【正文】 汽車便 由靜止開(kāi)始緩慢地平穩(wěn)起步了。 離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車緊急制動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系受到很大的慣性負(fù)荷，此時(shí)由于離合器自動(dòng)打滑，可避免傳動(dòng)系零件超載損壞，起保護(hù)作用。 與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)：取消了中間支承各零件，并不 6 用支承環(huán)或只用一個(gè)支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更少；拉式膜片彈簧是中部與壓盤相壓在 同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)；在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承減少了摩擦損失，傳動(dòng)效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約 %30~%25 ；無(wú)論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會(huì)形成間隙而增大踏板自由行程，不會(huì)產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽 命更長(zhǎng)。 第 2 章 離合器基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇 表 設(shè)計(jì)參數(shù) 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 預(yù)選車型 比亞迪 f0 主要尺寸 3588 1563 1533(m) 整車質(zhì)量 1270(Kg) 最大功率 48/5700(KW) 最高車速 140(Km/h) 最大扭矩 88/3500(N 膜片彈簧與其他幾類相比又有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 由于膜片彈簧有理想的非線性特征 ,彈簧壓力 在摩擦片磨損范圍內(nèi)能保證大致不變，從而使離合器在使用中能保持其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力不變。 當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT (N 摩擦片單位壓力 P P=F/a=~ 2） 單位壓力 P 當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)，要適當(dāng)降低摩擦面上的單位壓力 P，離合器使用頻繁，工作條件比較惡劣時(shí)，單位壓力 P 取較小的值為好，因此只有降低單位壓力 P增大摩擦面積，加大容許的磨耗的體積，增加使用磨耗量，才能延長(zhǎng)使用時(shí)間。 （ 3） 離合器從動(dòng)軸的軸向定位及軸承潤(rùn)滑，離合器從動(dòng)軸在安裝后應(yīng)保持軸向定位，在拆卸時(shí)便于離合器中抽出來(lái)。 1， 13摩 擦片 2， 14， 15鉚釘 3波形彈簧片 4平衡塊 5從動(dòng)片 6， 9減振摩擦片 7限位銷 8從動(dòng)盤轂 10調(diào)整墊片 11減振彈簧 12減振盤 圖 帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤 從動(dòng)盤總成由摩擦片，從動(dòng)片，減震器和從動(dòng)盤穀等組成。波狀彈簧可用比鋼片輕薄的材料制造，軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，適宜高速旋轉(zhuǎn)，且彈簧對(duì)置分布，彈性好。見(jiàn)下表。密度小，價(jià)格便宜，多年來(lái)在汽車離合器上使用效果良好。 其中： ?i ?gi ?rr m 1270?am Kg。 將數(shù)據(jù)帶入（ ）中得 ?t 176。壓盤通過(guò)傳力片和離合器蓋相連而被驅(qū)動(dòng)。 壓盤是離合器的主要部分，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)片轉(zhuǎn)動(dòng)，在單片離合器中的壓盤常采用凸臺(tái)式連接方式。 )(m a x3 M P aATZR ZZec凸擠 ?? （ ） 凸臺(tái)擠壓應(yīng)力 10— 15MPa。過(guò)高的溫度能使壓盤受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂。 （ 3） 控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器軸系的扭振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭振及噪聲。 表 減振彈簧個(gè)數(shù)的選取 摩擦片的外徑 D/mm 225～ 250 250～ 325 325～ 350 〉 350 Z 4～ 6 6～ 8 8～ 10 〉 10 減振彈簧尺寸 （ 1） 選擇材料，計(jì)算許用應(yīng)力 根據(jù)《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》 (機(jī)械工業(yè)出版社 )采用 65Mn 彈簧鋼絲， 設(shè)彈簧絲直徑4?d mm, 1620?b? MPa,? ? ?? b?? MPa。 ??? kPl mm （ 8）減振彈簧的自由高度 39。本章中最初的原始數(shù)據(jù)與比亞迪 F0 的數(shù)據(jù)類似，故設(shè)計(jì)中參 24 考實(shí)際車型相比較，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性。同時(shí)，為提高分離指的耐磨性，對(duì)其進(jìn)行局部高頻淬火式鍍鉻。范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)中 ? ? ? ?rRHrRH ???? a r c t a n? （ ） 得 ?? 176。國(guó)內(nèi)常用的碟簧材料的為 60Si2MnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為 1600～ 1700N/mm2。 