【文章內(nèi)容簡介】 汽車離合器的后備系數(shù) ? 推薦如下： 小轎車： ? =； 載貨車： ? =； 帶拖掛的重型車或牽引車： ? = 本設(shè)計的是 2 噸輕型載貨汽車用離合器，根據(jù)最大總質(zhì)量不超過 6 噸的載貨汽車的后備系數(shù) ? =，所以 本車的后備系數(shù) 選 為 ? =。 單位壓力 0p 的確定 單位壓力 0p 值的大小，應(yīng)與離合器本身的工作條件，摩擦片直徑的大小，摩擦片材料及其品質(zhì)等因素有關(guān)。 當摩擦片的外徑比較大時，要適當降低摩擦面的單位壓力 0p 。因為，在其他條件不變時，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)熱嚴重，再加上 零件的 尺寸交大，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 0p 應(yīng)隨摩擦片外徑的 增加而降低。 前面已經(jīng)計算了摩擦片的尺寸為： 外徑 D =225mm，內(nèi)徑 d =150mm，厚度 h =，內(nèi)徑與外徑比值 39。C = 又初選 ? =。根據(jù)公式 （ 34） ，對 單位壓力 0p 進行校核 。 濰坊學院本科畢業(yè)設(shè)計 12 33m a x m a x 0 3( 1 )12 cee ZdT T p D D??? ??? ? ? (34) 式中， cZ 對膜片彈簧離合器取 2，對有機材料摩擦片，其摩 擦系數(shù)可取 ? =，帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得 0p ==。 表 摩擦片單位壓力的取值范圍 摩擦片材料 單位壓力0p /MPa 石棉基材料 模壓 ~ 編織 ~ 粉末冶金材料 模壓 ~ 編織 金屬陶瓷材料 ~ 根據(jù)表 可知 ，石棉基材料的摩擦片的 單位允許 壓力 0[]p 為 ，因此摩擦面上的單位壓力 0p 0[]p ， 沒有超出允許范圍 .所以 上述各基本結(jié)構(gòu)參數(shù) 的 選擇 合適。 離合器從動盤總成的設(shè)計 從動盤的結(jié)構(gòu)、 組成和設(shè)計要求 從動盤有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是帶扭轉(zhuǎn)減震器的，一種是不帶扭轉(zhuǎn)減震器的，不帶扭轉(zhuǎn)減震器的從動盤結(jié)構(gòu)簡單，重量輕。為了 避免汽車傳動系統(tǒng)的共振，緩 和沖擊，減少噪聲，提高傳動系零件的壽命，改善汽車行駛的舒適性和 使汽車 平穩(wěn)起步 起步。 現(xiàn)今的汽車上幾乎 都采用帶扭轉(zhuǎn)減震器的從動盤 ， 不論 什么形式的從動盤，它們 都有從動片，摩擦片和從動盤轂等 3 個基本 部分 組成 。本設(shè)計采用帶扭轉(zhuǎn)減震器 的從動盤 ,結(jié)構(gòu)如圖 所示。 濰坊學院本科畢業(yè)設(shè)計 13 圖 帶扭轉(zhuǎn)減震器的從動盤結(jié)構(gòu)圖 1—從動盤； 2—減振彈簧； 3—碟形彈簧墊圈； 4—緊固螺釘； 5—從動盤轂； 6—減振摩擦片 7—減振盤； 8—限位銷 設(shè)計從動盤時應(yīng)滿足以下要求： （ 1）從當盤轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡量小，以減小變速器換擋過程中輪齒間的沖擊。 （ 2） 應(yīng)具有軸向彈性，來保證汽車平穩(wěn)起步，使摩擦片上的壓力分布更均勻。 （ 3） 應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動系共振以及緩和沖擊載荷。 （ 4） 應(yīng)有足夠的抗爆裂強度。 從動片的選擇和設(shè)計 從動片 設(shè)計 時，要盡量減輕其重量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分布盡可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動慣量。這是因為在汽車行駛中進行換擋時，首先要切斷動力分離離合器，而在變速器掛擋過程中，與變速器第一軸相連的離合器從動盤的轉(zhuǎn)速一 定要發(fā)生變化，或是增速，或是減速。離合器從動盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，慣性使變速器換擋齒輪的輪齒間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步器裝置加速磨損。慣性力的大小與從動盤的轉(zhuǎn)動慣量成正比，因此為了減少轉(zhuǎn)動慣量以減輕變速器換擋時的沖擊，從動片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度高。 