汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-榮威1.5L離合器設(shè)計(jì)

滿足要求

第五章離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)5.1從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)5.1.1從動(dòng)盤(pán)總成的結(jié)構(gòu)型式的選擇從動(dòng)盤(pán)的總成主要是由摩擦片、從動(dòng)片、減振器和從動(dòng)盤(pán)轂等部分組成。從動(dòng)盤(pán)對(duì)離合器工作性能的影響非常的大，應(yīng)該要滿足如下的設(shè)計(jì)要求：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)該要求盡量小，以能夠減小變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊。應(yīng)該要具有軸向彈性，使離合器接合時(shí)平順，方便于起步，而且使摩擦面壓力分布要均勻，以減小磨損。應(yīng)該要裝扭轉(zhuǎn)減振器，以更好的避免傳動(dòng)系共振，并且緩和沖擊。摩擦面片要采用有機(jī)的材料。選用帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)時(shí)，從動(dòng)片通常是用1.3～2.0mm厚的鋼板沖壓而成的。將其外緣的盤(pán)形部分磨薄至0.65～1.0mm，以能夠減小其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。整體式彈性的從動(dòng)片一般要用高碳鋼（如50）或65Mn鋼板，熱處理的硬度38～48HRC。5.1.2從動(dòng)片結(jié)構(gòu)型式的選擇在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)板，盡量減少重量，質(zhì)量，交貨應(yīng)盡量靠近旋轉(zhuǎn)中心，以達(dá)到最小的時(shí)候使離合器連接順暢，保證汽車(chē)起步離合器驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定的，一片單片結(jié)構(gòu)通常具有這樣的軸向驅(qū)動(dòng)板，三種結(jié)構(gòu)：1、彈性盤(pán)單片型；2、分離式彈性從動(dòng)盤(pán)；3、組合式彈性從動(dòng)片。選擇整體式彈性從動(dòng)片，它能滿足達(dá)到軸向彈性的要求，生產(chǎn)率高。5.1.3從動(dòng)盤(pán)轂的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)轂是離合器中承受載荷最大的零件，它是裝在變速器輸入軸前端的花鍵上的，一般采用的齒側(cè)定心的矩形花鍵，花鍵軸與孔采用動(dòng)配合。輸出轂軸向長(zhǎng)度不應(yīng)該太小，以免分散離開(kāi)分離是不完全的，并且通常是在花鍵軸的花鍵軸的滑動(dòng)的同時(shí)直徑1.0至1.4倍。該草案需要花鍵軸直徑的1.4倍。輸出轂共同使用鍛鋼（對(duì)于45,40Cr等），表面硬度和芯一般是26?32HRC。要完善內(nèi)部花鍵孔的表面硬度和耐磨性，可以鑲邊，窗口和阻尼彈簧驅(qū)動(dòng)件的結(jié)合部，應(yīng)該是高頻處理。減振彈簧常采用60Si2MnA、50CrVA、65Mn等彈簧鋼絲?；ㄦI的結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)從動(dòng)盤(pán)外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩按國(guó)標(biāo)GB1144—1974選取。表5-1花鍵軸規(guī)格表從動(dòng)盤(pán)外徑D(mm發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩(NM)花鍵齒數(shù)n花鍵外徑(mm)花鍵內(nèi)徑(mm)齒厚(mm)有效齒長(zhǎng)(mm)225150103226430250200103528435280280103528440300310104032550325380104032550350480104032555380600104032560410720104536565430800104536565根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為T(mén)emax=135NmQUOTEQUOTE，選取表5-2所選從動(dòng)盤(pán)轂花鍵參數(shù)從動(dòng)盤(pán)外徑D/mm花鍵齒數(shù)花鍵外徑D′/mm花鍵內(nèi)徑d′/mm齒厚b/mm有效齒長(zhǎng)/mm擠壓應(yīng)力22510322643011.3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(guò)大而破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計(jì)算。