福特?？怂箖蓭?.8手動經(jīng)典型離合器設(shè)計 車輛工程畢業(yè)論文

1、專業(yè)課課程設(shè)計說明書設(shè)計主題：福特?？怂箖蓭?.8手動經(jīng)典型離合器設(shè)計學 院：機械與車輛學院專業(yè)班級：車輛工程姓 名：學 號：指導教師：成 績：摘 要離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機相連接的總成，其主要功用是切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，保證汽車起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系各零件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲。本文通過對福特?？怂箖蓭?.8手動經(jīng)典型整車參數(shù)的分析，對轎車離合器進行設(shè)計，使得轎車離合器設(shè)計更合理。關(guān)鍵詞：離合器 膜

2、片彈簧 設(shè)計 校核目 錄摘要i一、離合器設(shè)計的目的及離合器概述11.1離合器設(shè)計的基本要求11.2技術(shù)參數(shù)及論文要求11.3膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)21.4膜片彈簧離合器的優(yōu)點31.5膜片彈簧離合器的工作原理3二、離合器摩擦片參數(shù)的確定42.1 摩擦片參數(shù)的選擇42.1.1 初選摩擦片外徑d、內(nèi)徑d、厚度b42.1.2 后備系數(shù)52.1.3 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩tc62.1.4 單位壓力p06三、離合器其它主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計73.1 從動盤設(shè)計73.1.1 從動盤設(shè)計要求73.1.2 從動片的選擇和設(shè)計83.1.3從動盤轂的設(shè)計93.2壓盤的設(shè)計103.2.1壓盤傳力方式選擇103.2.2 壓

3、盤的材料選擇113.2.3壓盤的幾何尺寸的確定113.2.4離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求12四、膜片彈簧的設(shè)計與計算134.1 膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇134.1.1 截錐高度h與板厚h比值 和板厚h的選擇134.1.2自由狀態(tài)下碟簧部分大端r、小端r的選擇和 比值144.1.3膜片彈簧起始圓錐底角 的選擇144.1.4分離指數(shù)目n、切槽寬度1、2及半徑144.1.5膜片彈簧小端內(nèi)半徑 及分離軸承作用半徑的確定154.1.6 壓盤加載點半徑 和支承環(huán)加載點半徑的確定154.1.7膜片彈簧工作點位置的選擇154.1.8膜片彈簧材料164.2膜片彈簧的強度校核164.2.1繪制膜片彈簧的特性曲線174.

4、2.2 確定膜片彈簧的工作點位置184.2.3 求離合器徹底分離時分離軸承作用的載荷f2194.2.4 求分離軸承的行程2194.2.5 膜片彈簧強度校核20五、扭轉(zhuǎn)減振器簡單設(shè)計205.1 扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)205.1.1 扭轉(zhuǎn)剛度k215.1.2 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩215.1.3 預緊轉(zhuǎn)矩225.1.4 減振彈簧的位置半徑225.1.5 減振彈簧個數(shù)225.1.6 減振彈簧總壓力225.2 減振彈簧的計算235.2.1單個減振器的工作壓力p235.2.2 減振彈簧尺寸23六、 設(shè)計小結(jié)25七、 參考文獻25一、 離合器設(shè)計的目的及離合器概述了解轎車離合器的構(gòu)造，掌握轎車離合器的工作原理。了解從動

5、盤總成的結(jié)構(gòu)，掌握從動盤總成的設(shè)計方法，了解壓盤和膜片彈簧的結(jié)構(gòu)，掌握壓盤和膜片彈簧的設(shè)計方法，通過對以上幾方面的了解，從而熟悉轎車離合器的工作原理。學會如何查找文獻資料、相關(guān)書籍，培養(yǎng)學生動手設(shè)計項目、自學的能力，掌握單獨設(shè)計課題和項目的方法，設(shè)計出滿足整車要求并符合相關(guān)標準、具有良好的制造工藝性且結(jié)構(gòu)簡單、便于維護的轎車離合器，為以后從事汽車方面的工作或工作中設(shè)計其它項目奠定良好的基礎(chǔ)。通過這次課程設(shè)計，使學生充分地認識到設(shè)計一個工程項目所需經(jīng)歷的步驟，以及身為一個工程技術(shù)人員所需具備的素質(zhì)和所應(yīng)當完成的工作，為即將進入社會提供了一個良好的學習機會，對于由學生向工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變有著重大的實

