35mm擠壓應(yīng)力應(yīng)該小于10.4MPa3.2,花鍵強(qiáng)度的校核花鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過大而破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計算。P擠壓應(yīng)力計算公式：擠壓二（Mpa）nhl式中，P為花鍵的齒側(cè)面壓力（N）。它由下式確定：花鍵的齒側(cè)面壓力：PemaJ（D'd'）Z式中，d',D'

15、分別為花鍵的內(nèi)外徑（m）；Z為從動盤轂的數(shù)目；Temax為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）;n為花鍵齒數(shù)；h為花鍵齒工作高度h工（Dd）;l為花鍵有效長度（m）2由3-1表格中所選取的數(shù)據(jù)知：D=35mmd=28mm,n=10,l=35mm,b=4mm,又emax=180N.mrqZ=2。計算得：P=5771.43N,j=4.71MPa<10.4MPa符合強(qiáng)度得要求從動盤通常由40Cr45號鋼、35號鋼鍛造，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,HRC28 32第四章離合器基本參數(shù)的確定摩擦離合器是靠存在于主、從動部分摩擦表面間的摩擦力矩來傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的。離合器的靜摩擦力矩T為：(4-1)Tc=fFZRc式中，f為摩擦

16、面間的靜摩擦因數(shù)，計算式一般取0.25-0.30;F為壓盤施加在摩擦面上的工作壓力；叫為摩擦片的平均摩擦半徑；Z為摩擦面數(shù)，單片離合器的Z=2,雙片離合器的Z=4。假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有22(D2d2)(42)(43)2R為摩擦片外(44)poApo(Rr)p°J-JPo4FF_2222(Dd)(Rr)式中，po為摩擦面單位壓力，A為一個摩擦面的面積；D徑；摩擦片的平均摩擦半徑Rc,根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示為2R3r3D3d32R3r3Tc3班正7RC3(D2d2)3RT當(dāng)d/D>0.6時，RC可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計算cDdRrRC42綜上所述，可以得到TCfZp0D3

17、(1c3)(45)式中12c為摩擦片內(nèi)外徑之比，c=d/D,一月在0.530.70之間。為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時工應(yīng)大于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即(4-6)幾=PTeiiiax式中，T.心為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；B為離合器的后備系數(shù)，定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，B必須大于14.1 后備系數(shù)B后備系數(shù)B是離合器設(shè)計中的一個重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇B時，考慮到摩擦片在使用中磨損后仍能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時間過長、防止傳動系統(tǒng)過載以及操縱輕便等因素。各類汽車離合器B的取值范圍見表4-1。表

18、4-1離合器后備系數(shù)B的取值范圍車型后備系數(shù)B乘用車及最大質(zhì)量小于6t的商用車1.2o-1.75最大總質(zhì)量為6-14t的商用車1.5o-2.25掛車1.8o-4.oo本次課程設(shè)計的對象為馬自達(dá)5,屬于乘用車，故本次課程設(shè)計的后備系數(shù)B范圍為1.20-1.75，取B=1.24.2 單位壓力Po單位壓力Po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。當(dāng)摩擦片采用不用的材料時，Po取值范圍見表4-2表4-2摩擦片單位壓力Po的取值范圍摩擦片材料單位壓力Po/MPa石棉基材料模壓0.15-0

19、.25編織0.25-0.35粉末冶金材料銅基鐵基0.35-0.50金屬陶瓷材料0.70-1.50Po選擇：0.10&PoW1.5OMPa,本次設(shè)計選取R=0.12MPa4.3 摩擦片外徑D內(nèi)徑d和厚度b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。當(dāng)離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料已選定，發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩,曲舐已知，適當(dāng)- c3)選取后備系數(shù)B和單位壓力Po,可估算出摩擦片的外徑，即:(4-7)T摩擦片外徑D(mm也可根據(jù)發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩飛皿13t(NJ.的按如下經(jīng)驗(yàn)公式選用:D(4-8)式中，K。為直徑系數(shù)，取值范圍見表4-3表4-3直徑系數(shù)K口的取值范圍車

