喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 密 級 分類號 編 號 成 績 本科生畢業(yè)設計 (論文) 外 文 翻 譯 原 文 標 題 The role of the clutch in the manual transmission of the car 譯 文 標 題 離合器在手動擋汽車中的作用 作者所在系別 作者所在專業(yè) 作者所在班級 作 者 姓 名 作 者 學 號 指導教師姓名 指導教師職稱 完 成 時 間 教務處制 譯文標題 離合器在手動擋汽車中的作用 原文標題 The role of the clutch in the manual transmission of the car 作 者 Alice 譯 名 愛麗絲 國 籍 美國 原文出處 Popular Mechanics 對于手動擋的車型而言，離合器是汽車動力系統(tǒng)的重要部件，它擔負著將動力與發(fā)動機之間進行切斷與連接的工作。在城市道路或者復雜路段駕駛時，離合器成了我們最頻繁使用的部件之一，而離合器運用的好壞，直接體現(xiàn)了駕駛水平的高低，也體現(xiàn)了對于車輛保護的好壞。正確使用離合器，掌握離合器的原理以在特殊情況下利用離合器來解決問題，是每個駕駛手動擋車型的車友應該掌握的。 所謂離合器，顧名思義就是說利用“離”與“合”來傳遞適量的動力。離合器由摩擦片，彈簧片，壓盤以及動力輸出軸組成，布置在發(fā)動機與變速箱之間，用來將發(fā)動機飛輪上儲存的力矩傳遞給變速箱，保證車輛在不同的行駛狀況下傳遞給驅(qū)動輪適量的驅(qū)動力和扭矩，屬于動力總成的范疇。在半聯(lián)動的時候，離合器的動力輸入端與動力輸出端允許有轉(zhuǎn)速差，也就是通過其轉(zhuǎn)速差來實現(xiàn)傳遞適量的動力。 離合器分為三個工作狀態(tài)，即不踩下離合器的全連動，部分踩下離合器的半連動，以及踩下離合器的不連動。當車輛在正常行駛時，壓盤是緊緊擠靠在飛輪的摩擦片上的，此時壓盤與摩擦片之間的摩擦力最大，輸入軸和輸出軸之間保持相對靜摩擦，二者轉(zhuǎn)速相同。當車輛起步時，司機踩下離合器，離合器踏板的運動拉動壓盤向后靠，也就是壓盤與摩擦片分離，此時壓盤與飛輪完全不接觸，也就不存在相對摩擦。 最后一種，也就是離合器的半連動狀態(tài)。此時，壓盤與摩擦片的摩擦力小于全連動狀態(tài)。離合器壓盤與飛輪上的摩擦片之間是滑動摩擦狀態(tài)。飛輪的轉(zhuǎn)速大于輸出軸的轉(zhuǎn)速，從飛輪傳輸出來的動力部分傳遞給變速箱。此時發(fā)動機與驅(qū)動輪之間相當于一種軟連接狀態(tài)。 一般來說，離合器是在車輛起步和換擋的時候發(fā)揮作用，此時變速箱的一軸和二軸之間存在轉(zhuǎn)速差，必須將發(fā)動機的動力與一軸切開以后，同步器才能很好的將一軸的轉(zhuǎn)速保持與二軸同步，擋位掛進以后，再通過離合器將一軸與發(fā)動機動力結(jié)合，使動力繼續(xù)得以傳輸。 在離合器中，還有一個不可或缺的緩沖裝置，它由兩個類似于飛輪的圓盤對在一起，在圓盤上打有矩形凹槽，在凹槽內(nèi)布置彈簧，在遇到激烈的沖擊時，兩個圓盤之間的彈簧相互發(fā)生彈性作用，緩沖外界刺激。有效的保護了發(fā)動機和離合器。在離合器的各個配件中，壓盤彈簧的強度，摩擦片的摩擦系數(shù)，離合器直徑，摩擦片位置以及離合器數(shù)目就是決定離合器性能的關鍵因素，彈簧的剛度越大，摩擦片的摩擦系數(shù)越高，離合器的直徑越大，離合器性能也就越好。 起步時需要有一定的半聯(lián)動時間，以保證起步的平順。坐新手開的車都有這樣的體會，要么起步時熄火，要么是一顫一顫出去的，這些都是半聯(lián)動技巧沒有掌握好的表現(xiàn)。汽車在起步的時候，變速箱的二軸是靜止的，當我們掛一擋以前，需要踩下離合器，此時變速箱的一軸與動力分開，通過同步器掛上一擋以后，一軸也同樣變?yōu)殪o止。動力從飛輪出來是有一定轉(zhuǎn)速的，此時與一軸存在巨大的轉(zhuǎn)速差，這也就是為何起步時對于半聯(lián)動的要求要比換擋時高得多的主要原因，離合器的前后部件一個靜止一個運動。 這樣的轉(zhuǎn)速差必須由半聯(lián)動來消化，也就是動力開始的時候部分傳遞給一軸，使車輛能以較平穩(wěn)的姿態(tài)起步，一旦車輛行駛起來，轉(zhuǎn)速差就會變得很小，此時將離合器完全抬起，就不會有沖擊了。 坡道起步需要較高的半聯(lián)動技巧。半聯(lián)動可以消化發(fā)動機轉(zhuǎn)速與車輪之間的轉(zhuǎn)速差，也就是說可以有在動力已經(jīng)傳遞到車輪上，但車輪并不運轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)，這種情況常常發(fā)生在坡道。一般對于駕駛技術不熟練的駕駛員而言，在坡道起步時會拉起手剎，然后讓離合器處于半聯(lián)動狀態(tài)，松下手剎，車輛保持靜止，防溜車殃及后車。而車輛向后滑行的重力是由發(fā)動機提供的動力來抗衡的，而離合器則負責消除這里存在的轉(zhuǎn)速差。 車輛處于這種情況下，駕駛員就能很輕松的起步了，繼續(xù)踩下油門踏板讓轉(zhuǎn)速進一步提升獲得足夠的扭力，車輛就順利坡起了。此時對于半聯(lián)動的技巧要求較高，如果半聯(lián)動力度太弱，就可能在松開手剎時車輛向后滑動，容易造成新手的驚慌失措，如果半聯(lián)動力度過強則容易是車輛加速過猛而撞到前車。所以對于新手而言，此時可以讓發(fā)動機轉(zhuǎn)速略高，并采用較大的半聯(lián)動力度，使車輛有個向前走的趨勢時，再松開手剎。 新手駕駛的時候會存在一些離合器使用上的錯誤操作。作為新手，由于駕駛技術的不熟練，很難將油離很好的配合，導致在使用離合器的時候出現(xiàn)一些有損離合器的操作方法，而這些情況同樣是出現(xiàn)在半聯(lián)動的時候。 避免離合器長時間處于半聯(lián)動狀態(tài)才能有效的保護離合器。有些新手剛上路時由于緊張，油離配合不好，害怕自己在起步時熄火滅車，于是就轟大油門而離合器卻壓得很低，半天也不全部抬起實現(xiàn)全聯(lián)動，此時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速與一軸的轉(zhuǎn)速存在巨大的轉(zhuǎn)速差，而車輛則是慢慢起步的，這些巨大的轉(zhuǎn)速差全部由離合器的半聯(lián)動消化，這是非常毀離合器的做法。為了避免頻繁的坡道起步，用腳半踩離合，這樣能用半聯(lián)動來控制車的行駛速度，也就是俗稱悶著離合器走。 整個過程離合器都是發(fā)生滑動摩擦的，這種長時間的滑動摩擦也會損害離合器。開車上路總喜歡把左腳放到離合器踏板上，從而導致不自覺的壓下了離合器踏板，車輛長時間處于半聯(lián)動狀態(tài)。所有這些操作都會加速離合器片的磨損，對車輛的動力性和經(jīng)濟性都會造成損失。 離合器是汽車上一個頻繁摩擦的部件，它會隨著使用時間和使用頻率的增加而產(chǎn)生磨損，就會產(chǎn)生離合器打滑現(xiàn)象。對于有經(jīng)驗的駕駛員是可以提早發(fā)現(xiàn)的，比如判斷離合器是否打滑我們可以在原地著車時掛入一擋，這時不要松手剎，然后慢慢抬離合器直至完全抬起，如果在離合器抬起時，發(fā)動機熄火這就證明你的離合器不打滑，反正如果離合器都完全抬起了而車還不熄火就證明你的離合器有問題了。 還有就是在起步時明顯感覺到離合器位置突然變高了，也是離合器打滑的前兆，再有就是我們在急加速時只是感覺發(fā)動機轉(zhuǎn)速在不斷升高，而車速卻沒有升高等等這些情況都是離合器打滑的征兆。當出現(xiàn)離合器磨損或打滑時我們要及時檢查、更換，否則這會使發(fā)動機輸出的動力不能有效的傳遞給輸出軸上，而是將動力損失在離合器片與飛輪之間的滑動摩擦上，并將相互之間的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟牡?，這樣會導致動力傳輸下降，同時還會費油增加用車的成本。 