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1、河南科技大學車輛與交通工程學院 河 南 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題目 輕型載貨汽車車設計（離合器及傳動軸設計） 姓 名 院 系 車輛與交通工程學院 專 業(yè) 車輛工程 指導教師 2015年6 月3 日 目錄 前 言 - 1 - 第一章　離合器設計分析與方案選擇 - 3 - 1.1　概述 - 4 - 1.2　離合器結構方案分析 - 5 - 1.2.1從動盤數的選擇 - 6 - 1.

2、2.2 壓緊彈簧和布置形式 - 7 - 1.2.3　膜片彈簧支承形式 - 8 - 1.2.4壓盤驅動方式的選擇 - 8 - 第二章 離合器基本參數和主要尺寸選擇 - 9 - 2.1　離合器基本參數計算 - 10 - 2.2　膜片彈簧主要參數的選擇 - 13 - 2.3　扭轉減震器的設計 - 14 - 2.4　離合器壓盤的設計 - 18 - 2.5　離合器轂花鍵的強度 - 19 - 2.6 離合器操縱機構的設計計算 - 20 - 第三章 傳動軸的設計與計算 - 23 - 3.1 概　述 - 23 - 3.2　萬向節(jié)結構方案分析 - 24 - 3.3　萬向節(jié)的設計計

3、算 - 25 - 3.3.1 萬向節(jié)設計 - 25 - 3.3.2 傳動軸的設計 - 28 - 第四章 結 論 - 31 - 參考文獻 - 32 - 致　謝 - 33 - 前 言 人類利用汽車的歷史大概可以追溯到上世紀八十年代以后，汽車工業(yè)經歷了100年的發(fā)展過程。由于社會需求的不斷增長和科學技術的不斷提高，汽車設計越來越精致、復雜，其運輸效率和各種個樣的性能都有很大的題升?，F在汽車已經非常常見，馬路上各種各樣的汽車多的數不清，汽車一成為我們生活的日常用品，以不是一起的奢侈品，而且汽車工業(yè)發(fā)展的水平也可以表示國家的科技水平。 全套圖紙，加153893706

4、50年代以來，由于國家大力發(fā)展經濟，各種基礎設施的建設，比如公路的建設，使汽車的速度和運載能力都大大提高。目前，汽車越來越大一輛，有的打車子能裝40噸的貨物，能開到100km/h，15萬km是一些車子一年能開的路程。有的國家很多貨物都是用汽車來拉的。60年代以來，載貨汽車由于工作需要越來越大型化，汽車在礦山、石油工業(yè)港口的運輸量所占的比例逐年上升，各國還采用托掛的運輸方式來擴大汽車的載貨量和降低汽車運輸成本。在農村，汽車運輸也占很大的比重。由上可知，汽車已經容人我們的生活之中。除載貨汽車外，汽車制造公司每年也會制造供私人用的各種形式的轎車（在有些國家中轎車產量占整個汽車產量的80％），車主用以

5、上下班、代步、兜風、旅游等。汽車加快了人們的生活節(jié)奏，為我們節(jié)省了大量時間。因此在大部分國家地方中，汽車是人們生活的必須品，十分常見。由于汽車在各種情況下都有很好的適應性，所以近20年來汽車制造公司不斷提高汽車制造數量。據80年代初統計，全世界汽車年產量已達4000萬輛，保有量達4億輛以上。汽車在人們的生活中到處可見，牢百姓也能買的起，所以汽車越來越多，但它也給我們帶來很多苦惱。在大部分國家，交通堵塞和頻繁的交通事故；廢氣和汽車造成的聲音已對人們的造成各種負面作用，這些已形成了社會公害。尤其是交通事故毀掉了很多人的生活。所以大部分國家制定各種規(guī)定來避免交通事故的發(fā)生，并對汽車策劃提出了很嚴格的

6、要求，到如今，汽車越來越常見，作用也越來越大，所以在造汽車時，我們要考慮很多因素，形成自己的特點，特別要考慮汽車的安全性。 汽車在制造時必須要考慮各種突發(fā)條件和使用方式的，通一輛汽車在不同的地方開也會不一樣，如開歪路、開上、下坡道、在哪開、維修能力和使用什么燃料等的變化。在中國，南北之間跨越緯度很大，南部毗鄰熱帶，北部接近寒帶，因此南北溫度變化很大；在遼闊的國土上，地形十分復雜，云南有各種崎嶇的山路，中原地帶多為平地，各種地形互相交錯，汽車在哪里開都要考慮各種因素，在策劃時必須考慮，汽車的結構也要做相應的改變。例如：高原地區(qū)要求發(fā)動機增壓；寒冷地區(qū)要求考慮冷啟動；熱帶地區(qū)希望駕駛室有良好的通

