【文章內(nèi)容簡介】 理 摩擦離合器是靠存在于主從動部分摩擦表面尖的摩擦力矩來傳遞發(fā)動機扭矩的 . 離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為 c CT fFZR? () 式中 f 為摩擦面間的摩擦因數(shù)； F 為壓盤施加在摩擦面上的工作壓力； Rc 為摩擦片的平均摩擦半徑； Z 為摩擦面數(shù)；單片摩擦離合器 Z=2，雙片摩擦離合器Z=4。 假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有 4 )( 2200 dDAF ??? ??? () 式中 p0 為單位壓力； D 為摩擦片外徑； d 為摩擦片內(nèi)徑。 摩擦片的平均摩擦半徑 RC根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示為 () 當(dāng) d/D≥ 時， RC可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計算 () 則有： () 式中， c 為摩擦片內(nèi)外徑之比， c=d/D，一般在 ～ 之間。 為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時TC應(yīng)大于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，即 c max= eTT? () 式中， maxeT 為發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩。 β 為離合器的后備系數(shù)，定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩之比， β 必須大于 1。 基本參數(shù)主要有性能參數(shù)β和 P0，尺寸參數(shù) D 和 d 及摩擦片厚度 b。以及結(jié)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù) Z 和離合器間隙 Δ t，最后還有摩擦因數(shù) f。 離合器 摩擦片 參數(shù)設(shè)計 計算 )(3 2233dDdDRc ???4 dDRc ??)1(12 330 cDfZT c ?? ??9 摩擦因數(shù) f、摩擦面數(shù) Z 和離合器間隙△ t 表摩擦材料的 摩擦因數(shù) f 的取值范圍 摩擦片材料 摩擦因數(shù) f 石棉基材料 模壓 編織 粉末冶金材料 銅基 鐵基 金屬陶瓷材料 本離合器選取摩擦因數(shù) f 為 本次設(shè)計為 雙片摩擦片離合器，所以取 Z=4 離合器間隙 △ t 是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回拉彈簧拉到后極限位置時，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿之間留有的間隙。 該間隙△ t 一般為 34mm。 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 的確定 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。顯然，傳遞大的轉(zhuǎn)矩，就需要有大的尺寸。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)，當(dāng)按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩（ N178。 m）來選定 D 時，有 maxD=100 eTA () 式中，系數(shù) A 反映了不同結(jié)構(gòu)和使用條件對 D 的影響，可參考下列范圍： 小轎車 A=47 一般載貨車 A=36（單片）或 A=50（雙片）； 本 次設(shè)計 選取 A=50。 所以求得 D=。 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 D/mm 250 280 300 325 350 380 405 430 內(nèi)徑 d/mm 155 165 175 190 195 205 220 230 厚度 b/mm 4 4 4 4 c=d/D 1c3 單位面積 302 402 466 546 678 729 908 1037 根據(jù) 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)表 取得 ： D=350mm； d=195mm； b=4mm； C=； 1??3= 10 離合器后備系數(shù)β的確定 后備系數(shù) β 是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動機最大扭矩的可靠程度，選擇 β 時，應(yīng)從以下幾個方面考慮： ，離合器還能確保傳遞發(fā)動機最大扭矩； ； 2 過載。 通常轎車和輕型貨車 β=～ 。 本設(shè)計為 總質(zhì)量 5800am kg? 的輕型貨車的 離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計質(zhì)料“離合器后備系數(shù)的取 值范圍”（見下表 22），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=2。 表 22 離合器后備系數(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 ～ 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 TC c m a x= 2 5 4 5 . 2 5 1 0 9 0 meT T N? ? ? ? 3..5 單位壓力 ??0 摩擦面上的單位壓力 ??0的值和離合器本身的工作條件 ,摩擦片的直徑大小 ,后備系數(shù) ,摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān)。 離合器使用頻繁 ,工作條件比較惡劣單位壓力 ??0較小為好。當(dāng)摩擦片的外徑較大時也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓 2 力因為在其它條件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時發(fā)熱厲害，再加上因整個零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力 ??0應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動機后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。 3330 (1 )12c dT fp Z D D????