【正文】 分離離合器時所需要的踏板力。如果調(diào)整不當還可能引起離合器分離不徹底 [4]。但是，其最大的缺點是從動部分的轉(zhuǎn)動慣量太大，引起變速器換擋困難。 經(jīng)過為期四個月的畢業(yè)設(shè)計，使學生充分地認識到設(shè)計一個工程項目所需的步驟，以及身為工程技術(shù)人員所需具備的素質(zhì)和應當完成的工作，為即將進入社會提供了一個良好的學習機會，對于由學生向工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變有著重要意 義。當駕駛員踩下踏板時，通過拉桿，分離叉、分離套筒 7 和分離軸承 6，將分離杠桿的內(nèi)端推向 左 方，由于分離杠桿的中間是以離合器蓋 5 上的支柱為支點，而外端與壓盤連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動壓盤向右，這樣，從動盤 3 兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動機的扭矩就不再傳入變速器，離合器處于分離狀 態(tài)。尤其在寒冷季節(jié)，如沒有離合器來分離發(fā)動機和傳動系，發(fā)動機起動是很困難的。摩擦離合器所能傳遞的最大扭矩取決于摩擦面間的工作壓緊力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面狀況等，即主要取決于離合器基本參數(shù)和主要尺寸。 32 致謝 28 踏板行程計算 19 減震彈簧的工作負荷 12 膜片彈簧起始圓錐底角α 12 H/h 比值的確定 11 膜片彈簧的變形特性 本文 根據(jù) 長安杰勛 汽車的性能 參數(shù)，確定了以推式膜片彈簧離合器作為設(shè)計目標。根據(jù)推式膜片彈簧離合器工作原理和使用要求，確定了 各 部分的基本結(jié)構(gòu)及其零部件的制造材料。 I Abstract II 第１章 緒論 6 離合器后備系數(shù)β的確定 13 膜片彈簧小端半徑 fr 和分離軸承的作用半徑 0r 13 壓盤加載點半徑 1R 和支承環(huán)加載點半徑 1r 的確定 16 膜片彈簧的支承形式 24 離合器蓋設(shè)計 26 壓盤的驅(qū)動方式 27 第 4 章 離合器操縱機構(gòu)設(shè)計 28 離合器操縱機構(gòu)的要求 31 參考文獻 膜片彈簧離合器在技術(shù)上比較先進，經(jīng)濟性合理，同時其性能良好，使用可靠性高壽命長，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地傳遞發(fā)動機最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點 [1]： 膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特征，工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變； 膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿作用，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量?。? 高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定； 膜片彈簧以整個圓周與壓盤接觸，壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻； 易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長； 膜片彈簧中心與離合器中心重合，平衡性好。所以離合器的第二個功用，就是 暫時分開發(fā)動機和傳動系的聯(lián)系，以便于發(fā)動機起動。當放開踏板，回位彈簧克服各拉桿接頭和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。 離合器的 研究 現(xiàn)狀 隨著社會節(jié)奏的加 快 以及人們生活水平的提高，對汽車來說，人們要求它有自重輕、行使速度高、加速性能好、 可以在 各種路面上甚至無路地區(qū)行駛及機動靈活等特點。而且這種離合器在接合時也不夠柔和，容易卡住。 4 多年的實踐經(jīng)驗使人們逐漸趨向于采用單片干式摩擦離合器。為了提高離合器的傳扭能力，在重型汽車上多采用多片干式離合器。 設(shè)計的 主要內(nèi)容 本次設(shè)計 主要包括 如下內(nèi)容 ： 完成 膜片彈簧離合器的基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選擇（摩擦片外徑 D、離合器后備系數(shù)β和單位壓力 p）、性能計算和設(shè)計； 從動盤總成設(shè)計； 壓盤和離合器蓋總成設(shè)計； 離合器裝配圖； 離合器操縱機構(gòu)的設(shè)計計算 。 摩擦片的內(nèi)、外徑 比 39。 