附錄： Stick to the car, clutch is an important component of the auto power system, it bears will power and the engine cut and connection between the work. In urba n road sections or complex, our most frequently used clutch became one of th e components, and clutch, use directly reflects the driving of level, but also refl ects the good protection for vehicles. Used correctly, principle of clutch clutch i n special circumstances using clutch to solve problems, each block is driving t he car manual should master enthusiasm. So-called clutch, just as its name implies is using "from" and "close" to deliver the amount of power. By friction clutch, shrapnal, pressure plate and dynamic output shaft, decorate in the engine and transmission between, used to be the flywheel storage engine torque to gearbox, ensure vehicles in different driving conditions apply to drive wheels, belong to the driving force and torque power train category. In half the time of the clutch, linkage power input and output po wer is allowed, namely through rotational speed to realize the amount of powe r transmission. The clutch is divided into three working condition, not on the clutch type on th e part of the clutch, under half step down, and the type of clutch type. When th e vehicle in normal operation, the pressure plate is tightly packed on the frictio n of friction, pressure plate and the friction between the biggest slice, input sh aft and the output shaft remains relatively static friction between both speed a nd in the same. When the vehicle, the driver started on the clutch pedal, clutc h platen movement by pulling back, also is the pressure plate and friction slice s, pressure plate and the separation of the flywheel no contact will not exist rel atively friction. Finally, also is a type of clutch. At this time, the pressure plate and the friction in small type. Clutch disc friction slices with flywheel is sliding friction between state. The flywheel speed than the output shaft speed, the power transmissio n from the flywheel part to the gearbox. This engine and driving wheel is equiv alent to a soft connection between state. Generally speaking, the clutch is star ted and shift in vehicles, at the time of transmission shaft and a second shaft r otation difference exists between the power of the engine, must be with a shaf t cut, can be very good synchronizer will keep a shaft speed and synchronous , block into later, again with a shaft through clutch of engine power, power con tinue to transmit. In the clutch, and an indispensable buffering device, it consists of two similar t o the flywheel disc disc playing together, in rectangular groove is decorated in the slots in the spring, the impact of fierce encounter between the two disks, s pring, mutual happen elastic cushion external stimuli. Effective protection of e ngine and clutch. In all parts of the clutch platen, intensity of spring, the frictio n coefficient, clutch friction, diameter and clutch position number is the key fac tor decision clutch performance, the stiffness of hydropneumatic spring, the fri ction coefficient is higher, the diameter of the clutch, clutch performance is better. When beginning to have time, to ensure the linkage of half started smoothly. S it novice car have such experience, or remove, or started a quiver yishan, the se are not good skills andlinkage. The car at the start of the second shaft, gea rbox, when we are still hang a block, need on the clutch, a transmission axis a nd power, through the synchronizer hang a block, a shaft also become motionl ess. Power is out from the flywheel, there must be a rotating shaft with great s peed, which is why started to half of requirements than the shift much when th e main reason, clutch before a stationary components, a movement. So the speed of the poor by half linkage to digest must, is at the beginning of t he power transmission shaft, and give a part of the vehicle to a smooth start p osture, once the vehicle, speed difference will become small, at this time will c lutch, there won't be fully up the impact. Start to higher ramps and linkage ski lls. Half the speed and the engine can be digested linkage between the wheel speed difference, i.e., the power can be passed to the wheel, but not running wheel, which often occurred in the ramp. General for driving technology not sk illed driver, start up the ramp when handbrake, then let the clutch is linkage, p anasonic, vehicle handbrake stationary car after disaster prevention, slip. The gravity of the slide backwards and vehicle by the engine is the power to provid e against, and clutch is responsible for eliminating the speed difference exists here. Vehicles