（ ） 由公式 （ ）的 0 33333312 1 2 1 0 9 0 2 0 . 1 9 6195( 1 ) 0 . 3 4 3 5 0 ( 1 )350c aTp M Pdf Z D D????? ??? ? ?? ? ? ? ? 式中， f 為摩擦因數(shù)取 ； ??0為單位壓力（ M????） Z 為摩擦面數(shù)取 4； D 為摩擦片外徑取 350mm ； d 為摩擦片內(nèi)徑取 195mm ； 11 摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應(yīng)滿足以下幾個方面的要求： ⑴應(yīng)具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對摩擦系數(shù)的影響小。 ⑵要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時應(yīng)耐磨。 ⑶要有足夠的機械強度，尤其在高溫時的機械強度應(yīng)較好 ⑷熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時分離出的粘合劑較少，無味，不易燒焦 ⑸磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面 ⑹油水對摩擦性能的影響應(yīng)最小 ⑺結(jié)合時應(yīng)平順而無“咬住”和“抖動”現(xiàn)象 由以上的要求 ,目前車用離合器上廣泛采用石 棉塑料摩擦片，是由耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合劑及其它輔助材料混合熱壓而成，其摩擦系數(shù)大約在 左右 ,在該設(shè)計中選取的是石棉合成物制成的摩擦 片。 離合器 摩擦片 基本參數(shù)的校核 最大圓周速度 33m a x 1 0 2 0 0 0 3 5 0 1 0 3 6 . 6 5 / 7 0 /6 0 6 0Dev n D m s m s?? ??? ? ? ? ? ? ? ? 式中， Dv 為摩擦片最大圓周速度（ m/s）； maxen 為發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速取 2020r/min ； D 為摩擦片外徑徑取 350mm ； 故符合條件。 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 c0T 0cT = ?? )( 4 22 dDZ Tc? 224 10 90 .54 (35 0 19 5 )? ?? ? ? ? (Nm /2mm ) 式中， cT 為離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 mN? ； 當(dāng)摩擦片外徑 D? 325mm 時， ][ 0cT =178。 m / 2mm ， 故符合要求 單位壓力 0P 為降低離合器滑磨時的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，選取單位壓力 0P 的最大范圍為 ～ ， 由于已確定單位壓力 0P ＝ ，在規(guī)定范圍內(nèi)，故滿足要求 12 單位摩擦面積滑磨功 為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功 w 應(yīng)小于其許用值 [w]。 汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功 (J)為： W=1800n2e2π (2g202raii rm)= 22 ? ( 2225800 ??)=(J) 式中， W 為汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功 (J) ma 為汽車總質(zhì)量取 5800kg； rr 為輪胎滾動半徑 ； ig 為汽車起步時所用變速器檔位的傳動比 ； i0 為主減速器傳動比 ； ne 為發(fā)動機轉(zhuǎn)速 2020r/min。 ? = )( 422 dDZ W?π= 4 ( 195 )?? ? ?= 10? J/mm2 式中， W 為汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功取 滿足 ? [w]=。 摩擦片的相關(guān)參數(shù) 摩擦片外徑 D 摩擦片內(nèi)徑 d 后備系數(shù)β 厚度 b 單位壓力0P 350mm 195mm 2 4 13 第 4 章 膜片彈簧 設(shè)計 膜片彈簧的設(shè)計比較復(fù)雜，必須利用反求工程原理進行設(shè)計。即按照參考樣件或先期的經(jīng)驗初步選定膜片彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸，然后對其工作彈性、應(yīng)力強度等作出分析，最終經(jīng)過優(yōu)選定出其合理的結(jié)構(gòu)尺寸。為此，需要清楚地了解膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點、工作特性及失效的形式和原理，在此基礎(chǔ)上要掌握有關(guān)膜片彈簧的彈性、強度等方面的計算方式。 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 H/h 比值是指碟簧的原始內(nèi)截錐高度 H 及彈簧片厚度 h 之比。設(shè)計膜片彈簧時，要利用其非線性的彈性變形規(guī)律，因此要正確選擇其彈性特性曲線的形狀，以獲得最佳的使用性能。膜片彈簧的彈性特性和 H/h 比值有關(guān)，不同的 H/h 比值可以得到不同的彈性特性曲線。如圖 所示，載荷 F 與變形λ之間的關(guān)系： （ 1） 當(dāng) 2?hH 時，載荷 F 增加，變形λ不斷增加； （ 2） 當(dāng) 2?hH 時，彈簧的特性曲線在中間有一段很平直，變形增加時，載荷幾乎維持不變； （ 3） 當(dāng) 2 2 2Hh??時，彈簧的特性曲線中有一段負(fù)剛度區(qū)域，即當(dāng)變形增加，載荷反而減小。具有這種特性的膜片彈簧很適用于作為離合器的壓緊彈簧。 （ 4） 當(dāng) 22Hh? 時，具有更大的負(fù)剛度區(qū)域； （ 5） 當(dāng) 22Hh? 時，具有載荷為負(fù)值的區(qū)域。一般汽車離合器膜片彈簧的 H/h 值在 ～ 2 范圍內(nèi)選取。常用的膜片彈簧板厚為 2～ 4mm，本設(shè)計取? 。 14 圖 膜片彈簧的彈性特性曲線 1. 2/ ?hH 2. 2/ ?hH 3. 22/2 ?? hH 4. 22/ ?hH 5. 22/ ?hH 及 R/r 的確定 通過分析表明， R/r 越小，應(yīng)力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。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