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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 汽車離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。 離合器是汽車傳動(dòng)系中的重要部分，在機(jī)械傳動(dòng)系中是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的，它是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成，對(duì)汽車的性能起著重要的作用。此次設(shè)計(jì)離合器是主要目的是利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，學(xué)習(xí)傳統(tǒng)方法中的基本步驟，了解設(shè)計(jì)過程，把學(xué)過的知識(shí)綜合的運(yùn)用到設(shè)計(jì)過程中，從而更堅(jiān)實(shí)的掌握學(xué)過的知識(shí)。 離合器設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括壓盤總成、從動(dòng)盤總成、膜片彈簧三個(gè)部分。首先，對(duì)離合器各零件的參數(shù)、尺寸、材料、及結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后用Auto CAD工程圖。 本文主要是對(duì)轎車的膜片式彈簧離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)車輛使用條件和車輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和要求，主要進(jìn)行了以下工作：選擇相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)主要為：摩擦片外徑的確定，離合器后備系數(shù)的確定，單位壓力的確定。并進(jìn)行了總成設(shè)計(jì)主要為：分離裝置的設(shè)計(jì)（包括分離軸承、分離套筒等），以及從動(dòng)盤設(shè)計(jì)包括從動(dòng)片設(shè)計(jì)和從動(dòng)盤轂設(shè)計(jì)，主動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，包括壓盤、離合器蓋設(shè)計(jì)、彈性傳動(dòng)片設(shè)計(jì)，其中離合器蓋的設(shè)計(jì)只是簡單的設(shè)計(jì)，操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是大體上計(jì)算出踏板的行程、踏板力，是否符合人體工程學(xué)要求。扭轉(zhuǎn)減震器中的螺旋彈簧的設(shè)計(jì)。還重點(diǎn)研究了膜片彈簧在分離過程中的受力，對(duì)受力過程進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，并對(duì)其進(jìn)行校核，以提高膜片彈簧離合器的使用壽命，使膜片彈簧離合器在工作過程中處于最佳狀態(tài)。 關(guān)鍵詞：離合器；壓盤；從動(dòng)盤；膜片彈簧；摩擦片 ABSTRACT Automobile Clutch in the engine and gearbox between the flywheel shell, with screw will be fixed in the clutch assembly after the plane of the flywheel, clutch gearbox output shaft is the input shaft。 Automobile clutch is an important part of the power train of the car ,it plays an important role. The main purpose of this design is using traditional methods to learn the basic steps, comprehending the design process, using the learned knowledge to the design process, thus a more solid grasp of the knowledge learned. There are three main parts of the clutch design: driven disc design, diaphragm-spring design and the driving disc design. Firstly, this paper calculates the parameters, and chooses sizes and materials for the clutch’s parts. Then draw the three-dimension-blueprint of the assembly and components. Finally transforms the three-dimension-blueprint into Auto CAD engineering plat. This paper is a car diaphragm spring clutch design. In accordance with the conditions of vehicles and vehicle parameters, in accordance with the clutch system design steps and requirements for the following main tasks: choosing the main design parameters are: the determination of friction plate diameter, back-up clutch coefficient determination unit to determine the pressure. And designed primarily for the assembly: the design of separation devices (including the separation of bearings, sleeve separation, etc.), as well as the follower plate follower piece design includes the design and the design of the driven wheel disc, part of the design of the initiative, including the pressure plate, Clutch cover design, flexible drive chip design, which covered the design of the clutch is a simple design, is designed to manipulate the whole body out of the trip pedal, pedal power, with the ergonomic requirements. To reverse the shock absorber of the coil spring design.This paper also studies force exerted on diaphragm in the process of separation, and analyzing the process mathematically, then examines and calculates relative parameter. In conclusion, the design will prolong the lifetime of