in this kind of circumstance, the driver can easily start, continue to tra mple accelerator pedal to obtain enough to further improve speed of torsion, v ehicle goes up the slope. Now the skills required for half a linkage, if half linka ge too weak, might efforts in the open hand brake when slide backwards, eas y to cause the vehicle's panic, if half of a joint efforts, easy is accelerating and hit limber fast-drawing. So for beginners, can let the engine speed slightly tall, and the greater half linkage, make vehicles have a walk when the trend, and l oosen the handbrake. When will the novice driving some mistakes on the use of the clutch. As a novi ce, due to driving technology, it will be difficult to unskilled oil from good coordi nation, resulting in use when the clutch of some beneath the clutch, and these operating methods are also appeared in the half of time. Avoid clutch at half time state can effectively protect the linkage of clutch. So me of the novice just when due to stress, oil from bad cooperation and started out in the car, then remove and clutch shot big throttle pressure very low, but also don't lift realize all along, the linkage of engine speed and a shaft rotation al speed of the huge, and vehicle speed is slowly started, the great speed of a ll poor by clutch linkage, this is very destroyed digestion. Clutch, In order to av oid using the ramp frequent trample brake, so half feet in half the speed Kong ZhiChe linkage to, or a clutch. Frowsty The whole process of sliding friction clutch occurs, the long time of sliding fricti on will damage the clutch. Driving on the left foot in general like the clutch not consciously, resulting in the clutch pedal under pressure for a long time, the vehicles at half linkage. All of these operations can accelerate the clutch disc w ear, the dynamic performance and fuel economy of vehicle can cause damage. The clutch is a frequent automobile parts of the friction over time, it will be incr eased frequency of use and wear, and can produce clutch skid phenomenon. For experienced pilots can be found, such as advance whether we can judge t he clutch in situ skidding car when a block, then hang soonly, and then slowly lift clutch brake up until completely, if the clutch lift, engine flameout this proof of your clutch not sliding, anyway if the clutch iscompletely lift and car is not le aving the clutch is proof that you. There is in start when suddenly felt clutch position, also the clutch, another is t he precursor of sliding speed in urgent when we just feel engine speed in risin g, and speed, but not all of these conditions are signs of sliding clutch. When t he clutch when we want to wear or skid timely inspection, replacement, other wise will make the engine output power can effectively to the output shaft, but will power loss in the clutch plate and the sliding friction between the flywheel, and the friction between energy consume, for it will cause power transmission , also dues increase the cost of oil transport. 4 指 導 教 師 評 語 外文翻譯成績： 指導教師簽字： 年 月 日 注：1. 指導教師對譯文進行評閱時應注意以下幾個方面：①翻譯的外文文獻與畢業(yè)設計（論文）的主題是否高度相關，并作為外文參考文獻列入畢業(yè)設計（論文）的參考文獻；②翻譯的外文文獻字數(shù)是否達到規(guī)定數(shù)量（3 000字以上）；③譯文語言是否準確、通順、具有參考價值。 2. 外文原文應以附件的方式置于譯文之后。 拉式膜片彈簧離合器的設計 趙仙堯 汽車系 06高職汽檢（1）班 指導老師：劉哲 摘要：本文主要介紹了拉式膜片彈簧離合器的發(fā)展史、工作原理、優(yōu)點、離合器功用、主要參數(shù)的選擇與優(yōu)化、結(jié)構設計、零部件設計以及材料的選擇等內(nèi)容。 關鍵詞：膜片彈簧離合器、參數(shù)、結(jié)構、零部件設計、材料、原理、功用； 第1章 緒 論 1.1選題的目的 本次設計，我力爭把離合器設計系統(tǒng)化，為離合器設計者提供一定的參考價值。拋棄傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器，設計新式的拉式膜片彈簧離合器是本次設計的主要特點。 1.2離合器發(fā)展歷史 近年來各國政府都從資金、技術方面大力發(fā)展汽車工業(yè)，使其發(fā)展速度明顯比其它工業(yè)要快的多，因此汽車工業(yè)迅速成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志。 對于內(nèi)燃機汽車來說，離合器在機械傳動系中作為一個獨立的總成而存在，它是汽車傳動系中直接與發(fā)動機相連接聽總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦式離合器主要依靠主、從動部分之間的摩擦來傳遞動力且能分離的裝置。 在早期研發(fā)的離合器中，錐形離合器最為成功?，F(xiàn)今所用的盤片式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。20世紀20年代末，直到進入30年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才采用多片離合器。多年的實踐經(jīng)驗和技術上的改進使人們逐漸趨向于首選單片干式離合器[1]。 