【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 首先考慮采用單片式離合器 ，其結(jié)構(gòu)如圖 21 所示 。 10 圖 21 離合器總成 1— 飛輪 2— 摩擦片 3— 從動(dòng)片 4— 鉚釘隔套 5— 鉚釘 6— 深溝球軸承 7— 減振器阻尼片 8— 減振器彈簧 9— 從動(dòng)片轂 10— 摩擦片鉚釘 11— 壓盤(pán) 12— 離合器蓋 13— 螺栓 14— 墊圈 15— 支承 桿 16— 分離杠桿 17— 分離裝置 從動(dòng)盤(pán) 從動(dòng)盤(pán)由摩擦片、從動(dòng)鋼片、扭轉(zhuǎn)減震器和花鍵轂等組成。從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小，以減小換擋時(shí)齒輪間的沖擊；從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈 11 性，保證汽車(chē)平穩(wěn)起步；從動(dòng)盤(pán)應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減震器，以避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振，緩和沖擊載荷。從動(dòng)盤(pán)對(duì)離合器工作 性能影響很大，而且是零件中壽命薄弱的一環(huán)。 摩擦片 摩擦片的工作條件比較惡劣，通過(guò)它與壓盤(pán)間的摩擦作用來(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，因此，它直接影響整個(gè)離合器性能和容量的大小。它應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：摩擦系數(shù)高而穩(wěn)定，能傳遞大的轉(zhuǎn)矩，受工作溫度、滑磨速度、單位壓力變化的影響盡可能小；足夠的耐磨性和機(jī)械強(qiáng)度；熱穩(wěn)定性好；磨合性能好；摩擦性能受油水的影響?。幻芏刃?，有利于結(jié)合平順；長(zhǎng)期停放不會(huì)與壓盤(pán)粘在一起。 摩擦片所用的材料有石棉基材料、燒結(jié)金屬和金屬陶瓷等。 石棉基材料由石棉或石棉織物、粘合劑和輔助材料混合熱壓 制成，其摩擦系數(shù)大約為 ，但性能不穩(wěn)定，溫度、滑磨速度及單位壓力的增加都會(huì)使摩擦系數(shù)下降，磨損加劇。但因其價(jià)格低，密度小，有良好的彈性，結(jié)合柔軟，能滿(mǎn)足大多數(shù)離合器的使用要求，所以得到廣泛應(yīng)用。 摩擦片與從動(dòng)片鋼間有兩種固定方法：鉚接法和粘接法。鉚接法連接可靠，適宜在從動(dòng)鋼片上裝波形彈簧片，磨損后更換摩擦片方便。 片式摩擦離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力取決于主動(dòng)部分和從動(dòng)盤(pán)之間的摩擦力矩的大小。離合器的靜摩擦力矩由摩擦面上的壓緊力、摩擦力的作用半徑、摩擦副材料及摩擦片的工作面數(shù)等因素決定 ： 式中 CT? 離合器的靜摩擦力矩 ， Nm； F?? 作用在摩擦面上的總的壓力 ， N ； f? 摩擦系數(shù) ，石棉對(duì)鋼 f???? ； CR? 摩擦片平均摩擦半徑 ， m 。若已知摩擦片的外徑 D 和內(nèi)徑 d，? ? F f R Z?? ? ? ? 12 設(shè)摩擦片上壓力均勻分布，則： 當(dāng) / ? 時(shí)， Z? 摩擦面數(shù) 。 為了保證離合器在任何情況下都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，在設(shè)計(jì)上規(guī)定離合器的靜摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 maxeT ，即： 式中 ?? 離合器后備系數(shù) ,??? 。 離合器工作條件非常嚴(yán)酷，因此，設(shè)計(jì)離合器時(shí)不僅要求它能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩，而且還應(yīng)該有足夠的使用壽命。 為了達(dá)到可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩的要求，由 ? ? 、 ? ? 可得： 為了使離合器由足夠的壽命， 3 中摩擦面上的總壓力 F? 應(yīng)有足夠大的摩擦面積來(lái)承受，即單位壓力 oP 不能過(guò)大 ： 將 ? ? 帶入式 ? ? 得 式中 C? 摩擦片內(nèi)、外半徑之比。 /C d D? ，推薦 ? 。 單位壓力 ? ?33m a x 112c e ofzT T P D C??? ? ? ? ?? ?22Dd4ooF p A p ?? ?? ? ? ?m a xC e CT T F f R Z? ?? ? ? ? ?maxCeTT???()CR D d????3322C DdR ??? ??? ?? ?? ?? ? 13 摩擦片上的單位壓力值和離合器的工作條件、后備系數(shù)、摩擦片的尺寸、材料及質(zhì)量等因素有關(guān)。離合器工作條件比較惡劣，使用頻繁，單位壓力 oP 應(yīng)取得小些；離合器后備系數(shù) ? 較小時(shí)， oP 可取小些；摩擦片外徑較大時(shí)，為降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷， oP 應(yīng)取小些；反之， oP 可取大些。 若采用石棉做摩擦材料， oP 在 范圍 內(nèi)選??；對(duì)于轎車(chē)，oP 為 ；貨車(chē) oP 為 。 