【正文】 ..................................25 減振彈簧設(shè)計(jì) ........................................................................................................25 減振彈簧的尺寸確定 .............................................................................................27 第七章 離合器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................29 對(duì)離合器操縱機(jī)構(gòu)的要求 ...............................................................................................29 操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的選擇 ...............................................................................................29 離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...........................................................................................29 結(jié) 論 .......................................................................................................................................32 致 謝 .......................................................................................................................................33 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................34 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 緒 論 汽車是重要的交通運(yùn)輸工具，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志，隨著現(xiàn)代生活的節(jié)奏越來越快，人們對(duì)交通工具的要求也越來越高。但是，由內(nèi)燃機(jī)的扭矩 — 轉(zhuǎn)速特性曲線可知，在其整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩變化小，最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速較高，不能適應(yīng)汽車可能遇到的各種行駛條件：如起步、爬坡、通過各種路面和無路地區(qū)等。 在以內(nèi)燃機(jī) 作為動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車中，離合器是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的。 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 第 1 章 概述 汽車誕生之前馬車是人類最好的陸上交通工具。德國另一位工程師戈特利布戴姆勒也同時(shí)造出了 一輛用 。 摩擦離合器是應(yīng)用的最廣泛也是歷史最久的一類離合器，它基本上是由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。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。此外，因膜片是一種對(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。當(dāng)離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時(shí)，由 于離合器蓋靠向飛輪，后支承圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角變大，甚至膜片彈簧幾乎變平。 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。中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)方案選取 汽車離合器設(shè)計(jì)的基本要求： 1）在任何行駛條件下，能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 5）有良好的吸熱能力和通風(fēng)散熱效果，保證離合器的使用壽命。 9） 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，制造工藝性好，維修、調(diào)整方便等。 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 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。膜片彈簧的兩側(cè)有支承圈，而后者借助于固定在離合器蓋上的一些（為徑向切槽數(shù)目的一半）鉚釘來安裝定位。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此設(shè)計(jì)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎不變，且可以減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對(duì) 離合器軸的中心線是對(duì)稱的，因此其壓緊力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，摩擦均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。因此選用推式膜片彈簧。但這次設(shè)計(jì)的分輪與壓盤、中間盤的鍵式采用小間隙配合，能達(dá)到其沖擊小噪音小的要求。 所以該離合器采用 鍵式連接方式驅(qū)動(dòng) 。小型車有時(shí)采用含油石墨止推滑動(dòng)軸承。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。此間隙使踏板有段自由行程。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。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。中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 第 3 章 離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定及優(yōu)化 在初步確定了離合器的結(jié)構(gòu)形式之后就要確 定其基本結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。 