20、型直徑系數(shù)乘用車14.6最大總質(zhì)量為1.8-14.0t的商用車16.0-18.5（單片離合器）13.5-15.0（雙片離合器）最大總質(zhì)量大于14.0t的商用車22.5-24.0本次設(shè)計的對象是馬自達(dá)5汽車，屬于乘用車，由于是雙片式離合器，故Z=4,由車型分析可知改車型的發(fā)動機(jī)的最大扭矩：180Nm/4500rpm,即Temax=180Nm預(yù)選c=0.6,f=0.25,選取、d=14.6,根據(jù)式（4-8）可算出摩擦片外徑D=195.87mm按、由部初選口以后，還需注意摩擦片尺寸的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)符合尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)GB/T5764.2011汽車用離合器面片表3-4為我國摩擦片尺寸的標(biāo)準(zhǔn)附表1離合器

21、設(shè)計參數(shù)表外徑D/mm1650380405430內(nèi)徑d/mm1195205220230厚度/mm3.23.53.53.53.53.53.53.54444C=d/D0.6870.6440.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5351-C130.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847單面面積166787299081037故取摩擦片的尺寸為D=200mmb=3.5mm根據(jù)預(yù)選的內(nèi)外徑比c=0.6,可近似算得內(nèi)徑d=200*0.6=120mm因此取d=120mm4.4 摩

22、擦因數(shù)f、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙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。各種摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍見表4-5表4-5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)f石棉基材料模壓0.20-0.25編織0.25-0.35粉末冶金材料銅基0.25-0.35鐵基0.35-0.50金屬陶瓷材料0.4本次設(shè)計取f=0.25在前面的設(shè)計分析中已經(jīng)陳述了本次設(shè)計選用的是雙片推式膜片彈簧離合器，故Z=4離合器間隙t是指離合器處于正常接合狀態(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成接合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙

23、。本次設(shè)計取t=3mm第五章離合器基本參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計離合器要確定離合器的性能和參數(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)。5.1摩擦片外徑D(mrm摩擦片外徑D(mmi的選取應(yīng)使最大圓周速度”口不超過65-70m/s,即：VD=諭q*10；65-70m/s式(5-1)n式中，口為摩擦片最大圓周速度(m/s)；©力團(tuán)為發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速(r/min)。取n=6500X1.02=6630r/min,由于最高功率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速6500rpm已經(jīng)很高，發(fā)動機(jī)很少會超過此轉(zhuǎn)速，所以發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速與

24、最高功率轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換系數(shù)選擇了較小值。前面已知D=200mm入式（4-1）中可算得=69.4m/s,由此可見，滿足要求。5.2 摩擦片的內(nèi)、外徑比c摩擦片的內(nèi)、外徑比c應(yīng)在0.53-0.70范圍內(nèi)，又C=120/200=0.60由此可見，滿足要求。5.3 后備系數(shù)B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，不同車型的B值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為1.2-4.0o根據(jù)馬自達(dá)5車型情況，已經(jīng)選取后備系數(shù)B=1.20滿足要求。5.4 摩擦片內(nèi)徑d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2R。約50mm即：d>2RC+50mm得：2Rw70mm所以滿足要求。5

25、.5 為反映離合器傳遞的轉(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：式(5-2)式中，1川為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.mQnf）；為其許用值（nm/mm）,按下表4-1選取。表4-1單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值離合器規(guī)格D/mm<210>210-250>250-325>3250.280.300.350.40在本次設(shè)計中，我們選取的D=200mm則根據(jù)表4-1可知工。1=0.28冥1。,N2m/mm根據(jù)前面的數(shù)據(jù)和式（4-6）可算得Tc=180*1.2=216N?m,代入式（5-2）,T-22可以算得喂=0.269X10N.m/nm,因此滿足要求。5

