拉式膜片弹簧离合器设计说明书.doc

拉式膜片弹簧离合器设计说明 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf .doc 拉式膜片弹簧离合器设计 1-轴承 2-飞轮 3-从动盘 4-压盘 5-离合器盖螺栓 6-离合器盖 7-膜片弹簧 8-分离轴承 9-轴 图1.1 离合器总成 一，拉式膜片弹簧离合器的优点 与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点:取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更少;拉式膜片弹簧是中部与压盘相压在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构;在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高;拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约;无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和哭声;使用寿命更长。 二，设计的预期成果 本次设计，我将取得如下成果:1、设计说明书:(1)离合器各零件的结构;(2)离合器主要参数的选择与优化;(3)膜片弹簧的计算与优化;(4)扭转减振器的设计;(5)离合器操纵机构的设计计算。2、图纸有:扭转减振器、摩擦片、膜片弹簧、从动盘、轴、压盘、离合器总成。 三，离合器的结构设计 为了达到计划书所给的数据要求，设计时应根据车型的类别、使用要求、制造条件，以及“系列化、通用化、标准化”的要求等，合理选择离合器结构。 3.1离合器结构选择与论证 3.1.1 摩擦片的选择 单片离合器因为结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底接合平顺，所以被广泛使用于轿车和中、小型货车，因此该设计选择单片离合器。摩擦片数为2。 3.1.2 压紧弹簧布置形式的选择 离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等。其中膜片弹簧的主要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆。膜片弹簧与其他几类相比又有以下几个优点: (1)由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。当离合器分离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是降低，从而降低踏板力; (2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小; (3)高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定;而圆柱弹簧压紧力明显下降; (4)由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命; (5)易于实现良好的通风散热，使用寿命长; (6)平衡性好; (7)有利于大批量生产，降低制造成本。 但膜片弹簧的制造 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 较复杂，对材料质量和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，我选用膜片弹簧式离合器。 3.1.3 压盘的驱动方式 在膜片弹簧离合器中，扭矩从离合器盖传递到压盘的方法有三种: (1)凸台—窗孔式:它是将压盘的背面凸起部分嵌入在离合器盖上的窗孔内，通过二者的配合，将扭矩从离合器盖传到压盘上，此方式结构简单，应用较多;缺点:压盘上凸台在传动过程中存在滑动摩擦，因而接触部分容易产生分离不彻底。 (2)径向传动驱动式:这种方式使用弹簧刚制的径向片将离合器盖和压盘连接在一起，此传动的方式较上一种在结构上稍显复杂一些，但它没有相对滑动部分，因而不存在磨损，同时踏板力也需要的小一些，操纵方便;另外，工作时压盘和离合器盖径向相对位置不发生变化，因此离合器盖等旋转物件不会失去平衡而产生异常振动和噪声。 (3) 径向传动片驱动方式:它用弹簧钢制的传动片将压盘与离合器盖连接在一起，除传动片的布置方向是沿压盘的弦向布置外，其他的结构特征都与径向传动驱动方式相同。经比较，我选择径向传动驱动方式。 3.1.4 分离杠杆、分离轴承 分离杠杆的作用由膜片弹簧承担，其作用是通过分离轴承克服离合器弹簧的推力并推动压盘移动，从而使压盘与从动盘和从动盘与飞轮相互分离，截断动力的传递，分离杠杆要具有足够的强度和刚度，以承受反复作用在其上面的弯曲应力，分离轴承的作用是通过分离叉的作用使分离轴承沿变速器前端盖导向套作轴向移动，推动旋转中的膜片弹簧中部分离前端，使离合器起到分离作用。分离本次设计选用的是油封轴承，它可以将润滑脂密封在轴承壳内，使用中不需要增加润滑，相比供油式轴承则需增加。 3.1.5 离合器的散热通风 试验 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，摩擦片的磨损是随压盘温度的升高而增大的，当压盘工作表面超过 ?C时摩擦片磨损剧烈增加，正常使用条件的离合器盘，工作表面的瞬时温度一般在?C以下。在特别频繁的使用下，压盘表面的瞬时温度有可能达到。过高 的温度能使压盘受压变形产生裂纹和碎裂。为使摩擦表面温度不致过高，除要求压盘有足够大的质量以保证足够的热容量外，还要求散热通风好。改善离合器散热通风结构的措施有:在压盘上设散热筋，或鼓风筋;在离合器中间压盘内铸通风槽;将离合器盖和压杆制成特殊的叶轮形状，用以鼓风;在离合器外壳内装导流罩。膜片弹簧式离合器本身构造能良好实现通风散热效果，故不需作另外设 置。 3.1.6 从动盘总成 从动盘总成由摩擦片，从动片，减震器和从动盘穀等组成。它虽然对离合器工作性能影响很大的构件，但是其工作寿命薄弱，因此在结构和材料上的选择是设计的重点。从动盘总成应满足如下设计要求: (1)转动惯量要小，以减小变速器换档时轮齿简单冲击; (2)应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，减小磨损。 (3)应装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。 1、摩擦片要求 摩擦系数稳定、工作温度、单位压力的变化对其影响要小，有足够的机械强度和耐磨性;热稳定性好，磨合性好，密度小;有利于结合平顺，长期停放离合器摩擦片不会粘着现象的。综上所述，选择石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉织物、粘结剂(树脂或硅胶)和特种添加剂热压制成，其摩擦系数为0.25,0.3，密度小，价格便宜，多年来在汽车离合器上使用效果良好。同时，摩擦片从动钢片用铆钉连接，连接可靠，更换摩擦片方便，而且适宜在从动钢片上装波形弹簧片以获得轴向弹性。 2、从动盘的轴向弹性 从动盘的轴向弹性可改善离合器性能，使离合器接合柔和，摩擦面接触均匀，磨损较小。为使从动盘有轴向弹性，单独制造扇形波状弹簧与从动钢片铆接。波状弹簧可用比钢片轻薄的材料制造，轴向弹性较好，转动惯量小，适宜高速旋转，且弹簧对置分布，弹性好。因此设计中选用此类弹簧。 3、扭转减震器 扭转减震器几乎是现代汽车离合器从动盘上必备的部件，主要由弹性元件和阻尼元件组成。弹性元件可降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避免由发动机转矩主谐量激励引起的共振。但是,这种共振往往难以避免。汽车行驶在不平的道路上行驶阻力也会时刻变化。当由于路面不平引起的激力频率与传动系的某阶自振频率重合时，也会发生共振现象。阻尼元件则可有效的耗散此时的振动能量，因而扭转减震器可有效地降低传动系共振载荷与噪声。 扭转减震器的弹性特性，又线性和非线性两种。弹性元件采用圆柱螺旋弹簧的减震器，其弹性特点为线性。阻尼元件采用摩擦片通过碟形弹簧建立阻尼默片的正应力，其阻尼力矩比较稳定。