7、風和隔熱裝備，因此，在造汽車的時候要考慮汽車在哪里使用，精心策劃，制定合理的方案，使汽車能在各種情況下都能正常運行，并能夠滿足人們的需求。這是對汽車設計的第一個要求。 大多數汽車都能大量制造，這是它第二個特點。汽車可以在短時間內制造很多，而且有各種樣子，，所以策劃中最好使用的零件滿足“三化”，這樣就可以快速制造還能節(jié)省經濟。零件滿足“三化”時，我們可以很容易找到替代品。國外專業(yè)的工廠只生產相應的零件，然后由汽車裝配廠裝配成整車，在發(fā)放到市場中。各專業(yè)廠為了能夠快速的制造出滿足汽車所要用到的各種零件，常把產品分成各種形式，組成系列，并考慮各種情況。如內燃機可按缸數分為很多種標準，這樣就可以少量

8、的基本型滿足各種汽車的需求。 汽車工業(yè)由于科技的發(fā)展也是一天一個樣，汽車策劃也在進百年經過3次大的變化，最開始是經驗設計階段。二戰(zhàn)之后的50年代，以科學實驗為基礎的設計階段，從60年代開始，汽車策劃進入高速發(fā)展階段，科技的日益發(fā)展，使汽車產品越來越人性化，科技含量也越高，產品功能也越來越好。 第一章　離合器設計分析與方案選擇 1.1　概述 離合器是汽車傳動系中間接與發(fā)動機發(fā)生關系的零件，離合器的主要功能是在汽車起步之前動力無法傳遞到輪胎，可以使車子在剛開動的時候將提供動力的裝置和擁有傳動的零部件很好的接合在一起，使車子剛開動的時候很平穩(wěn)。 在汽車檔位轉換時，能將動

9、力切斷，使換擋齒輪和變速器之間的沖擊減少。 能使傳動系的最大轉矩有所提升，提高傳動系各零件的使用使用時長；有效的降低汽車的制造成本，還能降低傳動系的震動，減小噪音。 離合器如果要正常工作，就必須滿足下面各種要求： 1.無論在什么時候，離合器都可以把動力傳遞，在零件不損壞的情況下可以傳遞內燃機的最大轉矩，并且稍微大于最大轉矩。 2.離合器接合時能平靜的把動力傳遞到輪胎，使汽車起動時沒有大的顛簸。 3.離合器分離時要非常快。 4.減小離合器從動片的質量，可以使變速器的使用使用時長提高，因為離合器齒輪因從動片質量減小而使齒輪間的沖擊變小。

10、 圖1-1 離合器 5.離合器在溫度高時，性能會大打折扣，因此會裝有散熱裝備，提高使用時長。 6.零部件之間不能發(fā)生共振，還需要有減小聲音的裝置。 7.離合器應該便于操作。 8.摩擦片應有足夠的摩擦力。 9.離合器使用的原料應該夠硬，以能夠提高離合器的使用時長。 主、從部分和用于壓緊的彈簧能使離合器在接合時將動力傳遞到輪胎，操縱部分能控制離合器是接合還是分離 由于科學技術的飛速發(fā)展，內燃機每分鐘可以把環(huán)的速度也一直在提高，各國對離合器越來越重視，為了能夠使離合器的使用時長提高，能夠在能開到很大速度的汽車上使用，已經成為離合器目前發(fā)展的需要。

11、 1.2　離合器結構方案分析 咋們團隊本次的策劃一輛輕型載貨汽車，可乘坐４人，而我個人的設計任務是離合器和傳動軸的策劃。 以下分析離合器的功能和程序。 通過考慮汽車車型、使用準則、加工原則。三化以及各種要求，挑選好用的離合器結構。 離合器大部分都是盤行的，一個從動盤的為單片，倆個從動盤的為雙片，三個從動盤的為三片； 在分離時，由于受力的偏向差異，又可分為拉式和推式兩種形式。 1.2.1從動盤數的

12、選擇 汽車一般情況下分為轎車和貨車，轎車和小貨車，用的都是轉矩不是很大的發(fā)動機。在這種情況下，一般離合器只要有一個從動盤滿足就能。單片離合器(圖1-1)有很多優(yōu)點，比如使用簡單，便于操作，有良好的散熱性，使用時分離快、接合時又很平順。 雙片離合器(圖1-2）也有自己的優(yōu)點，由于摩擦面數是單片離合器的一倍，所以能夠傳遞較大的轉矩；在各種情況下，相對單片離合器而言，可以減小離合器的大小，踏板力也能降低，接合也很平順但散熱性比單片離合器差，兩 　　　　　　　　　 圖1-２　雙片離合器 片離合器在剛剛啟動的

