KD1150型載貨汽車離合器設(shè)計(jì),kd1150,載貨,汽車,離合器,設(shè)計(jì) KD1150型載貨汽車離合器設(shè)計(jì) 摘要 離合器作為直接連接發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)一個(gè)獨(dú)立存在的總成.他主要包含主動(dòng)部分,從動(dòng)部分,壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分.。 主動(dòng)部分,從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu).操作機(jī)構(gòu)是使離合器分離的機(jī)構(gòu).正是這四部分機(jī)構(gòu)之間相互協(xié)調(diào)配合,已達(dá)到汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合,換檔式將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離,減少變速箱內(nèi)齒輪的沖擊。 本文介紹了近年來發(fā)展的新型拉式膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，并與傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器進(jìn)行了對(duì)比。在相同的約束條件下，優(yōu)化后的拉式膜片彈簧，無論是在后備系數(shù)的穩(wěn)定性、膜片的最大當(dāng)量應(yīng)力方面，還是在分離力的大小方面，均優(yōu)于推式膜片彈簧。然后，對(duì)于拉式膜片彈簧的載荷-變形特性和應(yīng)力-變形特性作了詳細(xì)分析。在分析的基礎(chǔ)上，闡述了拉式膜片彈簧基本參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)。由于拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)，故拉式膜片彈簧離合器是一種很有發(fā)展前途的汽車離合器。 關(guān)鍵詞：壓緊機(jī)構(gòu)，離合器，膜片彈簧，新型。 KD1150 DESIGN OF CLUTCH OF TRUC ABSTRACT The clutch is the lug connection engine and the transmission systems an exist independently total to become.He mainly includes the active division, follower division, compress tightly the mechanism and maneuvering gear etc. four-part cent. Active division, the follower division and compress tightly the mechanism is basic structure that guarantees that the clutch is placed in to join together the condition and can deliver the power also.Operate the mechanism is a mechanism that makes clutch seeparate.Exactly of this four-part cent mechanism moderates the fit mutually, joining together engine and transmissions fasten going smoothly while arriving the start of autocar already, the shift gear type fasten engine and transmissions separation, reduce the impact of the speed change case annular gear. In this paper,the constructional features and principles of operation of recently developed new style pull-type diaphragm spring clutch are described in contrast with the traditional push-type diaphragm spring clutch.In the same dimension,pull-type diaphragm spring by optimum design is better than push-type,in respect of stability of reservation coefficient maximum equivalent stress of diaphragm and magnitude of declutching force.Then,the load-deflection characteristics and stress-deflection characteristics of pull-type diaphram spring are analysed in detail.Base on these analyses,the selection of main parameters and design of this spring are discussed.The pull-type diaphragm spring clutch possesses many advantages,therefore pull-type diaphram spring clutch is a very prospective motor vehicle clutch. KEY WORDS: hold-down mechanism, the clutch，diaphragm spring，new style. 目 錄 第一章 前言.........................................................1 第二章離合器主要參數(shù)..........................................3 第三章離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算..........................11 第四章 操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算....................................31 第五章 結(jié)論........................................................35 參考文獻(xiàn)..............................................................36 致謝......................................................................37 第一章 前 言 汽車誕生之前馬車是人類最好的陸上交通工具。1770年法國人尼古拉斯古諾（1725－1804）將蒸汽機(jī)裝在板車上，制造出第一輛蒸汽板車，這是世界上第一輛利用機(jī)器為動(dòng)力的車輛。1769年，瑞士軍官普蘭捷爾也造出一輛以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的額自由行駛的板車，于是有人將普蘭捷爾也認(rèn)定為汽車的始祖之一。1860年，法國人艾蒂勒努瓦發(fā)明了一種內(nèi)部燃燒的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。1885年德國工程師卡爾奔馳（1844－1929）在曼海姆制成一部裝有0.85馬力汽油機(jī)的三輪車。