diaphragm-spring clutch, and makes the clutch in best state when it’s working. Key words: Clutch; Diaphragm Spring; Driven Plate; Pressure Plate; Friction Disc. III 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 Ⅰ Abstract Ⅱ 第1章 緒論 1 1.1離合器的發(fā)展 1 1.2 研究現(xiàn)狀 3 1.3 研究內(nèi)容 4 第2章 離合器結(jié)構(gòu)方案選取 5 2.1設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)要求 5 2.2 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 2.2.1 摩擦片的選擇 6 2.2.2 壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式及布置 6 2.2.3 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式 7 2.2.4 分離杠桿、分離軸承 8 2.2.5 離合器的通風(fēng)散熱措施 9 2.3本章小結(jié) 9 第3章 離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 10 3.1摩擦片主要參數(shù)的選擇 10 3.2離合器后備系數(shù)β的確定 11 3.3單位壓力P的確定 11 3.4本章小結(jié) 12 第4章 離合器從動(dòng)盤設(shè)計(jì) 13 4.1從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)介紹 13 4.2 從動(dòng)盤設(shè)計(jì) 14 4.2.1從動(dòng)片的選擇和設(shè)計(jì) 14 4.2.2 從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì) 15 4.2.3 摩擦片的材料選取及與從動(dòng)片的固緊方式 17 4.3 扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)簡單介紹 18 4.4 減振彈簧設(shè)計(jì) 18 4.5本章小結(jié) 22 第5章 壓盤的設(shè)計(jì) 23 5.1 壓盤傳力方式的選擇 23 5.2 壓盤的幾何尺寸的確定 23 5.3壓盤傳動(dòng)片的材料選擇 23 5.4本章小結(jié) 23 第6章 分離裝置的設(shè)計(jì) 24 6.1分離桿的設(shè)計(jì) 24 6.2離合器分離套筒和分離軸承的設(shè)計(jì) 24 6.3本章小結(jié) 25 第7章 離合器膜片彈簧的設(shè)計(jì) 26 7.1 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 26 7.2膜片彈簧的變形特性和加載方式 26 7.3 膜片彈簧的彈性變形特性 27 7.4 膜片彈簧的參數(shù)尺寸確定 28 7.5本章小結(jié) 33 第8章 離合器蓋的設(shè)計(jì) 34 8.1離合器蓋的設(shè)計(jì) 34 8.2 傳力片的設(shè)計(jì) 34 8.3本章小結(jié) 35 第9章 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 36 9.1操縱機(jī)構(gòu)踏板力和行程 36 9.2操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 36 9.3 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 37 9.4本章小結(jié) 38 結(jié)論 39 參考文獻(xiàn) 40 致謝 42 附錄A 43 附錄B 46 第1章 緒 論 1.1離合器的發(fā)展 在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計(jì)曾裝在1889年德國戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動(dòng)件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀(jì)20年代中葉，對(duì)當(dāng)時(shí)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、皮革帶等。那時(shí)曾出現(xiàn)過蹄-鼓式離合器，其結(jié)構(gòu)有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。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輕。無論錐形離合器或蹄-鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動(dòng)件根本無法分離的自鎖現(xiàn)象。 現(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點(diǎn)是，汽車起步時(shí)離合器的接合比較平順，無沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤片對(duì)著一青銅盤片。采用純粹的金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)到更為滿意的性能。 浸在油中的盤片式離合器，盤子直徑不能太大，以避免在高速時(shí)把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不易分離。但畢竟還是優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，許多其他離合器還在原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。 石棉基摩擦材料的引入和改進(jìn)，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，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。20世紀(jì)20年代末，直到進(jìn)入30年代時(shí)，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。 早期的單片干式離合器由與錐形離合器相似的問題，即離合器接合時(shí)不夠平順。但是，由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，所以以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車經(jīng)常采用它，尤其是成功地開發(fā)了價(jià)格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此。 實(shí)際上早在1920年就出現(xiàn)了單片干式離合器，這和前面提到的發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時(shí)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)計(jì)上的缺陷，造成了單片離合器在接合時(shí)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(dòng)盤金屬片上是沒有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動(dòng)件飛輪和壓盤上的，彈簧布置在中央，通過杠桿放大后作用在壓盤上。