【正文】 若離合器踏板離地較 近 且行程短，操縱時(shí)腳跟可不離開地板，腳完全依靠在坐椅上，此時(shí)，踏板只需支撐腳的部分重量，采用輕的踏板力是適當(dāng)?shù)?，操縱也很舒適。具體布置應(yīng)該以人體左右對(duì)稱為準(zhǔn)向左偏移80～ 100mm，作為離合器踏板中心線的位置。本設(shè)計(jì)選取操縱形式為液力操縱式。這樣，當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)鱽?lái)沖擊時(shí)，開始只有部分彈簧參加工作，剛度較小，有利于緩和沖擊。本設(shè)計(jì)取 λ=3。本設(shè)計(jì)選取 2D =12。一般可按下式初選為 T? =（ ～ ） Temax （ ） 取 T? = ，本設(shè)計(jì)按其選取 T? =。本設(shè)計(jì)采用第一類。39。 12111r rfRr???? ? （ ） 取 1 f??? = 則 39。 故認(rèn)為該離合器單位面積滑磨功符合要求。 r1應(yīng)略大于 r且接近 r ， R1應(yīng)略小于 R 且接近 R 。本次設(shè)計(jì)選取 n=18 膜片彈簧的小端內(nèi)徑及分離軸承作用半徑的確定 r0 由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值大于變速器第一軸花鍵外徑。對(duì)于汽車離合器膜片彈簧，設(shè)計(jì)上并不要求儲(chǔ)存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)布置與分離力的需要來(lái)決定，一般 rR 取值為 ～ 。 離合器間隙 Δt是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過(guò)程中仍能完全接合，在分離軸承和分離桿內(nèi)斷之間留有的間隙。代入數(shù)值 d=190。 小轎車：β=～ ；載貨車： β=～ ， 本次設(shè)計(jì)選取 β=。 所謂使用可靠，指的是離合器機(jī)構(gòu)或零部件在預(yù)定期內(nèi)一直能正常工作。 （ 3）分離時(shí)要迅速、徹底。因?yàn)榭衫闷湄?fù)剛度區(qū)，達(dá)到分離離合器時(shí)載荷下降、操縱省力的目的。一般分成下列 四種情況。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作帶動(dòng)飛輪和壓盤一道旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)壓盤上壓緊彈簧產(chǎn)生的工作壓力所形成的摩擦力，帶動(dòng)從動(dòng)盤總成旋轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)矩的輸出。它起始于離合器踏板，終止于離合器殼（飛輪殼）內(nèi)的分離軸承。 從動(dòng)盤：主要由從動(dòng)片、摩擦片、從動(dòng)盤轂等三個(gè)基本部件組成。⑸易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)。中央彈簧的壓緊力通過(guò)杠桿系統(tǒng)作用于壓盤，并按杠桿比放大，因此可用較小的彈簧力得到足夠大的壓盤壓緊力。通過(guò)注塑成型生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件與鑄鋁相比，節(jié)約了成本。 離合器執(zhí)行系統(tǒng)的使用環(huán)境非常惡劣，長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)受高溫，而且又暴露在壓力油和潤(rùn)滑劑中。采用純粹的金屬對(duì)金屬的摩擦副，把它們置于油中工作，能達(dá)到更為滿意的性能。據(jù)報(bào)道，這種離合器有著良好的起步能力，其使用壽命可達(dá)干式的 5~6 倍。此外，離合器的使用條件也日酷一日?？梢哉f(shuō)，從目前到將來(lái)離合器這一部件將會(huì)伴隨著內(nèi)燃機(jī)一起存在，不可能在汽車上消失。 現(xiàn)代汽車摩擦離合器在設(shè)計(jì)中根據(jù)車型的類別，使用要求，與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配要求，制造條件以及標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化要求等，合理地設(shè)計(jì)離合器總成的結(jié)構(gòu)顯的尤為重要。本文研究了離合器及其操縱機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)知識(shí)、設(shè)計(jì)理念及方法等。 汽車離合器的現(xiàn)狀發(fā)展 汽車離合器的現(xiàn)狀 如今單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。因此，提高離合器的傳扭能力、提高其使用壽命、簡(jiǎn)化操作已成為離合器目前發(fā)展的趨勢(shì)。 汽車離合器的發(fā)展 在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。 在油中的盤式離合器， 摩擦片 直徑不能太大，以避免在高速時(shí)把油給甩掉。以往主動(dòng)缸和從動(dòng)缸組件都必須使用金屬，近年來(lái)，美國(guó)一汽車產(chǎn)品公司向各大洲的車商提供用塑料制的離合器執(zhí)行系統(tǒng)，該商品的商標(biāo)為 CSC，是用 LFRT，即用 50%的長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的黑色尼龍，該材料的硬度大、重量輕、比模量超過(guò)鋁合金。 多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)以及材料的日新月異，使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器因?yàn)樗哂袕膭?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到結(jié)合平順，因此現(xiàn)在廣泛用于大、中、小各類車型中 [1]。膜片彈簧離合器是用膜片彈簧 代替了壓緊彈簧及分離桿機(jī)構(gòu)而作成的離合器，因?yàn)樗贾迷谥醒?，所以也可算中央彈簧離合器：雙片離合器，單片離合器由于受到壓緊彈簧結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)的限制，其轉(zhuǎn)矩容量也受到限制。