26、.6 單位壓力R為降低離合器滑磨是的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對于不同車型，單位壓力R根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，R的最大范圍為0.10-1.50MPa。前面選取的R=0.12MPa滿足要求。5.7 離合器單位摩擦面積滑磨功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面積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即4WrZ（D2d2）式中，為單位面積滑磨功（J/mm2）;為其許用值（J/mm2）;對于乘用車：0.40J/mm2,對于最大總質(zhì)量小于6.0t的商用車：0.33J/mm2,對于最大總質(zhì)量大于6.0t的商用車：0.25J/mm2;W為汽車起步時離合器接

27、合一次所產(chǎn)生的總滑磨功，可根據(jù)下式計算2mar22 i02i式中，ma為汽車總質(zhì)量（kg）;rr為輪胎滾動半徑（m）;ig為汽車起步時所用變速器擋位的傳動比；i。為主減速器傳動比；1為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；計算時乘用車取2000r/min,商用車取1500r/min。由前面汽車參數(shù)選取ig1=3.666,主減速比io=4.366,由汽車參數(shù)表中數(shù)據(jù)可計算得汽車總質(zhì)量為ma=1516+7*65+7*10=2041kg驅(qū)動輪半徑為rr=205*55%+16*25.4/2=315.95mm算得，W=1.74X104(J),=0.22(J/mm2),滿足要求第六章膜片彈簧基本參數(shù)的選擇6.1 截錐

28、高度H與板厚h比值H和板厚h的選擇h為了保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的-h一般為1.52.0,板厚h為24mm故初選h=2.5mm,H=1.6則H=1.6h=4.0mm.h6.2 自由狀態(tài)下碟簧部分大端R小端r的選擇和-比值r當(dāng)色0.6時，摩擦片平均摩擦半徑為D-DdRc=80.0mm4研究表明，R/r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲線受直徑誤差影響大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r一般為1.20- -1.35.為使摩擦片上的壓力分布比較均勻，推式膜片彈簧的R值應(yīng)取為大于或者等于摩擦片的平均半徑Rc.因此取R為102mm.取R/r為1.

29、25,那么r=81.6mm,因止匕，R=102mmr=81mm,R/r=1.266.3 膜片彈簧起始圓錐底角的選擇膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角a與內(nèi)截錐高度HK系密切，a=arctanH/(R-r)=H/(R-r),一般在9°15°范圍內(nèi)。a=arctan4.0/(102-81)=10.78°,因此滿足9°15°的范圍.6.4 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇設(shè)通過支承環(huán)和壓盤加載膜片彈簧上地載荷F1(N)集中在支承點(diǎn)處，加載點(diǎn)間的相對軸向變形為入1(mm),則膜片彈簧的彈性特性如下式表示：E1lnRRr1Rr2F1f1)1方H1H-h2(4-1)612

30、Rir12R。2R。式中：Fi膜片彈簧在離合器壓盤支承處的載荷(N)1膜片彈簧在壓盤支承處的變形量，也即壓盤的行程(mmE彈性模量對鋼取E2.1105MPa材料的泊松比對鋼取0.3膜片彈簧的彈性特性曲線，如圖所示ilI該曲線的拐點(diǎn)H寸應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且入1H=（入1M+入1N）/2。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)貨口拐點(diǎn)也問，且靠近或在H點(diǎn)處，一般入ib=（0.81.0）入舊，以保證摩擦片在最大磨損限度入范圍內(nèi)壓緊力從F藤iJFia變化不大。當(dāng)分離時，膜片彈簧工作點(diǎn)從B變到C,為最大限度地減小踏板力，C點(diǎn)心盡量靠近N點(diǎn)。6.5 分離指數(shù)目n的選取分離指數(shù)目n常取為

