【正文】 領(lǐng)域占據(jù)重要位置。但是中間壓盤通風(fēng)散熱不好，雙片離合器 起步 時(shí)負(fù)載不均勻，因而容易 導(dǎo)致產(chǎn)熱過(guò)多使 摩擦片 燒壞 ，分離也不夠徹底。 經(jīng)過(guò)分析比較，該設(shè)計(jì)的是 載重 2 噸輕型 載貨汽車 ，該車最大扭矩為 179N/m，所以在設(shè)計(jì)中采用 用單片離合器，即該離合器只設(shè)有一片從動(dòng)盤 。斜置彈簧主要在 重型汽車上使用，突出優(yōu)點(diǎn)是工作性能十 分穩(wěn)定，踏板力較小。它是以中部與壓盤相壓，在同樣壓盤尺寸下 可采用直徑較大的膜片彈簧，從而提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，但 不增加踏板力， 在接合和分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，故 分離效果更高。 壓盤驅(qū)動(dòng)方式的選擇 壓盤是離合器的 主動(dòng)部件，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從當(dāng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以 壓盤 和飛輪 必須 有一定的聯(lián)系，但這種聯(lián)系又 要保證 在離合器分離過(guò)程中 壓盤能 在軸向 自由 的 移動(dòng)，使壓盤和從動(dòng)盤 分離 。 傳力片 式 的連接方式還簡(jiǎn)化了壓盤的結(jié)構(gòu)，降低了對(duì)裝配精度的要求，并且還有利于壓盤的定中。C 以下。為使壓盤 表面溫度不致過(guò)高，除要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以保證足夠的熱容量外，還要求 離合器具有良好的通風(fēng)散熱 。 （ 4） 在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流罩。 （ 4） 膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器的旋轉(zhuǎn)軸線是完全對(duì)稱的，因此壓緊力不會(huì)受到離心力的影響，很適合高速旋轉(zhuǎn)。采用膜片彈簧離合器是因?yàn)槟て瑥椈呻x合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先， 膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離桿的作用，使零件數(shù)目減少，重量減輕 ；其次，大大簡(jiǎn)化了 離合器的結(jié)構(gòu) 并顯著的縮短了離合器的軸間尺寸 ；再者， 膜片彈簧具有良好的非線性特征 ， 設(shè)計(jì)合適 時(shí) 可以使摩擦片磨損到極限 位置時(shí) ，壓緊力仍能保持很少改變，可以減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便 ；另外， 膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器的旋轉(zhuǎn)軸線是完全對(duì)稱的，因此壓緊力不會(huì)受到離心力的影響，很適合高速旋轉(zhuǎn) 。選擇推式離合器是因?yàn)槠漭^拉式離合器零件數(shù)目更少，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，分離軸承機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和拆裝簡(jiǎn)單。轉(zhuǎn)矩容量 cT 與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 關(guān)系式為： maxceTT?? (31) 或?qū)懗? m axeeT ZR N??? (32) 式中， ? 為離合器的后備系數(shù)， 1?? 。因此為了 保證離合器有足夠的磨損壽命，只能用增大 允許 磨損體積來(lái)保證摩擦片有可靠的使用壽命 。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 表 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外 徑D /mm 160 180 200 225 250 280 300 325 350 380 405 430 內(nèi) 徑 d /mm 110 125 140 150 155 165 175 190 195 205 220 230 厚度 /mm 4 4 4 4 39。 后備系數(shù) ? 能 保證離合器可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩， 減少汽車起步時(shí)的滑磨，提高離合器的使用壽命。 汽車離合器的后備系數(shù) ? 推薦如下： 小轎車： ? =； 載貨車： ? =； 帶拖掛的重型車或牽引車： ? = 本設(shè)計(jì)的是 2 噸輕型載貨汽車用離合器，根據(jù)最大總質(zhì)量不超過(guò) 6 噸的載貨汽車的后備系數(shù) ? =，所以 本車的后備系數(shù) 選 為 ? =。為了避免這些不利因素，單位壓力 0p 應(yīng)隨摩擦片外徑的 增加而降低。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 33m a x m a x 0 3( 1 )12 cee ZdT T p D D??? ??? ? ? (34) 式中， cZ 對(duì)膜片彈簧離合器取 2，對(duì)有機(jī)材料摩擦片，其摩 擦系數(shù)可取 ? =，帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得 0p ==。 現(xiàn)今的汽車上幾乎 都采用帶扭轉(zhuǎn)減震器的從動(dòng)盤 ， 不論 什么形式的從動(dòng)盤，它們 都有從動(dòng)片，摩擦片和從動(dòng)盤轂等 3 個(gè)基本 部分 組成 。 （ 3） 應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振以及緩和沖擊載荷。離合器從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，慣性使變速器換擋齒輪的輪齒間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步器裝置加速磨損。為了防止由于工作溫度升高 導(dǎo)致 從動(dòng)盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動(dòng) 片上濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 沿徑向開有幾條切口。在設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂花鍵時(shí)，可以根據(jù)從動(dòng)盤外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 來(lái)選取。D =34mm 花鍵內(nèi)徑 39。 花鍵 擠壓應(yīng)力 校核公式如下 ： = ( )p MPanhl? (35) 式中， p — 花鍵的齒側(cè)壓力。d , 39。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得： p =1173N ? = 該 花鍵轂 花鍵的 擠壓應(yīng)力 ? =[]? =20MPa，因此該 花鍵轂花鍵的尺寸合適 。這種摩擦片的缺點(diǎn)是材料的性能不穩(wěn)定， 它的粉塵對(duì)空氣有污染 。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)，黃銅鉚釘不會(huì)加劇主動(dòng)盤工作表面 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。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)還會(huì)引起齒輪的噪音。 從 動(dòng)盤和減振器盤又通過(guò)六個(gè)減振 彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動(dòng)盤轂。 （ 1） 減振彈簧 材料 的選擇 ： 采用 60Si2MnA 彈簧鋼。 （ 4） 極限轉(zhuǎn)矩 jT 極限轉(zhuǎn)矩是指 當(dāng) 減振器在 消除了 限位銷與從動(dòng)盤轂 缺口 之間的間隙時(shí) ，減震器 所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。 k? 與 減振彈簧的線剛度及其結(jié)構(gòu) 布置尺寸 有關(guān)，關(guān)系式如下 ： 230 10jk KZ R? ?? (38) 式中 K 為 每個(gè)減振彈簧的線性剛度 （ N/mm） ； jZ 為 減振彈簧的個(gè)數(shù)； 0R 為 減振簧位 置半徑 (mm)。 本次設(shè)計(jì)中 選取k? =10 jT =3580N? m。 （ 7） 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 nT 減振彈簧在安裝 到彈簧窗口的時(shí)候 都有一定的預(yù)緊力。 （ 8） 極限轉(zhuǎn)角 j? 減振器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 nT 增加到極限轉(zhuǎn)矩 jT 時(shí)，從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂 轉(zhuǎn)過(guò)得角度為 極限轉(zhuǎn)角 j? ，極限轉(zhuǎn)角 j? 的計(jì)算公式如下： 0arcsin 2 2j lRl? ?? (311) 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 式中 j? 為 極限轉(zhuǎn)角 ； R 為 減振彈簧位置半徑； l? 為 減振彈簧的工作變量。由彈簧鋼帶制成的傳動(dòng)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(dòng)片的受力情況，它一般都是沿圓周布置 。壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下 兩點(diǎn)： （ 1） 壓盤應(yīng)有足夠的質(zhì)量 在離合器的結(jié)合過(guò)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(shí)間又 很短 （大約 3 秒鐘左右），因此熱量來(lái)不及全部傳到空氣中去，這樣必然導(dǎo)致摩擦副溫度升高 。 （ 2） 壓盤應(yīng) 具有較大的剛度 壓盤應(yīng)具有足夠大的剛度，以保證在高溫情況下不致產(chǎn)生翹曲變形，使離合器的徹底分離和摩擦片 壓緊 力的分布均勻不受影響 。若溫升過(guò)高可以適當(dāng)增加壓盤的厚度。 壓盤及傳動(dòng)片的材料選擇 壓盤形狀較復(fù)雜，要求傳熱性好、具有較高的摩擦系數(shù) 。 由于各傳動(dòng)片沿圓周均勻分布，它們的變形不會(huì)影響到壓盤的對(duì)中性和離合器的平衡。此外，它還是離合器壓緊彈簧和分離桿的支撐殼體。重型汽車由于批量少，為了降低成本增加剛度則常采用鑄鐵的離合器蓋。 膜片彈簧的設(shè)計(jì) 膜片彈簧的概念 膜片彈簧的 第一部分 大端是一完整 的截錐，類似無(wú)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。綜合起來(lái)說(shuō)，膜片彈簧是由碟簧和分離指組合成一體的一種特殊的蝶形彈簧。 （ 1） /Hh 2 當(dāng) /Hh 2 時(shí) ， 載荷 P 為增函數(shù)，變形 ? 隨載荷 P 的增加而增加。這種特性很適于作為離合器的壓緊彈簧。 （ 4） /Hh22 當(dāng) /Hh22， 特性曲線中具有更大的負(fù)剛度不穩(wěn)定工況區(qū)，而且具有載荷為負(fù)值的區(qū)域。 