【正文】 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 第一章 前 言 全書(shū) 共 5 章，主要闡述了 3 噸柴油貨車中的離合器及操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)。各章的主要內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足的主要要求、結(jié)構(gòu)方案分析和選擇、主要參數(shù)的選擇、離合器的設(shè)計(jì)和計(jì)算、扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)、離合器的操縱機(jī)構(gòu)和主要結(jié)構(gòu)原件的分析、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 和結(jié)論 。 本書(shū)在體系和內(nèi)容方面，主要參考了第三版《汽車設(shè)計(jì)》、第三版《汽車構(gòu)造》和《離合器設(shè)計(jì)》叢書(shū)。結(jié)合我國(guó)今年來(lái)汽車工業(yè)得到迅速發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，本書(shū)積極引用其介紹的優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等新的設(shè)計(jì)方法。 由于本人的學(xué)識(shí)有限，書(shū)中難免出 現(xiàn)錯(cuò)誤和疏漏之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 第二章 離合器概述 167。 離合器 設(shè)計(jì)要求 對(duì)于以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車，離合器在機(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。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。它主要包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分，組成如下： 1. 主動(dòng)部分：飛輪、離合器蓋、壓盤； 2. 從 動(dòng)部分：從動(dòng)盤； 3. 壓緊機(jī)構(gòu)：壓緊彈簧； 4. 操縱機(jī)構(gòu)：分離叉、分離軸承、離合器踏板、傳動(dòng)部件。 主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)是使主、從動(dòng)部分分離的裝置。 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)滿足如下基本要求： 1. 在任何行駛條件下 ,既能可靠地傳遞發(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(guò)載 . 2. 接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步時(shí)沒(méi)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. 應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通分散熱效果，以保證工作溫度不至于過(guò)高，延長(zhǎng)其使用壽命。 ，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和降低噪聲的能力。 操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。 作用在從動(dòng)盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作過(guò)程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。 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(zhǎng)。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方 便等。 167。 離合器的工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪是離合器的主動(dòng)件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤和從動(dòng)轂借滑動(dòng)花鍵與從動(dòng)軸（即變速器的主動(dòng)軸）相連。壓緊彈簧則將從動(dòng)盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上，再由此經(jīng)過(guò)從動(dòng)軸和傳動(dòng)系中一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。 由于汽車在行駛過(guò)程中，需經(jīng)常保持動(dòng)力傳遞，而中斷傳動(dòng)只是暫時(shí)的需要，因此汽車離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分是經(jīng)常處于接合狀態(tài)的。摩擦副采用彈簧壓緊裝置即是為了適應(yīng)這一要求。 當(dāng)希望離合器分離時(shí)，只要踩下離合器操縱機(jī)構(gòu)中的踏板，套在分離套筒的環(huán)槽中的撥叉便推動(dòng)分離叉克服壓緊彈簧的壓力向松開(kāi)的方向移動(dòng)，而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動(dòng)力的傳遞。 當(dāng)需要重新恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，為使汽車速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化比較平穩(wěn)，應(yīng)該適當(dāng)控制離合器踏板回升的速度，使從動(dòng)盤在壓緊彈簧壓力作用下，向接合的方向移動(dòng)與飛輪恢復(fù)接觸。二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸增加。當(dāng)飛輪和從動(dòng)盤接合還不緊密，二者之間摩擦力矩比較小時(shí)，二者可以不同步旋轉(zhuǎn)，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動(dòng)盤接合緊密程度的逐步增大，二者轉(zhuǎn)速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時(shí)，汽車速度方能與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。 167。 離合器的功用及分類 離合器是車輛（汽車）與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連的部件。離合器在汽車上大部分時(shí)間是處與接合狀態(tài)，只有需要時(shí)才暫時(shí)的切斷動(dòng)力傳遞。所以其功用主要有以下幾點(diǎn)： 1．在汽車起步時(shí)，通過(guò)離合器主、從動(dòng)部分之間的滑磨 、轉(zhuǎn)速的逐漸接近，確保汽車起步平穩(wěn)。 2．當(dāng)變速器換擋時(shí)，通過(guò)離合器主、從動(dòng)部分的迅速分離來(lái)切斷動(dòng)力的車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 傳遞，以減輕齒輪齒間的沖擊，保證換擋時(shí)工作平順。 3．當(dāng)傳給離合器的轉(zhuǎn)矩超 過(guò)其所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，其主、從動(dòng)部分之間將產(chǎn)生滑磨，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載。 現(xiàn)代各類汽車上應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合器，可按從動(dòng)盤數(shù)目不同、壓緊彈簧布置形式不同、壓緊彈簧結(jié)構(gòu)形式不同和分離時(shí)作用力方向不同分類如下： ：?jiǎn)纹?、雙片、多片； ：圓周布置、中央布置、斜向布置； ：圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧、膜片彈簧； ：推式、拉式。 167。 離合器的結(jié)構(gòu)方案 汽車使用的離合器大部分都是摩擦式離合器，從它的分離受作用力來(lái)看可分為 拉式和推式兩種；按從動(dòng)盤數(shù)可分為單片、雙片和多片，按其壓緊彈簧布置可分為圓周布置、中央布置和斜置式三種；按其壓緊彈簧可分為圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧。 