【正文】 車輛處于這種情況下，駕駛員就能很輕 松的起步了，繼續(xù)踩下油門踏板讓轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提升獲得足夠的扭力，車輛就順利坡起了。坐新手開的車都有這樣的體會(huì)，要么起步時(shí)熄火，要么是一顫一顫出去的，這些都是半聯(lián)動(dòng)技巧沒有掌握好的表現(xiàn)。離合器壓盤與飛輪上的摩擦片之間是滑動(dòng)摩擦狀態(tài)。 所謂離合器，顧名思義就是說利用“離”與“合”來傳遞適量的動(dòng)力。我在畫圖方面基礎(chǔ)很差，石老師仔細(xì)審閱我的 CAD 圖紙，指出一系列的問題，使我的圖紙得到完善，再次向石老師表示衷心的感謝。從動(dòng)盤轂一般采用鍛鋼（如 3 4 40Cr 等），并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，表面硬度一般在 26～ 32HRC，為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用 鍍絡(luò)工藝。壓盤驅(qū)動(dòng)方式為傳力片傳動(dòng)。如圖 15 所示，自動(dòng)調(diào)心式分離軸承，是角接觸式球軸承，它有角接觸式軸承體和軸承套筒座組成。 分離離合器所作的功 SZFFW L ??? )( 39。 1502?a mm， 301?a mm， 352 ?d mm， 301?d mm 502?c mm， ?c mm， 901?b mm， ?b mm 離合器踏板行程計(jì)算 踏板行程 S 由自由行程 1S 和工作行程 2S 組成。它始于離合器踏板，終止于離合器殼內(nèi)的分離軸承?？梢钥闯霎?dāng) eX ?? 時(shí)無論取任何值，都有 e)2(Y ?????。新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn) B 一般取在凸點(diǎn) M 和拐點(diǎn) H 之間，且靠近或在 H 點(diǎn)處，一般? ? H1B1 ~ ??? ,以保證摩擦片在最大磨損限度Δλ范圍內(nèi)壓緊力從 F1B到 F1A 變化不大。膜片彈簧的彈性特性與尺寸如其碟簧部分的碟形彈簧完全相同（當(dāng)加載點(diǎn)相同時(shí)）。 5. 壓盤加載點(diǎn)半徑 1R 和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 1r 的確定 1r 應(yīng)略大于且盡量接近 r， 1R 應(yīng)略小于 R 且盡量接近 R。汽車離合器膜片彈簧根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求， R/r 常在 ～ 的范圍內(nèi)取值。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料為 25 60SiMnA。 表 軸常用幾種材料的 ??? 及 A 值 軸的材料 Q235A， 20 Q275， 35 （ 1Cr18Ni9Ti） 45 40Cr,35SiMn 38SiMnMo,3Cr13 ?? aMP/? 15～ 25 20～ 35 25～ 45 35～ 56 A 149～ 126 135～ 112 126～ 103 112～ 97 取 100?A ， n 為軸的轉(zhuǎn)速， 3500?n r/min，則 ?d mm，取 26?d mm。則 ??l mm （ 5）剛度計(jì)算 彈簧剛度 5 2)( 21 ???? lFFk mm （ ） 其中， 2F 為最小工作力， 12 FF ? 。m 極限轉(zhuǎn)角 : 12~3?j? 176。 扭轉(zhuǎn)減振器 扭轉(zhuǎn)減振器的概述 扭轉(zhuǎn)減振器主要由彈性元件和阻尼元件等組成，彈性元件的主要作用是降低傳 20 動(dòng)系的首段扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避開發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵(lì)引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地散振動(dòng)能量。C 時(shí)摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤，工作表面的瞬時(shí)溫度一般在 180 176。 帶 入（ ）中得， 4 4 0 2 1 ????? cmL?? ℃ 合格。壓盤應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，并進(jìn)行靜平衡。 經(jīng)比較，我選擇徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。176。 （ 3）保證離合器可靠性地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過載， β應(yīng)在 之間。 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(duì)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?。挥欣诮Y(jié)合平順，長(zhǎng)期停放離合器摩擦 片不會(huì)粘著現(xiàn)象的。對(duì)于單片離合器的乘用車而言，通常只設(shè)有一個(gè)從動(dòng)盤。 （ 4）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。分離時(shí)，應(yīng)對(duì)踏板的最大行程加以限制。因此在設(shè)計(jì)離合器時(shí)，不僅要求它在任何情況下都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)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(jì)離合器時(shí)重要的結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計(jì)參數(shù)。 = ， a=132mm2 。 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(tái)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。 本次設(shè)計(jì)為單片離合器。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。此時(shí)壓緊彈簧就推動(dòng)壓盤向右，仍將從動(dòng)盤 3 壓緊在飛輪上2，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩又傳入變速器。 汽車行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開嚙合和進(jìn)入嚙合。如前所述，現(xiàn)代車用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)不能帶負(fù)荷啟動(dòng)，它必須先在空負(fù)荷下啟動(dòng)，然后再逐漸加載。從理論上說，壓盤升程和分離軸承行程之間 的關(guān)系為線性關(guān)系，見圖 12。但根據(jù)中國汽車協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，我國自動(dòng)汽車產(chǎn)量比重在最 近三年中比重卻在不斷下架，手動(dòng)檔汽車產(chǎn)量的比重卻在持續(xù)上升。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式離合器 [1]。 本次設(shè)計(jì)，我力爭(zhēng)把離合器設(shè)計(jì)系統(tǒng)化，為離合器設(shè)計(jì)者提供一定的參考價(jià)值。 1 第 1 章 緒 論 選題的目的 離合器的設(shè)計(jì)要求是 在任何條件下行駛，既能可靠的傳遞的發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備 ,有能防止傳動(dòng)系過載，接合時(shí)要完全，平順，柔和，保證汽車 起動(dòng)時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊，分離時(shí)要迅速，徹底，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)的變速器齒輪間的沖擊 ， 便于換擋和減少同步器的磨損。拋棄傳統(tǒng)的退市膜片彈簧離合器，設(shè)計(jì)新式的拉式膜片彈簧離合器是本次設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)。 據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)， 20xx 年我國汽車工業(yè)全年產(chǎn)量為 萬輛，同比增長(zhǎng) %，其中，乘用車產(chǎn)量為 萬輛，同比增長(zhǎng) %；商用車產(chǎn) 量為 萬輛，同比增長(zhǎng) %。首先固然是與目前國家實(shí)施的汽車產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整有關(guān)，但其次更深層次的原因是我們認(rèn)為當(dāng)前中國人均生活水平仍還處于比較低的情況下，汽車仍然是作為一種奢侈消費(fèi)品和投資的工具，因此在 510 年內(nèi)，我國汽車自動(dòng)檔仍難占據(jù)主流地位。但實(shí)際上，由于離合器蓋等零件在外力作用下的變形和支承接觸處間隙的存在，在離合器分離過程中，壓盤的升程會(huì)有些滯后，如圖 13 所示。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，得以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速約為 300～ 500r/min，而汽車則只能由靜止開始起步，一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)，要帶一個(gè)靜止的傳動(dòng)系，是不能突然剛性接合的。如在脫檔時(shí)，由于原來嚙合的齒面 壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合器暫時(shí)分離傳動(dòng)系，即能便利脫檔。 拉式膜片彈簧離合器與推式的比較 拉式膜片彈簧離合器中的膜片彈簧安裝方向，與傳統(tǒng)的推式結(jié)構(gòu)相反，并將支承點(diǎn)移動(dòng)到膜片彈簧最大端附近。離合器的主要功用就是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步。 壓緊彈簧和布置形式的選擇 離合器壓緊裝置可分為周布彈簧式、中央彈簧式、斜置彈簧式、膜片彈簧式等。 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。 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(duì)小轎車離合 器推薦的后備參數(shù) β取值為 。 12 第 3 章 離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算 在進(jìn)行離合器的具體設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)保證傳遞發(fā)動(dòng)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(duì)置分布鉚接在從動(dòng)鋼片上，并在從動(dòng)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(dòng)盤錐形量約為 ）使其大端面向飛輪，這樣從動(dòng)盤轂在從動(dòng)軸（即變速器第一軸）花鍵上易于滑動(dòng)，有利于離合器徹底分離。 