13、時候，由于載荷分布不一樣，致使摩擦片很容易燒毀，分離也不夠快。所以一般時候不會使用。但是在很大轉矩且徑向尺寸被約束的情況下，就要使用雙片離合器了。 濕式大部分是指多片離合器，它有分離不夠快、軸向長度太長和太重等弊端，所以一般用于行星齒輪變速器換擋機構中。但它很容易接合、摩擦產生的熱量也小、磨擦損耗亦不大、使用時長長等優(yōu)點，一般用于很大的運貨車子和帶有自卸裝置的車上。 由與是輕型貨車，所以我選用了單片離合器。 1.2.2 壓緊彈簧和布置形式 的選擇 由與杠桿比也能選用較大的，因此壓緊力也能有所提高，而且可以減小踏板力，使駕駛員能夠更好的操作。而膜片彈簧離

14、合器(圖1-3)中的膜片彈簧結構也要自己的組成部分，它有碟簧和分離指，它與其它的離合器多具有一系列優(yōu)點： 1)膜片彈簧非線性特性很明顯 如圖2-1所示，彈簧所受到的壓力在摩擦片一定磨擦損耗內可以保持不變，所以離合器在工作中傳遞的動力也不會有太大的 變化； 圖1-3膜片彈簧離合器 2)膜片彈簧結構簡單明了，離合器尺寸也不會太大，而且彈簧即能夠起到壓緊的作用還能起到分離的作用。 3)在汽車高速運行時，彈簧壓緊力穩(wěn)定，不會

15、有大的變化； 4)膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，壓力均勻的散布的接觸的各個地方，摩擦片磨擦損耗減小的很明顯，可提高使用時長。 5）膜片彈簧散熱性和通風性都很好，所以使用時長長。 6)膜片彈簧比較穩(wěn)點。 7)能夠大規(guī)模制造，價格比較便宜。 但膜片彈簧很難制造，對材料、精度都有較高要求，由于膜片彈簧的非線性特性，在制造的過程中很難控制，裂紋經常出現在開口初，磨擦損耗也會出現在端部。20世紀以來，由于科技發(fā)展，各種新技術的產生，膜片彈簧已經能夠普遍制造。因此，膜片彈簧離合器的使用也日益增加，已經被普遍的應用在汽車上。 1.2.3　膜片彈簧支承形式 拉式膜片彈簧的膜片安裝

16、方向與推式結構相反，并將支撐點移到了摩擦片的大端附件，接合時膜片彈簧的大端支撐在離合器蓋上，以中部壓緊在壓盤上，將分離軸承向外拉離飛輪實現離合器的分離。下面為推式膜片彈簧的幾種支撐方式，為了使結構簡單，所以我選用的是拉式膜片彈簧。 圖１-４推式膜片彈 1.2.4壓盤驅動方式的選擇 壓盤有很多種驅動的方法，各有各的優(yōu)點，但是也有缺點，一般情況下，普通驅動方法都會產生聲音，零件與零件可能會發(fā)生共振，零件之間因為摩擦發(fā)熱而產生摩擦損耗，轎車和拖拉機的傳動片不同，所以摩擦損耗也會不同，內

17、燃機工作時，鐵板守拉，拖動內燃機時，鐵板受壓，為了使離合器的使用時長提高，傳動片式是很好的選擇。因此我采用了傳動片式驅動方式。 第二章 離合器基本參數和主要尺寸選擇 離合器的最主要作用是傳遞轉矩。因此一般通過對離合器能傳遞的轉矩容量來判斷離合器的好壞。在普通情況下，轉矩容量能夠用來計算離合器的基本參數和尺寸，用還是不用得計算是否滿足要求。由于離合器參數的選擇都用到發(fā)動機最大轉矩，為了讓離合器能夠正常工作，在設計時Tc和發(fā)動機最大轉矩Temax 有關，可以用下面的公式表示： (2-1) 式中，T

18、emax為內燃機最大轉矩；β為離合器的后備系數，β必須大于1，輕型車。 離合器所受到的靜摩擦力矩可以定義為如下公式： (2-2) 式中，T，為靜摩擦力矩；為摩擦系數，大部分情況下??；F為摩擦片所受到的壓力；R，摩擦片半徑；Z為2或4，單片為2，雙片為4，一般是傳動盤乘以2。 當摩擦片受壓時： (2-3) (2-4) 式中，p0為壓力，A為受力的面積；D為摩擦片外圈的直徑；d為摩擦片內圈的直徑。當時，R可以用下面的式