擠壓應(yīng)力計(jì)算公式：擠壓=（5-1）式中，P為花鍵的齒側(cè)面壓力()。它由下式確定：花鍵的齒側(cè)面壓力：QUOTE（5-2）式中，，—花鍵的內(nèi)外徑；Z—從動(dòng)盤(pán)轂的數(shù)目,Z=1；—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；—花鍵齒數(shù)；—花鍵齒工作高度；—花鍵有效長(zhǎng)度。則故滿足要求。5.2離合器蓋總成設(shè)計(jì)5.2.1離合器蓋設(shè)計(jì)為了減輕重量和剛度，自動(dòng)離合器罩普通碳鋼板的約3至5毫米（約08鋼）沖壓成復(fù)雜的形狀的厚度。設(shè)計(jì)時(shí)特別要注意通風(fēng)等問(wèn)題的剛性。離合器蓋剛度不夠，大變形是產(chǎn)生，它不僅會(huì)影響操作系統(tǒng)的傳輸效率，而且還可能導(dǎo)致分離是不完全的，過(guò)早的耐磨內(nèi)襯，齒輪換檔困難。印刷版用印刷版，夾緊桿，彈簧等內(nèi)置因此應(yīng)該飛輪保持良好的對(duì)準(zhǔn)，以免影響到組件的平衡和正常工作。與定位銷(xiāo)或螺栓的過(guò)程中可被施加到銷(xiāo)。膜片離合器蓋支助廳應(yīng)具有高的尺寸精度。改善通氣和去除離合器摩擦磨損粉末，以防止摩擦表面溫度過(guò)高，以確保的前提下的剛性，可以設(shè)置循環(huán)空氣輸入和離合器罩的輸出，這是還設(shè)計(jì)有鼓結(jié)構(gòu)的葉片蓋。設(shè)計(jì)要求，離合器蓋，離合器罩的直徑比離合器板的外徑大，可以包含連接部分上的其它部件在其中。5.2.2壓盤(pán)設(shè)計(jì)對(duì)壓盤(pán)設(shè)計(jì)的要求：壓盤(pán)應(yīng)具有較大的質(zhì)量，以增大熱容量，減小溫升，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎，有時(shí)可設(shè)置各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，以幫助散熱通風(fēng)。中間壓盤(pán)可鑄出通風(fēng)槽，也可采用傳熱系數(shù)較大的鋁合金壓盤(pán)。壓盤(pán)應(yīng)具有較大的剛度，使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均勻并減小受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊及離合器的徹底分離，厚度約為15~25mm。與飛輪應(yīng)保持良好的對(duì)中，并要進(jìn)行靜平衡，壓盤(pán)單件的平衡精度應(yīng)不低于15~20g.cm。壓盤(pán)高度（從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離）公差要小。初步確定壓盤(pán)厚度為15mm，外徑225mm，內(nèi)徑120mm。材料為灰鑄鐵HT20鑄成，密度為。C=481.4J/(kg.℃)壓盤(pán)的厚度初步確定后，應(yīng)根據(jù)下式來(lái)校核離合器一次接合的溫升t=γW/mc式中，t—壓盤(pán)溫升（℃），不超過(guò)8~10℃；c—壓盤(pán)的比熱容，鑄鐵的比熱容為℃)；—傳到壓盤(pán)的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器，γ=0.5；可算得壓盤(pán)質(zhì)量m=3.816kg。溫升t=2.177℃，滿足要求。5.3離合器分離裝置設(shè)計(jì)5.3.1分離軸承和分離套筒在一些主軸線分離力的股票，而且還告訴旋轉(zhuǎn)的徑向力作用下的離心力來(lái)承擔(dān)。此前主要推力球軸承或深溝球軸承，但他們的潤(rùn)滑條件不好，磨損嚴(yán)重，噪聲，可靠性差，壽命短。目前在國(guó)外有推力角接觸球軸承，采用全封閉結(jié)構(gòu)和高溫鋰基潤(rùn)滑脂，其分離舌手指形狀端部的形狀一起舌部通常是舌部弧形表面的球形表面被假定為前側(cè)的平面或凹面。本設(shè)計(jì)采用角接觸推力球軸承。本設(shè)計(jì)采用自調(diào)心軸承系統(tǒng)，列車(chē)斷開(kāi)聯(lián)接。