德國另一位工程師戈特利布戴姆勒（1834－1900）也同時(shí)造出了一輛用1.1馬力汽油機(jī)作動(dòng)力的三輪車。他們倆被公認(rèn)為以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的現(xiàn)代汽車的發(fā)明者，1886年1月29日也被公認(rèn)為汽車的誕生日。 汽車從無到有并迅猛發(fā)展。從20世紀(jì)初至20世紀(jì)50年代，汽車產(chǎn)量大幅增加，汽車技術(shù)也有很大進(jìn)步，相繼出現(xiàn)了高速汽油機(jī)、柴油機(jī)；弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙面錐齒輪傳動(dòng)、帶同步器的齒輪變速器；化油器；差速器；摩擦片式離合器；等速萬向節(jié)；荻第安后橋半獨(dú)立懸架；液壓減振器；艾克曼式轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)；石棉制動(dòng)片；充氣式橡膠輪胎等。 20世紀(jì)50年代至70年代，汽車的主要技術(shù)是高速、方便、舒適。流線型車身、前輪獨(dú)立懸架、液力自動(dòng)變速器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、全輪驅(qū)動(dòng)、低壓輪胎、子午線輪胎都相繼出現(xiàn)。 20世紀(jì)70年代至今，汽車技術(shù)的主要發(fā)展是提高安全性、降低排放污染。由此各種保障安全、減少排放污染的新技術(shù)、新車型相繼出現(xiàn)，如各種防抱死系統(tǒng)、電子控制噴油、電子點(diǎn)火、三元催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等。 現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展的方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1) 安全可靠 應(yīng)用汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)、電控穩(wěn)定程序(ESP)、電子巡航控制系統(tǒng)(CCS)、安全帶、安全氣囊(SRS)等。 (2) 環(huán)境保護(hù) 采用電控燃油噴射(EFI)、無分電器點(diǎn)火(DLI)、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、氣門升程與配氣相位可變控制系統(tǒng)、斷油控制、進(jìn)氣壓力波增壓及廢氣渦輪增壓控制、共軌電控柴油噴射系統(tǒng)等技術(shù)。 (3) 節(jié)約能源 1) 整車輕量化。美國專家認(rèn)為今后輕量化的途徑主要是將目前占汽車質(zhì)量70％的鋼鐵材料換成輕的其它材料，特別是塑料和鋁。 2) 降低輪胎的滾動(dòng)阻力。采用子午線輪胎、高性能專用輪胎。 3) 降低空氣阻力。汽車造型更加光順圓滑。 4) 變速器多擋化。 5) 代用材料。采用合成燃料、液化石油氣、壓縮天然氣、醇類燃料等代用燃料。 (4) 操縱輕便、乘坐舒適 采用自動(dòng)變速器、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電控懸架、汽車空調(diào)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、不停車收費(fèi)系統(tǒng)、自動(dòng)避撞系統(tǒng)等技術(shù)。 摩擦離合器是應(yīng)用得最廣也是歷史最久的一類離合器，它基本上是由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳動(dòng)動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。 離合器大都根據(jù)摩擦原理設(shè)計(jì)。摩擦離合器的工作表面形有盤形，錐形，鼓形三種。后兩種雖有較大的傳遞扭矩能力，但從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量太大，換擋困難，結(jié)合不夠平順，長(zhǎng)度達(dá)，同心度不好時(shí)以卡住，因此已被淘汰。 離合器按從動(dòng)盤的數(shù)目可分為單片，雙片和多片三類。多片離合器多為濕式，在汽車上應(yīng)用較少。單片和雙片離合器一般為干式，應(yīng)用較為廣泛。　　　　　　　　　　　　　　　　　 經(jīng)閱讀收集材料，最后本人覺得選膜片彈簧離合器比較合適。 第二章離合器主要參數(shù)的選擇 汽車上所用的摩擦離合器，既要可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，又要靠它的滑磨來使汽車平穩(wěn)起步，工作條件甚為惡劣。因此，要合理地選擇離合器的設(shè)計(jì)參數(shù)和基本結(jié)構(gòu)尺寸。 §2.1 離合器轉(zhuǎn)矩容量 離合器轉(zhuǎn)矩容量Te，根據(jù)對(duì)壓盤壓力分布的兩種假設(shè)，有兩種計(jì)算公式： （1） 假設(shè)壓盤壓力均勻分布 （2） 假設(shè)壓盤壓力從Ri到R0遞減 式中：Ri、R0-摩擦盤的內(nèi)、外半徑，m； F-作用在壓盤上的正壓力，N； -摩擦材料的摩擦系數(shù)； Z-摩擦盤工作面數(shù)，單盤為2，雙盤為4…… 兩種不同的假設(shè)，產(chǎn)生了上述兩種的計(jì)算公式，它們是把復(fù)雜的現(xiàn)象作一系列簡(jiǎn)化后得出的，只能起到對(duì)離合器的轉(zhuǎn)矩容量作估算的作用。要精確地計(jì)算出離合器轉(zhuǎn)矩容量Te，是相當(dāng)復(fù)雜的，因?yàn)閷?shí)用工況中，μ、F、Re（摩擦盤上摩擦力等效作用半徑）都不是一簡(jiǎn)單的常數(shù)。 §2.2離合器的轉(zhuǎn)矩容量與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的基本性能關(guān)系 為了保證離合器能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，將離合器轉(zhuǎn)矩容量Te和發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax寫成如下關(guān)系式： Te＝βTemax 或?qū)懗? βTemax ＝ ZReμF 式中：β為離合器的后備系數(shù)，β >1； Re為摩擦盤上摩擦力等效作用半徑，不同的模型有不同的取值。 當(dāng)引入單位壓力p(p=F/A)這一參數(shù)時(shí)，就可把面積因素引入?？砂咽礁膶懗? βTemax =ZReμpA 式中 A-摩擦片單面面積，㎡。 §2.3 離合器基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選擇 首先要確定離合器的結(jié)構(gòu)型式（如單片、多片等），而后就要確定其基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)，它們是：摩擦片外徑D；單位壓力p；后備系數(shù)β。 在選定這些尺寸和參數(shù)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax；整車總質(zhì)量 ma；傳動(dòng)系總的速比（變速器傳動(dòng)比×主減速器速比）i∑；車輪滾動(dòng)半徑rK等一些車輛參數(shù)對(duì)它們有重大影響。 §2.3.1離合器后備系數(shù)β的確定 后備系數(shù)β是離合器很重要的參數(shù)，它保證離合器能可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，還有助于減少汽車起步時(shí)的滑磨，提高離合器的使用壽命。 