近來，人們對離合器的要求越來越高，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式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，適應發(fā)動機的高轉(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。 隨著汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速、功率不斷提高和汽車電子技術的高速發(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)構正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構發(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，適應發(fā)動機的高轉(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。隨著計算機的發(fā)展，設計工作已從手工轉(zhuǎn)向電腦，包括計算、性能演示、計算機繪圖、制成后的故障統(tǒng)計等等。 1.3離合器概述 按動力傳遞順序來說，離合器應是傳動系中的第一個總成。顧名思義，離合器是“離”與“合”矛盾的統(tǒng)一體。離合器的工作，就是受駕駛員操縱，或者分離，或者接合，以完成其本身的任務。離合器是設置在發(fā)動機與變速器之間的動力傳遞機構，其功用是能夠在必要時中斷動力的傳遞，保證汽車平穩(wěn)地起步；保證傳動系換檔時工作平穩(wěn)；限制傳動系所能承受的最大扭矩，防止傳動系過載。為使離合器起到以上幾個作用，目前汽車上廣泛采用彈簧壓緊的摩擦式離合器，摩擦離合器所能傳遞的最大扭矩取決于摩擦面間的工作壓緊力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面狀況等。即主要取決于離合器基本參數(shù)和主要尺寸。膜片彈簧離合器在技術上比較先進，經(jīng)濟性合理，同時其性能良好，使用可靠性高壽命長，結(jié)構簡單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地傳遞發(fā)動機最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點[2]： （1）結(jié)合時平順、柔和，使汽車起步時不震動、沖擊； （2）離合器分離徹底； （3）從動部分慣量小，以減輕換檔時齒輪副的沖擊； （4）散熱性能好； （5）高速回轉(zhuǎn)時只有可靠強度； （6）避免汽車傳動系共振，具有吸收震動、沖擊和減小噪聲能力； （7）操縱輕便； （8）工作性能（最大摩擦力矩和后備系數(shù)保持穩(wěn)定）； （9）使用壽命長。 1.3.1 離合器的功用 離合器可使發(fā)動機與傳動系逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。如前所述，現(xiàn)代車用活塞式發(fā)動機不能帶負荷啟動，它必須先在空負荷下啟動，然后再逐漸加載。發(fā)動機啟動后，得以穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速約為300～500r/min，而汽車則只能由靜止開始起步，一個運轉(zhuǎn)著的發(fā)動機，要帶一個靜止的傳動系，是不能突然剛性接合的。因為如果是突然的剛性連接，就必然造成不是汽車猛烈攢動，就是發(fā)動機熄火。所以離合器可使發(fā)動機與傳動系逐漸地柔和地接合在一起，使發(fā)動機加給傳動系的扭矩逐漸變大，至足以克服行駛阻力時，汽車便由靜止開始緩慢地平穩(wěn)起步了。 雖然利用變速器的空檔，也可以實現(xiàn)發(fā)動機與傳動系的分離。但變速器在空檔位置時，變速器內(nèi)的主動齒輪和發(fā)動機還是連接的，要轉(zhuǎn)動發(fā)動機，就必須和變速器內(nèi)的主動齒輪一起拖轉(zhuǎn)，而變速器內(nèi)的齒輪浸在黏度較大的齒輪油中，拖轉(zhuǎn)它的阻力是很大的。尤其在寒冷季節(jié)，如沒有離合器來分離發(fā)動機和傳動系，發(fā)動機起動是很困難的。所以離合器的第二個功用，就是暫時分開發(fā)動機和傳動系的聯(lián)系，以便于發(fā)動機起動。 汽車行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開嚙合和進入嚙合。如在脫檔時，由于原來嚙合的齒面壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合器暫時分離傳動系，即能便利脫檔。同時在掛檔時，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會造成掛檔沖擊甚至掛不上檔，此時又需要離合器暫時分開傳動系，以便使與離合器主動齒輪聯(lián)結(jié)的質(zhì)量減小，這樣即可以減少掛擋沖擊以便利換檔。 離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車緊急制動時，傳動系受到很大的慣性負荷，此時由于離合器自動打滑，可避免傳動系零件超載損壞，起保護作用。 1.3.2 現(xiàn)代汽車離合器應滿足的要求 根據(jù)離合器的功用，它應滿足下列主要要求： （1）能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動機的最大扭矩。為此，離合器的摩擦力矩（）應大于發(fā)動機最大扭矩（）； （2）接合平順、柔和。即要求離合器所傳遞的扭矩能緩和地增加，以免汽車起步?jīng)_撞或抖動； （3）分離迅速、徹底。換檔時若離合器分離不徹底，則飛輪上的力矩繼續(xù)有一部份傳入變速器，會使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲； （4）從動盤的轉(zhuǎn)動慣量小。離合器分離時，和變速器主動齒輪相連接的質(zhì)量就只有離合器的從動盤。減小從動盤的轉(zhuǎn)動慣量，換檔時的沖擊即降低； （5）具有吸收振動、噪聲和沖擊的能力； （6）散熱良好，以免摩擦零件因溫度過高而燒裂或因摩擦系數(shù)下降而打滑； （7）操縱輕便，以減少駕駛員的疲勞。尤其是對城市行駛的轎車和公共汽車，非常重要； （8）摩擦式離合器，摩擦襯面要耐高溫、耐磨損，襯面磨損在一定范圍內(nèi)，要能通過調(diào)整，使離合器正常工作。 1.3.3 離合器工作原理 如圖1.1所示，摩擦離合器一般是有主動部分、從動部分組成、壓緊機構和操縱機構四部分組成。 離合器在接合狀態(tài)時，發(fā)動機扭矩自曲軸傳出，通過飛輪2和壓盤借摩擦作用傳給從動盤3，在通過從動軸傳給變速器。當駕駛員踩下踏板時，通過拉桿，分離叉、分離套筒和分離軸承8，將分離杠桿的內(nèi)端推向右方，由于分離杠桿的中間是以離合器蓋5上的支柱為支點，而外端與壓盤連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動壓盤向左，這樣，從動盤3兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動機的扭矩就不再傳入變速器，離合器處于分離狀態(tài)。當放開踏板，回位彈簧克服各拉桿接頭和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此時壓緊彈簧就推動壓盤向右，仍將從動盤3壓緊在飛輪上2，這樣發(fā)動機的扭矩又傳入變速器。 1-軸承 2-飛輪 3-從動盤 4-壓盤 5-離合器蓋螺栓 6-離合器蓋 7-膜片彈簧 8-分離軸承 9-軸 圖1.1 離合器總成 1.3.4 拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點 與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個支承環(huán)，使其結(jié)構更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更少；拉式膜片彈簧是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；在接合或分離狀態(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；無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構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)生沖擊和哭聲；使用壽命更長。 1.4 設計的預期成果 本次設計，我將取得如下成果：1、設計說明書：（1）離合器各零件的結(jié)構；（2）離合器主要參數(shù)的選擇與優(yōu)化；（3）膜片彈簧的計算與優(yōu)化；（4）扭轉(zhuǎn)減振器的設計；（5）離合器操縱機構的設計計算。2、圖紙有：扭轉(zhuǎn)減振器、摩擦片、膜片彈簧、從動盤、軸、壓盤、離合器總成。 第2章 離合器的結(jié)構設計 為了達到計劃書所給的數(shù)據(jù)要求，設計時應根據(jù)車型的類別、使用要求、制造條件，以及“系列化、通用化、標準化”的要求等，合理選擇離合器結(jié)構。 