19、子估算出來： (2-5) 把公式(2-3)與(2-4)帶入式　 可得： (2-6) 式中，C為摩擦片內圈直徑和外圈直徑的比值，，一般在之間。 2.1　離合器基本參數計算 離合器的設計主要用到的數據β和p0。，尺寸參數外圈直徑D和內圈直徑d及摩擦片厚度b。 1.后備系數β 后備系數β是策劃離合器的一個很重要的數據，它表示離合器能傳遞轉矩的安全指數。在選擇的大小時，應考慮以下幾點： 1)摩擦片在摩擦損耗一部分后，離合器還能正常工作，

20、可以傳遞內燃機最大轉矩。 2)使離合器在工作時，與其他零部件不會產生滑動。 3)不能讓離合器傳遞太大的轉矩，避免損壞。 顯然，為安全的傳遞內燃機最大轉矩和使離合器不會打滑，β不應該選擇的太??；為使離合器大小合理，增加使用時長，又能夠使駕駛員輕松的操縱，β又不應該選擇的太大。膜片彈簧離合器在摩擦片磨擦損耗后一部分后，工作壓力基本不變，選擇的β值可比螺旋彈簧離合器小些；雙片的還要大一些。汽車后備系數一般選擇如下： 小汽車、皮卡代步車 β=1.20～1.75 大型和超大型貨車 　　　　　　　　　　β=1.50～2.25 吉普車、馬力超大的大貨車

21、 β=1.80～4.00 結合我們策劃的車型我選取β=1.5；所以Tc=245x1.5=264 (Nm) 摩擦面數取z=2 摩擦因數取f=0.25 摩擦片內徑和外徑的比值 2.單位壓力P 單位壓力Po對離合器有很大的影響，合理的能夠提高離合器的使用時長，汽車在下雨還是天晴工作，摩擦片的大小對有很大的影響，用的是什么原料制造和其質量的大小都對有影響，可以使用的次數；在外徑比較大時，要能夠更好的散熱，Po取小值；當儲備系數大時，也可以適當放大。內燃機儲備系數較小時，應取小些 不同材料的摩擦片，Po是根據以下范圍選擇： 石棉基材料 Mpa 粉末冶金材料

22、 Mpa 金屬陶瓷材料 Mpa 當 ≥0.6時， 由式（2-5）知 Tc=264 (Nm) 由式（2-2）知 5214.8N P0=4F/3.14(D2-d2)=0.17Mpa 所以通過計算，我采用石棉基材料，并且取P0＝0.252Mpa 摩擦片外徑D，內徑d和厚度b 內燃機的最大轉矩德瑪斯(Nm)已知根據經驗公式： （2-7） 由式知 KD為直徑系數可以根據下表選擇： 表2

23、-1 摩擦片在選擇時一般會向標準件靠近，所以可以根據下表選擇： 表2-2 一般情況都向標準靠近所以：外徑D=225(mm) 內徑d=150(mm) 厚度b=3.5(mm) 內外徑比值c=d/D=0.67 D確定后，摩擦片外徑最大線速度不超過65—70m／s，即： （2-8） 可知 故不會分離，又有d/D=0.62< 0.7，符合要求，避免了受力不均勻，打滑以及由于內、外徑因速度差異而產生的變形。 2.2　膜片彈簧主要參數

24、的選擇 1.比值H／h和h的選擇 比值H／h的大小的選擇對彈簧的使用時長有直接的關系。為了使守力不怎么變和使駕駛員能夠輕松的操作，汽車離合器用膜片彈簧的H／h一般為1.6與2.2之間選，厚度為大于2小于4mm為好。 取H=4，h=2，H/h=2 2.比值R／r和R、r的選擇 通常情況下，R／r的大小，對彈簧有很大的關系，原料越硬彈性曲線受直徑誤差的作用也越大，R／r通常在1.20—1.35之間。當其他作用在其身上的力均勻時，R值的取值范圍應為大于或等于平均半徑RC。此外，在相同情況下，R值拉式比推式大。通過比較選取R／r＝1.2。 取R=105mm,r=88mm

25、 3.膜片彈簧小端半徑與分離軸承作用半的關系 變速器第一軸花鍵外徑小于膜片彈簧小端半徑，即：rf＞r0 取rf=38mm,r0=35mm 圖2-1膜片彈簧的彈性特性曲線 4.α的選擇 在錐角非壓緊狀態(tài)下膜片彈簧，與內截錐高度H有很大的關系，可用如下公式表示 ，一般在90～150范圍內。圓錐底角可選取9.090。 5.膜片彈簧工作點位置的選擇