表 膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù) R r R1 r1 H h 95 76 93 78 5 代入上式（ ）得 ? ? 1213111 6 6 1 1 ???? ???? fF （ ） 對(duì)式（ ）求一次導(dǎo)數(shù)，可解出λ 1=F1的凹凸點(diǎn)，求二次導(dǎo)數(shù)可得拐點(diǎn)。斷面在 O 點(diǎn)沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，故該點(diǎn)的切向應(yīng)力為零， O 點(diǎn)以外的點(diǎn)均存在切向應(yīng)變和切向應(yīng)力。 n=18 Br—— 單個(gè)分離指的根部寬 。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、氣壓助力機(jī)械式、氣壓助力液壓式等等。 34 c1c2S 0fb1b2d2d1a1a 2S 圖 液壓操縱機(jī)構(gòu)示意圖 踏板力的計(jì)算 踏板力為 sf FiFF ?? ??39。 離合器的分離裝置 分離杠桿、分離軸承 分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔(dān)，其作用是通過(guò)分離軸承克服離合器彈簧的推力并推動(dòng)壓盤移動(dòng)，從而使壓盤與從動(dòng)盤 和從動(dòng)盤與飛輪相互分離，截?cái)鄤?dòng)力的傳遞，分離杠桿要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受反復(fù)作用在其上面的彎曲應(yīng)力，分離軸承的作用是通過(guò)分離叉的作用使分離軸承沿變速器前端蓋導(dǎo)向套作軸向移動(dòng)，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。 36 本章小結(jié) 離合器操縱系統(tǒng)的功能是，把駕駛員對(duì)離合器踏板的輸入變成分離軸承上的輸出，來(lái)控制離合器的分離與接合，從而完成對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力切斷或傳遞。 計(jì)算方面：根據(jù)任務(wù)書(shū)中主要數(shù)據(jù)確定車型，定位比亞迪 f0 轎車。離合器蓋選用 10 鋼鋼板，并在離合器蓋上設(shè)有通氣孔。 實(shí)驗(yàn)室免費(fèi)開(kāi)放，為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供實(shí)物和 模型。 離合器分為三個(gè)工作狀態(tài)，即不踩下離合器的全連動(dòng)，部分踩下離合器的半連動(dòng)，以及踩下離合器的不連動(dòng)。 一般來(lái)說(shuō)，離合器是在車輛起步和換擋的時(shí)候發(fā)揮作用，此時(shí)變速箱的一軸和二軸之間存在轉(zhuǎn)速差，必須將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力與一軸切開(kāi)以后，同步器才能很好的將一軸的轉(zhuǎn)速保 持與二軸同步，擋位掛進(jìn)以后，再通過(guò)離合器將一軸與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力結(jié)合，使動(dòng)力繼續(xù)得以傳輸。 這樣的轉(zhuǎn)速差必須由半聯(lián)動(dòng)來(lái)消化，也就是動(dòng)力開(kāi)始的時(shí)候部分傳遞給一軸，使車輛 能以較平穩(wěn)的姿態(tài)起步，一旦車輛行駛起來(lái)，轉(zhuǎn)速差就會(huì)變得很小，此時(shí)將離合器完全抬起，就不會(huì)有沖擊了。 新手駕駛的時(shí)候會(huì)存在一些離合器使用上的錯(cuò)誤操作。半聯(lián)動(dòng)可以消化發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車輪之間的轉(zhuǎn)速差，也就是說(shuō)可以有在動(dòng)力已經(jīng)傳遞到車輪上，但車輪并不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)，這種情況常常發(fā)生在坡道。有效的保護(hù)了發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器。當(dāng)車輛起步 時(shí)，司機(jī)踩下離合器，離合器踏板的運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)壓盤向后靠，也就是壓盤與摩擦片分離，此時(shí)壓盤與飛輪完全不接觸，也就不存在相對(duì)摩擦。 40 附錄 A 對(duì)于手動(dòng)擋的車型而言，離合器是汽車動(dòng)力系統(tǒng)的重要部件，它擔(dān)負(fù)著將動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行切斷與連接的工作。 在設(shè)計(jì)中基本達(dá)到離合器的設(shè)計(jì)要求，能夠滿足離合器功用，但是由于自己的知識(shí)能力有限，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中仍有很多問(wèn)題出現(xiàn)，并努力克服了很多設(shè)計(jì)毛病，但有些地方人不盡如人意，希望各位老師批評(píng)指正。之后選取膜片彈簧參數(shù)、從動(dòng)盤轂參數(shù)并對(duì)選取的參數(shù)進(jìn)行校核計(jì)算，保證剛度強(qiáng)度一操縱輕便等要求。本章簡(jiǎn)述了離合器操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、分離軸承的設(shè)計(jì) 與校核。 分離軸承在工作中主要承擔(dān)軸向力。F —— 離合器分離時(shí)，壓緊彈簧對(duì)壓盤的總壓力； ?i —— 操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比， 2111122222dcba dcbai ??； ?—— 機(jī)械效率，液壓式： 90~80?? %，機(jī)械式： 80~70?? %； sF —— 克服回位彈簧 2 的拉力所需的踏板力，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可忽略之。 