6、際意義。離合器通常裝在發(fā)動機與變速器之間，其主動部分與發(fā)動機飛輪相連，從動部分與變速器相連。為各類型汽車所廣泛采用的摩擦離合器，實際上是一種依靠其主、從動部分間的摩擦來傳遞動力且能分離的機構(gòu)。離合器的主要功用是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機與傳動系平順的接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換檔齒輪間的沖擊；在工作中受到較大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動系個零部件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪音。1.1離合器設(shè)計的基本要求1) 在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備，又能防止過載。2) 接合時要完全、平順、柔和，保證

7、起初起步時沒有抖動和沖擊。3) 分離時要迅速、徹底。4) 從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換檔時變速器齒輪間的沖擊，便于換檔和減小同步器的磨損。5) 應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風效果，以保證工作溫度不致過高，延長壽命。6) 操縱方便、準確，以減少駕駛員的疲勞。7) 具有足夠的強度和良好的動平衡，一保證其工作可靠、使用壽命長。1.2技術(shù)參數(shù)及課程設(shè)計要求車型：福特?？怂箖蓭謩?.8l經(jīng)典型項目參數(shù)最高車速發(fā)動機最大功率及轉(zhuǎn)速發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速主減速器傳動比變速器最大傳動比輪胎型號前205/55 r16后195/65 r15滾動半徑r=316mm整備質(zhì)量滿載質(zhì)量本次課程設(shè)計的基本內(nèi)容有：1. 根

8、據(jù)所給的車型及整車技術(shù)參數(shù),選擇合適離合器的結(jié)構(gòu)類型,設(shè)計計算確定其相關(guān)參數(shù)與尺寸；2. 繪制離合器總成工程圖紙與零件圖；3. 完成設(shè)計說明書一份；1.3膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)膜片彈簧離合總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片和分離軸承總成等部分組成。1) 離合器蓋離合器蓋一般為120或90旋轉(zhuǎn)對稱的板殼沖壓結(jié)構(gòu)，通過螺栓與飛輪聯(lián)結(jié)在一起。離合器蓋是離合器中結(jié)構(gòu)形狀比較復雜的承載構(gòu)件，壓緊彈簧的壓緊力最終都要由它來承受。2) 膜片彈簧膜片彈簧是離合器中重要的壓緊元件，在其內(nèi)孔圓周表面上開有許多均布的長徑向槽，在槽的根部制成較大的長圓形或矩形窗孔，可以穿過支承鉚釘，這部分稱之為分離指；從窗孔底部至彈

9、簧外圓周的部分形狀像一個無底寬邊碟子，其截面為截圓錐形，稱之為碟簧部分。3) 壓盤壓盤的結(jié)構(gòu)一般是環(huán)形盤狀鑄件，離合器通過壓盤與發(fā)動機緊密相連。壓盤靠近外圓周處有斷續(xù)的環(huán)狀支承凸臺，最外緣均布有三個或四個傳力凸耳。4) 傳動片離合器接合時，飛輪驅(qū)動離合器蓋帶動壓盤一起轉(zhuǎn)動，并通過壓盤與從動盤摩擦片之間的摩擦力使從動盤轉(zhuǎn)動；在離合器分離時，壓盤相對于離合器蓋作自由軸向移動，使從動盤松開。這些動作均由傳動片完成。傳動片的兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接，一般采用周向布置。在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn)；在離合器分離時，可利用它的彈性恢復力來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。

10、5) 分離軸承總成分離軸承總成由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工作時主要承受軸向分離力，同時還承受在高速旋轉(zhuǎn)時離心力作用下的徑向力。目前國產(chǎn)的汽車中多使用角接觸推力球軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鏗基潤滑脂，其端面形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時采用球形端面，舌尖部為弧形面時采用平端面或凹弧形端面。1.4膜片彈簧離合器的優(yōu)點膜片彈簧離合器與其他形式離合器相比，具有一系列優(yōu)點：1) 膜片彈簧離合器具有較理想的非線性彈性特性；2) 膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，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，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；4) 膜片彈簧以整