具有軸向彈性的的從動片有以下三種形式：整體式的彈性從動片、分開式的彈性從動片 及組合式彈性從動片。 因為 本設(shè)計為 2 噸輕型載貨汽車的離合器，故采 用整體式彈性從動片，其簡化結(jié)構(gòu)見下圖 ，離合器從動片采用 2mm 厚的的薄鋼板沖壓而成，其外徑由摩 擦面外徑?jīng)Q定，在這里取 225mm，內(nèi)徑由從動盤轂的尺寸決定，這將在以后的設(shè)計中 計算 。為了防止由于工作溫度升高 導(dǎo)致 從動盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動 片上濰坊學院本科畢業(yè)設(shè)計 14 沿徑向開有幾條切口。 圖 整體式彈性從動片 1從動片； 2—摩擦片； 3—鉚釘 從動盤轂的設(shè) 發(fā)動機轉(zhuǎn)矩通過從動盤轂的花鍵孔輸出，變速器第一軸花鍵軸就插在從動盤股 花鍵孔內(nèi)。從當盤轂和變速器第一軸的花鍵結(jié)合方式，現(xiàn)在都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵。本離合器設(shè)計中的從動盤轂花鍵也 采用 齒側(cè)定心的 矩形花鍵 。在設(shè)計從動盤轂花鍵時，可以根據(jù)從動盤外徑和發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩 來選取。 表 從動盤轂花鍵尺寸系列 從動盤外徑D /mm 發(fā)動機轉(zhuǎn)矩 gT /N ? m 花鍵齒數(shù)n 花鍵外徑39。D /mm 花鍵內(nèi)徑39。d /mm 齒厚/mm 有效齒 長 l /mm 擠壓應(yīng)力? /MPa 160 180 200 225 250 280 300 50 70 110 150 200 280 310 10 10 10 10 10 10 10 23 26 29 32 35 35 40 18 21 23 26 28 32 32 3 3 4 4 4 4 5 20 20 25 30 35 40 40 10 10． 8 11． 3 11． 5 10． 4 12． 7 10． 7 濰坊學院本科畢業(yè)設(shè)計 15 325 350 380 410 430 450 380 480 600 720 800 950 10 10 10 10 10 10 40 40 40 45 45 52 32 32 32 36 36 41 5 5 5 5 5 6 45 50 55 60 65 65 11． 6 13． 2 15． 2 13． 1 13． 5 12． 5 本設(shè)計中，根據(jù)上述計算的數(shù)據(jù)，帶入上表 得 花鍵齒數(shù) n =10 花鍵外徑 39。D =34mm 花鍵內(nèi)徑 39。d =27mm 齒厚 b =4mm 有效齒長 L =33mm 為了保證 從動盤轂在變速器第一軸上滑動時不產(chǎn)生偏斜， 影響離合器的徹底分離，從動 盤轂的軸向尺寸不應(yīng)過小，一般取其尺寸與花鍵外徑大小相同，對在 困難 情況下工作的離合器， 應(yīng)適當加大 其長度 ，可達到花鍵外徑的 倍。 選定花鍵的尺寸后應(yīng)進行強度校核， 花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠 壓過大而破壞，所以花鍵要進行擠壓應(yīng)力計算，當應(yīng)力偏大時可適當增加花鍵轂的軸向長度。從動盤轂一般采用中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過 []? =20MPa，本從動盤轂選用 40Cr 進行鍛造而成。 花鍵 擠壓應(yīng)力 校核公式如下 ： = ( )p MPanhl? (35) 式中， p — 花鍵的齒側(cè)壓力。 它由 式 （ 36） 確定： max4( 39。 39。)eTp D d Z? ? (36) 39。d , 39。D — 分別為花鍵的內(nèi)外徑， m； Z — 從動盤轂的數(shù)目； maxeT — 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， N/m； 濰坊學院本科畢業(yè)設(shè)計 16 N — 花鍵齒數(shù)； h — 花鍵齒工作高度， m； ( 39。 39。) 2Ddh ?? L — 花鍵有效長度， m。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得： p =1173N ? = 該 花鍵轂 花鍵的 擠壓應(yīng)力 ? =[]? =20MPa，因此該 花鍵轂花鍵的尺寸合適 。 