因此发动机的扭矩实际上是通过一些弹性元件传递到传动系的。 摩擦式扭转减震器工作原理:离合器工作时，扭矩从摩擦片传给从动钢片再传给从动盘毂，此时弹簧被压缩，从动钢片相对从动盘毂前移(从动毂边缘上的缺口控制着钢片与毂的最大位移)。 二，离合器结构设计的要点 在进行离合器的具体设计时，首先应保证传递发动机最大扭矩为前提，然后满足下列条件: (1)如前所述，扇形波状弹簧对置分布铆接在从动钢片上，并在从动盘上设置扭转减震器保证离合器接合柔和，摩擦片制成一定锥度(从动盘锥形量约为0.5mm)使其大端面向飞轮，这样从动盘毂在从动轴(即变速器第一轴)花键上易于滑动，有利于离合器彻底分离。 (2)离合器主动部分与从动部分的连接和支撑形式，离合器的主动部分包括飞轮，离合器盖与他们一起转动并能轴向移动的压盘，压盘通过钢片与离合器盖相连，离合器从动部分有从动盘，从动轴，从动轴装在飞轮与压盘之间，可在从动轴花键上滑动，设计时把离合器从动轴的前轴承安装在发动机曲轴的中心孔内。 (3)离合器从动轴的轴向定位及轴承润滑，离合器从动轴在安装后应保持轴向定位，在拆卸时便于离合器中抽出来。因此，设计时使从动轴前轴承外圆与飞轮为过渡配合，而前轴承内圈与从动轴为间隙配合，离合器的从动轴轴向定位是靠从动轴后轴承来保证的。离合器分离轴承靠注入黄油润滑的，而从动轴前轴承靠油杯定期注入润滑。 为防止润滑油流到摩擦衬面，造成离合器打滑，除在轴承处安有自紧油封外，还在飞轮上开泄油孔。 (4)离合器运动零件的限位，离合器处于接合时为使压盘与摩擦片很好接合，应使分离弹簧与分离轴承之间保持一定间隙，这是分离轴承回位弹簧加以保证。分离时，应对踏板的最大行程加以限制。 三， 离合器主要零件的设计 3.1 从动盘 扇形波状弹簧两两对置铆接与从动钢片上，两侧在铆接摩擦片，铆钉都采用铝制埋头铆钉，摩擦衬面在铆接后腰磨削加工，使其工作表面的不平度误差小于0.2mm，从动盘本体采用45号钢冲压加工得到，为防止其弯曲变形而引起分离不彻底，一般在从动盘本体上设径向切口。 3.2 摩擦片 摩擦片在性能上要满足如下要求: (1)摩擦系数稳定，工作温度，滑磨速度，单位压力的变化对其影响; (2)具有足够的机械强度和耐磨性，热稳定性好; (3)有利于接合平顺;4.长期停放离合器摩擦面会发生粘着现象。 (4)摩擦片选用材料为石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉织物、粘结剂和特种添加剂热压而成，其摩擦系数为。石棉基摩擦材料密度小，工作温度小于180?，价格便宜，使用效果良好，在汽车离合器中广泛使用。 3.3 膜片弹簧 膜片弹簧使用优质高精质钢。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料为60SiMnA。为了提高膜片弹簧的承载能力，要对膜片弹簧进行调质处理，得具有高抗疲劳能力的回火索氏体。要防止膜片内缘离开，同时对膜片弹簧进行强压处理(将弹簧压平并保持小时)，使其高压力区产生塑性变形以产生残余反向应力，对膜片弹簧的凹表面进行喷丸处理，喷丸是φ0.8的白口铁小丸， 可提高弹簧的疲劳寿命。同时，为提高分离指的耐磨性，对其进行局部高频淬火式镀铬。采用乳白镀铬，若膜片弹簧许用应力可取为1500,1700N/mm2。 3.4 压盘 压盘的材料选用HT20-40铸造制成。它要有一定的质量和刚度，以保证足够的热容量和防止温度升高而产生的弯曲变形。压盘应与飞轮保持良好的对中，并进行静平衡。压盘的 摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于0.8。压盘壳用M8×12mm螺栓将其一端固定在飞轮端面上，另一端固定在压盘端面上。 3.5 离合器盖 离合器盖的膜片弹簧支撑处须具有较大的刚度和较高的尺寸精度，压盘高度(丛承压点到摩擦面的距离)公差要小，支撑环和支撑铆钉的安装尺寸精度要高，耐磨性好，膜片弹簧的支撑形式采用铆钉作支承时，如果分离轴承与曲轴中心线不同心，可引起铆钉的过度磨损。提高铆钉硬度的套筒和支承与曲轴中心线不同心，亦可引起铆钉的过度。