11、個圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻；5) 易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長；6) 膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好1.5膜片彈簧離合器的工作原理由圖可知，離合器蓋與發(fā)動機飛輪用螺栓緊固在一起，當膜片彈簧被預加壓緊，離合器處于接合位置時，由于膜片彈簧大端對壓盤的壓緊力，使得壓盤與從動摩擦片之間產(chǎn)生摩擦力。當離合器蓋總成隨飛輪轉(zhuǎn)動時(構(gòu)成離合器主動部分)，就通過摩擦片上的摩擦轉(zhuǎn)矩帶動從動盤總成和變速器一起轉(zhuǎn)動以傳遞發(fā)動機動力要分離離合器時，將離合器踏板踏下，通過操縱機構(gòu)，使分離軸承總成前移推動膜片彈簧分離指，使膜片彈簧呈反錐形變形，其大端離開壓盤，壓盤在傳動片的彈

12、力作用下離開摩擦片，使從動盤總成處于分離位置，切斷了發(fā)動機動力的傳遞。圖1.1 膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)圖二、 離合器摩擦片參數(shù)的確定2.1 摩擦片參數(shù)的選擇2.1.1 初選摩擦片外徑d、內(nèi)徑d、厚度b摩擦片外徑是離合器的主要參數(shù)，它對離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命有決定性的影響。當離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料已選定，發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩已知，適當選取后備系數(shù)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)動機最大轉(zhuǎn)矩（n.m）按如下經(jīng)驗公式選用 （2.1）式中，為直徑系數(shù)，取值范圍見表3-1。由選車型得= 161nm，=14.6，則將各參數(shù)值代入式后計算得 d=185.3mm表2-1

13、 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1.814.0t的商用車16.018.5(單片離合器)13.515.0(雙片離合器)最大總質(zhì)量大于14.0t的商用車22.524.0根據(jù)離合器摩擦片的標準化，系列化原則，根據(jù)下表2-2表2-2 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)（即jb145774）外徑d/mm160180190200225250280300325350內(nèi)徑d/mm110125130140150155165175190195厚度h/mm3.23.53.53.53.53.53.53.53.54=d/d0.6870.6940.6840.7000.6670.5890.5830.58

14、50.5570.54010.6760.6670.6800.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827鑒于在式（2.3）校驗時，首選值d=200mm項的值為，不在許用單位應(yīng)力的范圍之內(nèi)，綜合取值，對照摩擦片相關(guān)標準尺寸，選取一個非首選值，如下： 外徑d=190mm 內(nèi)徑d=130mm 厚度h=3.5mm 內(nèi)徑與外徑比值c=0.684 1=0.6802.1.2 后備系數(shù)后備系數(shù)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，選擇時，應(yīng)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

15、求能夠防止傳動系過載。通常普通轎車=1.101.25。本設(shè)計的是1.3噸微型轎車離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計資料“離合器后備系數(shù)的取值范圍”（見下表2-3）。結(jié)合設(shè)計實際情況，故選擇=1.2表2-3離合器后備系數(shù)的取值范圍車 型后備系數(shù)普通轎車1.101.25高級轎車1.201.40輕型貨車1.151.302.1.3 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 （2.2）2.1.4 單位壓力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,工作條件比較惡劣單位壓力p較小為好。當摩擦片的外徑較大時也要適當降低摩擦片摩擦面上的單位壓力p。因為在其它條件不

16、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，滑磨時發(fā)熱厲害，再加上因整個零件較大，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。選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動機后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。 （2.3）式中，為摩擦因數(shù)取0.3；為單位壓力（mpa）；為摩擦面數(shù)取2；為摩擦片外徑取190；為摩擦片內(nèi)徑取130；摩擦片材料選擇石棉基編織材料，為單位壓力0.264，許用單位應(yīng)力p為0.250.35。綜上，可認為所選摩擦片符合尺寸要求。則摩擦片的相關(guān)參數(shù)如表：摩擦片外徑d摩擦片內(nèi)徑d后備系數(shù)厚度b單位壓力po