在開始設(shè)計(jì)離合器時(shí)，一般是參照已有的經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)資料，并根據(jù)汽車的使用條件、離合器結(jié)構(gòu)型式的特點(diǎn)等，初步選定后備系數(shù)。汽車離合器的后備系數(shù)β推薦如下（供參考）： 小轎車：β＝1.2~1.3； 載貨車：β＝1.7~2.25； 帶拖掛的重型車或牽引車：β=2. 0~3.0。 國外對(duì)小轎車的離合器推薦其后備系數(shù)β值為1.2，因?yàn)樾∞I車的離合器都采用膜片彈簧離合器，在使用過程中其摩擦片的磨損工作壓力幾乎不會(huì)變?。ㄩ_始時(shí)還有些增加），再加上小轎車的后備功率較大，使用條件較好，故宜取小值。反之，對(duì)于有拖掛的載貨汽車，由于它們起步時(shí)阻力大，相對(duì)于小轎車來說，其后備功率較小，就要選取較大的后備系數(shù)。 在同類型汽車中，其后備系數(shù)也可不完全一樣。例如采用壓簧工作壓力可以調(diào)正的離合器時(shí)，β值就可以取小一些。否則，像一般螺旋彈簧離合器，摩擦片磨損后工作壓力要減小，就要適當(dāng)加大后備系數(shù)。 §2.3.2 摩檫系數(shù)∪的確定 摩擦系數(shù)的大小與選取的摩擦材料有直接的關(guān)系，常用摩擦材料的摩擦系數(shù)見表2-2。 2-2常用摩表擦材料的摩擦系數(shù)、許用應(yīng)力和許用溫度 摩擦副 摩擦系數(shù) 許用壓強(qiáng)[p]/MPa 許用溫度/℃ 摩擦材料 對(duì)偶材料 干式 濕式 干式 濕式 干式 濕式 淬火鋼 淬火鋼 0.15~0.20 (0.12~0.16) 0.05~0.10 (0.04~0.08) 0.2~0.4 0.6~1.0 ＜260 ＜120 鑄鐵 鑄鐵、鋼 0.15~0.25 (0.12~0.16) 0.05~0.12 (0.04~0.08) 0.2~0.4 0.6~1.0 ＜250 青銅 鑄鐵、鋼、青銅 0.15~0.20 (0.12~0.16) 0.05~0.12 (0.05~0.10) 0.2~0.4 0.6~1.0 ＜150 鋼基粉末冶金 鑄鐵、鋼 0.25~0.33 (0.20~0.30) 0.10~0.12 (0.05~0.10) 1.0~3.0 1.2~4.0 ＜560 鐵基粉末冶金 鑄鐵、鋼 0.3~0.4 0.10~0.12 1.2~3.0 2.0~3.0 ＜680 石棉基摩擦材料 鑄鐵、鋼 0.25~0.40 0.08~0.12 0.2~0.3 0.4~0.6 ＜260 ＜120 紙基摩擦材料 鑄鐵、鋼 0.10~0.20 (0.04~0.08) 1.0 石墨基摩擦材料 鋼 0.12~0.15 (0.09~0.11) 3.0~6.0 半金屬基摩擦材料 鋼 0.26~0.37 0.12~0.20 1.68 ＜350 ＜120 夾布膠木 鑄鐵、鋼 0.10~0.12 0.4~0.6 ＜150 皮革 0.3~0.4 0.12~0.15 0.07~0.15 0.15~0.28 ＜110 軟木 0.3~0.5 0.15~0.25 0.05~0.10 0.10~0.15 ＜110 §2.3.3 摩檫片外徑D的確定 摩擦片外徑是離合器的重要尺寸之一，它直接影響離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩大小，也關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命。在確定尺寸D時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩參數(shù)必須是已知的。 在結(jié)構(gòu)空間允許的情況下，盡量選用比較大的D尺寸，這樣既可保證使用性能，也可提高離合器的使用壽命。初步確定D的方法有兩種： 1）用公式（3-4）反算參數(shù)A，再通過A和離合器的實(shí)際結(jié)構(gòu)空間尺寸確定D。 2）按發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax（N·m）來初選D，可參考下列公式： 摩檫片的外徑粗選為380 式中，系數(shù)K反映了不同結(jié)構(gòu)和使用條件對(duì)D的影響，可參考下列范圍選?。? 小轎車K=47； 一般載貨汽車K＝36（單片）或K=50（雙片）； 自卸車或使用條件惡劣的載貨汽車K =19. 無論用哪種方法初選D以后，還需注意摩擦片尺寸的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，就近套用標(biāo)準(zhǔn)尺寸。表2-3為我國摩擦片尺寸的標(biāo)準(zhǔn)。 表2-3離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑D/㎜ 160 180 200 225 250 280 300 325 350 380 405 430 內(nèi)徑d/㎜ 110 125 140 150 155 165 175 190 195 205 220 230 厚度/㎜ 3 .2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4 4 4 4 C'=d/D 0.687 0.694 0.700 0.667 0.620 0.589 0.583 0.585 0.557 0.540 0.543 0.535 1- C'3 0.676 0.667 0.657 0.703 0.762 0.796 0.802 0.800 0.827 0.843 0.840 0.847 單面面積/㎜2 106 132 160 221 302 402 466 546 678 729 908 1037 摩擦片內(nèi)徑d不作為一個(gè)獨(dú)立的參數(shù)，它和外徑D有一定關(guān)系，用比值C'來反映，定義為 C'＝d/D 比值C'關(guān)系到從動(dòng)盤鋼片總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用性能。具體來說，由于現(xiàn)在廣泛采用扭轉(zhuǎn)減振器，所以布置扭轉(zhuǎn)減振器時(shí)要求加大內(nèi)徑d，從而C'要變大；但過分加大C'值會(huì)使摩擦面積變小，這也是不利的。按照目前的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，推薦 C'＝0.53～0.7 一般來說，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，C'取值越大． 對(duì)摩擦片的厚度h，我國已規(guī)定了3種規(guī)格：3.2㎜，3.5㎜和4㎜，無更多選擇余地。 由上表得外徑為380mm，內(nèi)徑選為205mm。 §2.3.4單位壓力的確定 確定單位壓力p的時(shí)候，應(yīng)從兩個(gè)方面考慮。一是摩擦材料的耐壓強(qiáng)度（可從表3-2中查到）；二是摩擦材料的耐磨性，影響摩擦片磨損的直接物理量是pv，表面上看，單獨(dú)考慮p的大小對(duì)摩擦片耐磨性的影響是沒有直接意義的，但是對(duì)同一轉(zhuǎn)矩容量的離合器來說，降低p值就意味著要增加摩擦片面積，這樣就增大了摩擦材料的可磨損體積，直接意義是提高了摩擦離合器的使用壽命。因此，在一定意義上來說，p的大小反映了離合器的使用壽命，p值小，壽命長(zhǎng)；p值大，壽命短。這樣，在確定摩擦片上的單位壓力p值時(shí)，在保證離合器的可靠使用性能的前提下，應(yīng)盡可能選擇小的p值，以利于提高離合器的壽命。 如果知道離合器的工作條件，選擇p的原則是：當(dāng)離合器使用頻繁（如城市公共汽車和礦用載重車）時(shí)，相對(duì)滑磨的時(shí)間就長(zhǎng)，單位壓力p取較小的值為好。因?yàn)橹挥薪档蛦挝粔毫，增大摩擦面積，加大容許的磨耗的體積，才能延長(zhǎng)使用時(shí)間。 對(duì)于采用有機(jī)材料作為基礎(chǔ)的摩擦面片，下列一些數(shù)據(jù)可以作為參考： 對(duì)于小轎車，D≤230㎜時(shí)，p約為0. 