2.1 離合器結(jié)構選擇與論證 2.1.1 摩擦片的選擇 單片離合器因為結(jié)構簡單，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，所以被廣泛使用于轎車和中、小型貨車，因此該設計選擇單片離合器。摩擦片數(shù)為2。 2.1.2 壓緊彈簧布置形式的選擇 離合器壓緊裝置可分為周布彈簧式、中央彈簧式、斜置彈簧式、膜片彈簧式等。其中膜片彈簧的主要特點是用一個膜片彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。膜片彈簧與其他幾類相比又有以下幾個優(yōu)點[9]： （1）由于膜片彈簧有理想的非線性特征,彈簧壓力在摩擦片磨損范圍內(nèi)能保證大致不變，從而使離合器在使用中能保持其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力不變。當離合器分離時，彈簧壓力不像圓柱彈簧那樣升高，而是降低，從而降低踏板力； （2）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量?。? （3）高速旋轉(zhuǎn)時，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降； （4）由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命； （5）易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長； （6）平衡性好； （7）有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。 但膜片彈簧的制造工藝較復雜，對材料質(zhì)量和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，我選用膜片彈簧式離合器。 2.1.3 壓盤的驅(qū)動方式 在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤的方法有三種[9]： （1）凸臺—窗孔式：它是將壓盤的背面凸起部分嵌入在離合器蓋上的窗孔內(nèi)，通過二者的配合，將扭矩從離合器蓋傳到壓盤上，此方式結(jié)構簡單，應用較多；缺點：壓盤上凸臺在傳動過程中存在滑動摩擦，因而接觸部分容易產(chǎn)生分離不徹底。 （2）徑向傳動驅(qū)動式：這種方式使用彈簧剛制的徑向片將離合器蓋和壓盤連接在一起，此傳動的方式較上一種在結(jié)構上稍顯復雜一些，但它沒有相對滑動部分，因而不存在磨損，同時踏板力也需要的小一些，操縱方便；另外，工作時壓盤和離合器蓋徑向相對位置不發(fā)生變化，因此離合器蓋等旋轉(zhuǎn)物件不會失去平衡而產(chǎn)生異常振動和噪聲。 （3） 徑向傳動片驅(qū)動方式：它用彈簧鋼制的傳動片將壓盤與離合器蓋連接在一起，除傳動片的布置方向是沿壓盤的弦向布置外，其他的結(jié)構特征都與徑向傳動驅(qū)動方式相同。經(jīng)比較，我選擇徑向傳動驅(qū)動方式。 2.1.4 分離杠桿、分離軸承 分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔，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度和剛度，以承受反復作用在其上面的彎曲應力，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。分離本次設計選用的是油封軸承，它可以將潤滑脂密封在軸承殼內(nèi)，使用中不需要增加潤滑，相比供油式軸承則需增加。 2.1.5 離合器的散熱通風 試驗表明，摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當壓盤工作表面超過°C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°C以下。在特別頻繁的使用下，壓盤表面的瞬時溫度有可能達到。過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，還要求散熱通風好。改善離合器散熱通風結(jié)構的措施有：在壓盤上設散熱筋，或鼓風筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄通風槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風；在離合器外殼內(nèi)裝導流罩。膜片彈簧式離合器本身構造能良好實現(xiàn)通風散熱效果，故不需作另外設置。 2.1.6 從動盤總成 從動盤總成由摩擦片，從動片，減震器和從動盤穀等組成。它雖然對離合器工作性能影響很大的構件，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構和材料上的選擇是設計的重點。從動盤總成應滿足如下設計要求： （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）應裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。 1、摩擦片要求 摩擦系數(shù)穩(wěn)定、工作溫度、單位壓力的變化對其影響要小，有足夠的機械強度和耐磨性；熱穩(wěn)定性好，磨合性好，密度小；有利于結(jié)合平順，長期停放離合器摩擦片不會粘著現(xiàn)象的。綜上所述，選擇石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑（樹脂或硅膠）和特種添加劑熱壓制成，其摩擦系數(shù)為0.25～0.3，密度小，價格便宜，多年來在汽車離合器上使用效果良好。同時，摩擦片從動鋼片用鉚釘連接，連接可靠，更換摩擦片方便，而且適宜在從動鋼片上裝波形彈簧片以獲得軸向彈性。 2、從動盤的軸向彈性 從動盤的軸向彈性可改善離合器性能，使離合器接合柔和，摩擦面接觸均勻，磨損較小。為使從動盤有軸向彈性，單獨制造扇形波狀彈簧與從動鋼片鉚接。波狀彈簧可用比鋼片輕薄的材料制造，軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動慣量小，適宜高速旋轉(zhuǎn)，且彈簧對置分布，彈性好。因此設計中選用此類彈簧。 3、扭轉(zhuǎn)減震器 扭轉(zhuǎn)減震器幾乎是現(xiàn)代汽車離合器從動盤上必備的部件，主要由彈性元件和阻尼元件組成。彈性元件可降低傳動系的首端扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避免由發(fā)動機轉(zhuǎn)矩主諧量激勵引起的共振。但是,這種共振往往難以避免。汽車行駛在不平的道路上行駛阻力也會時刻變化。當由于路面不平引起的激力頻率與傳動系的某階自振頻率重合時，也會發(fā)生共振現(xiàn)象。阻尼元件則可有效的耗散此時的振動能量，因而扭轉(zhuǎn)減震器可有效地降低傳動系共振載荷與噪聲。 扭轉(zhuǎn)減震器的彈性特性，又線性和非線性兩種。彈性元件采用圓柱螺旋彈簧的減震器，其彈性特點為線性。阻尼元件采用摩擦片通過碟形彈簧建立阻尼默片的正應力，其阻尼力矩比較穩(wěn)定。因此發(fā)動機的扭矩實際上是通過一些彈性元件傳遞到傳動系的。 摩擦式扭轉(zhuǎn)減震器工作原理：離合器工作時，扭矩從摩擦片傳給從動鋼片再傳給從動盤轂，此時彈簧被壓縮，從動鋼片相對從動盤轂前移（從動轂邊緣上的缺口控制著鋼片與轂的最大位移）。 2.2 離合器結(jié)構設計的要點 在進行離合器的具體設計時，首先應保證傳遞發(fā)動機最大扭矩為前提，然后滿足下列條件[15]: （1）如前所述，扇形波狀彈簧對置分布鉚接在從動鋼片上，并在從動盤上設置扭轉(zhuǎn)減震器保證離合器接合柔和，摩擦片制成一定錐度（從動盤錐形量約為0.5mm）使其大端面向飛輪，這樣從動盤轂在從動軸（即變速器第一軸）花鍵上易于滑動，有利于離合器徹底分離。 （2）離合器主動部分與從動部分的連接和支撐形式，離合器的主動部分包括飛輪，離合器蓋與他們一起轉(zhuǎn)動并能軸向移動的壓盤，壓盤通過鋼片與離合器蓋相連，離合器從動部分有從動盤，從動軸，從動軸裝在飛輪與壓盤之間，可在從動軸花鍵上滑動，設計時把離合器從動軸的前軸承安裝在發(fā)動機曲軸的中心孔內(nèi)。 （3）離合器從動軸的軸向定位及軸承潤滑，離合器從動軸在安裝后應保持軸向定位，在拆卸時便于離合器中抽出來。因此，設計時使從動軸前軸承外圓與飛輪為過渡配合，而前軸承內(nèi)圈與從動軸為間隙配合，離合器的從動軸軸向定位是靠從動軸后軸承來保證的。離合器分離軸承靠注入黃油潤滑的，而從動軸前軸承靠油杯定期注入潤滑。 為防止?jié)櫥土鞯侥Σ烈r面，造成離合器打滑，除在軸承處安有自緊油封外，還在飛輪上開泄油孔。 （4）離合器運動零件的限位，離合器處于接合時為使壓盤與摩擦片很好接合，應使分離彈簧與分離軸承之間保持一定間隙，這是分離軸承回位彈簧加以保證。分離時，應對踏板的最大行程加以限制。 2.3 離合器主要零件的設計 2.3.1 從動盤 扇形波狀彈簧兩兩對置鉚接與從動鋼片上，兩側(cè)在鉚接摩擦片，鉚釘都采用鋁制埋頭鉚釘，摩擦襯面在鉚接后腰磨削加工，使其工作表面的不平度誤差小于0.2mm，從動盤本體采用45號鋼沖壓加工得到，為防止其彎曲變形而引起分離不徹底，一般在從動盤本體上設徑向切口。 