出口有軸承外圈和內(nèi)圈和凸緣和殼體的凸緣徑向間隙之間的距離之間的套管內(nèi)的外釋放套筒，以確保這些間隙的釋放相對(duì)于軸承的套筒徑向移動(dòng)約1mm的間隔。如果軸承外圈不會(huì)晃動(dòng)它不起作用。如果膜片軸承錯(cuò)位的旋轉(zhuǎn)軸線，軸承將自動(dòng)上同心徑向位置漂浮到分離軸承可以保證即使壓縮舌每個(gè)分隔指尖。這可以降低振動(dòng)和噪音，磨損少意味著單獨(dú)分離軸承部，無(wú)助于過(guò)熱和脂肪分解的損失。延長(zhǎng)軸承的壽命。此外，該分離軸承外圈是傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)改變了內(nèi)和外旋轉(zhuǎn)固定，內(nèi)部結(jié)構(gòu)以促進(jìn)分離裝置增加相應(yīng)膜片彈簧杠桿比，而且由于內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在離心力的作用，包括脂肪下，外圈之間循環(huán)改進(jìn)，提高了軸承的使用壽命。膜片的拉出貯存室分離的壓縮舌之間直接膜片彈簧和止動(dòng)環(huán)，然后在彈性?shī)A緊環(huán)夾緊結(jié)構(gòu)是簡(jiǎn)單的。5.4膜片彈簧的設(shè)計(jì)5.4.1膜片彈簧基本參數(shù)的選擇（1）比值H/h和h的選擇比值H/h對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極大。當(dāng)H/h<時(shí)，為增函數(shù)；當(dāng)H/h=時(shí)，有一極值，該極值點(diǎn)恰為拐點(diǎn)；當(dāng)H/h>時(shí)，有一極大值和一極小值；當(dāng)H/h=2時(shí)，的極小值落在橫坐標(biāo)上。為保證離合器壓緊力變化不打和操縱輕便，汽車(chē)離合器用膜片彈簧的H/h一般為1.5~2.0，板厚h為2~4mm。初取h=3mm,H/h=1.5，H=4.5m（2）R/r比值和R、r的選擇研究表明，R/r越大，彈簧材料的利用率就越低，彈簧就越硬，彈性特性曲線受直徑誤差的影響越大，而且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)的布置和壓緊力的要求，R/r一般為1.20~1.35。為使摩擦片上的壓力分布比較均勻，推式膜片彈簧的R值宜取為大于或者等于摩擦片的平均半徑QUOTE=72則可以初取得=72，因此取R=102，r=81，R/r=1.26。（3）α的選擇膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角α與內(nèi)截高度H關(guān)系密切，QUOTE一般在9°~15°范圍內(nèi)?？伤愕忙?14.42°滿足要求。（4）膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇膜片彈簧工作點(diǎn)位置如圖5-1所示，該曲線的拐點(diǎn)H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且QUOTE。新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)B一般取在凸點(diǎn)M和拐點(diǎn)H之間，且靠近或在H點(diǎn)處，一般QUOTE，以保證摩擦片在最大磨損限度QUOTEQUOTEQUOTE范圍內(nèi)的壓緊力從QUOTE到QUOTE變化不打。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從B變到C。為最大限度的減小踏板力，C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近N點(diǎn)。圖5-1膜片彈簧工作點(diǎn)位置（5）分離指數(shù)目n的選擇分離指數(shù)目n常取為18，大尺寸膜片彈簧可取24，小膜片彈簧可取12。本次設(shè)計(jì)取n=16。（6）膜片彈簧小端內(nèi)徑QUOTE及分離軸承作用半徑QUOTE的確定QUOTE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，QUOTE應(yīng)大于QUOTE。取QUOTE=28mm，QUOTE=32mm（7）切槽寬度QUOTE、QUOTE及半徑QUOTE的確定QUOTE=3.2~3.5mm，QUOTE=9~10mm,QUOTE的取值應(yīng)滿足r-QUOTE。本次設(shè)計(jì)取QUOTE=3.4mm,QUOTE=9mm，QUOTE=77.5mm，滿足r-QUOTE（8）壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑QUOTE和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑QUOTE的確定QUOTE的取值將影響膜片彈簧的剛度。