25MPa；D>230㎜時(shí)，p可由下式選?。簆=1.18/，MPa。 對(duì)于載貨車，D=230㎜時(shí)，p約為0. 2MPa；D=380~480㎜時(shí)，p約為0.14MPa。 對(duì)于城市公共汽車，一般單片離合器p約為0.13MPa；大的雙片離合器p約為0.1MPa（考慮中間的散熱困難）。 由上表的摩檫片的選材和單位壓力摩檫因素，選用石棉基，其單位壓力。 我選的是雙片離合器。 靜摩檫力： 選 §2.3.5摩檫片的約束條件 （1）摩檫片的外徑D應(yīng)滿足： 所以符合條件 （2）摩檫片的內(nèi)外徑應(yīng)滿足 符合條件 （3）后備系數(shù)應(yīng)滿足 所以符合條件。 （4）摩檫片內(nèi)徑必須大于減震器彈簧直徑的約 , 所以符合條件。 （5） 為反映離合器傳遞轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力。 單位摩檫面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值 離合器規(guī)格 210~250 >250~325 >325 所以符合條件。 （6） 為了降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩檫片受損。 （7） 為了減少汽車起程中離合器每次接合的單位摩檫面積滑磨功應(yīng)小于許用值 對(duì)于重型貨車 所以符合條件。 第三章 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì) 離合器的結(jié)構(gòu)類型很多，以下主要以單片干式摩擦離合器為主，詳細(xì)介紹其主要零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算。 §3.1 從動(dòng)盤總成 從動(dòng)盤有兩種結(jié)構(gòu)型式：不帶扭轉(zhuǎn)減振器的和帶扭轉(zhuǎn)減振器的。 不帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，主要使用在早期和多片離合器的載貨汽車上。帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤，可以避免汽車傳動(dòng)系的共振，緩和沖擊，減少噪聲，提高傳動(dòng)系零件的壽命，改善汽車行駛的舒適性，并使汽車起步平穩(wěn)，已被現(xiàn)代汽車廣泛采用。 不論從動(dòng)盤是否帶有減振器，它們都有從動(dòng)盤鋼片、摩擦片和從動(dòng)盤轂等3個(gè)基本組成部分。兩者不同之處在于，不帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤中從動(dòng)盤鋼片直接鉚在從動(dòng)盤轂上；而在帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤中，其從動(dòng)盤鋼片和從動(dòng)盤轂之間是通過減振彈簧彈性地連接在一起。 無論選擇什么類型的從動(dòng)盤，它都應(yīng)該滿足以下要求： （1）為了減少變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小。 （2）為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布更均勻等，從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性。 （3）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。 （4）為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤中應(yīng)盡量選裝扭轉(zhuǎn)減振器。 根據(jù)上述分析，結(jié)合所設(shè)計(jì)離合器的使用情況，確定從動(dòng)盤總成的結(jié)構(gòu)。 §3.2 從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì) 下面分別敘述從動(dòng)盤鋼片、從動(dòng)盤轂和摩擦片等零件的結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計(jì)： §3.2.1從動(dòng)盤鋼片 從動(dòng)盤鋼片應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)方面的要求： 1） 盡量小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 設(shè)計(jì)從動(dòng)盤鋼片時(shí)，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(dòng)慣量。從動(dòng)盤鋼片一般都比較薄，通常是用 1.3 ~2.0 ㎜ 厚的鋼板沖制而成。為了進(jìn)一步減小從動(dòng)盤鋼片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，有時(shí)將從動(dòng)盤鋼片外緣的盤形部分磨薄至0.65～1.0㎜，使其質(zhì)量分布更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。 2） 具有軸向彈性結(jié)構(gòu) 為了使離合器接合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)盤鋼片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。這樣，在離合器盤接合過程中，主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的壓力是逐漸增加的。 現(xiàn)代常用的具有軸向彈性的從動(dòng)盤鋼片，主要有以下3種結(jié)構(gòu)類型。 ①整體式彈性從動(dòng)盤鋼片 整體式彈性從動(dòng)盤鋼片的結(jié)構(gòu)如圖3-10所示。為使具有軸向彈性，將鋼片沿半徑方向開槽，將鋼片外緣部分分割成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形，兩邊的摩擦片則分別鉚在扇形片上。在離合器接合時(shí)，從動(dòng)盤鋼片被壓緊，彎曲的波浪形扇形部分逐漸被壓平，從動(dòng)盤摩擦面片所傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸增大，使接合過程（即轉(zhuǎn)矩增長(zhǎng)過程）較平順、柔和。 圖3-10整體式彈性從動(dòng)盤鋼片 1-從動(dòng)盤鋼片，2-摩擦片，3-鉚釘 根據(jù)從動(dòng)盤鋼片尺寸的大小可制成6 ~ 12個(gè)切槽。這種切槽還有利于減少從動(dòng)盤鋼片的翹曲。為了進(jìn)一步減小從動(dòng)盤鋼片的剛度，增加其彈性，減少應(yīng)力集中，常常將切槽的跟部切成T形。 ②分開式彈性從動(dòng)盤鋼片 它是將剛片沿半徑尺寸方向分開，裝配后才能達(dá)到剛片的使用尺寸，結(jié)構(gòu)組成見圖3-11。優(yōu)點(diǎn)是具有更小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因?yàn)椴ㄐ螐椈善^薄，且位于從動(dòng)盤鋼片的最大半徑上，從動(dòng)盤鋼片的尺寸較大，但它在旋轉(zhuǎn)中心。圖3-6中的從動(dòng)盤剛片也是這種結(jié)構(gòu)。 圖3-11分開式彈性從動(dòng)盤鋼片 （a）-分開式彈性從動(dòng)盤總成 （b）-波形彈簧片 1-波形彈簧片，2、6-摩擦片，3-摩擦片鉚釘，4-從動(dòng)盤鋼片，5-波形彈簧片鉚釘 ③組合式彈性從動(dòng)盤鋼片 前面兩種結(jié)構(gòu)的從動(dòng)盤鋼片都屬于雙向軸向彈性，在傳動(dòng)負(fù)荷不太大的小型車上廣泛采用，它們工作的特點(diǎn)是，在離合器分離與結(jié)合的過程當(dāng)中，兩邊的摩擦片都要產(chǎn)生變形，引起從動(dòng)盤轂沿變速器第一軸軸向移動(dòng)，有可能造成從動(dòng)盤在飛輪一側(cè)分離不徹底（從動(dòng)盤轂花鍵滑動(dòng)阻力較大時(shí)），影響變速器掛擋性能。