2.3.2 摩擦片 摩擦片在性能上要滿足如下要求： （1）摩擦系數(shù)穩(wěn)定，工作溫度，滑磨速度，單位壓力的變化對其影響； （2）具有足夠的機械強度和耐磨性，熱穩(wěn)定性好； （3）有利于接合平順；4.長期停放離合器摩擦面會發(fā)生粘著現(xiàn)象。 （4）摩擦片選用材料為石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑和特種添加劑熱壓而成，其摩擦系數(shù)為。石棉基摩擦材料密度小，工作溫度小于180℃，價格便宜，使用效果良好，在汽車離合器中廣泛使用。 2.3.3 膜片彈簧 膜片彈簧使用優(yōu)質(zhì)高精質(zhì)鋼。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料為60SiMnA。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對膜片彈簧進行調(diào)質(zhì)處理，得具有高抗疲勞能力的回火索氏體。要防止膜片內(nèi)緣離開，同時對膜片彈簧進行強壓處理（將彈簧壓平并保持小時），使其高壓力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應力，對膜片彈簧的凹表面進行噴丸處理，噴丸是φ0.8的白口鐵小丸， 可提高彈簧的疲勞壽命。同時，為提高分離指的耐磨性，對其進行局部高頻淬火式鍍鉻。采用乳白鍍鉻，若膜片彈簧許用應力可取為1500～1700N/mm2。 2.3.4 壓盤 壓盤的材料選用HT20-40鑄造制成。它要有一定的質(zhì)量和剛度，以保證足夠的熱容量和防止溫度升高而產(chǎn)生的彎曲變形。壓盤應與飛輪保持良好的對中，并進行靜平衡。壓盤的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于0.8。壓盤殼用M8×12mm螺栓將其一端固定在飛輪端面上，另一端固定在壓盤端面上。 2.3.5 離合器蓋 離合器蓋的膜片彈簧支撐處須具有較大的剛度和較高的尺寸精度，壓盤高度（叢承壓點到摩擦面的距離）公差要小，支撐環(huán)和支撐鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性好，膜片彈簧的支撐形式采用鉚釘作支承時，如果分離軸承與曲軸中心線不同心，可引起鉚釘?shù)倪^度磨損。提高鉚釘硬度的套筒和支承與曲軸中心線不同心，亦可引起鉚釘?shù)倪^度。提高鉚釘硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的結(jié)構措施，采用10鋼材材料、HRc40-50。 2.4 本章小結(jié) 本章系統(tǒng)介紹了膜片彈簧離合器的結(jié)構，并講述了離合器各零件的結(jié)構和材料，以及各部分的連接關系，為下章離合器的計算打下基礎。 第3章 離合器的設計計算及說明 3.1 離合器設計所需數(shù)據(jù) 表3.1　離合器原始數(shù)據(jù) 汽車的驅(qū)動形式 4×2 汽車最大加載質(zhì)量 2000 kg 汽車的質(zhì)量 4325 kg 發(fā)動機位置 前置 發(fā)動機最大功率 75KW 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速 4500r/min 發(fā)動機最大扭矩 ≥170N.m 離合器形式 機械、干式、單片、膜片彈簧（壓式） 操縱形式 液壓人力操縱 摩擦片最大外徑 f=225mm 踏板行程 mm i0=6.17 ig1=5.913 ig2=2.659 ig3=1.775 ig4=1.000 汽車最大時速 ≥110 km/h 3.2 摩擦片主要參數(shù)的選擇 采用單片摩擦離合器是利用摩擦來傳遞發(fā)動機扭矩的，為保證可靠度，離合器靜摩擦力矩應大于發(fā)動機最大扭矩 摩擦片的靜壓力： （3.1） （ 式中：離合器后備系數(shù)（） 發(fā)動機的最大扭矩可由式: （3.2）求得 式中： Kw,r/min。α在1.1～1.3之間 ，取α=1.16，則N.m （1）后備系數(shù)β是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動機最大扭矩的可靠程度，選擇β時，應從以下幾個方面考慮：a. 摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動機最大扭矩；b. 防止離合器本身滑磨程度過大；c. 要求能夠防止傳動系過載。通常轎車和輕型貨車β=1.2～1.75。結(jié)合設計實際情況，故選擇β=1.5。 則有β可有表3.2查得 β＝1.5。 表3.2　離合器后備系數(shù)的取值范圍 車型 后備系數(shù)β 乘用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車 1.20～1.75 最大總質(zhì)量為6～14t的商用車 1.50～2.25 掛車 1.80～4.00 摩擦片的外徑可有式: （3.3） 求得 為直徑系數(shù)，取值見表3.3 取 得D=221.11mm。 表3.3　直徑系數(shù)的取值范圍 車型 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 摩擦片的尺寸已系列化和標準化,標準如下表(部分): 表3.4　離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑D\mm 160 180 200 225 250 280 300 325 內(nèi)徑d\mm 110 125 140 150 155 165 175 190 厚度/mm 3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 0.687 0.694 0.700 0.667 0.620 0.589 0.583 0.585 0.676 0.667 0.657 0.703 0.762 0.796 0.802 0.800 單面面積cm2 106 132 160 221 302 402 466 546 摩擦片的摩擦因數(shù)取決于摩擦片所用的材料及基工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素?？捎杀?.5查得： 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)構尺寸。本題目設計單片離合器，因此Z=2。離合器間隙Δt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 器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。該間隙Δt一般為3～4mm。取Δt=4mm。 表3.5　摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù) 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 0.30～0.50 金屬陶瓷材料 0.4 離合器的靜摩擦力矩為： （3.4） 與式（3.1）聯(lián)立得： （3.5） 代入數(shù)據(jù)得：單位壓力MPa。 表3.6　摩擦片單位壓力的取值范圍 摩擦片材料 單位壓力/MPa 石棉基材料 模壓 0.15~0.25 編織 0.25~0.35 粉末冶金材料 模壓 0.35~0.50 編織 金屬陶瓷材料 0.70~1.50 3.3 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 （1）摩擦片外徑D（mm）的選取應使最大圓周速度不超過65～70m/s，即 m/sm/s （3.6） 式中，為摩擦片最大圓周速度（m/s）；為發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速(r/min)。 （2）摩擦片的內(nèi)、外徑比應在0.53～0.70范圍內(nèi)，即 （3）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載，不同車型的β值應在一定范圍內(nèi)，最大范圍為1.2～4.0。 （4）為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑d必須大于減振器振器彈簧位置直徑約50mm，即 mm （5）為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應小于其許用值，即 （3.7）式中，為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩(N.m/mm2)，可按表3.6選取 經(jīng)檢查,合格。 表3.7　單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 離合器規(guī)格 0．28 0．30 0．35 0．