一、盤的選擇 對(duì)轎車和輕型、微型貨車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般不大，在布置尺寸允許的條件下，離合器通常只設(shè)有一片從動(dòng)盤。單片離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，散熱良好，維修太哦正方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能保證分離徹底、結(jié)合平順。 故在本次設(shè)計(jì)中選用了單片摩擦離合器。 二、彈簧布置形式的選擇 周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制 造容易，因此用較為廣泛。壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時(shí)周置彈簧由于受離心力作用而 向 外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力隨之降低。此外，彈簧靠到它的定位面上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至出現(xiàn)彈簧斷裂的現(xiàn)象。 中央彈簧離合器采用一至兩個(gè)圓柱螺旋或用一個(gè)圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心，此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是采用一個(gè)膜片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺旋彈簧和分離杠桿。起結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下： 膜片彈簧的軸向尺寸較小而徑向尺寸很大 ,這有利于在提高離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力 的情況下離合器的軸向尺寸。 膜片彈簧的分離指器分離杠桿的作用，故不需專門的分離杠桿，使離合器結(jié)構(gòu)大大的簡(jiǎn)化，零件數(shù)目少，質(zhì)量輕。 由于膜片彈簧軸向尺寸小，所以可以適當(dāng)增加壓盤的厚度，提高熱容量；而且還可以在壓盤上增設(shè)散熱筋及在離合器蓋上開(kāi)設(shè)較大的通風(fēng)孔來(lái)改善散熱條件。 膜片彈簧離合器的主要部件形狀簡(jiǎn)單，可以采用沖壓加工，大批量生產(chǎn)時(shí)可以降低生產(chǎn)成本。 故在本設(shè)計(jì)中選用了膜片彈簧離合器。 三、離合器按它的結(jié)構(gòu)形式選擇 根據(jù)膜片彈簧分離指在分離時(shí)所受的力是推力還是受拉力，可分為推式和拉式彈簧離合 器。拉式與推式離合器最明顯的特征就是膜片彈簧安裝方向相反。 拉式膜片彈簧離合器與推式有其明顯的優(yōu)點(diǎn)： 減少中間支撐，零件數(shù)目相對(duì)要少。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊、質(zhì)量較輕。 由于取消了中間支撐，減少了摩擦損失，傳動(dòng)效率高，使分離時(shí)的踏板力更少， 拉式膜片彈簧無(wú)論在接合還是在分離時(shí)，膜片彈簧都與離合器蓋接觸，不會(huì)產(chǎn)生噪聲和沖擊。 由于拉式膜片彈簧是以其中部壓緊壓盤，在壓盤大小相同的條件下可使用直徑相對(duì)較大的膜片彈簧，從而實(shí)現(xiàn)在不增加分離時(shí)的操縱力的前提下，提高壓盤的壓緊力和傳遞轉(zhuǎn)矩的能力；或在傳遞轉(zhuǎn)矩相同 的條件下，減小壓盤的尺寸。 使用壽命相對(duì)要長(zhǎng)。 所以在本設(shè)計(jì)中選擇拉式離合器。 四、 扭轉(zhuǎn)減振器 的選擇 它能降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系扭振固有頻率，增加傳動(dòng)系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 生的瞬態(tài)扭振，控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器的扭振與噪聲，緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷和改善離合器的接合平順性。 故要有扭轉(zhuǎn)減振器。 五、 壓盤驅(qū)動(dòng)形式選擇 窗孔式、銷釘式、鍵塊式它們?nèi)秉c(diǎn)是在聯(lián)接件間有間隙，在驅(qū)動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊噪聲，而且零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損， 降低離合器傳動(dòng)效率。傳動(dòng)片式此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對(duì)中性好，使用平衡性好，簡(jiǎn)單可 靠 ，壽命長(zhǎng)。 故選擇傳動(dòng)片式。 六、 操縱機(jī)構(gòu)的選擇 液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由吊掛式離合器踏板、主缸、工作缸、管路系統(tǒng)和回位彈簧等部分組成，具有傳遞效率高、質(zhì)量小、布置方便、便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)和駕駛室或車架變形不會(huì)影響其正常工作離合器接合較柔和等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于各種形式的汽車中。 所以在本次設(shè)計(jì)種選用了液壓式傳動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 第三 章 離合器設(shè)計(jì)計(jì)算 167。 離合器參數(shù)的選擇 一、摩擦片外徑的確定 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)和使用壽命，它 和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定的關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要參數(shù)，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 )(max mNTe ? 來(lái)選定 D 時(shí)，有下列公式可得： ATeD max100? （ 31） 根 據(jù) 所 設(shè) 計(jì) 的 車 型 和 采 用 單 片 摩 擦 片 ， 則 A=36 。 由 （ 31）得mmD ?? 查摩擦片尺寸的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，選取標(biāo)準(zhǔn)摩擦片外徑 D=325mm,內(nèi)徑d=190mm,厚度 h=,內(nèi)外徑之比 39。?c ，單位面積 2546mmA? . 驗(yàn)算摩擦片最大圓周速度 ： 100060?? DnV ? （ 32） 式中： D摩擦片外徑， mm。 n發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速， r/min。 V摩擦片最大圓周速度， m/s。 smsmDnV /65/ ??? ????? ? 即滿足設(shè)計(jì)要求。 二、離合器后備系數(shù) ? 的 確定 后備系數(shù) ? 是離合器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)到的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇 ? 時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 摩擦片在使用中磨損后，離合器還能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； 要能防止離合器滑磨過(guò)大； 要能防止傳動(dòng)系過(guò)載。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過(guò)大， ? 不易選取太小，當(dāng)使用條件惡劣，為提高起步能力，減小離合器滑磨， ? 應(yīng)選取大些；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗 暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)， ? 選取值應(yīng)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小， ? 可選取小些。 考慮