因此在載貨汽車上常采用另一種所謂組合式的從動(dòng)盤鋼片（圖3-12）。所謂組合式彈性從動(dòng)盤鋼片，就是將從動(dòng)盤鋼片沿軸向分開，在從動(dòng)盤鋼片上附加一些波形彈簧片。設(shè)計(jì)和裝配時(shí)一定要注意使靠近飛輪的一側(cè)無波形彈簧片，否則，這種結(jié)構(gòu)失去它的意義。顯然，這種組合式從動(dòng)盤鋼片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比前兩種的大，但對(duì)于要求剛度較高、傳動(dòng)負(fù)荷比較大的大型從動(dòng)盤鋼片來說，這個(gè)缺點(diǎn)是可以容忍的。圖3-4的從動(dòng)盤鋼片結(jié)構(gòu)也屬于此類。 圖3-12組合式彈性從動(dòng)盤鋼片 1-從動(dòng)盤鋼片，2-摩擦片鉚釘，3-波形彈簧片鉚釘，4-摩擦片，5-波形彈簧片 在設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證從動(dòng)盤鋼片的彈性作用，波形彈簧片的壓縮行程可取為0.8 ~1.1 ㎜之間，至少不應(yīng)小于0.6㎜。從動(dòng)盤鋼片軸向彈性變化規(guī)律（即軸向加載與其變形的關(guān)系）的大致趨勢(shì)是拋物線形，即在開始變形時(shí)力較小，而后隨著變形的增加，力的增長(zhǎng)很快，最后被壓平。 采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤鋼片結(jié)構(gòu)將比較復(fù)雜，此外由于軸向彈性需要增加分離行程才能保證離合器的徹底分離。因此某些特殊情況下（如雙片離合器），從動(dòng)盤鋼片采用剛性的更有利。 從動(dòng)盤鋼片的材料與所采用的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，不帶波形彈簧片的從動(dòng)盤鋼片（即整體式）一般用高碳鋼板或彈簧鋼板沖壓而成，經(jīng)熱處理后達(dá)到所要求的硬度。采用波形彈簧片時(shí)（即分開式或組合式），從動(dòng)盤鋼片可用低碳鋼板，波形彈簧片用彈簧鋼板。 無論何種從動(dòng)盤鋼片都要保證其結(jié)構(gòu)形狀的熱穩(wěn)定性，防止翹曲變形，以免摩擦面片壓力不勻。 §3.2.2從動(dòng)盤轂 從動(dòng)盤轂結(jié)構(gòu)形狀如圖3-13，需要確定的主要參數(shù)有：扭轉(zhuǎn)減振器彈簧裝配窗孔半徑；花鍵相關(guān)尺寸等。扭轉(zhuǎn)減振器彈簧裝配窗孔半徑尺寸受到摩擦片內(nèi)徑的限制，在結(jié)構(gòu)條件允許的情況下，該尺寸盡可能大一點(diǎn)。從動(dòng)盤轂的花鍵孔與變速器第1軸的花鍵軸配合，目前大都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，花鍵副之間為動(dòng)配合，目的是在離合器分離和接合過程中，從動(dòng)盤轂?zāi)茉诨ㄦI軸上自由滑動(dòng)?；ㄦI相關(guān)尺寸包含兩個(gè)方面： 1） 花鍵形狀尺寸 花鍵形狀尺寸可以采用兩種結(jié)構(gòu)形式： ①采用SAE（美國汽車工程師學(xué)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)見圖3-14，有關(guān)尺寸見表3-4。 圖3-13從動(dòng)盤轂結(jié)構(gòu) 1-扭轉(zhuǎn)減振器彈簧裝配窗孔 圖3-14從動(dòng)盤轂花鍵結(jié)構(gòu) （a）-花鍵孔，（b）-花鍵軸 表3-4 SAE矩形花鍵尺寸系列 ㎜ SAE標(biāo)記 D D1 L1 D2 D3 L2 18.5 20.4 1 23 1 25.5 1 28.2 1 30.75 1 33.2 1 38.05 1 35.8 2 40.8 ②按表3-5選取花鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，花鍵結(jié)構(gòu)尺寸的選擇依據(jù)是從動(dòng)盤外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，更詳細(xì)的內(nèi)容請(qǐng)參閱GB1144-2001。 表3-5從動(dòng)盤轂花鍵尺寸系列 從動(dòng)盤外徑 D/㎜ 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 Te／N·m 花鍵齒數(shù)n: 花鍵外徑D'/㎜ 花鍵內(nèi)徑d'/㎜ 齒厚b/㎜ 有效齒長(zhǎng)/㎜ 擠壓應(yīng)力/MPa 160 180 200 225 250 280 300 325 350 380 410 430 450 50 70 110 150 200 280 310 380 480 600 720 800 950 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 23 26 29 32 35 35 40 40 40 40 45 45 52 18 21 23 26 28 32 32 32 32 32 36 36 41 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 6 20 20 25 30 35 40 40 45 50 55 60 65 65 10 11.8 11.3 11.5 10.4 12.7 10.7 11.6 13.2 15.2 13.1 13.5 12.5 2） 花鍵轂軸向工作長(zhǎng)度 應(yīng)滿足以下兩個(gè)方面的要求： ①導(dǎo)向要求 為了保證從動(dòng)盤轂在變速器第1軸上滑動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生自鎖，花鍵轂的軸向長(zhǎng)度不宜過小，一般應(yīng)與花鍵外徑大小相同，對(duì)于工作條件惡劣的離合器，其盤轂的長(zhǎng)度更大，可達(dá)花鍵外徑的1.4倍。 ②強(qiáng)度要求 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(jì)算，當(dāng)應(yīng)力偏大時(shí)可適當(dāng)增加花鍵轂的軸向長(zhǎng)度。 從上節(jié)由表3—5表查得 從動(dòng)盤的外徑 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 380 830 所以我選用花鍵齒 花鍵的外徑 花鍵內(nèi)徑 齒厚 有效齒長(zhǎng) 擠壓應(yīng)力 擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式如下： 式中，P——花鍵的齒側(cè)面壓力， N。它由下式確定： d'，D'—分別為花鍵的內(nèi)外直徑，m； Z—從動(dòng)盤轂的數(shù)目； Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)炬，N·m； n—花鍵齒數(shù)； h—花鍵齒工作高度，m；h=（ D'- d'）/2； l —花鍵有效長(zhǎng)度，m。 從動(dòng)盤轂一般都由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過20MPa。 所以符合條件。 §3.2.3從動(dòng)盤摩檫片 在離合器接合、分離過程中，它將遭到嚴(yán)重的滑磨，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此，要求摩擦面片應(yīng)有下列一些綜合性能： 1）在工作時(shí)有相對(duì)較高且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)； 2）具有小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，材料加工性能良好； 3）在短時(shí)間內(nèi)能吸收相對(duì)高的能量，且有好的熱穩(wěn)定性能； 4）能承受較高的壓盤作用載荷； 5）能抵抗高轉(zhuǎn)速下，相對(duì)較大的離心力載荷而不破壞； 6）有足夠的剪切強(qiáng)度； 7）摩擦副對(duì)偶面有高度的容污性能，不易影響它們的摩擦作用； 8）具有優(yōu)良的性能／價(jià)格比，不會(huì)污染環(huán)境。 摩擦面片來說，有兩個(gè)方面要選擇確定，一是結(jié)構(gòu)尺寸，內(nèi)、外直徑已在前面選定，厚度可根據(jù)使用壽命確定。二是材料，近年來，摩擦材料的種類增長(zhǎng)極快，常用的摩擦材料有： 1）石棉基摩擦材料 石棉基摩擦材料是由石棉纖維和銅絲或鋅絲繞制成石棉線繩制成。它的特點(diǎn)是，石棉有良好的耐熱性能，而銅絲或鋅絲有相對(duì)高的強(qiáng)度。是一種性能比較良好的摩擦材料。但它的粉塵對(duì)環(huán)境有污染，國外已經(jīng)淘汰。 它的摩擦系數(shù)大約在0.3左右（即在0.25~0.4之間），其允許的單位壓力在0. 2~0.3MPa左右，詳見表3-2。 2）替代石棉的有機(jī)摩擦材料 美國杜邦公司曾開發(fā)出一種由芳香族聚酰胺纖維派生出來的摩擦材料，屬于高分子尼龍家族，商業(yè)名稱為芳綸（kevlar aramid）。它相對(duì)石棉基的面片有如下一些工作特性： 1）在正常工作壓力和溫度范圍內(nèi)有較高的耐磨性能，在高的工作溫度下有穩(wěn)定的摩擦特性，溫度達(dá)到425℃以后才開始燒裂（而不是變軟、熔化），這種狀況持續(xù)到500℃。 2）重量比石棉材料輕，因而從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，其抗拉強(qiáng)度是鋼的5倍。 3）有較高的抗離心力強(qiáng)度，能有效抵抗摩擦面片的飛裂。 用有機(jī)材料代替石棉材料時(shí)，離合器的結(jié)構(gòu)等完全相同。 3）金屬陶瓷摩擦材料 離合器面片所用的金屬陶瓷摩擦材料是由金屬基體、陶瓷成分和潤(rùn)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(jī)械結(jié)合方式將陶瓷成分和潤(rùn)滑劑保持其中，形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的整體；陶瓷組分主要起摩擦劑的作用；而潤(rùn)滑劑組分則主要起提高材料抗咬合性和抗粘接性的潤(rùn)滑作用，特別有利于降低對(duì)偶件材料的磨損，并使摩擦副工作平穩(wěn)。潤(rùn)滑劑組分和陶瓷組分一起共同形成金屬陶瓷摩擦磨損性能的調(diào)節(jié)劑。金屬陶瓷面片的單位面積允許壓力通常為0.44~0.82MPa，摩擦系數(shù)μ在0.35~0.4之間。 §3.3壓盤和離合器蓋 §3.3.1壓盤設(shè)計(jì) 壓盤的設(shè)計(jì)主要包括幾何尺寸的選擇和傳力方式的確定兩個(gè)方面。 （1）壓盤幾何尺寸的確定 壓盤的結(jié)構(gòu)形狀與傳力、壓緊和分離方式有關(guān)。當(dāng)采用周布圓柱螺旋彈簧壓緊時(shí)，壓盤上應(yīng)鑄有圓柱形凸臺(tái)作為彈簧的導(dǎo)向座。當(dāng)采用膜片彈簧或中央彈簧時(shí)，則在壓盤上鑄有一圈凸起以供支承膜片彈簧或彈性壓桿之用。 前面已經(jīng)分析了如何確定摩擦片的內(nèi)、外徑尺寸。當(dāng)摩擦片的尺寸確定后，與它配合工作的壓盤內(nèi)、外徑尺寸也就基本確定下來了。這樣，壓盤幾何尺寸最后歸結(jié)為如何確定它的厚度。 壓盤厚度的確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)。 ①壓盤應(yīng)具有足夠的質(zhì)量 由離合器工作原理可知，在離合器的接合和分離過程中都要產(chǎn)生大量的熱，而每次接合和分離的時(shí)間很短（大約3s左右），因此熱量根本來不及全部散發(fā)出去，大部分熱量滯留在摩擦副中，必然導(dǎo)致摩擦副的溫升。為了使每次接合和分離時(shí)的溫升不致過高，故要求壓盤具有足夠大的質(zhì)量來吸收熱量。 ②壓盤應(yīng)具有較大的剛度 要使壓盤在正常工作的情況下，不產(chǎn)生翹曲變形，則壓盤必須具有較大的剛度。 為滿足上述要求，壓盤應(yīng)做得厚些（一般不小于l0㎜）。此外，還應(yīng)注意加強(qiáng)通風(fēng)冷卻，如雙片離合器的中間壓盤體內(nèi)開有許多徑向通風(fēng)孔，見圖3-16。近年來這種結(jié)構(gòu)也開始在單片離合器的壓盤中采用。 壓盤形狀一般都比較復(fù)雜，而且還要求耐磨、傳熱性好和具有較理想的摩擦性能，通常由灰鑄鐵鑄成（注意：不能用低碳鋼來代替鑄鐵，因?yàn)樵诘吞间摫砻嫒菀滓刹梁郏?，其金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為HB170～227，為了增加其機(jī)械強(qiáng)度，可另外增添少量合金元素（如鎳、鐵錳合金等）。 在初步確定壓盤厚度以后，應(yīng)校核離合器接合一次時(shí)的溫升，它不應(yīng)超過8~10℃。若溫升過高，可適當(dāng)增加壓盤的厚度。 校核計(jì)算的公式如下： （℃） （3-7）式中，—溫升，℃； —滑磨功，N·m，可根據(jù)式計(jì)算（其中Ja為汽車整車質(zhì)量轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn) 圖3-16黃河JN150型汽車離合器中間壓盤（材料：HT18~36） 動(dòng)慣量，由式 計(jì)算，ma為汽車總質(zhì)量，rk為車輪滾動(dòng)半徑，i0為主傳動(dòng)比，ik是變速器起步擋傳動(dòng)比；是離合器開始滑磨時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度）； —分配到壓盤上的滑磨功所占的百分比：?jiǎn)纹x合器壓盤，=0.50；雙片離合 器壓盤，=0.25；雙片離合器中間壓盤，=0.50； c —壓盤的比熱容，對(duì)鑄鐵壓盤c=544.28J/（kg·K）； —壓盤質(zhì)量，kg。 根據(jù)自己的設(shè)計(jì)可得出： 壓盤的外徑應(yīng)大于摩檫片的外徑 內(nèi)徑應(yīng)小于等于摩檫片的內(nèi)徑 初定厚度 校核離合器的溫升，它不超過8~10。C 所以符合條件。 §3.3.2 壓盤傳力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）傳力方式的選擇 壓盤是離合器的主動(dòng)部件，它與飛輪必須有一定的聯(lián)結(jié)關(guān)系，周向與飛輪不能有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但軸向必須有相對(duì)移動(dòng)。圖3-17是壓盤和飛輪間常用的幾種典型連接方式。 圖3-17壓盤的幾種傳力（動(dòng)）方式 （a）凸臺(tái)式，（b）鍵式(軸向鍵)，（c）鍵式（徑向鍵），（d）銷式，（e）傳力片式 傳力片（傳動(dòng)片）的強(qiáng)度校核 下面主要針對(duì)膜片彈簧離合器的壓盤傳力片（即最為復(fù)雜的情況）進(jìn)行分析和討論。對(duì)于較為簡(jiǎn)單的周置螺旋彈簧離合器傳力片的強(qiáng)度校核可按二力桿拉伸應(yīng)力分析計(jì)算。 離合器在正常工作時(shí)，傳力片既受彎又受拉（見圖3-20）。為精確校核傳力片強(qiáng)度，首先應(yīng)建立傳力片的分析計(jì)算模型（這里略）。 圖3-20 傳力片分析計(jì)算圖。 （a）-傳力片結(jié)構(gòu)，（b）-變形圖，（c）-彎矩圖 經(jīng)過分析研究，膜片彈簧離合器壓盤傳力片的校核包含下面三個(gè)方面： A．