40 （6）為降低離合器滑磨時的熱負荷，防止摩擦片損傷，對于不同車型，單位壓力的最大范圍為0.11～1.50MPa,即 MPaMPaMPa （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小于其許用值,即 （3.8） 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 （3.9） 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)動機轉(zhuǎn)速r/min，計算時乘用車取r/min，商用車取r/min。其中： m Kg代入式（3.9）得J，代入式（3.8）得，合格。 （8）離合器接合的溫升 式中,t為壓盤溫升,不超過°C；c為壓盤的比熱容，J/(Kg·°C)；γ為傳到壓盤的熱量所占的比例，對單片離合器壓盤；，為壓盤的質(zhì)量Kg 代入，°C，合格。 3.4 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 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（3.10）中載荷與變形1之間的函數(shù)關系可知，當時，F(xiàn)2為增函數(shù)；時，F(xiàn)1有一極值，而該極值點又恰為拐點；時，F(xiàn)1有一極大值和極小值；當時，F(xiàn)1極小值在橫坐標上，見圖3.1。 1- 2- 3- 4- 5- 圖3.1 膜片彈簧的彈性特性曲線 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1.5～2范圍內(nèi)選取。常用的膜片彈簧板厚為2～4mm，本設計 ，h=3mm ，則H=6mm 。 2. R/r選擇 通過分析表明，R/r越小，應力越高，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)構布置和壓緊力的要求，R/r常在1.2～1.3 的范圍內(nèi)取值。本設計中取，摩擦片的平均半徑mm， 取mm則mm取整mm 則。 3.圓錐底角 汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時，圓錐底角α一般在°范圍內(nèi)，本設計中 得°在°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，本設計所取分離指數(shù)為18。 4.切槽寬度 mm，mm，取mm，mm，應滿足的要求。 5. 壓盤加載點半徑和支承環(huán)加載點半徑的確定 應略大于且盡量接近r，應略小于R且盡量接近R。本設計取mm，mm。膜片彈簧應用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。國內(nèi)常用的碟簧材料的為60SizMnA，當量應力可取為1600～1700N/mm2。 6. 公差與精度 離合器蓋的膜片彈簧支承處，要具有大的剛度和高的尺寸精度，壓力盤高度（從承壓點到摩擦面的距離）公差要小，支承環(huán)和支承鉚釘安裝尺寸精度要高，耐磨性要好。 3.5 膜片彈簧的優(yōu)化設計 （1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始錐角應在一定范圍內(nèi)，即 （2）彈簧各部分有關尺寸的比值應符合一定的范圍，即 （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半徑（或拉式膜片彈簧的壓盤加載點半徑）應位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 推式： 拉式： （4）根據(jù)彈簧結(jié)構布置要求，與，與之差應在一定范圍內(nèi)選取，即 （5）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，，因此杠桿比應在一定范圍內(nèi)選取，即 推式： 拉式： 由（4）和（5）得mm，mm。 3.6膜片彈簧的載荷與變形關系 碟形彈簧的形狀如以錐型墊片，見圖3.2，它具有獨特的彈性特征，廣泛應用于機械制造業(yè)中。膜片彈簧是具有特殊結(jié)構的碟形彈簧，在碟簧的小端伸出許多由徑向槽隔開的掛狀部分——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（當加載點相同時）。因此，碟形彈簧有關設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，假象集中在支承點處，用F1表示，加載點間的相對變形（軸向）為λ1，則壓緊力F1與變形λ1之間的關系式為: （3.10） 式中： E——彈性模量，對于鋼， μ——泊松比，對于鋼，μ=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——壓盤加載點半徑 r1——支承環(huán)加載點半徑 圖3.2　膜片彈簧的尺寸簡圖 表3.8　膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù) R r R1 r1 H h 118 94 116 96 6 3 代入（3.10）得 （3.11） 對（3.11）式求一次導數(shù)，可解出λ1=F1的凹凸點，求二次導數(shù)可得拐點。 凸點：mm時，N 凹點：mm時，N 拐點：mm時，N 2、當離合器分離時，膜片彈簧加載點發(fā)生變化。設分離軸承對膜片彈簧指所加的載荷為F2，對應此載荷作用點的變形為λ2。由 （3.12） （3.13） 列出表3.8: 表3.9　膜片彈簧工作點的數(shù)據(jù) 2.96 7.04 5 9.18 2.182 15.5 11796.93 6748.98 9273 3775.02 2159.67 2967.36 膜片彈簧工作點位置的選擇。從膜片彈簧的彈性特性曲線圖分析出，該曲線的拐點H對應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B一般取在凸點M和拐點H之間，且靠近或在H點處，一般,以保證摩擦片在最大磨損限度Δλ范圍內(nèi)壓緊力從F1B到F1A變化不大。當分離時，膜片彈簧工作點從B變到C ，為最大限度地減小踏板力，C點應盡量靠近N點。為了保證摩擦片磨損后仍能可靠的傳遞傳矩，并考慮摩擦因數(shù)的下降，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力應大于或等于新摩擦片時的壓緊力，見圖3.3。3.7膜片彈簧的應力計算 假定膜片彈簧在承載過程中其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點O轉(zhuǎn)動（圖3.4）。斷面在O點沿圓周方向的切向應變?yōu)榱?，故該點的切向應力為零，O點以外的點均存在切向應變和切向應力。現(xiàn)選定坐標于子午斷面，使坐標原點位于中性點O。令X軸平行于子午斷面的上下邊，其方向如上圖所示，則斷面上任意點的切向應力為： （3.14） 圖3.3 膜片彈簧工作點位置 式中 φ——碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角（從自由狀態(tài)算起） α——碟簧部分子有狀態(tài)時的圓錐底角 e ——碟簧部分子午斷面內(nèi)中性點的半徑 e=（R-r）/In(R/r) （3.15）為了分析斷面中斷向應力的分布規(guī)律，將（3.14）式寫成Y與X軸的關系式： （3.16） 圖3.4 切向應力在子午斷面的分布 由上式可知，當膜片彈簧變形位置φ一定時，一定的切向應力αt在X-Y坐標系里呈線性分布。 當時，因為的值很小，我們可以將看成，由上式可寫成。此式表明，對于一定的零應力分布在中性點O而與X軸承角的直線上。從式（3.16）可以看出當時無論取任何值，都有。顯然，零應力直線為K點與O點的連線，在零應力直線內(nèi)側(cè)為壓應力區(qū)，外側(cè)位拉應力區(qū)，等應力直線離應力直線越遠，其應力越高。由此可知，碟簧部分內(nèi)緣點B處切向壓應力最大，A處切向拉應力最大，分析表明，B點的切向應力最大，計算膜片彈簧的應力只需校核B處應力就可以了，將B點的坐標X=（e-r）和Y=h/2 代入（3.17）式有： （3.17） 令可以求出切向壓應力達極大值的轉(zhuǎn)角 由于： mm 所以： ，N/mm2 B點作為分離指根部的一點，在分離軸承推力F2作用下還受有彎曲應力： （3.18） 式中 n——分離指數(shù)目 n=18 br——單個分離指的根部寬 mm 因此： N/mm2 由于σrB是與切向壓應力σtB垂直的拉應力，所以根據(jù)最大剪應力強度理論，B點的當量應力為： N/mm2 N/mm2 膜片彈簧的設計應力一般都稍高于材料的局限，為提高膜片彈簧的承載能力，一般要經(jīng)過以下工藝：先對其進行調(diào)質(zhì)處理，得到具有較高抗疲勞能力的回火索氏體，對膜片彈簧進行強壓處理（將彈簧壓平并保持12～14h），使其高應力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應力，對膜片彈簧的凹表面進行噴丸處理，提高彈簧疲勞壽命，對分離指進行局部高頻淬火或鍍鋁，以提高其耐磨性。 故膜片彈簧和當量應力不超出允許應力范圍，所以用設數(shù)據(jù)合適。 3.8 扭轉(zhuǎn)減振器設計 減震器極轉(zhuǎn)矩 N·m 摩擦轉(zhuǎn)矩 N·m 預緊轉(zhuǎn)矩 N·m 極限轉(zhuǎn)角 ° 扭轉(zhuǎn)角剛度 N·m/rad 詳細見圖3.5。 