26、 如圖2-1膜片彈簧的彈性曲線，H又彈簧平衡的位置，新買的離合器接合時在M和N之間，為了便于駕駛員操縱，C點以靠近N點為好，也就是說越近越好。 6.n的選取 可以再12，18，和24中選擇，在膜片彈簧的尺寸大于一定值后取24，小于某個值后取12，本策劃采用，切槽寬，取3.5m； ，取10mm；分離指半徑re應滿足r-re＞δ2=10mm的要求。,所以 2.3　扭轉減震器的設計 扭轉減振器基本由阻尼部分(阻尼片)和彈性部分(減振彈簧或橡膠)等組成。彈性部分能增加傳動系的彈性，使倆零件之間有緩沖的地方，能防止共振，可以有效的減小內燃機的聲音；阻尼部分能夠增加摩擦使倆零件更好的工作而

27、不會打滑，更好的把動力傳遞。所以，扭轉減振器的功能有如下方面： 1)降低零件相互干擾的可能，提高使用時長。 2)增加摩擦力，能夠更好的傳遞動力，提高內燃機的效率。 3)由于摩擦力的增加和零件之間的干擾降低，使零件之間發(fā)生共振的可能性減小。 4)減小內燃機的聲音。 倆零件之間的摩擦轉矩和減振器的扭轉剛度是兩個主要數據。其策劃數據還與下面的數據有關。 1.極限轉矩 極限轉矩與內燃機的最大轉矩有關，一般為內燃機最大轉矩的到2倍，所以： (Nm) 2.扭轉剛度 扭轉剛度是為了減少零件之間的相互干擾，比如共振，減振器的扭轉剛度在選擇上要經

28、過慎重考慮，在零件之間不發(fā)生相互干擾的情況下。決定于減振彈簧的線剛度和離合器的大小,和需要加在從動片上的轉矩為： (2-9) C：彈簧剛度　　Z：彈簧數目　　R1：減震器彈簧分布半徑 在策劃時通?？梢园聪旅娴墓接嬎? ≤13=3432 (Nm) (2-10) 可知： =3432(Nm) 3.阻尼摩擦轉矩 由于內燃機最大轉矩有對有很大的關系，而且與結構也有關系，不會太低，故在滿足內燃機轉速的要求下能夠很好的減

29、少聲音的產生，必要裝置的阻尼摩擦轉矩必須經過慎重考慮，通過各種計算和以往經驗表明可以根據下面的式子計算： (2-12) 取　 4.預緊轉矩 一般時候彈簧受到一個別的零件對它的壓力。通常情況下，增加，共振的可能會下降，這是我們非常樂意見到的。但是也不能太大，避免卡死，故?。? ＝＝17.6Nm 5.減振彈簧的位置半徑R1 R1的在取值的時候能取大就取大，一般時候取 (2-13) 取 ＝56　　d：摩擦片內徑 6.減振彈簧個數 表2-3 摩擦片外徑 225--2

30、50 250--325 325--350 >350 減震彈簧數 4--6 6--8 8--10 >10 取Z=6 7.減振彈簧總壓力 與、都有關，并且可以用下面的公式表示： (2-14) 得； 由上表可知，所以每個彈簧所承受的工作壓力為： (2-15) 得； 8.減震彈簧尺寸的確定 1）彈簧鋼絲的參考尺寸： (2-16) D2=20　　　　τp=1000 通過多方面考慮選取d=

31、3(mm) 減震器彈簧中徑(mm) 減震器彈簧內徑(mm) 減震器彈簧外徑(mm) 9.減震彈簧剛度的確定 (2-17) 得： 10.減震彈簧的工作圈數 (2-18) 得： G:材料的扭轉彈性模量　　鋼G=8.3104 11.減震彈簧的總圈數 (2-19) 得： 12.極限負荷下的彈簧長度 Lmin=n(d+s) (2

32、-20) 得： Lmin= 1.1dn=13.2(mm) s=0.1d=0.36 （彈簧圈間隙） 13.減震彈簧總變形量 (2-21) 得： （mm） 14.減震彈簧自由高度 (2-22) 得： 15.減震彈簧預變形量 (2-23) 得： 因此可得安裝后的高度為： （2-24） 2.4　離合器壓盤的設計 1.對壓盤