后來改用多個(gè)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(jì)上帶來了實(shí)實(shí)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。 多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因?yàn)樗哂袕膭?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合盤式平順，因此現(xiàn)在廣泛采用于大、中、小各類車型中。 如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤，提高了離合器的接合平順性。離合器從動(dòng)盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲和載荷。 隨著人們對(duì)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(jìn)，乘用車上愈來愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更好地降低傳動(dòng)系的噪聲。 對(duì)于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加離合器傳扭能力，提高使用壽命，簡化操作，已成為重型離合器當(dāng)前的發(fā)展趨勢。為了提高離合器的傳扭能力，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，雙片離合器的傳扭能力和使用壽命是單片的2倍。但受到其他客觀因素的影響，實(shí)際的效果要比理論值低一些。 近年來濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國外某些重型車上又開始采用多片濕式離合器的設(shè)計(jì)。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低(不超過93℃)，因此，起步時(shí)長時(shí)間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的5-6倍，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善。  (b) (a) 圖1.1 離合器工作原理圖 1.2 研究現(xiàn)狀 膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型載貨汽車上廣泛采用的一種離合器。因其作為壓簧，可以同時(shí)兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡化，質(zhì)量減少，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。其次，由于膜片彈簧與壓盤以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在從動(dòng)盤摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。離合器分離時(shí)，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，因膜片彈簧是一種對(duì)稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少，而周布置彈離合器在高速時(shí)，因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓盤的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降。那么可以看出，對(duì)于微型車膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究在改善汽車離合器各方面的性能具有十分重要的意義[2]。 由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車及微型、輕型客車上得到廣泛運(yùn)用，而且正大力擴(kuò)展到載貨汽車和重型汽車上，國外已經(jīng)設(shè)計(jì)出了傳遞轉(zhuǎn)矩為80~2000N.m、最大摩擦片外徑達(dá)420的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車、客車、輕型和中型貨車上。甚至某些總質(zhì)量達(dá)28~32t的重型汽車也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。膜片彈簧離合器的操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)，即離合器分離時(shí)膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代。后者的膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈的磨損會(huì)形成間隙而增大踏板的自由行程。 近年來濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國外某些重型車上又開始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低(不超過93℃)，因此，起步時(shí)長時(shí)間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的5-6倍，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善。 1.3 研究內(nèi)容 早期的離合器結(jié)構(gòu)尺寸大，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，引起變速器換檔困難，而且這種離合器在結(jié)合時(shí)也不夠柔和，容易卡住，散熱性差，操縱也不方便，平衡性能也欠佳。本次設(shè)計(jì)的目的是克服上述困難，使離合器的尺寸減小，便于安裝盒布置；減小從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，保證換擋容易，使用起來效果更好，而且具有穩(wěn)定性好、操縱方便等優(yōu)點(diǎn)。膜片彈簧離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大且較穩(wěn)定，操縱輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對(duì)于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。 本設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)膜片彈簧離合器，在設(shè)計(jì)中對(duì)各種離合器類型進(jìn)行分析，確定出結(jié)構(gòu)方案，再對(duì)離合器的各基本參數(shù)進(jìn)行選擇計(jì)算，設(shè)計(jì)出個(gè)零件，最終設(shè)計(jì)出適用于微型車的車用離合器。 第2章 離合器結(jié)構(gòu)方案選取 現(xiàn)在汽車上應(yīng)用最廣泛的離合器主要是干式摩擦式離合器，本次設(shè)計(jì)也是采用摩擦式，要根據(jù)選定車型的參數(shù)進(jìn)行機(jī)構(gòu)方案的選擇。 2.1設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)要求 選定車型的參數(shù)在表2.1中有詳細(xì)描述。 