QUOTE應(yīng)略大于r且盡量接近r，QUOTE應(yīng)略小于R且盡量接近R。本次設(shè)計(jì)，取QUOTE=87.5mm，QUOTE=100mm。5.4.2膜片彈簧基本參數(shù)約束條件的檢驗(yàn)(1)彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍（5-5）R/r=1.2;2R/h=70;R/ro=3.75滿足條件(2)為使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻,推式膜片彈簧的壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間。即（5-6）符合要求。(3)根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求,與,與,與之差應(yīng)在一定范圍內(nèi),即（5-7）R-R1=5;r1-r=0;rf-ro=4符合要求。(4)膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用,因此其杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)先取,（5-8）符合要求。5.4.3膜片彈簧材料及制造工藝國(guó)產(chǎn)隔膜就像是優(yōu)質(zhì)精密不銹鋼材料60Si2MnA鋼或50CrVA規(guī)則。以確保其硬度，幾何結(jié)構(gòu)承載特性和表面質(zhì)量的要求，需要進(jìn)行一系列的處理。為了增加盤(pán)簧的承載能力，以在治療的膜片彈簧極端壓力，也就是沿工作方向分離的狀態(tài)在完全獨(dú)立的點(diǎn)繼續(xù)施加移過(guò)量3-8倍隔開(kāi)一定產(chǎn)生塑性變形，使得膜片彈簧和其使用的制造中的殘余應(yīng)力狀態(tài)的表面來(lái)實(shí)現(xiàn)，反之亦然進(jìn)行加固的目的。通常處理由相同的操作條件下的極壓性，在5％至30％的膜片彈簧的疲勞壽命可能會(huì)增加。此外，該隔膜或雙噴丸的凹面，即高速?gòu)椡枇鞅粐姷侥て瑥椈傻谋砻嫔系乃苄宰冃蔚谋砻?，從而表面層具有一定厚度的加?qiáng)的，發(fā)揮效應(yīng)形成加工硬化也可以增加承載能力和耐久性。為了提高分離指的耐磨性，可對(duì)其端部進(jìn)行高頻淬火。在膜片彈簧與壓盤(pán)接觸圓形處，為了防止由于拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂紋，可對(duì)該處進(jìn)行擠壓處理，以消除應(yīng)力源。光闌面可以無(wú)毛刺，裂紋，劃痕，腐蝕等缺陷。硬度板簧部分通常是45?50HRC，分離指尖硬度為55?62HRC，在同一塊上相同的硬度范圍的差不超過(guò)3個(gè)單位以上。板簧部應(yīng)均勻回火屈氏體和少量山梨醇。深度單個(gè)碳層一般不超過(guò)厚度的3％。內(nèi)的隔膜，所述外半徑公差規(guī)則H11和的±0.025毫米H11厚度公差為±10'的錐角公差的始端。上部和1.6微米，小于0.1毫米的一般要求的底表面的平坦膜片彈簧的表面粗糙度的下表面。當(dāng)隔膜彈簧在接合狀態(tài)，相互高度差分離指尖通常要求小于0.8?1.0毫米。5.5扭轉(zhuǎn)減振器5.5.1扭轉(zhuǎn)減振器的功用降低了發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧了傳動(dòng)系扭振固有頻率；增加了傳動(dòng)系的扭振阻尼，抑制了扭轉(zhuǎn)共振影響振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬間扭振；控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器軸系的扭振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭振和噪聲；緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，改善離合器的接合平順性。5.5.2減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)極限轉(zhuǎn)矩QUOTE極限轉(zhuǎn)矩是指減振器在消除了限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂缺口之間的間隙QUOTE時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷(xiāo)起作用時(shí)的轉(zhuǎn)矩。