【正文】 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 。 膜片彈簧的支撐形式 拉式膜片彈簧的支承結(jié)構(gòu)形式分為無支承環(huán)形式，將膜片彈簧的大端直接支承在離合器蓋中沖出的環(huán)形凸臺上；單支承環(huán)形式如圖 21 所示，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上。 9 圖 單支承環(huán)支 承形式 離合器基本性能關(guān)系式 離合器的基本功能之一是傳遞轉(zhuǎn)矩，因此離合器轉(zhuǎn)矩容量是離合器最為基本的性能之一，但通常它只能用來初步定出離合器的原始參數(shù)、尺寸，它們是否適合最終取決于試驗(yàn)驗(yàn)證。 將離合器轉(zhuǎn)矩容量 cT 和發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 關(guān)系式： maxeC TT ??? () 基本結(jié)構(gòu) 尺寸、參數(shù)的選擇 摩擦片外徑 D 的確定 摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。 當(dāng)按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT (N m)來選定 D 時，有公式 ATD e /100 m a x? () A=47，小轎車。 10 表 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 D\mm 160 180 200 225 250 280 300 325 內(nèi)徑 d\mm 110 125 140 150 155 165 175 190 厚度 /mm 339。1 C? DdC?39。 單面面積 cm2 106 132 160 221 302 402 466 546 mmATD e 3 6/1 0 0 m a x ?? 根據(jù)表 21 標(biāo)準(zhǔn)尺寸選取 D=180mm， d=125mm， h= ， DdC?39。 = ， a=132mm2 。 離合器后備參數(shù) β的確定 表 離合器的后備參數(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 ～ 最大總質(zhì)量為 6～ 14t 的商用車 ～ 掛車 ～ 對小轎車離合 器推薦的后備參數(shù) β取值為 。 單位壓力 P 的確定 1） 壓緊力 F F=3000β maxeT (D+d)/μ Z(D2+Dd+d2)=~ （ ） 石棉基材料μ =，單片離合器 Z=2。 摩擦片單位壓力 P P=F/a=~ 2） 單位壓力 P 當(dāng)摩擦片的外徑較大時，要適當(dāng)降低摩擦面上的單位壓力 P，離合器使用頻繁，工作條件比較惡劣時，單位壓力 P 取較小的值為好，因此只有降低單位壓力 P增大摩擦面積，加大容許的磨耗的體積，增加使用磨耗量，才能延長使用時間。 11 對于采用有機(jī)材料為基礎(chǔ)的摩擦面 F 列數(shù)據(jù)可做參考。 小轎車 D≤ 230mm 時， P約為 cT = β maxeT =πμ ZPD3（ 1C3） （ ） 其中 β=， μ =。 P=12β maxeT /πμ ZPD3（ 1C3） = （ ） 表 摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù) f 石棉基材料 模壓 ～ 編織 ～ 粉末冶金材料 銅基 ～ 鐵基 ～ 金屬陶瓷材料 表 摩擦片單位壓力的取值范圍 摩擦片材料 單位壓力0p /MPa 石棉基材料 模壓 ~ 編織 ~ 粉末冶金材料 銅基 ~ 鐵 基 金屬陶瓷材料 ~ 單位壓力 P 在容許范圍之內(nèi)，認(rèn)為所選離合器的尺寸、參數(shù)適合。 本章小結(jié) 如上一章所述，汽車上所用的摩擦離合器是拉式膜片彈簧離合器，又要靠它的滑磨來使汽車平穩(wěn)起步，工作條件甚為惡劣。因此在設(shè)計離合器時，不僅要求它在任何情況下都能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩，而且還應(yīng)使它有足夠的使用壽命，本章提供了為以后設(shè)計離合器時重要的結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計參數(shù)。 12 第 3 章 離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算 在進(jìn)行離合器的具體設(shè)計時，首先應(yīng)保證傳遞發(fā)動機(jī)最 大扭矩為前提，然后滿足下列條件 : （ 1） 如前所述，扇形波狀彈簧對置分布鉚接在從動鋼片上，并在從動盤上設(shè)置扭轉(zhuǎn)減震器保證離合器接合柔和，摩擦片制成一定錐度（從動盤錐形量約為 ）使其大端面向飛輪，這樣從動盤轂在從動軸（即變速器第一軸）花鍵上易于滑動，有利于離合器徹底分離。 （ 2） 離合器主動部分與從動部分的連接和支撐形式，離合器的主動部分包括飛輪，離合器蓋與他們一起轉(zhuǎn)動并能軸向移動的壓盤，壓盤通過鋼片與離合器蓋相連，離合器從動部分有從動盤，從動軸，從動軸裝在飛輪與壓盤之間，可在從動軸花鍵上滑動 ，設(shè)計時把離合器從動軸的前軸承安裝在發(fā)動機(jī)曲軸的中心孔內(nèi)。 （ 3） 離合器從動軸的軸向定位及軸承潤滑，離合器從動軸在安裝后應(yīng)保持軸向定位，在拆卸時便于離合器中抽出來。因此，設(shè)計時使從動軸前軸承外圓與飛輪為過渡配合，而前軸承內(nèi)圈與從動軸為間隙配合，離合器的從動軸軸向定位是靠從動軸后軸承來保證的。離合器分離軸承靠注入黃油潤滑的，而從動軸前軸承靠油杯定期注入潤滑。 為防止?jié)櫥土鞯侥Σ烈r面，造成離合器打滑，除在軸承處安有自緊油封外，還在飛輪上開泄油孔。 13 （ 4） 離合器運(yùn)動零件的限位，離合器處于接合時為使壓 盤與摩擦片很好接合，應(yīng)使分離彈簧與分離軸承之間保持一定間隙，這是分離軸承回位彈簧加以保證。分離時，應(yīng)對踏板的最大行程加以限制。 從動盤總成 從動盤有兩種結(jié)構(gòu)型式：帶扭轉(zhuǎn)減振器的和不帶扭轉(zhuǎn)減振器的，帶扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。 扇形波狀彈簧兩兩對置鉚接與從動鋼片上，兩側(cè)在鉚接摩擦片，鉚釘都采用鋁制埋頭鉚釘，摩擦襯面在鉚接后腰磨削加工，使其工作表面的不平度誤差小于 ，從動盤本體采用 45 號鋼沖壓加工得到，為防止其彎曲變形而引起分離不徹底，一般在從動盤本體上設(shè)徑向切口。 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減振摩擦片 7限位銷 8從動盤轂 10調(diào)整墊片 11減振彈簧 12減振盤 圖 帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤 從動盤總成由摩擦片，從動片，減震器和從動盤穀等組成。它雖然對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)計的重點(diǎn)。從動盤總成應(yīng)滿足如下設(shè)計要求： （ 1） 為了減少變速器換擋時輪齒間的沖擊，從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小。 14 （ 2）為了保證汽車平穩(wěn)起步，摩擦面 片上的壓力分布更均勻等，從動盤應(yīng)具有軸向彈性。 （ 3）為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減振器。 （ 4）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。 從動盤的軸向彈性可改善離合器性能，使離合器接合柔和，摩擦面接觸均勻，磨損較小。為使從動盤有軸向彈性，單獨(dú)制造扇形波狀彈簧與從動鋼片鉚接。波狀彈簧可用比鋼片輕薄的材料制造，軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動慣量小，適宜高速旋轉(zhuǎn)，且彈簧對置分布，彈性好。因此設(shè)計中選用此類彈簧。 從動片 （ 1）設(shè)計從動片時， 要盡量減輕其質(zhì)量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分布盡 可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，已獲得最小的轉(zhuǎn)動慣量。通常是用 ～ 厚的鋼板沖壓而成，為了進(jìn)一步減小從動片的轉(zhuǎn)動慣量，有時將從動片外緣的盤形部分磨薄至 ～ ，使其質(zhì)量分布更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。 （ 2）為了使離合器接合平順，保證汽車起步平穩(wěn)，單片離合器的從動片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。對于單片離合器的乘用車而言，通常只設(shè)有一個從動盤。 從動盤轂 從動盤數(shù)及干、濕式的選擇單片干式摩擦離合器，這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，軸向尺寸緊湊，分離徹底，從動件轉(zhuǎn)動慣量小，散熱性能好，采用軸向 有彈性的從動盤時也能接順平和等優(yōu)點(diǎn)符合離合器的設(shè)計要求。