提高铆钉硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的结构措施，采用10钢材材料、HRc40-50。 四， 摩擦片主要参数的选择: 4.1:采用单片摩擦离合器是利用摩擦来传递发动机扭矩的，为保证可靠度，离合器静摩擦力矩应大于发动机最大扭矩 摩擦片的静压力: , (3.1) 后备系数β是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度，选择β时，应从以下几个方面考虑:a. 摩擦片在使用中有一定磨损后，离合器还能确保传递发动机最大扭矩;b. 防止离合器本身滑磨程度过大;c. 要求能够防止传动系过载。通常轿车和轻型货车β=1.2,1.75。结合设计实际情况，表3.2 离合器后备系数的取值范围 后备车型 系数β 乘用车及最大总质量小于6t的1.20 商用车 ,1.75 1.50最大总质量为6,14t的商用车 ,2.25 1.80挂车 ,4.00 取B=1.3,Temax=169N.M ,Nemax=4300rpm,则Tc=219.7N.M 摩擦片的外径可有式: (3.3) 求得 直径系数的取值范围 车型 直径系数 乘用车 14.6 16.0,18.5(单片 离合器) 最大总质量为1.8,14.0t的 商用车 13.5,15.0(双片 离合器) 最大总质量大于14.0t的商用22.5,24.0 车 为直径系数，取值见表3.3 取KD=14.6 得D=189.8mm. 摩擦片的摩擦因数取决于摩擦片所用的材料及基工作温度、单位压力和滑磨速度等因素。可由表查得: 摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸。本 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目设计单片离合器，因此Z=2。离合器间隙Δt是指离合器处于正常接合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合 器仍能完全接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙。该间隙Δt一般为3,4mm。取Δt=4mm。 摩擦材料的摩擦因数的取值范围 摩擦材料 摩擦因数 模压 0.20,0.25 石棉基材料 编织 0.25,0.35 铜基 0.25,0.35 粉末冶金材料 铁基 0.30,0.50 金属陶瓷材料 0.4 离合器的静摩擦力矩为: (3.4) 与式(3.1)联立得: Tc=ZT=2 fPoZ((R.R.R-r.r.r)/3) 代入数据得:单位压力MPa。 摩擦片单位压力的取值范围 单位压力 摩擦片材料 /MPa 模压 0.15~0.25 石棉基材料 编织 0.25~0.35 模压 粉末冶金材0.35~0.50 料 编织 金属陶瓷材料 0.70~1.50 4.2: 摩擦片基本参数的优化 (1)摩擦片外径D(mm)的选取应使最大圆周速度不超过65,70m/s，即 Vd=(3.14/60).Nemax.D.0.001=42.73m/s<=65-70m/s,符合要求。 式中，Vd为摩擦片最大圆周速度(m/s);为发动机最高转速(r/min)。 (2)摩擦片的内、外径比应在0.53,0.70范围内，即 0.53<=C<=0.70,故取C=0.68,则d=CD=129.06mm. (3)为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同车型的β 值应在一定范围内，最大范围为1.2,4.0。 (4)为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器振器弹簧位置直径 约50mm，即 mm (6)为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型，单位压力的 最大范围为0.11,1.50MPa,即 MPa<=PoMPa，故取Po=0.35MPa,综上所述，经计算可得摩擦片的相关參数为:Tc=219.7N.M,B=1.3,D=189.8mm,d=129.06mm,b=3.5mm,f=0.256,Z=2, t=4mm,C=0.68,Po=0.35MPa,Ro<39.53mm,材料为铜基。 