表2.1 選定車型的參數(shù) 名稱 參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及轉(zhuǎn)速 35.5Kw/5000rpm 發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速 74 N.m/3500rpm 整備質(zhì)量 870kg 最大車速 120km/h 最小離地間隙 180mm 輪胎型號(hào) 12英寸 為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計(jì)離合器應(yīng)滿足以下要求[1]： (1) 在任何行駛條件下，都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又能防止傳動(dòng)系過載。 (2) 接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。 (3) 分離要迅速、徹底。 (4) 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。 (5) 具有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其使用壽命。 (6) 應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和降低噪聲的能力。 (7) 操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。 (8) 作用在從動(dòng)盤上的總壓力和摩擦離合器和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。 (9) 具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、使用壽命長。 (10) 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便。 2.2 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，在本設(shè)計(jì)中都將全面的考慮，并采用相應(yīng)的措施予以實(shí)現(xiàn)。 2.2.1 摩擦片的選擇 單片離合器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)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(shè)計(jì)選擇單片離合器。 2.2.2 壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式及布置 離合器的壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等?？刹捎醚貓A周布置、中央布置、和斜置等布置形式。根據(jù)本所設(shè)計(jì)的離合器的已知系數(shù)和使用條件選取膜片彈簧離合器比較合適。 片彈簧與其他幾類相比又有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)[1]： （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(dāng)離合器分離時(shí)，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(gòu)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(shí)，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(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)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(fù)雜，對(duì)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(shè)計(jì)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。 圖2.1描述了膜片彈簧離合器的工作原理，同時(shí)在膜片彈簧的大端對(duì)壓盤產(chǎn)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。當(dāng)離合器分離時(shí)，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點(diǎn)發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并通過分離鉤拉動(dòng)壓盤移到膜后移使離合器分離。 （a）自由狀態(tài)； （b）壓緊狀態(tài)； （c）分離狀態(tài) 圖2.1 膜片彈簧離合器的工作原理圖 2.2.3 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式 壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在不傳遞扭矩時(shí)，又應(yīng)能夠與從動(dòng)盤脫離接觸，所以這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器分離過程中能自由的作軸向移動(dòng)。 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[2]： （1）凸臺(tái)—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(gòu)簡單，應(yīng)用較多；缺點(diǎn)：壓盤上凸臺(tái)在傳動(dòng)過程中存在滑動(dòng)摩擦，因而接觸部分容易產(chǎn)生分離不徹底。 （2）徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)的方式較上一種在結(jié)構(gòu)上稍顯復(fù)雜一些，但它沒有相對(duì)滑動(dòng)部分，因而不存在磨損，同時(shí)踏板力也需要的小一些，操縱方便；另外，工作時(shí)壓盤和離合器蓋徑向相對(duì)位置不發(fā)生變化，因此離合器蓋等旋轉(zhuǎn)物件不會(huì)失去平衡而產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪聲。 （3）徑向傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式：它用彈簧鋼制的傳動(dòng)片將壓盤與離合器蓋連接在一起，除傳動(dòng)片的布置方向是沿壓盤的弦向布置外，其他的結(jié)構(gòu)特征都與徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式相同。經(jīng)比較，我選擇徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。 a—凸塊窗孔式；b—傳力銷式；c—鍵槽—指銷式；d—鍵齒式；e—彈性傳動(dòng)片式 圖2.3 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式 2.2.4 分離杠桿、分離軸承 分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔(dān)，其作用是通過分離軸承克服離合器彈簧的推力并推動(dòng)壓盤移動(dòng)，從而使壓盤與從動(dòng)盤和從動(dòng)盤與飛輪相互分離，截?cái)鄤?dòng)力的傳遞，分離杠桿要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受反復(fù)作用在其上面的彎曲應(yīng)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(dǎo)向套作軸向移動(dòng)，推動(dòng)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。離合器的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承兩種。前者適合于高速低軸向負(fù)荷，后者適合于相反情況.