33 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有杠系傳動(dòng)和繩索系兩種傳動(dòng)形式，杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，但是機(jī)械效率低，質(zhì)量大，車架和駕駛室的形變可影響其正常工作，遠(yuǎn)距離操縱桿系，布置困難，而繩索傳動(dòng)可消除上述缺點(diǎn)，但壽命短，機(jī)構(gòu)效率不高。 本章小結(jié) 膜片彈簧的設(shè) 計(jì)比較復(fù)雜，按照參考樣件或先期的經(jīng)驗(yàn)初步選定膜片彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸，然后對(duì)其工作彈性、應(yīng)力強(qiáng)度等作出分析，最終經(jīng)過(guò)優(yōu)選定出其合理的結(jié)構(gòu)尺寸。令 X 軸平行于子午斷面的上下邊，其方向如上圖所示，則斷面上任意點(diǎn)的切向應(yīng)力為： ? ?xe y2/x1 E 2t ? ??????????? （ ） 30 圖 膜片彈簧工作點(diǎn)位置 式中： φ —— 碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角（從自由狀態(tài)算起）； α —— 碟簧部分子有狀態(tài)時(shí)的圓錐底角； e —— 碟簧部分子午斷面內(nèi)中性點(diǎn)的半徑； e=（ Rr） /In(R/r) （ ） 為了分析斷面中斷向應(yīng)力的分布規(guī)律，將上式寫成 Y 與 X 軸的 關(guān)系式 ： ? ? ? ????????????????? ?????????? ???? E e1XE12Y t2t2t （ ） 圖 切向應(yīng)力在子午斷面的 分布 由式 （ ） 可知，當(dāng)膜片彈簧變形位置 φ 一定時(shí)，一定的切向應(yīng)力 αt 在 XY 坐標(biāo)系里呈線性分布。設(shè)分離軸承對(duì)膜片彈簧指所加 的載荷為F2，對(duì)應(yīng)此載荷作用點(diǎn)的變形為λ 2。 圖 膜片彈簧尺寸符號(hào)示意圖 27 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì) （ 1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的 hH 與初始錐角 ? ?rRH ?? a rc ta n? 應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 ??? hH ? ? r c t a n9 ????? rRH? （ 2）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng) 符合一定的范圍，即 ??? rR 10076270 ??? hR （ 3） 為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑1R （或拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑 1r ）應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 拉式： 902/)( 1 ?????? DrdD （ 4） 根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求， 1R 與 R ， fr 與 0r 之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 621 1 ???? RR 620 1 ???? rr 40 0 ??? rrf （ 5） 膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 拉式： 111 ???? rR rR f 由（ 4）和（ 5）得 44?fr mm， 400?r mm。之間，合格。 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 膜片彈簧主要參數(shù)的計(jì)算 1. 比較 H/h 的選擇 此值對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極大，分析載荷與變形 1 之間的函數(shù)關(guān)系可知，當(dāng) 2?hH 時(shí)， F2 為增函數(shù)； 2?hH 時(shí)， F1 有一極值，而該極值點(diǎn)又恰為拐點(diǎn)；2?hH 時(shí)， F1有一極大值和極小值；當(dāng) 2?hH 時(shí)， F1極小值在橫坐標(biāo)上 圖 膜片彈簧的彈性特性曲線 為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車離合器用膜片彈簧的 H/h 通常在～ 2 范圍內(nèi)選取。離合器的分離正是利用這些徑向開(kāi)槽部分作為“杠桿”，使其碟簧部分脫開(kāi)與壓盤的接觸，故又稱它為分離指。 ??l mm ， ?k mm ，?n ，合格。 中徑 ： 162 ??CdD mm；外徑 ： 202 ??? dDD mm。 扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)的選擇 減 振 器極轉(zhuǎn)矩 : m a x ?? ej TT N改善離合器散熱通風(fēng)結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋，或鼓風(fēng)筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄通風(fēng)槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流罩。 離合器分離杠桿支承在離合器蓋上，如果蓋剛度不夠，則當(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形。 壓盤設(shè)計(jì)時(shí)，在初步確定壓盤厚度以后，應(yīng)校核離合器接合一次時(shí)的溫升，它不應(yīng)超過(guò) 8— 10℃。片厚一般為 1～ ，保證其既有足夠的軸向彈性使壓盤容易分離，又有足夠的強(qiáng)度不至于因彎曲拉壓而斷裂。 壓盤設(shè)計(jì) 壓盤的驅(qū)動(dòng)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：