摩擦材料 摩擦因數(shù) f 石棉基材料 模壓 ～ 編制 ～ 粉末冶金材料 銅基 ～ 鐵基 ～ 金屬陶瓷材料 從上表可以選該摩擦片的摩擦因數(shù)為 。 /MPa 石棉基材料 模壓 ～ 編制 ～ 粉末冶金材料 銅基 ～ 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 鐵基 金屬陶瓷材料 ～ 從上表可以選該摩擦片的單位壓力為 MPa。 = MPa、 f=、 maxeT =、 Z= C= 代入式子得摩擦片的外徑 D=168mm。 （ 1）摩擦片外徑 D 的選取應(yīng)使最大圓周速度不能超過 6570m/s 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 即 VD=? /60 nemax D 310? ≤6570m/s VD==? /60 6500 180 310? =。 （ 4）為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑 d 必須大于減振器彈簧位置直徑 2R0約 50mm,即 d2R0+50 mm。 （ 5）為了降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對(duì)于不同的車型，單位壓力 P0 根據(jù)所用的摩擦材料在一定的范圍內(nèi)選取， P0 的最大范圍為 Mpa，本次設(shè)計(jì)取 Mpa. （ 6）為反映離合器的轉(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 )(4 22 dDZ TT CCD ?? ?≤【 CDT 】 Z 為摩擦面數(shù) （ 31） 代入得 CDT = Mpa 滿足要求。C； c 為壓盤的比熱容， c = J/(Kg中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 第 4 章 膜片彈簧設(shè)計(jì) 膜片彈簧的概念 膜片彈簧的大端處為一完整的截錐，類似無底的碟子，和一般機(jī)械上用的碟形彈簧一樣，故稱作碟簧部分。 膜片彈簧的彈性特性 膜片彈簧的彈性特性是由其碟簧部分所決定，是非線性的，與自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)錐高 H 及彈簧的鋼板厚 h 有關(guān)。當(dāng) 2 H/h)2 2 ，則特性曲線中有一段負(fù)剛度區(qū)域，即變形增加而載荷反而減小。為兼顧操縱輕便及壓緊力變化不大，汽車離合器膜片彈簧通常取 (H/h)2。 汽車離合器膜片彈簧在實(shí)際安裝中的支承點(diǎn)如圖 所示。對(duì)于汽車離合器的膜片彈簧，設(shè)計(jì)上并不需要儲(chǔ)存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)布置與分離的需要來決定，一般 R/r取值為 ～ R,膜片彈簧大端外徑 R 應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求和摩擦片的外徑相適應(yīng)，大于摩擦片內(nèi)徑，近于摩擦片外徑。之間， ? ≈ )( rRH ? 代入數(shù)值計(jì)算可得： ? =15176。 本設(shè)計(jì)取 1? =， 2? =10mm， r=55mm 承環(huán)的作用半徑 l和膜片與壓盤接觸半徑 L 由于采用推式膜片彈簧， l， L 的大小將影響膜片彈簧的剛度，一般來說， l 值應(yīng)盡量靠近 r 而略大與 r。按上述要求，國內(nèi)常用的膜片彈簧材料為硅錳鋼 60Si2MnA。中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 20 第 5 章 離合器壓盤和中間盤設(shè)計(jì) 壓盤和中間盤傳力方式的選擇 壓盤 和中間盤 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)。 壓盤外徑 D=210 ㎜ 壓盤內(nèi)徑 d=130 ㎜ 中間盤外徑 D=210 ㎜ 中間盤內(nèi)徑 d=130 ㎜ 那么壓盤 和中間盤 的尺寸歸結(jié)為確定其厚度。 由于用石棉材料制成的摩擦片導(dǎo)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(shí)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。 — 10176。 ? =℃＜ 8176。 ? =℃＜ 8176。 壓盤和中間盤的材料選擇 壓盤 和中間盤 形狀一般比較復(fù)雜，而且還需要耐磨，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 HB170～ 227，其摩擦表面的光潔度不低與 。從動(dòng)片 5 用限位銷7 和減振 12 鉚在一起。在從動(dòng)片和從動(dòng)盤轂之間還裝有減振摩擦片 6， 9。有時(shí)將其外緣的盤形部分磨薄至～ ，以減小其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)盤毅花鍵孔鍵齒的有效長度約為花鍵外徑尺寸的 (～ 1. 4)倍 (上限用于工作條件惡劣的離合器 )，以保證從動(dòng)盤毅沿軸向移動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生偏斜。 代入公式 j? =30 Mpa j? = Mpa 15 Mpa 符合強(qiáng)度得要求。 ⑶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 ⑷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 ⑸磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面 ⑹油水對(duì)摩擦性能的影響應(yīng)最小 ⑺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 左右。 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。 減振彈簧設(shè)計(jì) 扭轉(zhuǎn)減振器的角剛度 減振器扭轉(zhuǎn)角剛度 Ca 決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 Ca≤ 13Tj （ ） 式中： Tj 為極限轉(zhuǎn)矩，按下式計(jì)算 Tj =（ ～ ） Temax （ ） 式中： 適用乘用車， 適用商用車，本設(shè)計(jì)為乘用車，選取 ， maxeT 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩， 代入數(shù)值得 Tj =500 N一般可按下式初選為 T? =（ ～ ） Temax （ ） 取 T? = ，本設(shè)計(jì)按其選取 T? =25N 一般選取 T預(yù) =（ ～ ） Temax =25N 表 減振彈簧的選取 離合器摩擦片外徑 D 減振彈簧數(shù)目 Z 225～ 250 4～ 6 250～ 325 6～ 8 325～ 355 8～ 10 350 10 以上 扭轉(zhuǎn)減振器減振彈簧的總壓力 當(dāng)限位彈簧與從動(dòng)