常用含潤滑油脂的密封止推球軸承;小型車有時(shí)采用含油石墨止推滑動(dòng)軸承。分離軸承與膜片彈簧之間有沿圓周方向的滑磨，當(dāng)兩者旋轉(zhuǎn)中不同心時(shí)也伴有徑向滑磨。為了消除因不同心導(dǎo)致的磨損并使分離軸承與膜片彈簧內(nèi)端接觸均勻，膜片彈簧離合器廣泛采用自動(dòng)調(diào)心式分離裝置結(jié)構(gòu)原理如圖2.4。它有旋轉(zhuǎn)軸承，軸承罩，波形片簧如圖2.4中2—波形彈簧，它由厚約為0.7mm的65Mn鋼帶制成，油淬、模內(nèi)回火度HRC43～51）及分離套筒組成。由于軸承與套筒間都留有足夠徑向間隙以保證分離軸承相對(duì)于分離套筒可以徑向移動(dòng)1mm左右，所以當(dāng)膜片相對(duì)分離套筒有偏斜時(shí)，由于波形片簧能夠產(chǎn)生變形，允許分離軸承產(chǎn)生相對(duì)的偏斜，以保證膜片彈簧仍能被均勻的壓緊，也防止了膜片彈簧分離指處的異常磨損并減少了噪音。另外由于分離指與直徑較小的軸承內(nèi)圈接觸，則增大了膜片彈簧的杠桿比。 1—分離軸承；2—波形彈簧；3—分離軸承罩；4—分離套筒 圖2.4 自動(dòng)調(diào)心軸承裝置 分離套筒支撐著分離軸承并位于變速器第一軸軸承蓋的軸頸上，可以軸向移動(dòng)。分離器結(jié)合后，分離軸承與分離杠桿之間一般有3~4mm間隙，以免在摩擦片磨損后引起壓盤壓力不足而導(dǎo)致離合器打滑使摩擦片以及分離軸承燒壞。此間隙使踏板有段自由行程。有的轎車采用無此間隙的內(nèi)圈恒轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，用輕微的油壓或彈簧力使分離軸承與杠桿端（多為膜片彈簧）經(jīng)常貼合，以減輕磨損和減少踏板行程。本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)調(diào)心分離軸承，其結(jié)構(gòu)如圖2.4所述。 2.2.5 離合器的通風(fēng)散熱措施 提高離合器工作性能的有效措施是借助于其通風(fēng)散熱系統(tǒng)降低其摩擦表面的溫度。試驗(yàn)表明在正常使用條件下，離合器的壓盤工作表面的溫度一般均在180℃以下，隨著其溫度的升高，摩擦片的磨損將加快。當(dāng)壓盤工作表面的溫度超過180℃～200℃時(shí)，摩擦片的磨損速度將急劇升高。在特別嚴(yán)酷的使用條件下，該溫度有可能達(dá)到1000℃。在高溫下壓盤會(huì)翹曲變形甚至產(chǎn)生裂紋和碎裂；由石棉摩擦材料制成的摩擦片也會(huì)燒裂和破壞。為防止摩擦表面的溫度過高，除壓盤應(yīng)具有足夠的質(zhì)量以保證有足夠的熱容量外，還應(yīng)使其散熱通風(fēng)良好。為此，可在壓盤上設(shè)置散熱筋或鼓風(fēng)筋；在雙片離合器中間壓盤體內(nèi)鑄出足夠多的導(dǎo)風(fēng)槽，這種結(jié)構(gòu)措施在單片離合器壓盤上也開始應(yīng)用；將離合器蓋和壓盤設(shè)計(jì)成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)；在保證有足夠剛度的前提下在離合器蓋上開出較多或較大的通風(fēng)口，以加強(qiáng)離合器表面的通風(fēng)散熱和清除摩擦產(chǎn)生的材料粉末，在離合器殼上設(shè)置離合器冷卻氣流的入口和出口等所謂通風(fēng)窗，在離合器殼內(nèi)裝設(shè)冷卻氣流的導(dǎo)罩，以實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦表面有較強(qiáng)定向氣流通過的通風(fēng)散熱等。為防止壓盤 的受熱翹曲變形，壓盤應(yīng)有足夠大的剛度。鑒于以上對(duì)質(zhì)量和剛度的要求，一般壓盤都設(shè)計(jì)得比較厚，一般不小于10mm。 2.3本章小結(jié) 本章是根據(jù)所選擇的車型的基本參數(shù)，為達(dá)到設(shè)計(jì)汽車的要求，對(duì)離合器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇，包括壓緊彈簧類型的選擇，從動(dòng)盤的選擇，分離軸承的類型，壓盤的驅(qū)動(dòng)方式等。 第3章 離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 3.1摩擦片主要參數(shù)的選擇 摩擦片外徑是離合器的主要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命有決定性的影響。當(dāng)離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料已選定，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩已知，適當(dāng)選取后備系數(shù)β和單位壓力P0，可估算出摩擦片外徑。 摩擦片外徑D（mm）也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）按如下經(jīng)驗(yàn)公式選用 （3.1） 式中，為直徑系數(shù)，取值范圍見表3-1[2]。由選車型得= 74Nm，=14.6，則將各參數(shù)值代入式后計(jì)算得 D=125.5mm 表3-1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 根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，根據(jù)下表3-2[2]；結(jié)合后面的表4-1 表3-2 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)（即GB1457—74） 外徑D/mm 160 180 200 225 250 280 300 325 350 內(nèi)徑d/mm 110 125 140 150 155 165 175 190 195 厚度h/ 3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4 =d/D 0.687 0.694 0.700 0.667 0.589 0.583 0.585 0.557 0.540 1－ 0.676 0.667 0.657 0.703 0.762 0.796 0.802 0.800 0.827 單位面積F/ 106 132 160 221 302 402 466 546 678 應(yīng)?。耗Σ疗嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸： 外徑D=200mm 內(nèi)徑d=140mm 厚度h=3.5mm 內(nèi)徑與外徑比值C′=0.700 1－=0.657 3.2離合器后備系數(shù)β的確定 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(dòng)機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇β時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)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(dòng)機(jī)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(dòng)系過載。通常轎車和輕型貨車β=1.2～1.75。 本設(shè)計(jì)的是微型車離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計(jì)質(zhì)料“離合器后備系數(shù)的取值范圍”（見下表3-3），并根據(jù)最大總質(zhì)量不超過6噸的載貨汽車=1.20—1.75，結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際情況，故選擇β=1.20。 則有β可有表3.1查得 β＝1.20。 