17、190mm130mm1.23.50.264mpa三、 離合器其它主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 從動盤設(shè)計帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤1，13摩擦片； 2，14，15鉚釘； 3波形彈簧片；4平衡塊； 5從動片； 6，9減振摩擦；7限位銷； 8從動盤轂； 10調(diào)整墊片；11減振彈簧； 12減振盤3.1.1 從動盤設(shè)計要求從動盤對離合器工作性能影響很大，設(shè)計時應(yīng)滿足如下要求：（ 1 ） 從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小，以減小變速器換擋時輪齒間的沖擊。（ 2 ） 從動盤應(yīng)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，以減小磨損。（ 3 ） 應(yīng)安裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。為了使從動盤

18、具有軸向彈性，常用的方法有：（ 1 ） 在從動片外緣開 6 12 個 t 形槽 ， 形成許多扇形 ， 并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形。兩側(cè)的摩擦片則分別鉚在每相隔一個的扇形上 。 t形槽還可以減小由于摩擦發(fā)熱而引起的從動片翹曲變形 。 這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在商用車上。（ 2 ） 將扇形波形片的左右凸起段分別與左右側(cè)摩擦片鉚接，由于波形片（厚度小于 1.0mm ）比從動片（厚度 1.5-2.5 ）薄。這種結(jié)構(gòu)的軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動慣量較小 ， 適宜于高速旋轉(zhuǎn) ， 主要應(yīng)用于乘用車和最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車上 。（ 3 ） 利用階梯鉚釘?shù)募毝螌⒊蓪Σㄐ纹淖笃T在左側(cè)摩擦片上，并交替

19、地把右片鉚在右側(cè)摩擦片上 。 這種結(jié)構(gòu)的彈性行程大 ， 彈性特性較理想 ， 可使汽車起步極為平順。這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于發(fā)動機排量大于 2.5l 的乘用車上。（ 4 ） 將靠近飛輪的左側(cè)摩擦片直接鉚合在從動片上，只在靠近壓盤側(cè)的從動片鉚有波形片 ， 右側(cè)摩擦片用鉚釘與波形片鉚合 。 這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量大 ， 但強度較高，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力大，主要應(yīng)用于商用車上。3.1.2 從動片的選擇和設(shè)計為了使離合器結(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 ，主動盤和從動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

20、 ，彈性從動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片有以下三種形式 ：整體式的彈性從動片 ，分開式的彈性從動片、及組合式彈性從動片。在本設(shè)計中，因為設(shè)計的是轎車的離合器，故采可以用整體式彈性從動片 ，離合器從動片采用 2 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 190 ， 內(nèi)徑由從動盤轂的尺寸決定 ， 這將在以后的設(shè)計中取得 。 為了防止由于工作溫度升高后使從動盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷 ， 還在從動剛片上沿徑向開有幾條切口。由于其采用整體式彈性從動片，從動片沿半徑方向開槽 , 將外圓部分分割成許多扇形 , 并將扇

21、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 , 從動片被壓緊 , 彎曲的波浪扇形部分被逐漸壓平從動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 , 整體式彈性從動片根據(jù)從動片尺寸的大小可制 成 6 1 2 個切槽 ,并常常將扇形部分與中央部分的連接處切 成 t 形槽 , 目的是進一步減小剛度 , 增加彈性 . 相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸參看設(shè)計圖紙。從動片材料一般采用高碳剛或彈簧剛板沖壓而成 ， 經(jīng)熱處理后達到所要求的硬度 , 相關(guān)尺寸見零件圖。3.1.3從動盤轂的設(shè)計從動盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它