31、18,大尺寸膜片彈簧可取24,小尺寸膜片彈簧可取12.這里分離指數(shù)目n=186.6 膜片彈簧小端內(nèi)半徑幾及分離軸承作用半徑h的確定“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的外徑。rf應(yīng)大于r0。取r0=29mm,rf=30mm6.7 切槽寬度1、2及半徑的確定i3.23.5mm,2910mm,re的取值應(yīng)滿足r%2的要求。取13.2mm,29mm,re72mm（切槽半徑）6.8 壓盤加載點(diǎn)半徑R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑r1的確定ri應(yīng)略大于r且盡量接近r,R應(yīng)略小于R且盡量接近R取R=100mm,r1=82mm6.9 膜片彈簧基本參數(shù)約束條件的檢驗(yàn)1、彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定

32、的范圍1.20Rr1.35702Rh1003.5R/r。5.0R/r=1.26,2R/h=8,R/ro=3.52這些尺寸的比值都符合規(guī)定的范圍。2、為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R應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間。即Dd/4RD/280 100 100符合要求。3、根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求,R1與R,。與rjf與0之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即1 R R 70 1 r 60 rf r0 4R R1100r1 r 1.0都符合要求rfro1.04、膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此其杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)先取，即2.3rrfR1 r14.5門 rfR1 r12.77符合要

33、求。6.10膜片彈簧材料及制造工藝國內(nèi)膜片彈簧一般采用60Si2MnA或50CrVA等優(yōu)質(zhì)高精度鋼板材料。為了保證其硬度，幾何形狀，金相組織，載荷特性和表面質(zhì)量等要求，需進(jìn)行一系列熱處理。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理，即沿其分離狀態(tài)的工作方向，超過徹底分離點(diǎn)后繼續(xù)施加過量的位移，使其分離38次，以產(chǎn)生一定的塑性變形，從而使膜片彈簧的表面產(chǎn)生與使用狀態(tài)反方向的殘余應(yīng)力而達(dá)到強(qiáng)化的目的。一般來說，經(jīng)強(qiáng)壓處理后，在同樣的工作條件下，可提高膜片彈簧的疲勞壽命5%30%。另外，對膜片彈簧的凹面或雙面進(jìn)行噴丸處理。為提高分離指的耐磨性，可對其端部進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱淬火或鍍銘。為了防止

34、膜片彈簧與壓盤接觸圓形處由于拉應(yīng)力的作用產(chǎn)生裂紋，可對該處進(jìn)行擠壓處理，以消除應(yīng)力源。膜片彈簧表面不得有毛刺、裂紋、劃痕等缺陷。碟簧部分的硬度一般為4550HRC分離指端硬度為5562HRC在同一片上同一范圍內(nèi)的硬度差不大于3個單位。碟簧部分應(yīng)為均勻的回火托氏體和少量的索氏體。單面脫碳層的深度一般不得超過厚度的3%0膜片彈簧的內(nèi)外半徑公差一般為Hil和h11,厚度公差為±0.025mm初始底錐角公差為土10'。上、下表面的表面粗糙度為1.6小成底面的平面度一般要求小于0.1mm膜片彈簧處于接合狀態(tài)時，其分離指端的相互高度差一般要求小于0.81.0mm第七章扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)的

35、選擇7.1 極限轉(zhuǎn)矩Tj極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位銷與從動盤轂缺口之間的間隙1時所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷起作用時的轉(zhuǎn)矩。它與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取Tj(1.52.0)Temax。式中，對于本車型：系數(shù)取2.0。Tj2.0180360NM(51)7.2 扭轉(zhuǎn)角剛度kk為減振器扭轉(zhuǎn)剛度(Nm/rad)。設(shè)計時可按經(jīng)驗(yàn)來初選k,k<13Tj取k=13Tj=4680Nm/rad7.3 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度是，受結(jié)構(gòu)及發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效地消振，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T一般可按下式初選T(0.060.17)Te

