一種膜片彈簧離合器畢業(yè)設(shè)計

1離合器通常裝在發(fā)動機與變速器之間，其主動部分與發(fā)動機飛輪相連，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構(gòu)。離合器的主要功用是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機與傳動系平順的接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換檔齒輪間的沖擊；在工作中受到較大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)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、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象。原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。石棉基摩擦材料的引入和改進，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，因而可以減少進2但是，由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn)動慣量小，所以以內(nèi)燃機為動力擦面片有關(guān)。但在那時相當(dāng)一段時間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)計上的缺陷，造成了單片離合器在接合時不夠平順的問題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動盤金屬片上是杠桿放大后作用在壓盤上。后來改用多個直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設(shè)計上帶來了實實在在的好處，使壓盤上的彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小了軸向尺寸。為它具有從動部分轉(zhuǎn)動慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動盤，提了傳動系統(tǒng)噪聲和載荷。汽車舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎(chǔ)上得到不斷改進，乘用對于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動機功率不斷加大，但離合器允許，在重型汽車上可采用雙片干式離合器。從理論上講，在相同的徑向尺寸下，雙片離合近年來濕式離合器在技術(shù)上不斷改進，在國外某些重型車上又開始采用多片濕式在3膜片彈簧離合總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片和分離軸承總成等部分一起。離合器蓋是離合器中結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的承載構(gòu)件，壓緊彈簧的壓緊力最終都膜片彈簧是離合器中重要的壓緊元件，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，可以穿過支承鉚釘，這部分稱之為分離指；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)動機緊密相連。壓盤靠近外圓周處有斷續(xù)的環(huán)狀支承凸臺，最外緣均布有三個或四個傳力凸耳。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4(1)接合位置(2)分離位置1-離合器蓋2-鉚釘3-膜片彈簧4-支撐環(huán)5-壓盤6-摩擦片7-分離軸承總成8-離合器踏板9-輸出軸膜片彈簧分離指，使膜片彈簧呈反錐形變形，其大端離開壓盤，壓盤在傳動片的彈力5先，在機械、電子、航空、郵電、兵工、仿真等各行各業(yè)都有應(yīng)用，在CAD/CAE/CAM領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位。它集零件設(shè)計、大型組件設(shè)計、鈑金設(shè)計、造型設(shè)計、模具開較以前的版本有了很大的提高，而且操作界面也更為好用，可以大大提高技術(shù)人員的是因為濕式離合器大多是多盤式離合器，用于需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩的離合器，而該車型軸的中心線是對的，因此其壓力實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6摩擦片或從動盤的外徑是離合器的重要參數(shù)，它對離合器的輪廓尺寸有決定性的影響，并根據(jù)離合器能全部傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩來選擇。