22、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)從動盤的外徑d與發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩t,按國標gb/t 11442001矩形花鍵尺寸、公差和檢驗標準規(guī)定的花鍵尺寸系列，設(shè)計時花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)從動盤外徑和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩選取。表3-1離合器從動盤轂花鍵尺寸系列從動盤外徑d/mm發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩temax/nm花鍵尺寸擠壓應(yīng)力j/mpa齒數(shù)n外徑d/mm內(nèi)徑d/mm齒厚b/mm有效齒長l/mm16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352

23、843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.2則選取的花鍵尺寸如下表：表3-2花鍵尺寸表從動盤外徑 d/mm發(fā)動機轉(zhuǎn)矩/(nm)花鍵尺寸擠壓應(yīng)力/mpa齒 數(shù)n外徑內(nèi)徑齒厚t/mm有效齒長l/mm19016110352843510.4花鍵尺寸選定后應(yīng)進行強度校核。由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過大而破壞，所以花鍵要進行擠壓應(yīng)力計算，當應(yīng)力偏大時可適當增加花鍵轂的軸向長度。擠壓應(yīng)力（mpa）計算公式： 式中，p為花鍵的齒側(cè)面壓力(n)，它由下式確定：花鍵的齒側(cè)面壓力

24、式中，d，d分別為花鍵的內(nèi)外徑(m)；z為從動盤轂的數(shù)目；為發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩(nm)；n 為花鍵齒數(shù)；h為花鍵齒工作高度(m)； l為花鍵有效長度(m).則 故 因此，該花鍵轂花鍵尺寸選取合適。3.2壓盤的設(shè)計3.2.1壓盤傳力方式選擇壓盤是離合器的主動部分 ，在傳遞發(fā)動機轉(zhuǎn)矩時 ，它和飛輪一起帶動從動盤轉(zhuǎn)動 ，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 。所以我采用傳動片式的傳力方式 。由彈簧鋼帶制成的傳動片一端鉚在離合器蓋上 ，另一端用螺釘固定在壓盤上 ，為了改善傳動片的受力情況，沿圓周布置。3.2.2 壓盤的材料選擇壓盤形狀一般比較復雜 ，而

25、且還需要耐磨 ，傳熱性好和具有較高的摩擦系數(shù) ，故通常用灰鑄鐵鑄造而成，其金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為170 227 hb ， 其摩擦表面的光潔度不低與 1.6 。為了增加機械強度，可另外添加少量合金元素。3.2.3 壓盤的幾何尺寸的確定由于摩擦片的的尺寸在前面已經(jīng)確定，故壓盤的內(nèi)外徑也可因此而確定。壓盤外徑 d=200mm 壓盤內(nèi)徑 d=120 mm 那么壓盤的的尺寸歸結(jié)為確定其厚度。壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下兩點：(1) 壓盤應(yīng)有足夠的質(zhì)量在離合器的結(jié)合過程中 ， 由于滑磨功的存在 ， 每結(jié)合一次都要產(chǎn)生大量的熱 ，而每次結(jié)合的時間又短（大約在 3 秒鐘左右 ） ，因此熱量根本來不及全部傳

26、到空氣中去，這樣必然導致摩擦副的溫升。在頻繁使用和困難條件下工作的離合器 ，這種溫升更為嚴重 。 它不僅會引起摩擦片摩擦系數(shù)的下降 ， 磨損加劇 ， 嚴重時甚至會引起摩擦片和壓盤的損壞 。 由于用石棉材料制成的摩擦片導熱性很差 ， 在滑磨過程中產(chǎn)生的熱主要由飛輪和壓盤等零件吸收 ， 為了使每次接合時的溫升不致過高，故要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量。(2) 壓盤應(yīng)具有較大的剛度壓盤應(yīng)具有足夠大的剛度 ， 以保證在受熱的情況下不致產(chǎn)生翹曲變形 ， 而影響離合器的徹底分離和摩擦片的均勻壓緊。 鑒于以上兩個原因壓盤一般都做得比較厚，一般不小于 10 , 在該設(shè)計中，初步確定該離合器的壓盤的厚度為10