從動(dòng)盤總成 從動(dòng)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。 從動(dòng)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。 從動(dòng)盤轂 從動(dòng)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(jiǎn)單，調(diào)整方便，軸向尺寸緊湊，分離徹底，從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，散熱性能好，采用軸向 有彈性的從動(dòng)盤時(shí)也能接順平和等優(yōu)點(diǎn)符合離合器的設(shè)計(jì)要求。綜上所述，選擇石棉基材料。 （ 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(dòng)半徑（ m）； gi —— 汽車起步時(shí)所用變速器擋位的傳動(dòng)比； 0i —— 主減速器傳動(dòng)比； en —— 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min。C)； γ —— 傳到壓盤的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器壓盤； ?? 。 傳力片在不同的離合器結(jié)構(gòu)中，起的作用不完全相同。壓盤的摩擦工作面需平整光 滑，其端面粗糙不低于 。 壓盤形狀一般比較復(fù)雜而且還要求耐磨、傳熱性好，通常要灰鑄鐵鑄成硬度為HB170— 227。C 以下。因此，扭轉(zhuǎn)減振器具有一下功能： （ 1） 見底發(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。 圖 帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤 21 減振彈簧的安裝位置 2)~(0 dR ? （ ） 結(jié) 合 502 0 ?? Rd mm，得 0R 取 40mm， 則 20 ?dR。 彈簧的切變模量 80000?G MPa，則彈簧的工作圈數(shù) 0 331 ???? kCGdCF dGn l （ ） 取 4?n ，總?cè)?shù)為 61?n 。 本章小結(jié) 離合器是汽車傳動(dòng)系中的重要部件，他的構(gòu)造特性與發(fā)展和傳動(dòng)系緊密相關(guān)，因此首先必須了解汽車傳動(dòng)系的概貌以及離合器的主要結(jié)構(gòu)。為了提高膜片彈簧的承載能力 ，要對(duì)膜片彈簧進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，得具有高抗疲勞能力的回火索氏體。 本設(shè)計(jì)中取 ?rR ，摩擦片的平均半徑 1 2 51 8 04 ????? dDR c mm （ ） 26 cRr? 取 76?r mm 則 95?R mm 則 ?rR 。本設(shè)計(jì)取 931?R mm，781?r mm。因此，碟形彈簧有關(guān)設(shè)計(jì)公式對(duì)膜片彈簧也適用。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從 B變到 C ，為最大限度地減小踏板力， C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近 N 點(diǎn)。顯然，零應(yīng)力直線為 K 點(diǎn)與 O 點(diǎn)的連線，在零應(yīng)力直線內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力區(qū)，外側(cè)位拉應(yīng)力區(qū)，等應(yīng)力直線離應(yīng)力直線越遠(yuǎn)，其應(yīng)力越高。由于離合器使用頻繁，因此離合器操縱機(jī)構(gòu)首先要求操作輕便。 2111222212021 dba dbaccSZSSSS f ???????? ????? （ ） 式中， fS0 —— 分離軸承的自由行程，一般為 ~ mm，取 ?fS mm； 反映到踏板上的自由行程 1S 一般為 30~20 mm； 1d 、 2d —— 主缸和工作缸的直徑； Z—— 摩擦片面數(shù)； S? —— 離合器分離時(shí)對(duì)偶摩擦面間的間隙，單片： ~??S mm 取 ??S mm； 1a 、 2a 、 1b 、 2b 、 1c 、 2c —— 杠桿尺寸。1? （ ） 式中 ： 1F —— 離合器拉接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力 。 分離軸承壽命計(jì)算 一般軸承壽命計(jì)算公式為 3*610 6010 ?????????? PCnL h （ ） 式中， n為轉(zhuǎn)速， r/min； *C 為額定動(dòng)載荷， N； P當(dāng)量動(dòng)載荷， N。分離軸承采用自動(dòng)調(diào)心式分離軸承才。摩擦片選用石棉基材料，保證其具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。 同學(xué)們?yōu)槲抑赋鲈S多關(guān)于 CAD 錯(cuò)誤。離合器由摩擦片，彈簧片，壓 盤以及動(dòng)力輸出軸組成，布置在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間，用來將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上儲(chǔ)存的力矩傳遞給變速