摩擦片的尺寸 摩擦片的尺寸主要為摩擦片外徑 D 和內(nèi)徑 od 。摩擦片外徑 D 是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和使用壽命。選定 ? 、 oP 后，D 可根據(jù)式 4 估算，再按 JB1457— 74 選定摩擦片尺寸。所選的 D 應(yīng)使最大圓周速度不超過(guò) 65 70m/s。內(nèi)徑 d = c? D，可由選定的 D、 c 值確定。首先選擇單類(lèi)摩擦片式，比同類(lèi)型汽車(chē)，摩擦片尺寸取為： 420 220 10??。 則 摩擦片內(nèi)、外半徑之比 ： 對(duì)于單片式離合器： Z?? ， f???? 。 將以上數(shù)據(jù)代入 ? ? ： 此時(shí)： m a x/ 1. 4 1ceTT? ? ? ?，滿(mǎn)足要求。 從動(dòng)盤(pán)的軸向彈性 單片離合器的從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈性，以保證汽車(chē)平穩(wěn)起步。彈性從動(dòng)盤(pán)還使壓力分布比較均勻，改善摩擦表面的接觸，使摩擦片磨損均勻。 ??? ?6 3 33 . 1 4 0 . 3 1 0 . 3 1 0 0 . 4 2 1 0 . 5 2 412cT ??? ? ? ? ? m? 14 對(duì)于載重汽車(chē)，通常在從動(dòng)鋼片上沿半徑方向開(kāi) T 型槽，外緣形成許多扇形，并將其沖壓成依次向不同方向 彎曲的波浪形，使其具有軸向彈性。 扭轉(zhuǎn)減震器 扭轉(zhuǎn)減震器幾乎成為現(xiàn)代汽車(chē)離合器的必備部件，它主要由彈性元件、阻尼元件組成。彈性元件用來(lái)降低傳動(dòng)系首段的扭轉(zhuǎn)剛度，降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某一固有頻率，使之盡可能避開(kāi)由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧激勵(lì)引起的共振。但這種共振很難消除，阻尼元件則有效耗散此時(shí)的震動(dòng)能量。因而，扭轉(zhuǎn)減震器能有效地降低傳動(dòng)系共振載荷和噪聲。同時(shí)，它的彈性元件還能緩和傳動(dòng)系轉(zhuǎn)速急劇變化時(shí)產(chǎn)生的很大的順勢(shì)動(dòng)載荷，以免傳動(dòng)系零件受損和破壞。 壓緊彈簧 離合器的壓緊彈簧有圓柱彈簧、錐式螺旋彈簧 和膜片彈簧。壓緊彈簧可以圓周布置、中央布置，還可以斜置。 周置彈簧離合器多采用圓柱彈簧，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在汽車(chē)上應(yīng)用很廣泛。當(dāng)需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較多時(shí)，可將壓緊彈簧不知在兩個(gè)同心的圓周上。 壓緊彈簧數(shù)量 按照最大傳遞轉(zhuǎn)矩 1400N mcT ? 設(shè)計(jì)，由公式 ? ? 可得 ： 由公式 ? ? 可得 ? ?3312 1co TP fzD C?? ?? ?331 2 1 4 0 03 . 1 4 0 . 3 1 0 . 4 2 1 0 . 5 2 4?? ? ? ? ? ?? 15 由于每個(gè)彈簧工作壓力 F 不超過(guò) 1000N ，考慮到要有充分的安全性，將彈簧個(gè)數(shù) i 取為 36 。 彈簧工作應(yīng)力 每個(gè)彈簧的工作壓力為 / 2 8 1 3 4 .4 / 3 6 7 8 1 .5 NF F i?? ? ?。 彈簧工作應(yīng)力為： 式中 ?? 工作應(yīng)力； PD? 彈簧圈平 均直徑（即中徑）； d? 彈簧鋼絲直徑； c?? 旋繞比， /Pc D d?? ,對(duì)于離合器壓緊彈簧，取 6c?? ； K?? 考慮剪力與彈簧曲率影響的校正系數(shù) : ? ? ? ? ? ? ? ?K c + 2 / 4 3 6 + 2 / 4 6 3c? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 離合器圓柱彈簧常用 65Mn 鋼或碳素彈簧鋼絲制 造，工作應(yīng)力再700N/mm2 左右，最大應(yīng)力不宜超過(guò) 800 900N/mm2 。 由公式 ? ? 得： 328 8PFD K Fc Kdd? ??? ????? ?22Dd4ooF p A p ?? ?? ? ? ?? ?226 3 . 1 4 0 . 4 2 0 . 2 20 . 2 8 1 0 4??? ? ??? ?8FcKd ?????? ? ? ?8 7 8 1 . 5 6 6 + 2 / 4 6 33 . 1 4 7 0 0? ? ? ? ? ? ?? ?? 16 根據(jù)彈簧相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取 ? ， 25mmPD ? 。 將以上數(shù)據(jù)代入公式 ? ? 得： 彈簧工作圈數(shù) 彈簧工作圈數(shù) sn ，可根據(jù)剛度條件和已定的 d、 c? 求出： 式中 G? 切變模量，對(duì)于碳鋼， 3283 10 N /m mG ?? ； K? 彈簧剛度，一般為 20 45N/mm； f? 離合器分離過(guò)程中彈簧的變形量，它等于壓盤(pán)的行程。對(duì)于單片離合器， mmf ???? ??? ,取 2mmf ? 。 F?? 彈簧最大壓力， F? 一般不大于 ? ? F，取 FF????? 。 將以上數(shù)據(jù)代入 ? ? 