【文章內(nèi)容簡介】 的結(jié)構(gòu)和材料 ，以及各部分的連接關(guān)系， 為下章離合器的計算打下基礎(chǔ)。 第 3 章 離合器的設(shè)計計算及說明 離合器設(shè)計所需數(shù)據(jù) 表 離合器原始數(shù)據(jù) 汽車的驅(qū)動形式 42 汽車最大 加載質(zhì)量 2021 kg 汽車的 總 質(zhì)量 4325 kg 發(fā)動機(jī)位置 前置 發(fā)動機(jī)最大功率 75KW 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)速 4500r/min 發(fā)動機(jī)最大扭矩 ≥ 離合器形式 機(jī)械、干式、單片、膜片彈簧（壓式） 操縱形式 液壓人力操縱 摩擦片最大外徑 f=250mm 踏板行程 150~80 mm i0= ig1= ig2= ig3= ig4= 汽車最大時速 ≥110 km/h 摩擦片 主要參數(shù)的選擇 采用單片摩擦離合器是利用摩擦來傳遞發(fā)動機(jī)扭矩的，為保證可靠度，離合器靜摩擦 力矩 cT應(yīng)大于發(fā)動機(jī)最大扭矩 maxeT 摩擦片 的靜壓力： maxeC TT ??? （ ） （ 式中 ： ? 離合器后備系數(shù)（ 1?? ） 發(fā)動機(jī)的最大扭矩可由式 : pee nPT m axm ax 9549 ?? （ ） 求得 11 式中 ： 75max ?eP Kw, 4500?pn r/min。 α在 ～ ， 取 α=，則 max 184eT ? （ 1） 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(jī)最大 扭矩的可靠程度，選擇 β時，應(yīng)從以下幾個方面考慮： a. 摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動機(jī)最大扭矩； b. 防止離合器本身滑磨程度過大； c. 要求能夠防止傳動系過載。通常轎車和輕型貨車β=～ 。 則 β可有表 及 結(jié)合設(shè)計實際情況，故選擇 β=。 表 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 ～ 摩擦片的外徑可有式 : maxeD TKD ? （ ） 求得 DK 為直徑系數(shù)，取值見 表 ， 取 17DK ? ， 得 D=。 表 直徑系數(shù)的取值范圍 車型 直徑系數(shù) DK 乘用車 最大總質(zhì)量為 ～ 的商用車 ～ (單片離合器 ) ～ (雙片離合器 ) 最大總質(zhì)量大于 的商用車 ～ 摩擦片的尺寸已系 列化和標(biāo)準(zhǔn)化 ,標(biāo)準(zhǔn)如下表 (部分 ): 表 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 D\mm 160 180 200 225 250 280 300 325 內(nèi)徑 d\mm 110 125 140 150 155 165 175 190 厚度 /mm DdC ?39。 339。1C? 單面面積 cm2 106 132 160 221 302 402 466 546 摩擦片的摩擦因數(shù) f 取決于摩擦片所用的材料及基工作溫度、單位壓力和 滑 磨速度等因素?？捎杀? 查得 ： f= 摩擦面數(shù) Z 為離合器從動盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小及其結(jié)構(gòu)尺寸。本題目設(shè)計單片離合器，因此 Z=2。離合器間隙 Δt是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后 極限位置時，為保證摩擦片正常磨損過程中離合 12 器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。該間隙 Δt 一般為 3～ 4mm。取Δt=4mm。 表 摩擦材料的摩擦因 數(shù)的取值范圍 摩擦材料 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 離合器的靜摩擦力矩為： cc fFZRT ? （ ） 與式 （ ） 聯(lián)立得： ? ?339。3 max112 CfzD Te?? ? （ ） 代入數(shù)據(jù)得： 單位壓力 0 ? MPa。 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 ~ 摩擦片 基本參數(shù)的優(yōu)化 （ 1） 摩擦片外徑 D（ mm） 的選取應(yīng)使最大圓周速度 0v 不超過 65～ 70m/s，即 33m a x 1 0 2 5 0 1 0 4 5 0 0 5 8 . 9 06 0 6 0Dev n D?? ??? ? ? ? ? ? ?m/s 70~65? m/s （ ） 式中， 0v 為摩擦片最大圓周速度（ m/s） ； maxen 為發(fā)動 機(jī)最高轉(zhuǎn)速 (r/min)。 （ 2）摩擦片的內(nèi)、外徑比 39。C 應(yīng)在 ～ ，即 39。0. 53 0. 62 0. 7C? ? ? （ 3） 為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載，不同車型的β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為 ～ 。 13 （ 4） 為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑 d 必須大于減振器振器彈簧位置直徑 02R 約50mm，即 502 0 ?? Rd mm （ 5）為反映離合 器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即 ? ? ? ?00224 0 . 0 0 4 7cccTTTZ D d?? ? ?? （ ） 式中， 0cT 為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 ()， 可按表 選取 ， 經(jīng)檢查 ， 合格。 