為了能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩T，離合器的靜摩擦力矩T應(yīng)大于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩T，而離合器傳遞的cmaxccmax摩擦力矩T又決定于其摩擦面數(shù)Z、摩擦系數(shù)f、作用在摩擦面上的總壓緊力P與摩cΣmT=T=ZfPRN?mccmaxre f—摩擦系數(shù)，計算時一般取0.25~0.30。該車型發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩T為190N·m，取摩擦系數(shù)f為3.0可得離合器的靜cmax離合器的后備系數(shù)，選擇時應(yīng)考慮摩擦片磨損后仍能傳遞T及避免起步時滑磨時間過長；同時應(yīng)考慮防止傳動系過載及操縱輕便等。車車型轎車輕型貨車中、重型貨車越野車牽引車后備系數(shù)1.30~1.751.60~2.252.0~3.57xx重負(fù)荷重負(fù)荷單片離合器極限值————————————————外徑外徑D/mm單位面積8449本章對離合器的摩擦片進行了設(shè)計選擇，確定了離合器摩擦片的外徑尺寸，對以后其他多個部件總成的外形尺寸選擇起了決定作用。通過對摩擦片這個零件的設(shè)計選壓盤形狀較復(fù)雜，要求傳熱性好、具有較高的摩擦系數(shù)及耐磨。故通常由灰鑄鐵為了使每次接合的溫升不致過高，壓盤應(yīng)具有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量；為了保證在例如在壓盤體內(nèi)鑄出導(dǎo)風(fēng)槽。壓盤的厚度初步確定后，應(yīng)校核離合器一次接合的溫升=γL/mc(3.1)kg若溫升過高，可適當(dāng)增加壓盤的厚度。壓盤單件的平衡精度應(yīng)不低于15~代入公式(3.1)進行校核計算，τ=6.732℃符合標(biāo)準(zhǔn)[2，3]。一般采用厚2.5~5mm的低碳鋼鋼板沖壓制造。離合器蓋的形狀和尺寸由離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定。在設(shè)計時要特別注意的是剛度、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，甚至使變速器換檔困難。離合器蓋內(nèi)裝有壓盤、分離杠桿、壓緊彈簧等，因此，其對于飛輪軸線的對中十分重要。對中方式可采用定位銷的前提下，可在離合器蓋上設(shè)置循環(huán)氣流的入口和出口，甚至將蓋設(shè)計成帶有鼓風(fēng)葉本設(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其中即可[4]。jemax (3.2)式中：y—考慮發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T分配到壓盤上的比例系數(shù)，單片離合器取y=0.5；計算得=15.22符合標(biāo)準(zhǔn)[5]。j本章對離合器主動件進行了設(shè)計、計算、選擇及校核。主動件包括離合器蓋、壓盤等。這些部件都是給離合器傳遞扭矩的部件，他們共同的特點是都要有良好的散熱能力，有能有效把在主動部分的熱傳遞出去的能力。這些部件總成都是符合標(biāo)準(zhǔn)的部離合器表面片在離合器接合過程中將遭到嚴(yán)重的滑磨，在相對很短的時間內(nèi)產(chǎn)生其摩擦特性，步希望出現(xiàn)，摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象；荷，在離合器接合過程中表現(xiàn)出良好的性能；，不易影響它們的摩擦作用；本設(shè)計離合器摩擦片選用金屬陶瓷材料。它是由金屬機體、陶瓷成分和潤滑劑組成的一種多元復(fù)合材料。金屬基體的主要作用是以機體接合方式將陶瓷成分和潤滑劑從動盤毅的花鍵孔與變速器第一軸前端的花鍵軸以齒側(cè)定心矩形花鍵的動配合相從動盤從動盤發(fā)動機轉(zhuǎn)矩鍵鍵鍵鍵齒寬效擠壓T/N?m應(yīng)力emaxn33444455055556花鍵尺寸選定后應(yīng)進行擠壓應(yīng)力華(MPa)及剪切應(yīng)力τ(MPa)的強度校核：jj(4.2)(4.2)l，Tb—分別為花鍵的有效齒長及鍵齒寬，mm；emaxjj從動片通常用1.3~2.0mm厚的鋼板沖壓而成。有時將其外緣的盤形部分磨薄至為了降低汽車傳動系的振動，通常在傳動系中串聯(lián)一個彈性一阻尼裝置，它就是裝在離合器從動盤上的扭轉(zhuǎn)減振器。其彈性元件用來降低傳動系前端的扭轉(zhuǎn)剛度，降低傳動系扭振系統(tǒng)三節(jié)點振型的固有頻率，以便將較為嚴(yán)重的扭振車速移出常用車速有效地降低傳動系的共振載荷、非共振載荷及噪聲[7]。4.4.2扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型的選擇屬于兩種或三種規(guī)格且剛度由小變大并按先后次序進人工作時，則稱為兩級或三級非柴油發(fā)動機汽車所采用。柴油機的怠速旋轉(zhuǎn)不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪輪齒問的敲擊。為此，可使扭轉(zhuǎn)減振器具有兩級或三級非線性彈性特性。第一級剛度很小，稱怠速級，對降低變速器怠速噪聲效果顯著。