27、 。 在初步確定該離合器壓盤厚后 ， 應(yīng)校核離合器接合一次時的溫升 ， 其接合一次的溫升不得超過 8 10 。若溫升過高可以適當增加壓盤的厚度。則校核如下： 式中，w為汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功；為傳到壓盤的熱量所占的比例，對單片離合器壓盤. =0.5；m為壓盤質(zhì)量(kg)v為壓盤估算體積（）；c為灰鑄鐵材料壓盤的比熱容：c=544.28j/(kg)；為鑄鐵密度，取7800 kg/m；為摩擦片外徑取190；為摩擦片內(nèi)徑取130；h為壓盤厚度，取=10mm； t為壓盤溫升（）汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(j)為： 式中，w為汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(j)

28、m 為汽車總質(zhì)量取1696kg；rr 為輪胎滾動半徑316mm；i為汽車起步時所用變速器檔位的傳動比3.58；i為主減速器傳動比4.06；n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速(r/min),乘用車n取2000 r/min;則計算下式可得溫升超過810范圍內(nèi)，故把壓盤厚度定為15mm,則：所以當厚度為15mm時滿足壓盤溫升不超過810要求。3.2.4離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求1)應(yīng)具有足夠的剛度，否則影響離合器的工作特性，增大操縱時的分離行程，減小壓盤升程，嚴重時使摩擦面不能徹底分離。2)應(yīng)與飛輪保持良好的對中，以免影響總成的平衡和正常的工作。3)蓋的膜片彈簧支承處應(yīng)具有高的尺寸精度。4)為了便于通風散熱，防止摩擦表面溫

29、度過高，可在離合器蓋上開較大的通風窗孔，或在蓋上加設(shè)通風扇片等。乘用車離合器蓋一般用08、10鋼等低碳鋼板。本次設(shè)計初選08鋼板厚度為3mm四、 膜片彈簧的設(shè)計與計算4.1 膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇4.1.1 截錐高度h與板厚h比值和板厚h的選擇如圖，載荷p與變形之間的關(guān)系：a) 當時，載荷f增加，變形不斷增加；b) 當時，彈簧的特性曲線在中間有一段很平直，變形增加時，載荷幾乎 維持不變；c) 當時，彈簧的特性曲線中有一段負剛度區(qū)域，即當變形增加，載荷反而減小。具有這種特性的膜片彈簧很適用于作為離合器的壓緊彈簧。d) 當時，具有更大的負剛度區(qū)域；e)當時，具有載荷為負值的區(qū)域。即為了保證離合器

30、壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器膜片彈簧的一般在1.52.0范圍內(nèi)選取，而常用的膜片彈簧板厚h為24故初選h=2, =2則h=1.6h=4mm4.1.2自由狀態(tài)下碟簧部分大端r、小端r的選擇和比值研究表明。r/r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲受直徑誤差的影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求。r/r一般為1.201.35 。為使摩擦片上的壓力分布較均勻，拉式膜片彈簧的r值宜為大于或等于rc。當時，摩擦片平均半徑rc=，對于拉式膜片彈的r值，應(yīng)滿足關(guān)系100rrc=80mm,且rrc ,故取r=80mm,再結(jié)合實際情況取r/r=1.2,則r=96mm。4.1.3膜片

31、彈簧起始圓錐底角的選擇膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐角與內(nèi)截錐高度h關(guān)系密切，一般在915范圍內(nèi)。即，所得結(jié)果滿足915的范圍。4.1.4分離指數(shù)目n、切槽寬度1、2及半徑分離指數(shù)目n常取18，大尺寸膜片彈簧可取24，小尺寸膜片彈簧可取12 。取分離之數(shù)目n =18 。， 的取值應(yīng)滿足 本次設(shè)計取，故取70mm.4.1.5膜片彈簧小端內(nèi)半徑及分離軸承作用半徑的確定r由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑。應(yīng)大于則： （）4.1.6 壓盤加載點半徑和支承環(huán)加載點半徑的確定應(yīng)略大于r且盡量靠近r，應(yīng)略小于r且盡量靠近r同時，和需滿足下列條件：故選擇，4.1.7膜片彈簧工作點位置的選擇膜片