本設(shè)計的是 2 噸小型轎車離合器，參看有關(guān) 資 料“離合器后備系數(shù)的取 值范圍”（見下表 ），并根據(jù)最大總質(zhì)量不超過 6 噸的載貨汽車 ? =～ ， 結(jié)合設(shè)計實際情況，故選擇 β=1. 3。本題目設(shè)計單片離合器，因此 Z=2。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。 膜片彈簧的變形特性 膜片彈簧起彈性作用的部分是其碟簧部分，碟簧部分的彈性變形特性和螺旋彈簧是不一樣的，它是一種非線性的彈簧，其特性和碟簧部分的原始內(nèi)截錐高 H 及彈簧片厚 h的比值 H/h 有關(guān)。膜片彈簧大端外徑 R 應滿足結(jié)構(gòu)上的要求和摩擦片的外徑相適應，大于摩擦片內(nèi)徑 ， 近 于 摩 擦 片 外 徑 。本設(shè)計所取 mmrf 26? ， mmr 240 ? 。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（當加載點相同時）。 為了保證摩擦片磨損后仍能可靠的傳遞傳矩，并考慮摩擦因數(shù)的下降，摩擦片磨損后彈簧工 作壓緊力 AF1 應大于或等于新摩擦片時的壓緊力 BF1 。顯然，零應力直線為 K 點與 O 點的連線，在零應力直線內(nèi)側(cè)為壓應力區(qū)，外側(cè) 位拉應力區(qū)，等應力直線離應力直線越遠，其應力越高。單級線性減震器 的扭轉(zhuǎn)特性，如圖 ， 19 其彈性元件一般采用圓 柱螺旋彈簧，廣泛用于汽油機汽車中。 中徑 mmCdD 162 ?? ； 外徑 202 ??? dDD mm 極限轉(zhuǎn)角 12~32a r c s in2 0 ??? Rlj?176。從動片 5用限位銷 7和減振 12 鉚在一起。從動盤總成應滿足如下設(shè)計要求： 為了減少變速器換檔時齒輪間的沖擊，從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應盡可能小； 為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻等從動盤應具有軸向彈性； 為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動盤中應裝有扭轉(zhuǎn)減振器。 在本設(shè)計中， 采用整體式彈性從動片，離合器從動片采用 2mm 厚的薄鋼板沖壓而成，其外徑由摩擦面外徑?jīng)Q定，在這里取 280mm，內(nèi) 徑由從動盤轂的尺寸決定，這將在以后的設(shè)計中取得。D /mm 內(nèi)徑 39。d 分別為花鍵的內(nèi)外徑； h— 花鍵齒工作高度； 2/)( 39。因此，在設(shè)計中應注意以下幾個問題： 離合器的剛度 離合器分離杠桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，即當離合器分離時，可能會使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會降低離合器操縱機構(gòu)的傳動效率，嚴重時還可能造成離合器分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會造成變速器的換檔困難。 由于用石棉材料制成的摩擦片導熱性很差，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。 壓盤的驅(qū)動方式 在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤的方法有三種 [1]： 凸臺 — 窗孔式：它是將壓盤的背面凸起部分嵌入在離合器蓋上的窗孔內(nèi)，通過二者的配合，將扭矩從離合器蓋傳到壓盤上，此方式結(jié)構(gòu)簡單，應用較多；缺點：壓盤上凸臺在傳動過程中存在滑動摩擦，因而接觸部分容易產(chǎn)生分離不徹底。過高的溫度能使壓盤受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂。目前大多數(shù)已采用角接觸推力球軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鋰基潤滑脂，其端部形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時采用球形端面，舌尖部為弧形面時采用平端面或凹弧形端面 [17]。 操縱機構(gòu)的選擇 常用的 離合器操縱機構(gòu) ，主要有 機械式、液壓式、 機械式和液壓式操縱機構(gòu)的助力器 、氣壓 式 和自動操縱機構(gòu)等 。 c1c2S 0fb1b2d2d1a1a 2S 圖 液壓 式 操縱機構(gòu)示意圖 踏板行程計算 踏板行程 S 由自由行程 1S 和工作行程 2S 組成： 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 分別為主缸和工作缸的直徑； Z 為摩擦片面數(shù)； S? 