36、max取T=0.12Tema=21.6N.m7.4 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tn減振彈簧在安裝時都有一定的預(yù)緊。研究表明，Tn增加，共振頻率將向減小頻率的方向移動，這是有利的。但是Tn不應(yīng)大于T,否則在反向工作時，扭轉(zhuǎn)減振器將提前停止工作，故取Tn=0.08Temax=14.4N.m7.5 減振彈簧的位置半徑RoRo的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取Ro(0.600.75)：d取Ro0.60=36.0mm27.6 減振彈簧個數(shù)ZjZj參照下表選取。取Zj=6附表3減振彈簧個數(shù)的選取摩擦片外徑D/mm225-250250-325325-350>350車4-66-8810>101或4 2被消除，減振彈簧傳遞轉(zhuǎn)

37、7.7 減振彈簧總壓力F當(dāng)限位銷與從動盤轂之間的間隙(52)矩達(dá)到最大值時Tj,減振彈簧受到的壓力F為FTj/R0=10000N7.8 極限轉(zhuǎn)角j減振器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩時，從動片相對從動盤轂的極限轉(zhuǎn)角j為2arcsin(53)j2R0式中，L為減振彈簧的工作變形量。j通常取3O12°,對平順性要求高或?qū)ぷ鞑痪鶆虻陌l(fā)動機(jī)，j取上限。取j=10°7.9 限位銷與從動盤缺口側(cè)邊的間隙R2sinj式中：R為限位銷的安裝半徑，入一般為2.54mm本設(shè)計取入=3mm7.10 限位銷直徑限位銷直徑d'按結(jié)構(gòu)布置選定，一般d'=9.512mm本設(shè)計取d'=

38、11mm7.11 從動盤轂缺口寬度及安裝窗口尺寸尺寸簡圖這樣，當(dāng)?shù)?只有部分 較小，有利 取為充分利用減振器的緩沖作用，將從動片上的部分窗口尺寸做的比從動盤轂上的窗口尺寸稍大一些，如圖5.5.1所示。圖4.2從動盤窗口一般推薦A-A=a=1.41.6mm面?zhèn)鱽頉_擊時，開始彈簧參加工作，剛度于緩和沖擊。本設(shè)計a=1.5mmA=26mmA=27.5。7.12 減振彈簧設(shè)計在初步選定減振器的主要尺寸后，即可根據(jù)布置上的可能來確定和減振彈簧設(shè)計的相關(guān)尺寸1、彈簧的平均直徑D2：一般由結(jié)構(gòu)布置決定，通常選取D2=1115mmfc右本設(shè)計選取D2=12mm2、彈簧鋼絲直徑：di8PD2di算出后應(yīng)該圓整為

39、標(biāo)準(zhǔn)值,對鋼式中：扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力=550600MPaPE/734mr右。P=1666.7N代入數(shù)值，得d1=4.00mrm符合上述要求3、減振彈簧剛度：2.kK/1000R0Zj代入數(shù)值得k=601.19N/mm4、減振彈簧的有效圈數(shù)：4i=覬8D2k式中：G為材料的扭轉(zhuǎn)彈性模數(shù)，G=83000N/mim代入數(shù)值，得i=2.26。減振彈簧的總?cè)?shù)ni1.52,n取整為55、減振彈簧在最大工作壓力P時最小長度:Lminnd11.1d1n=22.0mm式中：0.1d1=0.400為彈簧圈之間的間隙。第八章離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算8.1 從動盤總成設(shè)計8.1.1 從動盤總成的結(jié)構(gòu)型式的選擇從動盤

40、總成主要由摩擦片、從動片、減振器和從動盤轂等組成。從動盤對離合器工作性能影響很大，應(yīng)滿足如下設(shè)計要求:1）轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡量小，以減小變速器換擋時輪齒間的沖擊。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。摩擦面片采用有機(jī)材料。選用帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤，從動片通常用1.32.0mne的鋼板沖壓而成。將其外緣的盤形部分磨薄至0.651.0mm以減小其轉(zhuǎn)動慣量。整體式彈性從動片一般用高碳鋼（如50）或65Mrffl板，熱處理硬度3848HRC圖5-1-1汽車膜片彈簧離合器壓盤總成1.摩擦片2.從動盤本體3.從動盤怫釘4