表 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 離合器規(guī)格 210? 250~210? 325~250? 325? ? ? 20 10/ ??cT 0． 28 0． 30 0． 35 0． 40 （ 6） 為降低離合器滑磨時的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對于不同車型，單位壓力 0p 的最大范圍為 ～ ,即 MPa 0 ?? MPa ? MPa （ 7） 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 ,離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值 ,即 ? ? ? ???? ??? 224 dDZ W （ ） 式中 , ? 為單 位摩 擦面 積滑 磨 (J/mm2)； ??? 為 其 許用值 (J/mm2)， 對于乘 用車 ：][ ?? J/mm2，對于最大總質(zhì)量小于 的商用車： ][ ?? J/mm2，對于最大總質(zhì)量大于 商用車： ][ ?? J/mm2： W 為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（ J），可根據(jù)下式計算 ????????? 2202221800 grae ii rmnW ? （ ） 式中， am 為汽車總質(zhì)量 (Kg)； r 為輪胎滾動半徑（ m）； g i 為汽車起步時所用變速器擋位的傳動比； 0i 為主減速器傳動比； en 為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min，計算時乘用車取 2021 r/min，商用車取 14 1500 r/min。 其中： ?i ?gi ?rr m 4325?am Kg 代入式（ ）得?W J，代入式（ ）得 ][ ?? ??? ， 合格。 （ 8） 離合器接合的溫升 mcWt ?? 式中 ,t 為壓盤溫升 ,不超過 10~8 176。C ； c 為壓盤的比熱容， ?c J/(Kg176。C)；γ為傳到壓盤的熱量所占的比例，對單片離合器壓盤； ?? ， m 為壓盤的質(zhì)量 ?m Kg 代入， ?t 176。C ，合格。 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 1. 比較 H/h的選擇 此值對膜片彈簧的彈性特性影響極大，分析式 （ ） 中載荷與變形 1 之間的函數(shù)關(guān)系可知，當(dāng) 2?hH 時， F2 為增函數(shù)； 2?hH 時， F1 有 一 極值，而該極值點(diǎn)又恰為拐點(diǎn)；2?hH 時， F1有一極大值和極小值；當(dāng) 2?hH 時， F1極小值在橫坐標(biāo)上 ，見圖 。 1 2/ ?hH 2 2/ ?hH 3 22/2 ?? hH 4 22/ ?hH 5 22/ ?hH 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。常用的膜片彈簧板厚為 2～ 4mm，本設(shè)計 2?hH ， h=3mm ，則 H=6mm 。 2. R/r選擇 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 ～ 的范圍內(nèi)取值。本設(shè)計中取?rR ，摩擦片的平均半徑 1 0 1 .2 54c DdR ???mm ， cRr? 取 102r? mm 則 15 ? mm 取整 128R? mm 則 ?rR 。 汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時 ，圓錐底角α一般在 15~9 176。范圍內(nèi)， 本設(shè)計中? ? ? ?rRHrRH ???? a r c t a n? 得 ?? 176。在 15~9 176。之間，合格。 分離指數(shù)常取為 18，大尺寸膜片彈簧有取 24的，對于小尺寸膜片彈簧，也有取 12的，本設(shè)計所取 分離指數(shù)為 18。 ~ ?? mm， 10~92 ?? mm，取 1 ? ? mm， 102?? mm， er 應(yīng)滿足 2??? err的要求。 5. 壓盤加載點(diǎn)半徑 1R 和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 1r 的確定 1r 應(yīng)略大于且盡量接 近 r， 1R 應(yīng)略小于 R 且盡量接近 R。本設(shè)計取 1 126R? mm，1 104r? mm。 膜片彈簧應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成 ，其碟簧部分的尺寸精度要高。國內(nèi)常用的碟簧材料的為 60SizMnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為 1600～ 1700N/mm2。 6. 公差與精度 離合器蓋的膜片彈簧支承處，要具有大的剛度和高的尺寸精度，壓力盤高度（從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離）公差要小，支承環(huán)和支承鉚釘安裝尺寸精度要高，耐磨性要好。 膜 片彈簧的優(yōu)化設(shè)計 （ 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 ??? 應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 ??? hH ? ?9 12 .9 9 15H R r?? ? ? ? ? （ 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 70 2 85. 33 100Rh? ? ? （ 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 1