33、結構設計的要求： 1)通常情況下壓盤的質量大的比較好，但考慮到結構和經濟性，一般在合理的情況下取較大的質量，提高熱容量，避免溫度升高太快，有時可也裝上車用風扇給壓盤降溫，提高散熱通風。鋁合金的傳熱性比鐵好，所以鋁合金壓盤更好，但是價格一般很貴，使用的也不是特別多。 2)壓盤應該有足夠的硬度，避免輕易損壞，而且其他的零件對它的壓力基本不變，各個地方都差不了多少，不容易變形，避免其他零件對摩擦片的力的大小不恒定以及與離合器的分離不夠快。 3)壓盤能夠和飛輪很好的接觸并保持平衡。 4)壓盤高度尺寸(從承壓點到摩擦面的距離)公差不能夠太大。 2.離合器壓盤的主要計算 壓盤形狀比

34、較復雜,通常都是由灰鑄鐵HT200鑄造而成的，因為灰鑄鐵HT200具有良好的傳熱性,也具有較高的摩擦系數及硬度，灰鑄鐵HT200,硬度為HB170-227.摩擦片的外徑應該比壓盤外徑稍微小些,摩擦片的內徑要比而壓盤的內徑則要稍微大些.所以我確定壓盤的外觀尺寸為: D=225+5=230(mm) d=150-5=145(mm) 1)壓盤工作壓力 （2-25） 得： 2)壓盤的滑磨功 （2-26） 得： 3)壓

35、盤的質量 摩擦片有大有小，知道它的大楷大小后，壓盤的幾何尺寸大小也就與它相差不大，這樣只要算出壓盤的厚度就可以了。 通過對各方面考慮，我策劃的壓盤厚15mm。在壓盤厚度確定以后，應用下面公式計算離合器結合第一次時的溫升，他不超過8到10度。 校核公式： （2-27） 式中： C: 鑄鐵的比熱容C=481.4J/kg0C ---溫升，； ---滑模功，； ---壓盤上受力的比例，?。? ---壓盤的質量，

36、 （2-28） =< 符合要求 2.5　離合器轂花鍵的強度 從動盤轂花鍵的內徑為28毫米,外徑為35毫米,花鍵的有效長度為35毫米,鍵齒寬4毫米. 對花鍵的擠壓應力進行強度校核: （2-29） 得 對花鍵的剪切應力進行強度校核: （2-30） 得 由以上兩個公式可得設計中選用的花鍵能滿足要求. 2.6 離合器操縱機構的設計

37、計算 離合器操縱系統的主要作用是，通過駕駛員踩在離合器踏板上的力有與沒有，來實現離合器得分離或接合，從而使汽車能否有動力輸入。因此，離合器踏板的大小、放置在哪合理、所受的力的大小都要以駕駛員的舒適度為原則。 通過對各個方面考慮，策劃離合器操縱系統時應該滿足下面的幾個要求； 1．對操縱機構的要求 (1)為了使駕駛員便于操縱，駕駛員用的力不能太大，轎車在80～150N是合理，貨車不大于。 (2)駕駛員腳移動距離一般在范圍內，貨車最大不超過。 (3)踏板行程應能調整，這樣能在摩擦片摩擦損耗一小部分后還能使用。 (4)應該有限制位置的部分，避免駕駛員用力過大而損壞操縱機構。 (

38、5)使用的材料應該夠硬，不會輕易損壞。 (6)傳動時效率要達到80%以上。 (7)在各種情況下都能正常工作。 2．操縱機構結構形式選擇 在我們平常能見到的主要是機械式操縱機構和液壓式操縱機構。 桿系傳動機構有便于操縱、結構簡單的優(yōu)點，在各種汽車中都有使用。但它的質量太大，用起來不方便，效率也不是很高，在出意外的時候不能正常工作。繩索傳動機構具有它的優(yōu)點，還能克服他的缺點，它還可以裝在駕駛室上方。但他也有缺點，比如不禁用，效率還是很低。所以這種形式大多數用在輕型轎車中。 液壓式操縱機構有很多優(yōu)點，比如傳動效率高、也不是很重、很容易拆裝、可以裝在駕駛室上方、駕駛室不容易透氣、在

39、各種情況下都能正常工作、離合器好裝等優(yōu)點。此形式在各種汽車中都有使用，它包括主缸、管路和工作缸等。 工作缸直徑的大小 與液壓系統所能的傳遞的最大油壓有關。使用時不能漏油，保證油管不會爆裂，耐壓值為. 3．離合器操縱機構的主要計算液壓式操縱機構。如圖2.6 與有關，并且等于它倆的和： （2-31） 式中， 一般大于，小于，在這里。一般為； dd2分別為主缸和工作缸的直徑；本設計 主缸直徑為28mm,工作缸直徑為30mm.