41、.減振彈簧5.減振器6.阻尼彈簧怫釘7.從動盤轂8.摩擦片怫釘1.1.2 從動片結(jié)構(gòu)型式的選擇從動片設(shè)計時，要盡量減輕其重量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分布盡可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動慣量。為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動片一般都做成具有軸向結(jié)構(gòu)，這樣的從動片有3種結(jié)構(gòu)型式：1、整體式彈性從動片；2、分開式彈性從動片；3、組合式彈性從動片。選擇整體式彈性從動片，它能滿足達(dá)到軸向彈性的要求，生產(chǎn)率高。1.1.3 從動盤轂的設(shè)計從動盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它裝在變速器輸入軸前端的花鍵上，一般采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，花鍵軸與孔采用動配合。從動盤轂軸向長度不宜過小，以免

42、在花鍵軸上滑動時產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取1.01.4倍的花鍵軸直徑。從動盤轂一般采用鍛鋼（如45,40Cr等），表面和心部硬度一般在2632HRC為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍銘工藝，對減振彈簧窗口及與從動片配合處應(yīng)進(jìn)行高頻處理。減振彈簧常采用60Si2MnA50CrVA65Mr#彈簧鋼絲。從動盤上花鍵與第一章中所講的軸上花鍵規(guī)格一樣。8.2 離合器蓋總成設(shè)計離合器蓋總成除了壓緊彈簧外還有離合器蓋、壓盤、傳動片、分離杠桿裝置及支承環(huán)等。8.2.1 離合器蓋設(shè)計為了減輕重量和增加剛度，轎車的離合器蓋常用厚度約為35mmH氐碳鋼板(如08鋼板)沖壓成比較復(fù)雜的形狀。在設(shè)計中要特別注

43、意的是剛度、對中、通風(fēng)散熱等問題。離合器蓋的剛度不夠，會產(chǎn)生較大變形，這不僅會影響操縱系統(tǒng)的傳動效率，還可能導(dǎo)致分離不徹底、引起摩擦片早期磨損，甚至使變速器換擋困難。離合器蓋內(nèi)裝有壓盤、分離杠桿、壓緊彈簧等，因此，應(yīng)與飛輪保持良好的對中，以免影響總成的平衡和正常的工作。對中方式采用定位銷或定位螺栓，也可采用止口對中。離合器蓋的膜片彈簧支承處應(yīng)具有高的尺寸精度。為了加強(qiáng)離合器的通風(fēng)散熱和消除摩擦片的磨損粉末，防止摩擦表面溫度過高，在保證剛度的前提下，可在離合器蓋上設(shè)置循環(huán)氣流的入口和出口，甚至可將蓋設(shè)計成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計離合器蓋要求離合器蓋內(nèi)徑大于離合器摩擦片外徑，能將其他離合器上的

44、部件包括在其中即可。8.2.2 壓盤設(shè)計對壓盤設(shè)計的要求：(1)壓盤應(yīng)具有較大的質(zhì)量，以增大熱容量，減小溫開，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎，有時可設(shè)置各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，以幫助散熱通風(fēng)。中間壓盤可鑄出通風(fēng)槽，也可采用傳熱系數(shù)較大的鋁合金壓盤。(2)壓盤應(yīng)具有較大的剛度，使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均勻并減小受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊及離合器的徹底分離，厚度約為1525mm(3)與飛輪應(yīng)保持良好的對中，并要進(jìn)行靜平衡，壓盤單件的平衡精度應(yīng)補(bǔ)低于1520g*cm(4)壓盤高度(從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離)公差要小。材料為灰鑄鐵HT200鑄成，密度78000kg/m，應(yīng)根據(jù)下式來計算離合器