2R 及 /Rr的選擇 比值 /Rr對(duì)彈簧的載荷及應(yīng)力特征都有影響 。碟形彈簧儲(chǔ)存彈簧性能的能力在 /Rr=～ 時(shí)為最大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)用來(lái)緩沖沖擊、吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能的碟簧時(shí)選用。根據(jù)濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 cRR? = ( ) / 4Dd? =（ cR 為膜片彈簧的平均半徑），取 R =108mm，則r =。 本設(shè)計(jì)的錐角為： ?? ()? 11176。 4 膜片彈簧小端半徑 fr 及分離軸承作用半徑 pr fr 主要由離合器的結(jié)構(gòu)決定 ，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸的花鍵外徑。 5 分離指的數(shù)目 n 和切槽寬 1? 、窗孔槽寬 2? 及半徑 cr 的確定 汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)目 n ＞ 12， 一般在 18 左右，采用偶數(shù)，便于制造時(shí)模具分度；切槽寬 1? 約為 4mm，窗孔槽寬 2? ≈（ ～ ） 1? ≈12mm，窗孔半徑 cr 一般情況下由 （ crr? ） ≈(～ ) 2? ,所以取 crr? =1 2? =12mm。接合之前的設(shè)計(jì)，本離合器的支撐圈半徑和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑確定為： l =84mm， L =108mm。 設(shè) 211 46 (1 ) ( )LlPP Eh????? 11 h??? 因此公式 (312)就成為： 11 1 1l n 12R H R r H R rP r h L l h L l???????????? ? ? ????? ???? ???? (313) 把有關(guān)數(shù)值代入上述各式，得： 1P = 1P 1? = 1? 1P = 1? － 21? + 21? 由不同的 1? 值 ,計(jì)算 1P 及 1P 和 1? ,計(jì)算結(jié)果列表如表 ： 表 由不同的 1? 值 ,計(jì)算 1P 及 1P 和 1? 1? 1P 5 1 4 9 4 5 5 8 9 7 8 2 1 1? 1 2 3 4 5 6 1P 1180 2190 3602 4569 5011 5100 4969 4712 4307 4305 4308 4381 5676 依據(jù)上表 的數(shù)據(jù)畫出 1P — 1? 曲線如下圖 。 B 點(diǎn)為新離合器 (摩擦片無(wú)磨損情況 ) 圖 膜片彈簧工作位置圖 摩擦片在壓緊狀態(tài)時(shí)的工作點(diǎn)，該店要保持膜片彈簧有足夠大的壓緊力。 C 點(diǎn)為離合器徹底分離時(shí)的工作點(diǎn)。f? =,此時(shí)膜片彈簧的變形量為 : 39。2 plrf Ll? ??? ? （ 318） 代入相關(guān)數(shù)值計(jì)算得 39。2 321222226 111 2 1 l n211 2 l n2p e e ep p peep p p p ePr r r rEh r r rr r r r rr r r r r??????? ? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ??????? ? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ??? ? （ 321） 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得： 39。39。 而 B?當(dāng) =＜ 1700MPa，所以該膜片彈簧滿足要求，比較合適。 目前， 國(guó)內(nèi)外汽車 已 廣泛采用 角接濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 觸球軸承（圖 、 c）， 采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鋰基潤(rùn)滑脂， 并且使 其端部形狀 符合分離指舌尖部的形狀 ，舌尖部為平時(shí)采用球形端面，舌尖部為弧形面時(shí)采用平端面或凹弧形端面。 在離合器的設(shè)計(jì)中，分離軸承的內(nèi)圈裝配在分離套筒上， 分 離套筒則裝在變速器第一軸軸承蓋套管的外軸徑上，可以自由移動(dòng)， 離合器 處于分離狀態(tài) 時(shí)軸承內(nèi)座圈不動(dòng)，外座圈旋轉(zhuǎn)。由于現(xiàn)在 大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 在 6000r/min 以上 ，離心力造成的徑向力很大，因此，汽車離合器分離軸承廣泛采用 全密封和充滿 鋰基潤(rùn)滑脂 的角接觸 徑向推力球軸承，而且 用軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軸承外圈轉(zhuǎn)動(dòng)的形式，這些結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)延長(zhǎng)了軸承的使用壽命， 并免維護(hù)。 1 從動(dòng)盤的三維建模過(guò)程 首先畫出一個(gè)環(huán)形的盤體，建立一個(gè)平面的俯視圖圖樣如圖 ， 然后將其拉伸成2mm厚的成體如圖 ，然后拉伸出切槽如圖 ，然后在盤體上剪切出孔和減震彈簧窗口并陣列如圖 所示。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 圖 壓盤三維建模過(guò)程 1 圖 壓盤三維建模過(guò)程 2 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 圖 壓盤三維建模過(guò)程 2 離合器蓋三維模型 離合器蓋的三維模型如圖