40、 圖2.6 液壓式操縱機構示意圖 Z為摩擦面面數； 為倆摩擦片之間的距離，單片： ，雙片：。 、、、、、為杠桿尺寸。 其取值分別為 、、、、、. 把上面的直代入式）2-31）, 可得到離合器踏板行程S=91.3mm. 滿足踏板行程小于180mm的設計要求. 踏板力的大小可以通過下面的式子來算 (2-32） 式中， F為離合器分離時，壓緊彈簧對壓盤的總壓力； 本設計中壓緊彈簧對壓盤的總壓力為1860N 為操縱機構總傳動比， = ；

41、 (2-33) 代入數據得: =20.07. 為機械效率，液壓式： 機械式： 本設計中采用液壓式操縱機構,η=85%. 把數據代入公式(2-32), 可得Ff=109N. 滿足踏板力小于180N的設計要求. 為一個很小的值，是駕駛員踩在踏板上最小的，能克服回位彈簧1、2的形變產生的力，在剛開始策劃時，可以不要，直接舍去。 通過以上對液壓式離合器操縱機構工作時應當滿足的各種條件和對各個零部件強度的驗算,我們知道,對離合器操縱機構的策劃要考慮各種零部件之間的接合還有一大堆的因素,能夠讓駕駛員能夠更好的開車是選取各構件主要因素,使司機可以更好的駕駛汽車,結構分布以滿

42、足駕駛員的需求為準則,使汽車的離合器的分離與接合可以控制,確保車子在剛開的時候很穩(wěn)定,傳動系中變速器換擋是能很好的銜接。 第三章 傳動軸的設計與計算 3.1 概　述 萬向傳動軸主要包括萬向節(jié)和傳動軸，中間支承有時也會使用。它主要用來在工作過程中相對位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉矩和旋轉運動。 在萬向傳動軸策劃時必須考慮下面的幾點原因： 1)可以讓接在一起的兩根空心軸在我們允許的擺動范圍內向兩邊運動，還能夠很好的把運動形式傳遞。 2)使連接在一起的倆根空心軸的轉動速度相差不大。這樣就可以使倆根空心軸不容易發(fā)生碰撞，引起震動，使我們不喜歡的機械碰撞聲降低。 3)倆跟空心軸在傳遞運

43、動形式時，能量不會有很大的損失，使用時長長，看著很簡單，制造也不麻煩，壞了也好修。 萬向傳動軸在各種車子上都有用到，小到代步車，大到運貨的大卡車。在內燃機放在車前部分，用后面?zhèn)z輪子或4個輪子作為輸入的車子上，由于車子的的形狀有時會稍微改變，可以按比例改變速度的裝置或永遠分動的裝置的輸出部分的空心軸與傳輸動力輸入的空心軸的軸線在它所在的位置經常會左右變動，考慮到上面的原因，十字軸萬向傳動軸。在控制車子往哪個方向走的驅動橋中，里面和外面的軸的半徑他們之間所形成的角度會按車子的需要進行一些小的變動，在這種情況時，我們一般使用相同轉速的萬向傳動軸。當后面的輪子是驅動橋，而且還是獨立懸架時，考慮到車子

44、的轉動方向問題，我們一般使用萬向傳動軸。 萬向節(jié)在轉動時有的有彈性，而有的沒有 彈性，沒彈性的叫剛性萬向節(jié)，有彈性的叫撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)是在使用時靠連著零件上的鉸鏈傳遞能量，有速度不相同的萬向節(jié)(如十字軸式)、速度相差不是很大的萬向節(jié)(如雙聯式、凸塊式、三銷軸式等)和速度一樣或相差無幾的萬向節(jié)(如球叉式、球籠式等)。撓性萬向節(jié)指的是車子靠倆零件之間擁有的彈性來傳遞能力的，可以減小零件之間的摩擦，降低震動，使車子行駛時的聲音下降很大一部分。 速度不相同的萬向節(jié)是說與萬向節(jié)連接的倆根空心軸他們之間有夾角，且，用于輸出的空心軸和用于輸入的空心軸用他們之間的很小的時間內角位移的微分比的形式傳遞