五，膜片弹簧主要参数的选择 5.1: 比较H/h的选择 此值对膜片弹簧的弹性特性影响极大，分析式(3.10)中载荷与变形1之间的函数关系可知，当时，F2为增函数;时，F1有一极值，而该极值点又恰为拐点;时，F1有一极大值和极小值;当时，F1极小值在横坐标上，见图3.1。 1- 2- 3- 4- 5- 膜片弹簧的弹性特性曲线 5.2:为保证离合器压紧力变化不大和操纵方便，汽车离合器用膜片弹簧的H/h通常在1.5,2范围内选取。常用的膜片弹簧板厚为2,4mm，本设计 ，h=3mm ，则H=4.8mm 。 5.3: R/r选择 通过分析表明，R/r越小，应力越高，弹簧越硬，弹性曲线受直径误差影响越大。汽车离合器膜片弹簧根据结构布置和压紧力的要求，R/r常在1.2,1.3 的范围内取值。本设计中取R/r=1.30，摩擦片的平均半径Rc=(2/3).(R.R.R-r.r.r)/(R.R-r.r)=80.68mm， 取r=81mm,则R=105.3mm取整R=106mm 则R/r=1.31。 5.4:.圆锥底角 汽车膜片弹簧在自由状态时，圆锥底角α一般在?范围内，本设计中 得a=11.2?在?之间，合格。分离指数常取为18，大尺寸膜片弹簧有取24的，对于小尺寸膜片弹簧，也有取12的，本设计所取分离指数为18。 5.5:.切槽宽度 mm，mm，取 ,1=3.3mm,b2=9.5mm，应满足的要求。 5(6:. 压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定 应略大于且尽量接近r，应略小于R且尽量接近R。本设计取R1=103.3mm，r1=85 mm。膜片弹簧应用优质高精度钢板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。国内常用的碟簧材料的为60SizMnA，当量应力可取为1600,1700N/mm2。 5.7:. 公差与精度 离合器盖的膜片弹簧支承处，要具有大的刚度和高的尺寸精度，压力盘高度(从承压点到摩擦面的距离)公差要小，支承环和支承铆钉安装尺寸精度要高，耐磨性要好。 5.8: 膜片弹簧的优化设计 (1)为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的与初始锥角应在一定范围内，即 1.6<=(H/h=1.6)<=2.2 9<=(a=H/(R-r))<=15 (2)弹簧各部分有关尺寸的比值应符合一定的范围，即 1.20<=(R/r=1.3)<=1.35 70<=(2R/h=70.2)<=100 (3)为了使摩擦片上的压紧力分布比较均匀，推式膜片弹簧的压盘加载点半径(或拉式膜片弹簧的压盘加载点半径)应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即 拉式: ((D+d)/4=79.72mm)<=(r1=85mm)<=(D/2=94.9mm) (4)根据弹簧结构布置要求，与，与之差应在一定范围内选取，即 1<=(R-R1=2)<=7 0<=(r1-r=4)<=6 (5)膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用，，因此杠杆比应在一定范围内选取，即 拉式: 由(4)和(5)得:(R1-rf)/(R1-r1)=3.94,符合要求。 5.9:膜片弹簧的载荷与变形关系 (1)碟形弹簧的形状如以锥型垫片，见图3.2，它具有独特的弹性特征，广泛应用于机械制造业中。膜片弹簧是具有特殊结构的碟形弹簧，在碟簧的小端伸出许多由径向槽隔开的挂状部分——分离指。膜片弹簧的弹性特性与尺寸如其碟簧部分的碟形弹簧完全相同(当加载点相同时)。因此，碟形弹簧有关设计公式对膜片弹簧也适用。通过支承环和压盘加在膜片弹簧上的沿圆周分布的载荷，假象集中在支承点处，用F1表示，加载点间的相对变形(轴向)为λ1，则压紧力F1与变形λ1之间的关系式为: (3.10) 式中: E——弹性模量，对于钢， μ——泊松比，对于钢，μ=0.3 H——膜片弹簧在自由状态时，其碟簧部分的内锥高度 h——弹簧钢板厚度 R——弹簧自由状态时碟簧部分的大端半径 r——弹簧自由状态时碟簧部分的小端半径 R1——压盘加载点半径 r1——支承环加载点半径 膜片弹簧的尺寸简图 (2)当离合器分离时，膜片弹簧加载点发生变化。