正向驅(qū)動(dòng)應(yīng)力為 （3-15） B． 反向驅(qū)動(dòng)應(yīng)力為 （3-16） C． 軸向彈性恢復(fù)力為 =12 （3-17） 式中：-傳力片有效長(zhǎng)度，＝-1.5d（d為螺釘孔直徑）； i-傳力片組數(shù)； n-每組有傳力片數(shù)； -每一傳力片的截面慣性矩; E-材料彈性模量; -正常工作時(shí)傳力片的軸向最大變形量; h-傳力片厚度； R-傳力片布置半徑； b-傳力片厚寬度； Temax-發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 由于在簡(jiǎn)化計(jì)算載荷時(shí)比較保守，取值偏大，因此，傳力片的許用應(yīng)力可取材料的屈服極限。 共設(shè)3組傳力片 每組4片 寬 厚 傳力片上兩孔間的距離 孔的直徑 傳力片切向布置，圓周半徑 傳力片材料的彈性模量 通過參數(shù)計(jì)算 傳力片上有效長(zhǎng)度 計(jì)算傳力片的彎曲總剛度 計(jì)算正向驅(qū)動(dòng)應(yīng)力為： §3.4 離合器蓋設(shè)計(jì) 離合器蓋是離合器的主動(dòng)件之一，它必須與飛輪固定在一起，通過它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩給壓盤。此外它還是離合器壓緊彈簧和分離桿的支承殼體。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意以下幾個(gè)問題。 1）剛度問題 為了增加剛度，小轎車和一般載貨汽車的離合器蓋常用厚度約為3～5 ㎜的低碳鋼板（如08鋼板）沖壓成比較復(fù)雜的形狀。重型汽車由于批量少，為了降低成本、增加剛度則常采用鑄鐵的離合器蓋。 2）通風(fēng)散熱問題 為了加強(qiáng)離合器的冷卻，離合器蓋上必須開設(shè)多個(gè)通風(fēng)窗口。 3）對(duì)中問題 離合器蓋內(nèi)裝有壓盤、分離桿、壓緊彈簧等零件，因此它相對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪曲軸中心線必須要有良好的定心對(duì)中，否則會(huì)破壞系統(tǒng)整體的平衡，嚴(yán)重影響離合器的正常工作。 對(duì)中方式常用的有以下兩種：一是用止口對(duì)中，鑄造的離合器蓋以外圓與飛輪上的內(nèi)圓止口對(duì)中。二是用定位銷或定位螺栓對(duì)中，這種定位對(duì)中方式中的定位銷孔或定位螺栓孔要現(xiàn)場(chǎng)“配做”。 §3.5 離合器的分離裝置設(shè)計(jì) 離合器的分離裝置包括分離桿、分離軸承和分離套筒。 §3.5.1分離桿結(jié)構(gòu)型式的選擇 在采用膜片彈簧作為壓緊彈簧的離合器中，分離桿的作用由膜片彈簧中的分離指來完成的，故分離指設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容請(qǐng)參閱膜片彈簧設(shè)計(jì)章節(jié)。而在這里討論膜片彈簧與離合器蓋的連接問題。 拉式膜片彈簧離合器中，膜片彈簧與離合器蓋的連接方式比較簡(jiǎn)單，這里不在敘述；對(duì)于推式，連接方式很多，圖3-21示出了幾種，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。 圖3-21膜片彈簧與離合器蓋的連接方式 1-離合器蓋，2-壓盤，3-膜片彈簧，4-鉚釘，5-支乘環(huán)，6-支乘點(diǎn)，7-梳狀板 圖3-21(a)中，膜片彈簧3由其上、下面兩個(gè)支承環(huán)5通過鉚釘4和離合器蓋1相連接。圖3-21(b）的結(jié)構(gòu)型式，減少了兩個(gè)支承環(huán)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。圖3-21(c)的結(jié)構(gòu)，其下支承環(huán)改制成彈性的支承環(huán)5，安裝時(shí)有一定的預(yù)緊度，消除了間隙，工作穩(wěn)定性較高。圖3-21(d)的結(jié)構(gòu)，離合器蓋邊不折彎，改用梳狀板7來支承環(huán)5，提高了支承剛性。 §3.6 膜片彈簧設(shè)計(jì) 膜片彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算比較復(fù)雜，這里只給出膜片彈簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇范圍及有關(guān)性能和強(qiáng)度的計(jì)算公式，要了解膜片彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算公式的詳細(xì)推導(dǎo)過程，請(qǐng)參閱蝶形彈簧設(shè)計(jì)的相關(guān)資料。 §3.6.1膜片彈簧基本參數(shù)的選擇 當(dāng)選用的材料為彈簧鋼60Si2MnA或50CrVA時(shí)，許用應(yīng)力可取為1500～1700MPa。 模片彈簧主要參數(shù)的選擇： 摩檫片的平均半徑 由于我選的膜片彈簧為拉式彈簧值應(yīng)大于或等于 分離時(shí)指根寬度 外端支撐 加載時(shí)分離 接合時(shí)加載半徑 分離時(shí)指根部最寬半徑 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 把膜片彈簧各尺寸和泊松比 彈性模量 分離位置工作力和變形量 2為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧 的與初始底錐角應(yīng)在一定的范圍內(nèi)即： 而 所以符合條件。 3 彈簧各部分有關(guān)尺寸比值應(yīng)符合 符合條件。 4 符合條件。 5 代入數(shù)據(jù)都符合條件。 6 滿足要求。 §3.6.2 強(qiáng)度校核 1 膜片彈簧工作位置B點(diǎn)的最大壓應(yīng)力為 3 根據(jù)最大力切應(yīng)力理論，工作位置B點(diǎn)的當(dāng)量力為： 滿足條件。 §3.7扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì) 一單級(jí)線形減震器設(shè)計(jì)參數(shù) 1 極限轉(zhuǎn)矩 2 扭轉(zhuǎn)角剛度 3 阻尼摩檫轉(zhuǎn)矩 4 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 5減振彈簧的位置半徑 6 減振彈簧的個(gè)數(shù) 查表得 7 減振彈簧的總壓力 二 減振彈簧計(jì)算 1．單個(gè)減振彈簧的工作負(fù)荷P：P＝/=19170.73/6=3195.12 2．減振彈簧尺寸（參見圖3-32 ） （1）彈簧中徑Dc： Dc＝11～15㎜左右。 （2）彈簧鋼絲直徑d： （3）減振彈簧剛度k: （3-29） （4）減振彈簧有效圈數(shù)i： （5）減振彈簧總?cè)?shù)n： n＝i＋（1.5～2）=5.5 （6）減振彈簧最小高度lmin: lmin＝n（d＋δ）≈1.ldn=24.2㎜ （7）減振彈簧總變形量Δl：Δl＝P／k=7.6㎜ （8）減振彈簧自由高度l0： l0=lmin＋Δl =31.8㎜ （9）減振彈簧預(yù)變形量Δl'：Δl'＝=0.6㎜ （10）減振彈簧安裝工作高度l：l＝l0—Δl'=31.2㎜ 三 極限轉(zhuǎn)角 減振器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩到極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的極限轉(zhuǎn)角為： 初選 則 第四章 操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 §4.1離合器操縱機(jī)構(gòu)的基本要求與常用結(jié)構(gòu)類型 §4.1.1對(duì)離合器操縱機(jī)構(gòu)的基本要求 1）踏板力要盡可能小，乘用車一般在80～150N范圍內(nèi)，商用車不大于150～200N。 