45、運動，很小的時間內角位移的微分比為1的萬向節(jié)。速度相差不大的萬向節(jié)是說在我們策劃時，在規(guī)定的度數時以等于1的很小的時間內角位移的微分比傳遞運動，而在不在我沒規(guī)定的角度范圍工作時很小的時間內角位移的微分比近似等于1的萬向節(jié)。輸入與輸出的比值的很小的時間內角位移的微分比傳遞運動的萬向節(jié)，就叫速度一樣或相差無幾的萬向節(jié)。 3.2　萬向節(jié)結構方案分析 1.十字軸萬向節(jié) 大部分十字軸都由好幾部分組成的，主要有十字軸，主動叉，從動叉，各種零件之間相互作用，非常實用。十字軸萬向節(jié)看著很簡單明了，用的材料也很容易滿足硬度要求，基本上都能使用很久，在使用時能夠很好的吧運動傳遞，一般笑了%，用一般原來就能制

46、造，生產發(fā)費的錢少。但是倆根空心軸直接的夾角不能夠太大，當夾角由變到時，十字軸萬向節(jié)滾針軸承使用時長明顯降低，估計為原來的。 2.雙聯式萬向節(jié) 雙聯式萬向節(jié)(圖4—3)原理上和十字軸萬向節(jié)有一點相似，他是倆個十字軸萬向節(jié)的組合體。在使用時，與兩萬向節(jié)連接的空心軸工作轉速必須不能相差太大，增加其他的一些小零件就能夠很好的解決問題。雙聯式萬向節(jié)軸一般比其他萬向節(jié)大，所以車子在策劃時也要考慮加大主銷內傾角。 3.球籠式萬向節(jié) 球籠式萬向節(jié)是我們使用最多的相同速度的萬向結。使用這種等速萬向節(jié)不管向哪個方向轉動，六個鋼球都可以平穩(wěn)的傳遞轉矩，它可以在兩空心軸之間的夾角高達的時候很容易就能完成工作

47、。由于傳遞轉矩時六個鋼球可以一起工作，受的里就平均分成了份，很好的提高了它的承載能力，也更加的耐壓，可以使用很長一段時間，傳遞運動時，能量損失也很少，結構也很簡單，一般人就能自己拆裝，非常方便。但他不好生產，主要是滾道需要很高的制造精度，價格比較貴。 經過對上面中不同的萬向節(jié)的了解，通過比較，我選擇使用結構比其它倆個簡單很多的十字軸萬向節(jié)，雖然不能夠進行等速傳遞轉矩，但它已經可以滿足本次策劃的動力傳遞要求。 3.3　萬向節(jié)的設計計算 3.3.1 萬向節(jié)設計 1.萬向傳動的計算載荷 萬向傳動軸根據所在的地方不一樣，的大小也會改變。 (3-1)

48、 得： 其中： η=98% 2.十字軸結構尺寸的確定 十字軸萬向節(jié)的尺寸主要決定于十字軸的尺寸，根據實際情況參照參考車輛從下表中選出適合本次設計的十字軸尺寸。 表3—1 序 號 最大扭矩 T 十字軸總成 花　　　鍵 十字軸及其軸承 滾 針 * * n—D1d1b D d h H d0 l z* 1 55 25 14.8 60 67 2.0 14 26 10—30264 2 90 28 17.6 76 83 2.5

49、 14 25 10—32264 3 135 32 20.0 80 89 2.5 16 28 16—35353.5 4 200 36 23.1 90 98 2.5 16 32 16—38333.5 5 300 40 25.5 108 118 2.5 18 35 16—50435 6 450 45 29.5 120 130 2.5 22 40 16—50435 7 675 50 33.5 145 156 3.0 24 38 16—60525 8 1000 56 38.2 158 1

50、70 3.0 27 44 16—65565 9 1500 63 44.0 158 170 3.0 27 49 16—72626 10 2200 71 50.6 200 214 3.0 30 56 20—92826 注：*滾針數目； * *花鍵齒數——外徑內徑鍵寬; 所有尺寸單位均為mm. 選用的十字軸的尺寸為： D=36;d=23.1;h=90;H=98 3.十字軸強度校核 在設計十字軸萬向節(jié)時候應該使十字軸頸能夠使用很久。 設軸頸中點受到的力為F,則： 　　　　 (3-2) 得：

51、 　 　　 式中： Ts為萬向節(jié)的計算轉矩(Nm)， 圖3-1 萬向節(jié) ， 由于Tse＜Tss，所以Ts=568.89(Nm)； r為合力F作用線到十字軸中心之間的距離； α為萬向傳動的最大夾角。 1)十字軸軸頸根部的彎曲應力： (3-3) 得： 式中：d1為十字軸軸頸直徑； d2為十字軸油道孔直徑； s為合力F 作用線到軸頸根部的距離； [σw]為彎曲應力許用值，為MPa。 2)十字軸軸頸的切應力τ為： (3-4) 得： 選用的十字軸符合要求。 - 26 -