表3-3　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 3.3單位壓力P的確定 摩擦面上的單位壓力P的值和離合器本身的工作條件,摩擦片的直徑大小,后備系數(shù),摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān). 離合器使用頻繁,工作條件比較惡劣(如城市用的公共汽車和礦用載重車),單位壓力P較小為好[2]。當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓力P。因?yàn)樵谄渌鼦l件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時(shí)發(fā)熱厲害，再加上因整個(gè)零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力P應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。 前面已經(jīng)初步確定了摩擦片的基本尺寸： 外徑D=200mm內(nèi)徑d=140mm，厚度h=3.5mm，內(nèi)徑與外徑比值C′=0.70 。 又初選=1.20運(yùn)用公式（3.2）可以校核單位壓力P： T=PD(1－) (3.2) 式中：Z對(duì)單片離合器取2 為摩擦系數(shù)，可取=0.26 代入相關(guān)數(shù)據(jù)則得：P=0.29MP 又由表3.4中的查得：石棉基材料（在后面設(shè)計(jì)中，摩擦片材料選擇石棉基材料）單位壓力[p]=0.25~0.35Mpa，也即是摩擦面上的單位壓力P＜[P],沒有超出允許范圍.因此上述各基本結(jié)構(gòu)參數(shù)合適。 表3.4 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 銅基 0.35~0.50 鐵基 金屬陶瓷 0.70~1.50 3.4本章小結(jié) 本章節(jié)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出摩擦片的內(nèi)徑外徑尺寸，再查表選擇出合適的尺寸。后備系數(shù)的選擇是根據(jù)車型的不同而選擇的一個(gè)范圍，在選定的范圍內(nèi)，根據(jù)車的使用情況，車的配置等選擇出合適的后備系數(shù)。單位眼里的確定是根據(jù)摩擦片的尺寸、后備系數(shù)計(jì)算出來的，最后再看是否在允許的范圍內(nèi)。 第4章 離合器從動(dòng)盤設(shè)計(jì) 離合器從動(dòng)盤是離合器的從動(dòng)部分，與變速器輸入軸相連，動(dòng)力最終經(jīng)過從動(dòng)盤傳到變速器輸入軸上。從動(dòng)盤對(duì)離合器的工作性能有著很重要的作用，是離合器不能缺少的一部分。 4.1從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)介紹 在現(xiàn)代汽車上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動(dòng)盤,用以避免汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的共振,緩和沖擊,減少噪聲,提高傳動(dòng)系統(tǒng)零件的壽命,改善汽車行使的舒適性,并使汽車平穩(wěn)起步。從動(dòng)盤主要由從動(dòng)片，從動(dòng)盤轂，，摩擦片等組成，由下圖4.1可以看出，摩擦片1，13分別用鉚釘14，15鉚在波形彈簧片上，而后者又和從動(dòng)片鉚在一起。從動(dòng)片5用限位銷7和減振12鉚在一起。這樣，摩擦片，從動(dòng)片和減振盤三者就被連在一起了。在從動(dòng)片5和減振盤12上圓周切線方向開有6個(gè)均布的長方形窗孔，在在從動(dòng)片 和減振盤之間的從動(dòng)盤轂8法蘭上也開有同樣數(shù)目的從動(dòng)片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧11，以便三者彈性的連接起來。在從動(dòng)片和減振盤的窗孔上都制有翻邊，這樣可以防止彈簧滑脫出來。在從動(dòng)片和從動(dòng)盤轂之間還裝有減振摩擦片6，9。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，從動(dòng)片及減振盤相對(duì)從動(dòng)盤轂發(fā)生來回轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會(huì)很快被減振摩擦片的摩擦所吸收。 1，13—摩擦1,13—摩擦片；2，14，15—鉚釘；3—波形彈簧片；4—平衡塊；5—從動(dòng)片；6，9—減振摩擦；7—限位銷；8—從動(dòng)盤轂；10—調(diào)整墊片；11—減振彈簧；12—減振盤 圖4.1 帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤 4.2 從動(dòng)盤設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤總成由摩擦片，從動(dòng)片，減震器和從動(dòng)盤轂等組成。它雖然對(duì)離合器工作性能影響很大的構(gòu)件，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。從動(dòng)盤總成應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求： （1）為了減少變速器換檔時(shí)齒輪間的沖擊，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均勻等從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性 （3）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)裝有扭轉(zhuǎn)減振器 （4）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度 4.2.1從動(dòng)片的選擇和設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)要盡量減輕質(zhì)量，并使質(zhì)量的分布盡可能靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這是因?yàn)槠囋谛旭傊羞M(jìn)行換檔時(shí)，首先要分離離合器，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速必然要在離合器換檔的過程中發(fā)生變化，或是增速（由高檔換為低檔）或是降速（由低檔換為高檔）。離合器的從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，而使變速器換檔齒輪之間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步裝置加速磨損。慣性力的大小與沖動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，因此為了見效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從動(dòng)片都做的比較薄，通常是用1.3~2.0mm厚的薄鋼板沖壓而成,為了進(jìn)一步減小從動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,有時(shí)將從動(dòng)片外緣的盤形部分磨至0.65～1.0mm,使其質(zhì)量更加靠近旋轉(zhuǎn)中心[3]。 為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般都作成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)，這樣，在離合器的結(jié)合過程中，主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的壓力是逐漸增加的，從而保證離合器所傳遞的力矩是緩和增長的。