2）踏板行程一般在80～150㎜內(nèi)，最大不應(yīng)超過180㎜。 3）應(yīng)有踏板行程調(diào)整裝置，以保證摩擦片磨損后，分離軸承的自由行程可以復(fù)原。 4）應(yīng)有踏板行程限位裝置，以防止操縱機(jī)構(gòu)的零件因受力過大而損壞。 5）應(yīng)有足夠的剛度，傳動(dòng)效率要高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，維修保養(yǎng)方便。 §4.1.2常用離合器操縱機(jī)構(gòu)的類型 常用的離合器操縱機(jī)構(gòu)，主要有機(jī)械式、液壓式、氣壓式和自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)等，其中有些操縱機(jī)構(gòu)還帶有助力器。 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有桿系式和拉索式兩種，桿系操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、早期廣泛應(yīng)用于各種車輛當(dāng)中，但其質(zhì)量大，傳動(dòng)效率低，車架、車身的變形會(huì)造成離合器在接合過程中出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，特別是遠(yuǎn)距離操縱時(shí)，布置比較困難。拉索式可克服上述缺點(diǎn)，且可采用適宜駕駛員操縱的吊掛式踏板結(jié)構(gòu)。液壓式操縱機(jī)構(gòu)，具有質(zhì)量小、布置方便、傳動(dòng)效率高、便于采用吊掛式踏板、駕駛室容易密封、發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和駕駛室與車架變形不影響其正常工作、離合器結(jié)合比較柔順等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于各種形式的汽車中。 §4.2離合器操縱機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的確定與計(jì)算 在設(shè)計(jì)離合器操縱系統(tǒng)時(shí)，為了滿足前述對(duì)踏板力和踏板行程的要求，需根據(jù)離合器的具體結(jié)構(gòu)類型和操縱系統(tǒng)傳動(dòng)線路，合理地定出操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)比ic。 常用離合器的結(jié)構(gòu)類型和操縱系統(tǒng)傳動(dòng)線路簡(jiǎn)圖見圖3-37 圖3-37常用離合器的結(jié)構(gòu)類型和操縱系統(tǒng)傳動(dòng)線路簡(jiǎn)圖 （a）機(jī)械式 （b）液壓式 （c）帶空氣助力的液壓式 采用液壓式離合器操縱機(jī)構(gòu) 1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的確定 由3—9表離合器的傳動(dòng)比一攬表 2 離合器踏板行程的確定 第五章 結(jié)論 在這此設(shè)計(jì)中，我主要從摩擦片、膜片彈簧、減振彈簧、操縱機(jī)構(gòu)這幾方面進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算和校核?；旧蠞M足了預(yù)期的要求。 本次設(shè)計(jì)中的缺陷：操縱機(jī)構(gòu)需要改進(jìn)。 由于本人能力有限，在設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤，請(qǐng)老師批評(píng)改正。 參考文獻(xiàn) 1．汽車離合器設(shè)計(jì) 徐石安 江發(fā)潮 編著 清華大學(xué)出版社 2005 2．聯(lián)軸器、離合器設(shè)計(jì)與選用指南 阮忠唐 編著 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 3．離合器及機(jī)械變速器 張 毅 編著 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 4．離合器、制動(dòng)器選用手冊(cè) 周明衡 編著 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 5．離合器結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 段廣漢 編著 國防工業(yè)出版社 1985 6朱冬梅，胥兆瀾主編 畫法幾何及機(jī)械制圖第5版 高等教育出版社 2000年12月 7 劉鴻文主編 簡(jiǎn)明材料力學(xué) 高等教育出版社 1997年7月 8 孫恒，陳作模主編 機(jī)械原理第六版 高等教育出版社 2004年3月 9 濮良貴，紀(jì)名剛主編 機(jī)械設(shè)計(jì)第7版 高等教育出版社 2001年6月 10 徐謹(jǐn)主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000年6月 11 吳宗澤主編 機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2001年5月 12蔡春源主編 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)第3版 冶金工業(yè)出版社 1995年10月 13王予望主編 汽車設(shè)計(jì)第4版 機(jī)械工業(yè)出版社 2004年8月 14 陳家瑞主編 汽車構(gòu)造第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 2005年1月 15張則曹主編 汽車構(gòu)造圖冊(cè) 人民交通出版社 1998年2月 16 林清福主編 國外汽車構(gòu)造最新構(gòu)造圖冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1996年5月 致謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)受益匪淺，特別得到了曹青梅老師和同學(xué)門的許多幫助，找出以前學(xué)習(xí)的不足，汲取教訓(xùn)。讓我能夠把所學(xué)同工程實(shí)際相接合，這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作都有很好的幫助。在開始階段，我感覺無從下手，多次計(jì)算，多次返工。曹老師耐心的幫我校對(duì)，同學(xué)們也積極的幫我找資料，在老師和同學(xué)門的大力幫助下，我克服一個(gè)個(gè)困難，完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中我認(rèn)識(shí)到了自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，使我更加清楚的了解自己，這樣在以后的學(xué)習(xí)和工作中以便發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)。在本次設(shè)計(jì)中感覺收獲了不少知識(shí)，把一些原先學(xué)過并忘記的知識(shí)又重新復(fù)習(xí)和掌握，另外查閱了大量資料擴(kuò)大了知識(shí)面，豐富了知識(shí)面，增強(qiáng)了自己的分析問題能力和實(shí)際動(dòng)手能力。這都在平時(shí)的學(xué)習(xí)中不能學(xué)到的。 我能完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)離不開老師和同學(xué)們的幫助，在次我向幫助我的所有老師和同學(xué)致以衷心的感謝。 41