它受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可?。篞UOTE（5-9）式中，2.0適用乘用車(chē)，1.5適用商用車(chē)，本設(shè)計(jì)為乘用車(chē)，選取2.0。代入數(shù)據(jù)可得，QUOTE262N·m。(2)扭轉(zhuǎn)角剛度QUOTE為了避免引起傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)角剛度QUOTE，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)常用的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。QUOTE決定于減振彈簧的線剛度及結(jié)構(gòu)布置尺寸?？砂聪铝泄匠踹x角剛度：QUOTEQUOTE（5-10）可算得，QUOTE3406N·m/rad，本設(shè)計(jì)初選=30000N·m/rad。(3)阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩QUOTE由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度QUOTE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：（5-11）QUOTEQUOTE本設(shè)計(jì)取QUOTE，可算得(4)預(yù)緊力矩QUOTE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:（5-12）（5-12）本設(shè)計(jì)取QUOTE13.1N·m。(5)減振彈簧位置半徑減振彈簧位置半徑QUOTE的尺寸應(yīng)盡可能大一些，一般?。海?-13）其中d為摩擦片內(nèi)徑，本設(shè)計(jì)取系數(shù)0.75，代入數(shù)值，得Ro=52.5mm(6)減振彈簧個(gè)數(shù)QUOTEQUOTE參照表5-3選取。摩擦片外D/mm225～250250～325325～350>350Zj4～66～88～10>10表5-3減振彈簧個(gè)數(shù)的選取本設(shè)計(jì)D=180mm，故選取Zj=4。(7)減振彈簧總壓力F當(dāng)限位彈簧與從動(dòng)盤(pán)轂之間的間隙被消除時(shí)，彈簧傳遞扭矩達(dá)到最大此時(shí)，減振彈簧受到的壓力F為：（5-14）可算得，F(xiàn)=6550N。(8)極限轉(zhuǎn)角減振器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩的時(shí)候從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角為（5-15）式中：為減振彈簧的工作變形量。QUOTEQUOTE通常取3°～12°，本設(shè)計(jì)取8°。

第六章離合器輸出軸的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)轂花鍵的選取，花鍵外徑=32mm,內(nèi)徑QUOTE=26mm連接變速箱的一端軸最小直徑,本設(shè)計(jì)取d=32mm對(duì)于既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩的轉(zhuǎn)軸，軸的直徑應(yīng)滿足：（6-1）表6-1常用材料的[τ]值和[C]值軸的材料Q235,20354540Cr，35SiMn[τ]/Mpa12-2020-3030-4040-52C160-135135-118118-107107-98本設(shè)計(jì)輸出軸用45鋼，則取d=32mm滿足要求。

謝辭本次設(shè)計(jì)的榮威1.5L離合器，讓我充分了解了離合器的構(gòu)造組成以及裝配形式和加工工藝。對(duì)于離合器參數(shù)的選擇自己也有了新的理解。謝老師和同學(xué)在我有困難的時(shí)候能夠幫助我解決問(wèn)題，使我能在有限的時(shí)間內(nèi)完成本次設(shè)計(jì)。通過(guò)本次離合器課程設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)了解了離合器的構(gòu)造，通過(guò)查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《汽車(chē)?yán)碚摗?、《汽?chē)設(shè)計(jì)》、《AutoCAD2010》、《機(jī)械制圖》讓我對(duì)汽車(chē)離合器有個(gè)更