此外，彈性從動(dòng)片還使壓力的分布比較均勻，改善表面的接觸，有利于摩擦片的磨損。 具有軸向彈性的的傳動(dòng)片有以下三種形式 ：整體式的彈性從動(dòng)片，分開式的彈性從動(dòng)片、及組合式彈性從動(dòng)片。 在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是普通轎車的離合器，故可以采用整體式彈性從動(dòng)片，圖4.2說明了整體式從動(dòng)片的結(jié)構(gòu)[3]，離合器從動(dòng)片采用2mm厚的的薄鋼板沖壓而成，其外徑由摩擦面外徑?jīng)Q定，在這里取D=200mm，內(nèi)徑由從動(dòng)盤轂的尺寸決定，由以后的設(shè)計(jì)取得d=40。為了防止由于工作溫度升高后使從動(dòng)盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動(dòng)剛片上沿徑向開有幾條切口。 由于其采用整體式彈性從動(dòng)片，從動(dòng)片沿半徑方向開槽,其結(jié)構(gòu)簡圖見下圖4.2,將外圓部分分割成許多扇形,并將扇形部分沖壓成依次向相同方向彎曲的波浪形,使其具有軸向彈性,兩邊的摩擦片則分別鉚在扇形片上.在離合器結(jié)合的過程中,從動(dòng)片被壓緊,彎曲的波浪扇形部分被逐漸壓平從動(dòng)盤摩擦面片所傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸增大,使其結(jié)合過程較平順,柔和,整體式彈性從動(dòng)片根據(jù)從動(dòng)片尺寸的大小可制成6～12個(gè)切槽,并常常將扇形部分與中央部分的連接處切成T形槽,目的是進(jìn)一步減小剛度,增加彈性.本離合器從動(dòng)片開6個(gè)T形槽，寬度為4mm，橫槽分布圓周直徑=135mm，具體相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸參看設(shè)計(jì)圖紙。 從動(dòng)片采用08鋼板沖壓而成，氰化表面硬度HRC45。扇形部分沖壓成波形片，壓縮彈性行程為0.8~1.5mm。 1—從動(dòng)片；2—摩擦片；3—鉚釘 圖4.2 整體式彈性從動(dòng)片 4.2.2 從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對(duì)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(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩按國標(biāo)GB1144－74選取。 從動(dòng)盤的軸向長度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取1.0-1.4倍的花鍵軸直徑。從動(dòng)盤轂一般采用鍛鋼（如35、45、40Cr等），并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，本設(shè)計(jì)選40Cr。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝：對(duì)減振彈簧窗口及從動(dòng)片配合，應(yīng)進(jìn)行高頻處理。 本離合器設(shè)計(jì)中的從動(dòng)盤轂花鍵也用齒側(cè)定心的矩形花鍵。在設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂花鍵時(shí)，可以根據(jù)從動(dòng)盤外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩來選取。 根據(jù)從動(dòng)盤外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來選取從動(dòng)盤花鍵轂花鍵的有關(guān)尺寸，可以根據(jù)表4.1[1]確定花鍵轂的尺寸： 表4.1 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/N.m 花鍵齒數(shù)n 花鍵外徑/㎜ 花鍵內(nèi)徑/㎜ 齒厚/㎜ 有效齒 長l/㎜ 擠壓應(yīng)力/M 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 10．8 11．3 11．5 10．4 12．7 10．7 11．6 13．2 15．2 13．1 13．5 12．5 選取D=200mm，=110 Nm，n=10, D′=29mm, d′=23mm, b=4mm，l=25mm，=11.3Mpa。 花鍵的尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于花鍵的損壞形式主要是表面受力過大而破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力校核，如果應(yīng)力偏大可以適當(dāng)增加花鍵轂的軸向長度。 花鍵擠壓應(yīng)力校核公式如下： =（MPa） (4.1) 式中,P——花鍵的齒側(cè)面壓力，N它由下式確定： P= (4.2) D′,d′ ——分別為花鍵的外徑，內(nèi)徑，m; Z ——從動(dòng)盤轂的數(shù)目; T ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N.m; N ——花鍵齒數(shù); H ——花鍵齒工作高度，m； L ——花鍵有效長度，m。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：P=1451N，=19.3MP，該花鍵轂花鍵的=19.3MP﹤[]=20MP，所以該花鍵轂花鍵的尺寸合適,花鍵的結(jié)構(gòu)簡圖見圖4.3[1],從動(dòng)盤轂見零件圖紙。 圖4.3花鍵結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.3 摩擦片的材料選取及與從動(dòng)片的固緊方式 摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求[1]： （1）應(yīng)具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對(duì)摩擦系數(shù)的影響小。 （2）要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時(shí)應(yīng)耐磨。 （3）要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其在高溫時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)較好 （4）熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時(shí)分離出的粘合劑較少，無味，不易燒焦 （5）磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面 （6）油水對(duì)摩擦性能的影響應(yīng)最小 （7）結(jié)合時(shí)應(yīng)平順而無“咬住”和“抖動(dòng)”現(xiàn)象 由以上的要求,目前車用離合器上廣泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合劑及其它輔助材料混合熱壓而成，其摩擦系數(shù)大約在0.3左右。這種摩擦片的缺點(diǎn)是材料的性能不穩(wěn)定，溫度，滑磨速度及單位壓力的增加都將摩擦系數(shù)的下降和磨損的加劇。 所以目前正在研制具有傳熱性好、強(qiáng)度高、耐高溫、耐磨和較高摩擦系數(shù)（可達(dá)0.5左右）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。