设分离轴承对膜片弹簧指所加的载荷为F2，对应此载荷作用点的变形为λ2。 则:λ2=(r1-rf)/(R1-r1), F2=(R1-r1)/(r1-rf)F1 膜片弹簧工作点位置的选择。从膜片弹簧的弹性特性曲线图分析出，该曲线的拐点H对应着膜片弹簧压平位置，而。新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B一般取在凸点M和拐点H之间，且靠近或在H点处，一般,以保证摩擦片在最大磨损限度Δλ范围内压紧力从F1B到F1A变化不大。当分离时，膜片弹簧工作点从B变到C ，为最大限度地减小踏板力，C点应尽量靠近N点。为了保证摩擦片磨损后仍能可靠的传递传矩，并考虑摩擦因数的下降，摩擦片磨损后弹簧工作压紧力应大于 或等于新摩擦片时的压紧力。 膜片弹簧工作点位置 式中 φ——碟簧部分子午断面的转角(从自由状态算起) α——碟簧部分子有状态时的圆锥底角 e ——碟簧部分子午断面内中性点的半径 e=(R-r)/In(R/r) 故该膜片弹簧的基本参数为: H=4.8mm,h=3mm,R=105.3mm,r=81mm,a=11.2,n=18,ro=29.25mm,rf=31.25mm,b1=3.3mm b2=9.5mm ,re=71mm,R1=103.3mm,r1=85mm。 六,扭转减振器设计: 6.1:减震器极转矩:Tj=2.0Temax=338N?m 摩擦转矩 :Tv=0.15Temax=25.35N.m 预紧转矩:Tn=0.13Temax=21.97N.m 极限转角: ,j=3.18? 扭转角刚度: K,=12Tj=4056N.m/rad 6.2: 减振弹簧的设计: (1),减振弹簧的安装位置: ， 结合mm，得取40mm，则 Ro=0.62.d/2。 (2),全部减振弹簧总的工作负荷 Pz=Tj/Ro=8450N (3)(单个减振弹簧的工作负荷 P=Pz/Z=1408.3N 式中Z为减振弹簧的个数，按下表选择: 取Z=4 减振弹簧个数的选取 摩擦片的外径222532〉 D/mm 5,250 0,325 5,350 350 468〉Z ,6 ,8 ,10 10 扭转减振器 4(减振弹簧尺寸 (1)选择材料，计算许用应力 根据《机械原理与设计》(机械工业出版社)采用65Mn弹簧钢丝， 设弹簧丝直径 mm ;(2)选择旋绕比，计算曲度系数 根据下表选择旋绕比 旋绕比的荐用范围 d/mm C 确定旋绕比，曲度系数 (3)强度计算: d>=1.6.(P.K.C)0.5/, =5.0mm,故需重新选择d。重新取d=5.0mm,C与K不变，代入 上式计算得:d>=5.07mm,故该选择基本符合要求。 中径 D2=Cd=20mm;外径 D=D2+d=25mm (4)极限转角其中， ?l=P/K=1408.3/422.5=3.33mm,故 =4.8 (8)减振弹簧的自由高度 lo=22mm (9)减振弹簧预紧变形量 l1=Tn/Ro/K=1.3mm (10)减振弹簧的安装高度 l=lo-l1=20.7mm 七，操纵机构: 汽车离合器操纵机构是驾驶员用来控制离合器分离又使之柔和接合的一套机构。它始于离合器踏板，终止于离合器壳内的分离轴承。由于离合器使用频繁，因此离合器操纵机构首先要求操作轻便。轻便性包括两个方面，一是加在离合器踏板上的力不应过大，另一方面是应有踏板形成的校正机构。离合器操纵机构按分离时所需的能源不同可分为机械式、液压式、弹簧助力式、气压助力机械式、气压助力液压式等等。 7.1,离合器操纵机构应满足的要求是: (1)踏板力要小，轿车一般在80,150N范围内，货车不大于150,200N; (2)踏板行程对轿车一般在mm范围内，对货车最大不超过180mm; (3)踏板行程应能调整，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可复原; (4)应有对踏板行程进行限位的装置，以防止操纵机构因受力过大而损坏; (5)应具有足够的刚度; (6)传动效率要高; (7)发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。 