3.9 減振彈簧的設計 1．減振彈簧的安裝位置 ， 結(jié)合mm，得取49mm，則。 2．全部減振彈簧總的工作負荷 N 3．單個減振彈簧的工作負荷 N 式中Z為減振彈簧的個數(shù)，按表3.9選擇： 取Z=6 表3.10　減振彈簧個數(shù)的選取 摩擦片的外徑D/mm 225～250 250～325 325～350 〉350 Z 4～6 6～8 8～10 〉10 圖3.5 扭轉(zhuǎn)減振器 4．減振彈簧尺寸 （1）選擇材料，計算許用應力 根據(jù)《機械原理與設計》(機械工業(yè)出版社)采用65Mn彈簧鋼絲， 設彈簧絲直徑mm,MPa,MPa。 （2）選擇旋繞比，計算曲度系數(shù) 根據(jù)下表選擇旋繞比 表3.11　旋繞比的薦用范圍 d/mm C 確定旋繞比，曲度系數(shù) （3）強度計算 mm，與原來的d接近，合格。 中徑 mm；外徑 mm （4）極限轉(zhuǎn)角°取 °，則mm （5）剛度計算 彈簧剛度 mm 其中，為最小工作力， 彈簧的切變模量MPa，則彈簧的工作圈數(shù) 取，總?cè)?shù)為 （6）彈簧的最小高度 mm （7）減振彈簧的總變形量 mm （8）減振彈簧的自由高度 mm （9）減振彈簧預緊變形量 mm （10）減振彈簧的安裝高度 mm （11）定位鉚釘?shù)陌惭b位置 取mm，則°，mm，mm，，合格。 3.10 操縱機構 汽車離合器操縱機構是駕駛員用來控制離合器分離又使之柔和接合的一套機構。它始于離合器踏板，終止于離合器殼內(nèi)的分離軸承。由于離合器使用頻繁，因此離合器操縱機構首先要求操作輕便。輕便性包括兩個方面，一是加在離合器踏板上的力不應過大，另一方面是應有踏板形成的校正機構。離合器操縱機構按分離時所需的能源不同可分為機械式、液壓式、彈簧助力式、氣壓助力機械式、氣壓助力液壓式等等。 離合器操縱機構應滿足的要求是[3]： （1）踏板力要小，轎車一般在80～150N范圍內(nèi)，貨車不大于150～200N； （2）踏板行程對轎車一般在mm范圍內(nèi)，對貨車最大不超過180mm； （3）踏板行程應能調(diào)整，以保證摩擦片磨損后分離軸承的自由行程可復原； （4）應有對踏板行程進行限位的裝置，以防止操縱機構因受力過大而損壞； （5）應具有足夠的剛度； （6）傳動效率要高； （7）發(fā)動機振動及車架和駕駛室的變形不會影響其正常工作。 機械式操縱機構有杠系傳動和繩索系兩種傳動形式，杠傳動結(jié)構簡單，工作可靠，但是機械效率低，質(zhì)量大，車架和駕駛室的形變可影響其正常工作，遠距離操縱桿系，布置困難，而繩索傳動可消除上述缺點，但壽命短，機構效率不高。 本次設計的普通輪型離合器操縱機構，采用液壓式操縱機構。液壓操縱機構有如下優(yōu)點： （1）液壓式操縱，機構傳動效率高，質(zhì)量小，布置方便；便于采用吊掛踏板，從而容易密封，不會因駕駛室和車架的變形及發(fā)動機的振動而產(chǎn)生運動干涉； （2）可使離合器接合柔和，可以降低因猛踩踏板而在傳動系產(chǎn)生的動載荷，正由于液壓式操縱有以上的優(yōu)點，故應用日益廣泛，離合器液壓操縱機構由主缸、工作缸、管路系統(tǒng)等部分組成。 mm，mm，mm，mm mm，mm，mm，mm 3.10.1 離合器踏板行程計算 踏板行程由自由行程和工作行程組成： （3.19） 式中，為分離軸承的自由行程，一般為mm，取mm；反映到踏板上的自由行程一般為mm；、分別為主缸和工作缸的直徑；Z為摩擦片面數(shù)；為離合器分離時對偶摩擦面間的間隙，單片：mm，取mm；、、、、、為杠桿尺寸。 得：mm，mm，合格。 圖3.6 液壓操縱機構示意圖 3.10.2踏板力的計算 踏板力為 　　　　　　　　　　　　?。?.20） 式中，為離合器分離時，壓緊彈簧對壓盤的總壓力；為操縱機構總傳動比，；為機械效率，液壓式：%，機械式：%；為克服回位彈簧1、2的拉力所需的踏板力，在初步設計時，可忽略之。N，，%；則 N 合格。 分離離合器所作的功為 式中，為離合器拉接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力，N，則 J 合格。 3.11從動軸的計算 1．選材 40Cr調(diào)質(zhì)鋼可用于載荷較大而無很大沖擊的重要軸，初選40Cr調(diào)質(zhì) 。 2．確定軸的直徑 式中，A為由材料與受載情況決定的系數(shù)，見表3.11: 表3.12　軸常用幾種材料的及A值 軸的材料 Q235-A，20 Q275，35 （1Cr18Ni9Ti） 45 40Cr,35SiMn 38SiMnMo,3Cr13 15～25 20～35 25～45 35～56 A 149～126 135～112 126～103 112～97 取，n 為軸的轉(zhuǎn)速，r/min，則 mm，取mm。 3.12 從動盤轂 從動盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動機傳來的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對中的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩由表3.12選?。? 一般取1.0～1.4倍的花鍵軸直徑。從動盤轂一般采用碳鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，表面和心部硬度一般26～32HRC。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝；對減振彈簧窗口及與從動片配合處，應進行高頻處理。取，mm，mm，mm，mm，MPa。 驗證：擠壓應力的計算公式為： 式中，P為花鍵的齒側(cè)面壓力，它由下式確定： 從動盤轂軸向長度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動時產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底， ，分別為花鍵的內(nèi)外徑； Z為從動盤轂的數(shù)目；取Z=1 h為花鍵齒工作高度； 得N，MPaMPa，合格。 表3.13　花健的的選取 摩擦片的外徑 /mm /N.m 花健尺寸 擠壓應力 /MPa 齒數(shù) n 外徑 /mm 內(nèi)徑 /mm 齒厚 /mm 有效齒長 /mm 160 49 10 23 18 3 20 9．8 180 69 10 26 21 3 20 11．6 200 108 10 29 23 4 25 11．1 225 147 10 32 26 4 30 11．3 250 196 10 35 28 4 35 10．2 280 275 10 35 32 4 40 12．5 300 304 10 40 32 5 40 10．5 325 373 10 40 32 5 45 11．4 350 471 10 40 32 5 50 13．0 3.13 分離軸承的壽命計算 分離軸承的參數(shù) 表3.14　分離軸承參數(shù)表 型號 Cr ε n 7014C 48.2KN 1.2 3 4500r/min 則由下式： 得： h 3.14 本章小結(jié) 本章講述了離合器的計算，包括摩擦片主要參數(shù)的選擇與優(yōu)化、膜片彈簧主要參數(shù)的選擇與優(yōu)化、通過膜片彈簧載荷與變形的關系計算離合器的壓緊力與膜片彈簧的應力、扭轉(zhuǎn)減振器與減振彈簧的計算、操縱機構與輸出軸的計算、選取從動盤轂，最后計算分離軸承的壽命。本章所用原始數(shù)據(jù)為CA1040貨車的數(shù)據(jù)。 結(jié)　　論 通過以上對膜片彈簧離合器及液壓操縱機構的工作原理的闡述及各構件的計算說明，可以看出離合器操縱機構的設計要從選材，尺寸約束，傳遞發(fā)動機扭矩，駕駛員操作等各方面的綜合考慮。 計算方面：離合器的主要參數(shù)β，P0,D,d，結(jié)果按照基本公式運算得出并通過約束條件，檢驗合格。操縱機構自由行程符合規(guī)格，總行程131mm<180mm符合標準條件，在此前提下同時也保證了機件具有足夠的剛度，在有外部壓力的情況下不會輕易變形。設計所得尺寸既符合工作機理的需求又滿足安裝的要求。 選材方面：摩擦片選用石棉基材料，保證其有足夠的強度和耐磨性、熱穩(wěn)定性、磨合性，不會發(fā)生粘著現(xiàn)象。扭轉(zhuǎn)減振器中的扭轉(zhuǎn)彈簧選用65Si2MnA，其中所含硅成分提高了機件的彈性，所含錳，加強了耐高溫性；設計后的離合器順利通過溫升校核，目的是防止摩擦元件過快地磨損和溫度過高。 綜上所述，本次設計遵從了：（1）分離徹底；（2）接合柔和；（3）操縱輕便，工作特征穩(wěn)定；（4）從動部分轉(zhuǎn)動慣量小的設計要點，數(shù)據(jù)全部通過約束條件檢驗，原件所使用的材料基本上符合耐磨，耐壓和耐高溫的要求，而且離合器尺寸合適，適宜安裝，能最高效率傳遞發(fā)動機扭矩，完全符合計劃書及國家標準。但是，我的設計中仍存在大量的錯誤和缺點，如加工精度問題等等。 對于我在設計中出現(xiàn)的錯誤，希望廣大讀者和專家批評指正。 參考文獻 [1] 徐石安,江發(fā)潮.汽車離合器[M].清華大學出版社.2005. 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