在該設(shè)計(jì)中汽車使用條件良好，所以仍選取的是石棉合成物制成的摩擦材料。 固緊摩擦片的方法采用較軟的黃銅鉚釘直接鉚接，采用這種方法后，當(dāng)在高溫條件下工作時(shí)，黃銅鉚接有較高的強(qiáng)度，同時(shí)，當(dāng)釘頭直接與主動(dòng)盤表面接觸時(shí)，黃銅鉚釘不致像鋁鉚釘那樣會(huì)加劇主動(dòng)盤工作表面的局部磨損，磨損后的生成物附在工作表面上對(duì)摩擦系數(shù)的影響也較小。這種鉚接法還有固緊可靠和磨損后換裝摩擦片方便等優(yōu)點(diǎn)。 4.3 扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)簡單介紹 帶扭轉(zhuǎn)減振器的的從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)簡圖如下圖4.4[1]所示彈簧摩擦式: 1—從動(dòng)盤；2—減振彈簧；3—碟形彈簧墊圈；4—緊固螺釘； 5—從動(dòng)盤轂；6—減振摩擦片7—減振盤；8—限位銷 圖4.4帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤總成結(jié)構(gòu)示意圖 由于現(xiàn)今離合器的扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)大多采用以往經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)方法通過不斷篩選獲得，且越來越趨向采用單級(jí)的減振器。減振器結(jié)構(gòu)尺寸簡圖如圖4.5[4]所示。 圖4.5減振器尺寸簡圖 4.4 減振彈簧設(shè)計(jì) 減震彈簧的材料采用65號(hào)彈簧鋼絲，即根據(jù)布置上的可能性來確定減振器彈簧設(shè)計(jì)相關(guān)尺寸。 減振彈簧數(shù)量Z： 參看下表4.2[1]，表對(duì)摩擦片的外徑與減震彈簧的關(guān)系做了相關(guān)描述。 表4.2 減振彈簧數(shù)量選取表 離合器摩擦片外徑/㎜ 減振彈簧數(shù)量Z 225～250 4～6 250～325 6～8 325～350 8～10 ＞350 10以上 查上表4.2可得：Z=6 扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定 （1）扭轉(zhuǎn)減振器的角剛度 減振器扭轉(zhuǎn)角剛度K定于減振彈簧的線剛度及結(jié)構(gòu)布置尺寸，按下列公式初選角剛度 K≤13 (4.3) 式中為極限轉(zhuǎn)矩，按下式計(jì)算 =（1.5～2.0） (4.4) 式中2.0適用商用車，1.5適用乘用車，本設(shè)計(jì)為微型車，選取1.5，為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，代入數(shù)值得=111 Nm，K≤ 1443。 （2）扭轉(zhuǎn)減振器最大摩擦力矩 由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度K受結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動(dòng)機(jī)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。一般可按下式初選為 =（0.06～0.17） (4.5) 取=0.13，本設(shè)計(jì)按其選取=12.58Nm。 （3）扭轉(zhuǎn)減振器的預(yù)緊力矩 減振彈簧安裝時(shí)應(yīng)有一定的預(yù)緊。這樣，在傳遞同樣大小的極限轉(zhuǎn)矩它將降低減振器的剛度，這是有利的，但預(yù)緊力值一般不應(yīng)該大于摩擦力矩否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器將停止工作。 一般選取=（0.05～0.15）， 取=0.15=111 Nm。 （4）扭轉(zhuǎn)減振器的彈簧分布半徑 R的尺寸應(yīng)盡可能取大些，一般取 R=（0.65～0.75）d／2(式中d為離合器摩擦片內(nèi)徑) 所以R=0.75140／2=52.5mm （5）全部減振彈簧總的工作負(fù)荷P P=T／R (4.6) 式中：T為極限轉(zhuǎn)矩，=111 Nm，R=52.5mm。 P=2114N （6）單個(gè)減振彈簧的工作負(fù)荷P (4.7) 代入數(shù)據(jù)得:P= P／Z=2114N／6=352.3N （7）減振彈簧尺寸 減震彈簧的各尺寸在圖4.6[1]中已經(jīng)標(biāo)出。 圖4.6減振彈簧計(jì)算簡圖 彈簧中徑D:一般由結(jié)構(gòu)布置來決定,通常D=11～15mm左右,取D=12mm。 彈簧鋼絲直徑d: 通常d取3～4mm，所以取d=3mm。 扭轉(zhuǎn)剛度： (4.8) 代入數(shù)據(jù)得：K=10T=1110 Nm。 彈簧剛度K： (4.9) 代入數(shù)據(jù)得：K= =67.3 Nm。 減振彈簧的有效圈數(shù)i： i= (4.10) 式4.10中G為材料的剪切模量，對(duì)碳鋼可取G=8.310Mpa。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得：i=4.4 減振彈簧的總?cè)?shù)n,一般在6圈左右n=i+（1.5～2）=4.4+1.6=6。 減振彈簧的最小高度l: l=n(d+)≈1.1dn=1.136=19.8mm。 減振彈簧總變形量： =P／K=352.3／67.3=5.23mm。 減振彈簧自由高度l= l+=19.8+5.23=25.03mm。 減振彈簧預(yù)變形量： = (4.11) 式中：是預(yù)緊力矩，=11.1mm。 數(shù)據(jù)代入公式得：=0.5mm。 減振彈簧安裝工作高度l：l= l－=25.03-0.5=24.53mm。 彈簧校核： 彈簧絲截面上的最大切應(yīng)力τ： (4.12) 式中：C為纏繞比：，C=15/3=5； F為所受載荷，F(xiàn)=352.3N。 將數(shù)據(jù)代入式中得：τ=548.5N.m，65號(hào)彈簧鋼絲的許用切應(yīng)力=810N.m, ,所以滿足剛度要求。 （8）從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角: =2arcsin(／2R) (4.13) 式中=-=4.73mm,代入上式得=5.2。 （9）限位銷與從動(dòng)盤轂缺口間隙： =Rsin (4.14) 式中R為限位銷的安裝尺寸，取R=54mm ，代入式中得=4.89mm。 （10）限位銷直徑d′:d′按結(jié)構(gòu)布置選定 一般d′=6.5～10mm,取d′=7mm。 4.5本章小結(jié) 本章首先對(duì)從動(dòng)盤進(jìn)行的介紹，包括從動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)、作用等。然后又進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)，包括從動(dòng)片尺寸的設(shè)計(jì)、從動(dòng)盤轂的尺寸的選擇、從動(dòng)盤轂強(qiáng)度的校核，最后對(duì)各部分的禁錮方式和材料作出選擇。扭轉(zhuǎn)減震器的彈簧計(jì)算出扭轉(zhuǎn)剛度，最后校核彈簧的剛度。 第5章 壓盤的設(shè)計(jì) 壓盤是離合器的主動(dòng)部分，要有足夠的強(qiáng)度來傳遞動(dòng)力。此外，壓盤要有足夠的質(zhì)量來吸收摩擦產(chǎn)生的熱量。 5.1 壓盤傳力方式的選擇 壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器的分離過程中能自由的沿軸向移動(dòng)。如前面所述采用采用傳動(dòng)片式的傳力方式。由彈簧鋼帶制成的傳動(dòng)片一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，為了改善傳動(dòng)片的受力情況，它