得 取彈簧得工作圈數(shù) ? ，彈簧得總?cè)?shù)一般比工作圈數(shù)多 2圈，所以取彈簧總?cè)?shù)為 10。 彈簧自由長(zhǎng)度 工作負(fù)荷下得變形量 FFK f???438s PGdn DK?38 7 8 1 . 5 2 5 1 . 2 6 6 8 8 . 2 8 M Pa 7 0 0 M Pa3 . 1 4 4 . 5? ? ? ????? ?? ?343 8 3 1 0 4 . 5 8 . 78 2 5 1 . 1 1 7 8 1 . 5 / 2sn ????? ? ? ?2 25 10 ? ? ?? ??2PS DnF Gd??? 17 最大變形量： 3 3 . 2 9 2 3 5 . 2 9 m mSSF F f? ? ? ? ? ?。 自由高度：? ?0 2 3 5 . 2 9 8 2 . 5 4 m mbSH H H n d? ? ? ? ? ? ?。 離合器的通風(fēng)散熱 試驗(yàn)證明，摩擦片的磨損隨壓盤(pán)溫度升高而加劇。正常使用條件下，壓盤(pán)溫度一般在 180 攝氏度以下，當(dāng)溫度超過(guò) 180 攝氏度時(shí)，摩擦片的磨損急劇增加。 為使摩擦表面溫度不過(guò)高，要求壓盤(pán)有足夠的質(zhì)量以保證其足夠的熱容量，還要求離合器在結(jié)構(gòu)上保證通風(fēng)散熱良好。這對(duì)于重型汽車(chē)尤為重要。 通常采用的措施有：在壓盤(pán)上設(shè)散熱筋或鼓風(fēng)筋；在離合器蓋上開(kāi)較大的通風(fēng)口；在離合器外殼上設(shè)通風(fēng)窗；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼上裝導(dǎo)流罩，加強(qiáng)通風(fēng)。 ?3 2283 10 35 .9 70 2 N/ m 4 25 ? ? ?????2SPGdFDn? ? ?? 18 第四章 變速器設(shè)計(jì) 變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動(dòng)比的齒輪傳動(dòng)裝置。又稱(chēng)變速箱。 汽車(chē)變速器 多為 機(jī)械式變速箱 ，它 主要應(yīng)用了齒輪傳動(dòng)的降速原理。簡(jiǎn)單的說(shuō)，變速箱內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪副，而汽車(chē)行駛時(shí)的換檔行為，也就是通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)使變速箱內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時(shí)，讓傳動(dòng)比大的齒輪副工作，而在高速時(shí)，讓傳動(dòng)比小的齒輪副工作。 欲保證重型汽車(chē)具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和加速性，必須擴(kuò)大變速器傳動(dòng)比的范圍并增加檔位數(shù)。為避免變速器的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn)，多采用組合式機(jī)械變速器。 傳動(dòng) 方案 確 定 為了實(shí)現(xiàn)多組不同傳動(dòng)比的要求，設(shè)計(jì)了如下三種方案。 圖 41 方案一 圖 42 方案 二 圖 41 所示方案一為 行星齒輪 變速箱，它 具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高（類(lèi)型選用得當(dāng)）等優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)、坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各個(gè)方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也已獲得了應(yīng)用。它幾乎可適用于一切 功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目 19 前行星傳動(dòng)技術(shù)已成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)之一。 它的 的缺點(diǎn) 主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 ：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造 、 安裝 和維修時(shí) 較困難些。 圖 42 所示方案二為普通齒輪結(jié)構(gòu)變速箱，它具有 6 個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。其中 檔的常嚙合齒輪均為斜齒齒輪，而副軸與二軸的一檔、倒檔齒輪以及到當(dāng)中間齒輪為常嚙合支持齒輪。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)先進(jìn)，操作方便。 圖 43 方案 二 1— 一軸主動(dòng)傳動(dòng)齒輪 2— 一軸軸承 3— 副軸軸承 4— 副軸被動(dòng)齒輪 5— 主變速器副軸 3檔齒輪 6— 主變速器副軸 2檔齒輪 7— 主變速器副軸 1檔齒輪 8— 主變速器副軸爬行當(dāng)檔齒輪 9— 主變速器倒檔中間齒輪 10— 副變速器被動(dòng)傳動(dòng)齒輪 11— 副變速器輸出齒輪 12—副變速器副軸軸承 13— 高低檔換擋同步器 14— 輸出軸雙聯(lián)軸承 15— 副變速器輸出軸 16— 副變速器輸出齒輪 17— 副變速