為離合器分離時對偶摩擦面間的間隙，單片： ~??S mm，取??S mm； 1a 、 2a 、 1b 、 2b 、 1c 、 2c 為杠桿尺寸。1? （ ） 式中 : 1F 離合器拉接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力， NF ? ，則 ][ LL WJW ?? 合格。 31 結(jié) 論 本設(shè)計根據(jù)給出的設(shè)計要求和原始設(shè)計參數(shù)，以及推式膜片彈簧離合器及其操縱機構(gòu)的工作原理和使用要求，通過對其工作原理的闡述、結(jié)構(gòu)方案的比較和選擇、相關(guān)零件參數(shù)的計算，確定了離合器主要零件的尺寸以及制造相關(guān)零件所用的材料和操縱機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)。 踏板力計算 踏板力為 sf FiFF ?? ??39。 杠 系操縱機構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但是 其傳動效 率 低，質(zhì)量大，車架和駕駛室的形變可影響其正常 工作，遠距離操縱桿 時 ，布置困難 。 圖 推式自動調(diào)心式分離軸承裝置 本章小結(jié) 本章講述了離合器的計算，包括 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇與優(yōu)化、通過膜片彈簧載荷與變形的關(guān)系計算離合器的壓緊力與膜片彈簧的應力、扭轉(zhuǎn)減振器與 減振彈簧的計算，選取從動盤轂和分離軸承。改善離合器散熱通風結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋，或鼓風筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄通風槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風；在離合器外殼內(nèi)裝導流罩。 徑向傳動片驅(qū)動方式：它用彈簧鋼制的傳動片將壓盤與離合器蓋連接在一起，除傳動片的布置方向是沿壓盤的弦向布置外，其他的結(jié)構(gòu)特征都與徑向傳動驅(qū)動方式相同。 厚度約為 15mm～ 25mm。 離合器的通風散熱 為了加強離合器的冷卻離合器蓋須開有許多通風窗口，通常在離合器 壓緊彈簧座處開有通風窗口，但此設(shè)計由于膜片彈簧本身散熱性好，故不需再開通風口。 dDh ?? 得 NP 5731? ， M P aM P ac ??? ，合 格。 ? ， mmd 3239。 從動盤轂設(shè)計 從動盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受發(fā)動機傳來的全部轉(zhuǎn)矩。這是因為汽車在行駛中進行換檔時，首先要分離離合器，從動盤的轉(zhuǎn)速必然要在離合器換檔的過程中發(fā)生變化，或是增速（由高檔換為低檔）或是降速（由低檔換為高檔）。在從動片 5和減振盤 12 上圓周切線方向開有 6個均布的長方形窗孔，在在從動片 和減振盤之間的從動盤轂 8 法蘭上也開有同樣數(shù)目的從動片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧 11，以便三者彈性的連接起來。 ，則 mml ?? 剛度計算 彈簧剛度 mmFFk l )( 21 ???? 其中， 2F 為最小工作力， 12 FF ? 彈簧的切變模量 MPaG 80000? ，則彈簧的工作圈數(shù) 0 331 ???? kCGdCF dGn l 21 取 4?n ，總?cè)?shù) 為 61?n 彈簧的最小高度 mmdnl 16m in ?? 減振彈簧的總變形量 mmkPl 8 1 39。 減振器的扭轉(zhuǎn)剛度 ?k 和阻尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩 ?T 是兩個主要參數(shù)。 故膜片彈簧和當量應力不超出允許應力范圍，所以用設(shè)數(shù)據(jù)合適。斷面在 O 點沿圓周方向的切向應 變?yōu)榱?，故該點的切向應力為零， O 點以外的點均存在切向應變和切向應力。通過支承環(huán)和壓盤加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷，假 象集中在支承點處，用 F1表示，加載點間的相對變形（軸向）為λ 1，則壓緊力 F1與變形λ 1之間的關(guān)系式為 [10]: ? ? ? ?? ? ?????? ????????? ????????????? ??????? 2111111211211 2/16 hrR rRHrR rRHrR rRInEhF ????? （ ） 式中： E— 彈性模量，對于鋼， aMPE ?? μ — 泊松比，對于鋼， μ = H— 膜片彈簧在自由狀態(tài)時，其碟簧部分的內(nèi)錐高度