⑹膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。為了使單盤離合器結(jié)合柔和，起步平穩(wěn)，從動(dòng)盤一 般具有軸向彈性。按照分離離合器的操縱能源不同，離合器操縱機(jī)構(gòu)可分為人力式和氣壓式兩類。 離合器的工作原理： 離合器蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪用螺栓緊固在一起 ,當(dāng)膜片彈簧被預(yù)加壓緊 ,離合器處于接合位置時(shí) ,由于膜片彈簧大端對(duì)壓盤的壓緊力 ,使得與從動(dòng)盤摩擦片之間產(chǎn)生摩擦力 。 2Hh? 如圖 中 hH ＜ 2 的曲線，載荷 P 增加時(shí)。當(dāng)然，負(fù)荷剛 度過(guò)大也不適宜，以免彈簧工作位置略微變動(dòng)造成彈簧壓緊力變化過(guò)大。 （ 4）從動(dòng)部件轉(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。這意味著在使用中要注意保養(yǎng)，其耗費(fèi)的勞動(dòng)量也要盡量小。 單位壓力 單位壓力 P0 決定了摩擦表面的 耐磨性，對(duì)離合器的使用壽命有很大的壽命有很大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素，對(duì)于離合器使用頻繁、發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小、載質(zhì)量大或經(jīng)常在壞路面上行駛的汽車 P0 應(yīng)取小一些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為了降低摩擦外緣處的熱負(fù)荷， P0 應(yīng)取大一些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增加 P0。 (3) 摩擦片厚 b 主要有 、 、 三種尺寸， 取值范圍見表 ， 本次設(shè)計(jì)取b=。一般為 3～ 4 mm， 取 Δt=4mm。 對(duì)于 R，膜片彈簧大端外徑 R 應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求而和摩擦片的外徑尺寸相適應(yīng)，大于摩擦片內(nèi)徑， 近于摩擦片外徑。第一軸花鍵外徑為： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 max3 ed K T? （ ） 式中 ， K — 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為 ～ ，本次設(shè)計(jì)選取 K=； maxeT — 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 。本次設(shè)計(jì)選取 r1=110， R1=130。 膜片彈簧的強(qiáng)度校核 由上述分析可知 H =， h =， R =135， r =108， R1 =130， r1 =110， rf =40， n =18，r0 =55。 1211r rff Rr? ??? ? 代入數(shù)值，得 2? =。2? =，故 39。 汽車行駛中，傳動(dòng)系傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，由于內(nèi)燃機(jī)工作不均衡，轉(zhuǎn)矩周期性地變化會(huì)引起傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。 預(yù)緊力矩 減振彈簧安裝時(shí)應(yīng)有一定的預(yù)緊。 彈簧鋼絲直徑： 231 8PDd ??? （ ） 式中，扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 ? =550～ 600Mpa , d1 算出后應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，一般為 3～ 4mm左右。 限位銷直徑 39。本設(shè)計(jì)取 a =， A =， A1 =28mm。在眾多的操縱機(jī)構(gòu)中，氣壓助力液壓式操縱機(jī)構(gòu)具有操縱輕便，布置簡(jiǎn)單而被中重型汽車廣泛采用。 踏板行程 踏板行程是指從踏板最高點(diǎn)至其最低點(diǎn)所劃過(guò)的距離。 操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)比計(jì)算 在設(shè)計(jì)操縱系統(tǒng)時(shí)，為滿足前述對(duì)踏板力和踏板行程的要求，需要根據(jù)具體離合器的分離裝置的傳動(dòng)比，最終合理地確定出操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)比。這種情況下踏板就要就要能支持腳和腿的重量，輕的踏板力就會(huì)使踏板輕易地移動(dòng)使離合器動(dòng)作，而 且由于腳和腿沒有支撐，輕的踏板力反而使離合器的控制變得更為困難，若有較大的踏板力可以部分支撐腳和腿的重量，就能更安全、舒適地操作。考慮到這些因素，大部分離合器踏板實(shí)際布置位置還需適當(dāng)靠右，即靠向人體中間部位。離合器操縱機(jī)構(gòu)按分離時(shí)所需的能源不同可分為機(jī)械式、液壓式、彈簧助力式、氣壓助力液壓式等等。 圖 從動(dòng)盤窗口尺寸簡(jiǎn)圖 一般推薦 A1A = a =～ 。 Tl??預(yù)1czR （ ） = 減振彈簧安裝后的工作高度 0l l l? ?? = 從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角 最大轉(zhuǎn)角 ? 和減振彈簧的工作變形量 l?’‘ （ l?’‘ = ll ??? ‘ ） ）（ ’‘ Rl 12/a rc sin2 ??? （ ） = 限位銷與從動(dòng)盤缺口側(cè)邊的間隙 2sinaR?? （ ） 式中 ， R2 為限位銷的安裝半徑， λ一般為 ～ 4mm。 彈簧的平均直徑 2D ：一般由結(jié)構(gòu)布置決定，通常選取 2D =11～ 15 左右。 減振器摩擦力矩 由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度 Ca 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T? 