線性扭轉(zhuǎn)減振器只能在一種載荷工況(通常為發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩)下有效地工作，而三級非線性扭轉(zhuǎn)減振器的彈性特性則擴大了適于其有效工作的載荷工況范圍，這有利于避免傳動系共振，降低汽車在行駛阻尼裝置，但由于它會使從動盤的轉(zhuǎn)動慣量顯著增大，且在離合器熱狀態(tài)下工作力矩的穩(wěn)定，可加進碟形彈簧(圖4.1c，d)，同時采用不同剛度的碟形彈簧和圓柱螺旋壓簧分別對兩組摩擦片建立不同的正壓力Ca≤13TjjT=(1.5~2.0)Tjemax 大扭矩，代入數(shù)值得T=380，Ca≤7273.5本設(shè)計初選Ca=7000N·m/raD。j動機工作轉(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=(0.06~0.17)Temax(4.5)emax減振彈簧安裝時應(yīng)有一定的預(yù)緊。這樣，在傳遞同樣大小的極限轉(zhuǎn)矩它將降低減，一般選取T=(0.05~0.15)T=19N·m。預(yù)emax(4.6)R1=(0.60~0.75)D(4.6)離合器摩擦片外徑D減振彈簧數(shù)目Z225225~250250~325325~3554~66~88~10當(dāng)限位彈簧與從動盤轂之間的間隙被消除時，彈簧傳遞扭矩達(dá)到最大TjTP=j總R1式中：P的計算應(yīng)按T的大者來進行P=678.57N?？俲總 2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一般推薦A1-A=a=1.4~16mm。這樣，當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)鱽頉_擊時，開始只有部分彈簧參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22取D=12。2dd=32112 減振彈簧的總?cè)?shù)n=i+(1.5~2)=5.98。L=n(d+6)min111l=l=Pl=l+l0minTl'=預(yù)1(4.17)l=ll0 轉(zhuǎn)減振器、波形彈簧、從動盤轂及其他一些起緊固、傳遞力作用的零件。考慮了其各方面的要求及特征，改進了原零件的一些設(shè)計方案和材料，使整體效果更好一些。并膜片彈簧的大端處為一完整的截錐，類似無底的碟子，和一般機械上用的碟形彈簧一樣，故稱作碟簧部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。與碟形彈簧不同的是在膜片彈簧上還有徑向開槽部分，形成許多稱為分離指、起分離杠桿作用的彈性杠桿。分離指與碟簧部分小端交接處的徑向槽較寬且呈長方孔，分離指根部的過渡圓mm以減少分離指根部的應(yīng)力集中，長方孔又可用來安置銷釘固定膜片彈簧的彈性特性是由其碟簧部分所決定，是非線性的，與自由狀態(tài)下碟簧部行程限制。當(dāng)(H/h)=2，特性曲線上有一拐點，若(H/h)=1.5≈2，則特性曲線中段性曲線中有一段負(fù)剛度區(qū)域，即變形增加而載荷反而減小。這種特性很適于作為的目的。當(dāng)然，負(fù)剛度也不宜過大，以免彈簧工作位置略微變動就引起彈簧壓緊力過大的變化。為兼顧操縱輕便及壓緊力變化不大，汽車離合器膜片彈簧通常取性曲線具有更大的負(fù)剛度區(qū)且具有載荷為負(fù)值的區(qū)域。這種彈簧適于汽車液力傳動中的鎖止機構(gòu)[9，10，11]。(a)自由狀態(tài)；(b)結(jié)合狀態(tài)；(c)分離狀態(tài)(b)P1P=1R-r 1R-rR-rR-r11P|P||經(jīng)過整理式(5.1)可得如下關(guān)系式：1111 11(5.4)="(5.4)式(5.2)即為分離軸承推與膜片彈簧變形入的關(guān)系式。將5(.5)與(5.6)21代入(5.4)中，r-r2R-r11fP=1P=11P2r-r11f (5.5) (5.6)可得到P與入的關(guān)系式(5.7)，式中r為分離軸承作用半徑r=25mm22ff22 (5.7)前述膜片彈簧的載荷與變形之間的關(guān)系式，是在假定膜片彈簧在承載過程中，其ln(R/r)t確地選擇該比值，以得到理想的特性曲線及獲得最佳的使用性能。一般汽車的膜片彈Hh作點的位置很重要。拐點T對應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而入為曲線凸點M和凹點1τA1B1τc0 式中：Z—離合器的摩擦片工作表面數(shù)目，例單片Z=2；cc0這里本離合器為單片式離合器，所以Z=2，該車型以城市公路為主，再考慮經(jīng)濟c0簧最佳。但對汽車離合器膜片彈簧來說，并不要求儲存大量的彈性能，而應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)。徑膜片彈簧小端半徑r由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸的花鍵i分離軸承作用半徑r為標(biāo)準(zhǔn)件，r應(yīng)大于r。按華健外徑選用r=22.5，r也應(yīng)大ffifii分離指的數(shù)目n多取為18；切槽寬6=3.2~3.5mm；6=9~l0mm；半徑r的取值12ee選取6=3.3mm，6=9mm；r=90mm，其滿足(r-r)>6的要求[17，18，19]。12e