32、彈簧的彈性特性曲線，如圖，該曲線的拐點h對應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且1h= (1m +1n)2。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1b =(0.81.0) 1h，以保證摩擦片在最大磨損限度范圍內(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(yīng)盡量靠近n點。4.1.8膜片彈簧材料制造膜片彈簧用的材料，應(yīng)具有高的彈性極限和屈服極限，高的靜力強度及疲勞強度，高的沖擊強度，同時應(yīng)具有足夠大的塑性變形性能。按上述要求，國內(nèi)常用的膜片彈簧材料為硅錳鋼60si2mna或50crva。4.2膜片彈簧的強度

33、校核由前面所算得，各參數(shù)值匯總?cè)缦卤恚篸=190mmd=130mm4.2.1繪制膜片彈簧的特性曲線根據(jù)工作壓力和膜片彈簧在壓盤接觸點處的軸向變形關(guān)系式為 式中，e彈性模量，鋼材料取e=2.06mpa； 泊松比，鋼材料取=0.3；畫出特性曲線:將各數(shù)值代入上式算得：利用matlab進行仿真，畫出特性曲線：程序為：x=0:0.01:7;y=193.6015*x.3-1887.6148*x.2+5112.29*x;plot(x,y) 膜片彈簧的f1-1彈性特性曲線4.2.2 確定膜片彈簧的工作點位置取離合器接合時膜片彈簧的大端變形量為，由特性曲線圖可查的膜片彈簧的壓緊力： 校核后備系數(shù)： 離合器徹底

34、分離時，膜片彈簧大端的變形量為壓盤的行程故離合器剛開始分離時，壓盤的行程，此時膜片彈簧大端的變形量為摩擦片磨損后，其最大磨損量故上面演算式中 : z 摩擦片總的工作面數(shù) 每一摩擦面工作面的最大允許磨損量，可取，。徹底分離時每對摩擦片面之間的間隙，可取，。4.2.3 求離合器徹底分離時分離軸承作用的載荷f2由膜片彈簧小端分離軸承處作用有分離力f2時膜片彈簧壓盤接觸處的變形1和f2的關(guān)系式取則得4.2.4 求分離軸承的行程2由膜片彈簧壓盤接觸處的軸向變形1和小端分離軸承處的軸向變形的關(guān)系式，取得，寬度系數(shù) 在f2力作用下膜片彈簧的小端變形由兩部分組成：在f2力作用下，由于壓盤接觸處膜片彈簧的軸向變

35、形而引起的小端變形，以及因分離指受f2力作用引起的彎曲附加變形。即代人有關(guān)數(shù)值，得，則4.2.5 膜片彈簧強度校核膜片彈簧的大端的最大變形（離合器徹底分離時）。 代入有關(guān)數(shù)值，得因為膜片彈簧的材料為 60si2mna, 該材料許用應(yīng)力 為 1700-1900mpa而，所以該膜片彈簧滿足強度要求，比較合適。膜片彈簧的相關(guān)參數(shù)如表截錐高度h板厚h分離指數(shù)n圓底錐角4mm2mm1814五、扭轉(zhuǎn)減振器簡單設(shè)計5.1 扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)帶扭轉(zhuǎn)減振器的的從動盤結(jié)構(gòu)簡圖如下圖4.1所示彈簧摩擦式:圖4.2帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤總成結(jié)構(gòu)示意圖1從動盤；2減振彈簧；3碟形彈簧墊圈；4緊固螺釘；5從動盤轂；6減振摩擦片7減振盤；8限位銷由于現(xiàn)今離合器的扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計大多采用以往經(jīng)驗和實驗方法通過不斷篩選獲得,且越來越趨向采用單級的減振器。極限轉(zhuǎn)矩受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取，=(1.52.0) 對于乘用車，系數(shù)取2.0。則=2.02.0161322（nm）5.1.1 扭轉(zhuǎn)剛度k由經(jīng)驗公式初選即133224186（nm/rad）5.1.2 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩可按公式初選（0.060.17）取=0.12 =0.12161=19.32 nm5.1.3預緊轉(zhuǎn)矩減振彈簧在安裝時都有一定的預緊。滿足以下關(guān)系：（0.050.15