。 兩者都和離合器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。2 3 2 2 216 1 1 1 1{ [ ( 1 ) 2( 1 ) l n ] [ ( ) 2( ) l n ] }22 effr rrrf e e e ef f f f f fPr r r r rrrE h r r r r r r? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 代入有關(guān)數(shù)值，得 39。 ⑶ 求分離軸承行程 軸向變形 1? 和小端分離軸承的軸向變形的關(guān)系式 39。所以 w ? ??w 。 壓盤加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 壓盤的加載點(diǎn)半徑 R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 r1影響膜片彈簧的剛度。 分離指數(shù)的選擇 分立指數(shù)目 n 通常取為 18，大尺寸膜片彈簧可取 24，小尺寸膜片彈簧可取 12。因此在設(shè)計(jì)用來(lái)緩和沖擊、吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能的碟簧時(shí)選用。 摩擦面數(shù) z為離合器從動(dòng)盤數(shù)目的兩倍，本設(shè)計(jì)為單盤故摩擦面數(shù) z=2。 (2) 內(nèi)徑， Dd 在 ～ 范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)選取 Dd =。在選擇 β 時(shí)，應(yīng)該考慮摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、防止傳動(dòng)系過(guò)載及操縱輕便等因素。 （ 10）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。 （ 2）接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。具有這種特性的膜片彈簧很有適用于作為離合器的壓緊彈簧。其特性和碟簧的原始內(nèi)截錐高度 H 及彈簧片厚度h 之比 hH 有關(guān)，不同的 hH 值可以得到不同的彈性變形特性。壓緊彈簧通過(guò)壓盤那從動(dòng)盤總成緊緊壓在飛輪上，形成工作壓力。 操縱機(jī)構(gòu)：離合器的操縱 機(jī)構(gòu)是駕駛員借以使離合器，或使之柔和結(jié)合的一套機(jī)構(gòu)。壓緊彈畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。⑷膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。中央離合器的壓簧不和壓盤直接接觸，因此壓盤由于摩擦生成的熱量不會(huì)直接傳遞給彈簧使其回火失效。該產(chǎn)品的型號(hào)是 ，完全符合所有的長(zhǎng)期爆炸測(cè)試要求，室溫下的抗拉強(qiáng)度幾乎達(dá)到 50000lb/ft2，疲勞強(qiáng)度高，抗蠕變能力強(qiáng)，在 149℃ 下，畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 抗拉強(qiáng)度仍有 20200lb/ft2， 50%長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)的 PA，密度為 ，所以也減輕了重量。 20 世紀(jì) 20 年代末，直到 30 年代時(shí)，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤片對(duì)著一青銅盤片。與干式離合器相比，由于油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低，因此起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打滑也不致燒 損摩擦片。從國(guó)外的發(fā)展動(dòng)向來(lái)看，近年來(lái)車輛在性能上向高速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載貨汽車趨于大型化 ， 國(guó)內(nèi)也有類似情況。談到未 來(lái)，考慮到手動(dòng)傳動(dòng)系將向自動(dòng)自動(dòng)傳動(dòng)系過(guò)度，但現(xiàn)在手動(dòng)傳動(dòng)戲也在不斷改善，因此也是自動(dòng)傳動(dòng)系的有力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。希望能使我國(guó)離合器的自主開發(fā)能力及產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平得到一定的提高。并且對(duì)離合器 及其操縱機(jī)構(gòu)的主要零件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，其中重點(diǎn)研究了膜片彈簧、扭轉(zhuǎn)減振器、操縱機(jī)構(gòu)和摩擦片的設(shè)計(jì)方法、思路、理論。采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤，提高了離合器結(jié)合的平順性。 對(duì)于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷加 大，但離合器允許加大尺寸空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加了離合器扭轉(zhuǎn)能力，提高其使用壽命，簡(jiǎn)化操作，已成為重型離合器發(fā)展的趨勢(shì)。它的原型設(shè)計(jì)曾裝在德國(guó)戴母勒公司的鋼制車輪的小汽車上。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不容易分離。它的纖維分布均勻，是隨機(jī)分布的，尺寸穩(wěn)定性好、收縮率低、約為 %。 本文研究的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的 主要 內(nèi)容： （ 1）離合器類型的選擇； （ 2）各部件參數(shù)的選擇； （