7.2,机械式操纵机构有杠系传动和绳索系两种传动形式，杠传动结构简单，工作可靠，但是机械效率低，质量大，车架和驾驶室的形变可影响其正常工作，远距离操纵杆系，布置困难，而绳索传动可消除上述缺点，但寿命短，机构效率不高。 本次设计的普通轮型离合器操纵机构，采用机械式操纵机构。 a2=130mm,a1=30mm,d2=110mm,d1=65mm,c2=50mm,c1=20mm,b1=20mm,b2=90mm. 7.3,离合器踏板行程计算 踏板行程由自由行程和工作行程组成: S=S1+S2=(Sof+Z . ?S.c2/c1).a2.b2/a1.b1 (3.19) 式中，为分离轴承的自由行程，一般为mm，取Sof=2.0mm;反映到踏板上的自由行程一般为mm;Z为摩擦片面数;为离合器分离时对偶摩擦面间的间隙，单片:mm，取?S=1.1mm;、、、、、为杠杆尺寸。 得:S=146.25mm，S1=39mm，合格。 7.4,踏板力的计算 踏板力为 (3.20) 式中，为离合器分离时，压紧弹簧对压盘的总压力;为操纵机构总传动比， ;为机械效率，液压式:%，机械式:%;为克服回位弹簧1、2的拉力所需的踏板力，在初步设计时，可忽略之。 F=(R1-r1)/(r1-rf)=2311.5N， 取 =0.8 则 Ff=59.27N,符合要求。 分离离合器所作的功为 式中，为离合器拉接合状态下压紧弹簧的总压紧力，F1=6789.24 N，则 WL=12.51J<30J,符合要求。 八，离合器主要零部件的结构设计: 8.1，从动盘总成: 从动盘总成主要由从动盘毂，摩擦片，从动片，扭转减振器等组成。从动盘对离合器 工作性能影响很大，设计时应满足如下要求: (1) 从动盘的转动惯量应尽可能小，以减小变速器换挡时轮齿间的冲击。 (2) 从动盘应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均 匀，以减小磨损。 (3) 应安装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。 8.1.1:轴向弹性从动盘的结构形式: 为了使从动盘具有轴向弹性，常用的方法有: (1) 在从动片外缘开6?12个“T”形槽，形成许多扇形，并将扇形部分冲压成依 次向不同方向弯曲的波浪形。 (2) 将扇形波形片的左，右凸起段分别与左，右摩擦片铆接。 (3) 利用阶梯形铆钉杆的细段将成对波形片的左片铆在左侧摩擦片上，并交替地 把右片铆在右侧摩擦片上。 (4) 将靠近飞轮的左侧摩擦片直接铆合在从动片上，只在靠近压盘侧的从动片铆 有波形片，右侧摩擦片用铆钉与波形片铆合。 8.1.2:从动盘毂: 从动盘毂是离合器中承收载荷最大的零件，它一般采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第一轴上。根据摩擦片的外径D与发动机的最大转矩Temax,由表选取可得:该花键的齿数为10，外径33mm,内径26mm,齿厚4mm,有效齿长32mm. 从动盘毂轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，一般取1.0,1.4倍的花键轴直径，故从动盘毂轴向长度可取为:1.3.35=45.5mm.从动盘毂一般采用锻钢，并经调质处理。 8.1.3:从动片 从动片要求质量轻，具有轴向弹性,平面度要求高。材料常用中碳钢板或低碳钢板。一般厚度为1.3,2.5mm,这里取2.0mm。 8.1.4:波形片和减振弹簧 波形片一般采用65Mn,厚度小于1mm ,并经过表面发蓝处理。减振弹簧采用65Mn等弹簧钢丝。 8.2:离合器盖总成: 离合器盖总成除了压紧弹簧外，还有离合器盖，压盘，传动片，分离杠杆装置及支承环等。 8.2.1:离合器盖: 对离合器盖结构设计的要求: (1)，应具有足够的刚度，否则将影响离合器的工作特性，其板厚一般为2.5,4.0mm,这里取为3.5mm,在盖上冲制加强肋或在盖内圆周外翻边。 (2)，应与飞轮保持良好的对中。 (3)，盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。 (4)，为了便于通风散热，防止摩擦表面温度过高，可在离合器盖上开较大的通风窗孔或在盖上加设通风扇片等。 乘用车和载质量较小的商用车的离合器盖一般用08，10钢等低碳钢板。 8.2.2:压盘 对压盘结构设计的要求: (1)，压盘应具有较大的质量，以增大热容量，减小温升，防止其产生裂纹和破 碎。 (2)，压盘应具有较大的刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减小受热 后的翘曲变形，其厚度约为15,25mm,这里取20mm。 (3),与飞轮应保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应不低于 15,20g.cm。 (4)，压盘高度公差要小。 压盘形状较复杂，要求传热性好，具有较高的摩擦因数，通常采用灰铸铁，一般 采用HT200,HT250,HT300. 8.2.3:传动片 传动片的作用是在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转，分离时， 又可利用它的弹性来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。 传动片常用3,4组，每组2,3片，每片厚度为0.5,1.0mm,一般由弹簧钢带65Mn 制成。 8.2.4:分离杠杆装置 对于分离杠杆装置的结构设计要求: (1)，分离杠杆应具有较大的弯曲刚度。 (2)，应使分离杠杆支承机构与压盘的驱机构在运动上不发生干涉。 (3)，分离杠杆内端高度应能调整，使各内端位于平行于压盘的同一平面。 (4),分离杠杆的支撑处应采用滚针轴承，滚销或刀口支承，以减小摩擦和摩损。 (5)，应避免在高速转动时因分离杠杆的离心力的作用而降低压紧力。 (6)，为了提高通风散热能力，可将分离杠杆制成特殊的叶轮形状，用以鼓风。 分离杠杆主要由08低碳钢板冲压和35等中碳钢锻造成形。 8.2.5:支承环 支承环和支承铆钉的安装尺寸精度要高，耐磨性要好。支承环一般采用3.0,4.0mm的碳素弹簧钢丝，这里取3.5mm。 8.3:分离轴承总成 分离轴承总成由分离轴承，分离套筒等组成。分离轴承主要承受轴向分离力，同时还承受在高速旋转时离心力作用下的径向力。目前主要采用推力球轴承或向心球轴承。 通过以上对膜片弹簧离合器及液压操纵机构的工作原理的阐述及各构件的计算说明，可以看出离合器操纵机构的设计要从选材，尺寸约束，传递发动机扭矩，驾驶员操作等各方面的综合考虑。 计算方面:离合器的主要参数β，P0,D,d，结果按照基本公式运算得出并通过约束条件，检验合格。操纵机构自由行程符合规格，总行程78.75mm<180mm符合标准条件，在此前提下同时也保证了机件具有足够的刚度，在有外部压力的情况下不会轻易变形。设计所得尺寸既符合工作机理的需求又满足安装的要求。 选材方面:摩擦片选用石棉基材料，保证其有足够的强度和耐磨性、热稳定性、磨合性，不会发生粘着现象。扭转减振器中的扭转弹簧选用65Si2MnA，其中所含硅成分提高了机件的弹性，所含錳，加强了耐高温性;设计后的离合器顺利通过温升校核，目的是防止摩擦元件过快地磨损和温度过高。 综上所述，本次设计遵从了:(1)分离彻底;(2)接合柔和;(3)操纵轻便，工作特征稳定;(4)从动部分转动惯量小的设计要点，数据全部通过约束条件检验，原件所使用的材料基本上符合耐磨，耐压和耐高温的要求，而且离合器尺寸合适，适宜安装，能最高效率传递发动机扭矩，完全符合计划书及国家标准。 参考文献 [1] 徐石安,江发潮.汽车离合器[M].清华大学出版社.2005. [2] 陈家瑞.汽车构造 [M]. 机械工业出版社.2005. [3] 王望予.汽车设计[M]. 机械工业出版社.2006. 课程设计 2012年1月 指导教师:郭老师 姓名:唐超华 学号:200805625 班级:2008056 专业:机自 学院:机械学院