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩是經(jīng)過從動盤轂的花鍵孔輸出，變速器第Ⅰ軸花鍵軸就插在該花鍵孔內(nèi)，從動盤轂和變速器第Ⅰ軸的花鍵接合方式。見下表。 表 從動盤轂花鍵尺寸系列 摩擦片 外徑 D/mm 發(fā)動機(jī)的 最大轉(zhuǎn)矩 Temax/N m 花鍵尺寸 擠壓應(yīng)力 σ j/Mpa 齒數(shù) N 外徑 D′ /mm 內(nèi)徑 d′ /mm 齒厚 b/mm 有效齒長 l/mm 160 50 10 23 18 3 20 10 180 70 10 26 21 3 20 200 110 10 29 23 4 25 15 花鍵選取后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力σ j（ MPa）及剪切應(yīng)力τ j（ MPa）的強(qiáng)度校核： nhlP?? （ ） P花鍵的齒面?zhèn)让鎵毫? ZdDTP e )( 4 max???? （ ） ? ? M P aM P adDZ n h lT e m a x ??????? ? （ ） 式中， dD?? 分別為花鍵內(nèi)外徑； h花鍵的工作高度；ZdD /)( ???? Z從動盤轂的數(shù)目 從動盤轂一般由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過20MPa 合格。 從動盤摩擦材料 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，從動部分轉(zhuǎn)動慣量小，在使用時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)計選擇單片離合器。摩擦片數(shù)為 2。 摩擦片要求：摩擦系數(shù)穩(wěn)定、工作溫度、單位壓力的變化對其影響要小，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性；熱穩(wěn)定性好，磨合性好，密度小；有利于結(jié)合平順，長期停放離合器摩擦 片不會粘著現(xiàn)象的。綜上所述，選擇石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑（樹脂或硅膠）和特種添加劑熱壓制成，其摩擦系數(shù)大約在 左右（ ～ 之間），其允許的單位壓力在 左右。密度小，價格便宜，多年來在汽車離合器上使用效果良好。同時，摩擦片從動鋼片用鉚釘連接，連接可靠，更換摩擦片方便，而且適宜在從動鋼片上裝波形彈簧片以獲得軸向彈性。 1） 摩擦片基本尺寸的確定 225 150 10 32 26 4 30 250 200 10 35 28 4 35 280 280 10 35 32 4 40 300 310 10 40 32 5 40 325 380 10 40 32 5 45 350 480 10 40 32 5 50 16 D=180mm ， d=125mm ， h=。 2） 摩擦片的校核 （ 1）摩擦片外徑 D 的選擇應(yīng)使最大圓 周率速度 0v 不超過 6570m/s。 smDnv eD /6 9 8 05 7 0 0601060 33m a x ??????? ?? ?? （ ） （ 2）摩擦片的內(nèi)徑比 C應(yīng)為 范圍內(nèi)。 （ 3）保證離合器可靠性地傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載， β應(yīng)在 之間。 （ 4）為減少汽車起步過程中的離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一次接合的單位面積滑磨功應(yīng)小于其許用值 mNii rmnW grae ??????????? 0 2 1 01 8 0 0 220222? （ ） 式 （ ） 中， am —— 汽車總質(zhì)量 (Kg)； r —— 輪胎滾動半徑（ m）； gi —— 汽車起步時所用變速器擋位的傳動比； 0i —— 主減速器傳動比； en —— 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min。 計 算時乘用車取 20xx r/min，商用車取 1500r/min。 其中： ?i ?gi ?rr m 1270?am Kg。 ? ? ? ? 22 ????? ??? dDZ W （ ） 經(jīng)過校核可知，摩擦片的設(shè)計符合相應(yīng)的設(shè)計要求 （ 5）為了保證 扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑 d 必須大于減振器振器彈簧位置直徑 02R 約 50mm，即 502 0 ?? Rd mm （ 6）為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即 ? ? ? ?0220 2 1 ccc TdDZ TT ??