摩擦片的設(shè)計 在離合器接合過程中，離合器摩擦片將受到嚴重的滑磨，在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此，要求離合器摩擦片應(yīng)有下列一些性能： （ 1） 在工作狀態(tài)時有較高的摩擦系數(shù)； （ 2） 維持摩擦特性在整個工作壽命周期內(nèi)變化不大，不要出現(xiàn)摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象； （ 3） 有好的耐磨性能，并且能在短時間內(nèi)吸收相對高的能量； （ 4） 在離合器接合過程中，能承受高的壓盤壓力，在接合過 程中不易出現(xiàn)顫抖； （ 5） 能在高轉(zhuǎn)速，大離心力載荷作用下不被破壞； （ 6） 有足夠的剪切強度來傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩； （ 7） 要有小的轉(zhuǎn)動慣量，材料加工性能好； （ 8） 在工作過程中，與壓盤和飛輪具有良好的兼容摩擦性能； （ 9） 具有好的容污性能，摩擦作用不易受污垢影響； （ 10） 具有高的性價比，不污染環(huán)境。 根據(jù)上述各點，挑選摩擦材料的基本原則是： （ 1） 滿足較高性能的標準； （ 2） 成本最??； （ 3） 考慮替代石棉。 由 以上的要求 ， 目前車用離合器上廣泛采用石棉 材料 摩擦片 ，它是 是由耐熱和化學穩(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。這種摩擦片的缺點是材料的性能不穩(wěn)定， 它的粉塵對空氣有污染 。 但是石棉材料具有良好的耐熱性，可以得到銅絲或鋅絲的加強，性能比較良好。在離合器摩擦片材料中，多數(shù)還是采用石棉材料。 在 本 設(shè)計中選取的是石棉合成物制成的摩擦材料。固緊摩擦片的方法采用較軟的黃銅鉚釘直接鉚接，采用這種方法后，當在高溫條件下工作時，黃銅鉚接有較高的強度，同時，當釘頭直接與主動 盤表面接觸時，黃銅鉚釘不會加劇主動盤工作表面 磨損，磨損后的生成物附在工作表面上對摩擦系數(shù)的影響也較小。這種鉚 接法還有固緊可靠和磨損后換裝摩擦片方便等優(yōu)點。 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計 濰坊學院本科畢業(yè)設(shè)計 17 汽車行駛中，由于發(fā)動機工作不均衡，傳動系統(tǒng)傳遞發(fā)動機轉(zhuǎn)矩時會發(fā)生周期性的變化，會引起傳動系統(tǒng)的振動。如果傳動系發(fā)生扭轉(zhuǎn)共振，將使傳動系零件的應(yīng)力成倍的增加，而這種應(yīng)力具有交變的性質(zhì)，會使傳動系統(tǒng)零件的疲勞壽命大大下降。扭轉(zhuǎn)振動還會引起齒輪的噪音。為避免共振，緩和傳動系所受的沖擊載荷，在許多汽車的傳動系統(tǒng)中裝設(shè)了扭轉(zhuǎn)減振器，且大多數(shù)將扭轉(zhuǎn)減振器附裝在離合器的從動盤中。 圖 為扭轉(zhuǎn)減震器的工作示意圖。 圖 扭轉(zhuǎn)減振器工作示意 圖 2— 減振彈簧； 3— 從動盤本體； 4— 阻尼片 離合器接合時， 飛輪和壓盤 通過壓緊從動盤來將發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)矩傳給 從動盤兩側(cè)的摩擦片，帶動從動盤和與從動盤連接 在一起的減振器盤轉(zhuǎn)動。 從 動盤和減振器盤又通過六個減振 彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動盤轂。因為有彈性環(huán)節(jié)的作用，所以傳動系受的轉(zhuǎn)動沖擊可以在此得到緩和。傳動系中的扭轉(zhuǎn)振動會使從動盤轂相對于從動盤和減振器盤來回轉(zhuǎn)動， 夾在它們之間的阻尼片靠摩擦消耗扭轉(zhuǎn)振動的能量，將扭轉(zhuǎn)振動逐漸衰減 。 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計計算著重于減振彈簧。 （ 1） 減振彈簧 材料 的選擇 ： 采用 60Si2MnA 彈簧鋼。 （ 2） 減振彈簧個數(shù) jZ 的選?。? 表 減振彈簧個數(shù)的選取 摩擦片外徑 /D mm 225～ 250 250～ 325 ` 325～ 350 350 jZ 4～ 6 6～ 8 8～ 10 10 根據(jù)表 ， 根據(jù)之前計算的摩擦片外徑 D =225mm，所以 jZ 取 6。 （ 3） 減振彈簧的位置半徑 0R 減震彈簧的位置半徑 0R 應(yīng)盡可能大一些。 位置半徑 R0 一般取 ( ~ ) / 2d，其中 d 為離合器摩擦片的內(nèi)徑 同時為了保證離合器可靠的傳動發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，減振彈簧位置直徑 2 0R 約小于摩擦片內(nèi)徑約 5