【文章內(nèi)容簡介】 本參數(shù)的校核在設計離合器的時候，首先就是要確定離合器的性能參數(shù)和尺寸參數(shù)，這些參數(shù)的變化影響離合器的結構尺寸和工作性能；其次，在確定了基本參數(shù)以后，必然要對參數(shù)進行優(yōu)化處理。約束條件：1）摩擦片的外徑D（mm）的選取應該使最大圓周速度不超過65~70m/s，即 ≤65~70m/s （ ）式中，為摩擦片最大圓周速度（m/s）；為發(fā)動機最高轉速（r/min）∴= m/s符合2）~，即 ≤c≤∴c=3）為保證離合器可靠傳遞轉矩，并防止傳動系過載，不同車型的β值應在一定范圍內(nèi)，~，即 ≤β≤∴β=4）為了保證扭轉減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑d必須大于減振器彈簧位置直徑2約50mm，即 d＞2+50∴d=155mm符合5）為反映離合器傳遞轉矩并保護過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉矩應小于其許用值，即 （ ）式中，為單位摩擦面積傳遞的轉矩（Nm/mm）；為其允許值（Nm/mm）。離合器的規(guī)格 D（mm） ≤210 ＞210~250 ＞250~325 ＞325 6）為降低離合器滑磨時的熱負荷，防止摩擦片損傷，單位壓力對于不同車型，根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，~，即 MPa≤≤∴=4 離合器壓盤和離合器蓋設計 壓盤傳力方式的選擇壓盤是離合器的主動部分，在傳遞發(fā)動機轉矩時，它和飛輪一起帶動從動盤轉動，所以它必須和飛輪連接在一起，但這種連接應允許壓盤在離合器的分離過程中能自由的沿軸向移動。如前面所述采用采用傳動片式的傳力方式。由彈簧鋼帶制成的傳動片一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，為了改善傳動片的受力情況，它一般都是沿圓周布置。圖 壓盤與飛輪的連接方式（a）凸塊窗孔式；（b）傳力銷式；（c）鍵槽指銷式；（d）鍵齒式；（e）彈性傳力片這幾種壓盤驅動方式有一個共同的缺點，即連接之間有間隙（）這樣在傳動時產(chǎn)生沖擊和噪聲。且隨著接觸部分磨損的增加，間隙將增大，引起更大的沖擊和噪聲，甚至可能引起凸塊跟部出現(xiàn)裂紋而出現(xiàn)早期的損壞。另外在離合器分離時，由于零件間的摩擦將降低離合器操縱機構的效率。所以在選用時必須進行認真的校核。（e）是由薄彈簧鋼帶沖壓制成，其一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，且多用3~4組（每組2~3片）沿圓周作切向布置以改善傳力片的受力狀況，這時當發(fā)動機驅動時受力片受拉，當拖動發(fā)動機時，傳力片受壓。這種傳動片驅動壓盤的方式不僅消除了上述缺點，而且簡化了結構，降低了對對裝備精度的要求且有利于壓盤的定中。由于摩擦片的的尺寸在前面已經(jīng)確定，故壓盤的內(nèi)外徑也可因此而確定。壓盤外徑D=250㎜，壓盤內(nèi)徑d=155㎜壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下兩點：（1）壓盤應有足夠的質量在離合器的結合過程中，由于滑磨功的存在，每結合一次都要產(chǎn)生大量的熱，而每次結合的時間又短（大約在3秒鐘左右），因此熱量根本來不及全部傳到空氣中去，這樣必然導致摩擦副的溫升。在頻繁使用和困難條件下工作的離合器，這種溫升更為嚴重。它不僅會引起摩擦片摩擦系數(shù)的下降，磨損加劇，嚴重時甚至會引起摩擦片和壓盤的損壞。 由于用石棉材料制成的摩擦片導熱性很差，在滑磨過程中產(chǎn)生的熱主要由飛輪和壓盤等零件吸收，為了使每次接合時的溫升不致過高，故要求壓盤有足夠大的質量以吸收熱量。（2）壓盤應具有較大的剛度壓盤應具有足夠大的剛度，以保證在受熱的情況下不致產(chǎn)生翹曲變形，而影響離合器的徹底分離和摩擦片的均勻壓緊。 鑒于以上兩個原因壓盤一般都做得比較厚（載重汽車上一般不小于15㎜），但一般不小于10㎜。在該設計中，初步確定該離合器的壓盤的厚度為20㎜。 壓盤及傳動片的材料選擇壓盤形狀較復雜，要求傳熱性好、具有較高的摩擦系數(shù)及耐磨。故通常由灰鑄鐵HT200鑄成，金相組織呈珠光體結構，硬度HB170～227。另外可添加少量金屬元素(如鎳、鐵、錳合金等)以增強其機械強度。壓盤的外徑可根據(jù)摩擦片的外徑由結構確定。為了使每次接合的溫升不致過高，壓盤應具有足夠大的質量以吸收熱量；為了保證在受熱情況下不致翹曲變形，壓盤應具有足夠大的剛度且一般都較厚(載貨汽車的離合器壓盤，其厚度一般不小于15mm)。此外，壓盤的結構設計還應注意其通風冷卻要好，例如在壓盤體內(nèi)鑄出導風槽。壓盤的厚度初步確定后，應校核離合器一次接合的溫升不應超過8℃～10℃。 壓盤性能校核τ=γL/mc （ ）式中：γ—傳到壓盤的熱量所占的比率。對單片離合器，γ=；m—壓盤的質量，kg；c—壓盤的比熱容，鑄鐵的比熱容為℃)；L—滑磨功，J。若溫升過高，可適當增加壓盤的厚度。壓盤單件的平衡精度應不低于15～20gcm。選擇壓盤厚度為20mm，外徑250mm，內(nèi)徑155mm。，所以壓蓋的質量m==.當我們需要校核壓盤的最大溫升，需要求出其滑磨功汽車整車質量轉化為為相當?shù)霓D動慣量?？捎上率接嬎悖簬霐?shù)據(jù)得：=∴L=代入公式（）進行校核計算，τ=℃＜8℃符合標準。通過以上計算所得數(shù)據(jù)，可以用CATIA畫出壓盤三維圖（） 壓盤 離合器蓋的設計離合器蓋一般都與飛輪固定在一起，通過它傳遞發(fā)動機的一部分轉矩。此外，它還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體。因此，在設計中應注意以下幾個問題：（1）離合器的剛度離合器分離杠桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，即當離合器分離時，可能會使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會降低離合器操縱機構的傳動效率，嚴重時還可能造成離合器分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會造成變速器的換檔困難。因此為了減輕重量和增加剛度，該離合器蓋采用厚度約為4㎜的低碳鋼板（如08鋼板）沖壓成帶加強筋和卷邊的復雜形狀。（2）離合器的通風散熱為了加強離合器的冷卻離合器蓋必須開有許多通風窗口，通常在離合器壓緊彈簧座處開有通風窗口。 離合器蓋的散熱通風（3）離合器的對中問題離合器蓋內(nèi)裝有分離杠桿、壓盤、壓緊彈簧等重要零件，因此它相對與飛輪必須有良好的對中，否則會破壞離合器的平衡，嚴重影響離合器的工作。離合器蓋的對中方式有兩種，一種是用止口對中，另有種是用定位銷或定位螺栓對中，由于本設計選用的是傳動片傳動方式，因而離合器蓋通過一外圓與飛輪上的內(nèi)圓止口對中。本設計離合器蓋要求離合器蓋內(nèi)徑大于離合器摩擦片外徑，能將其他離合器上的部件包括其中即可。5 從動盤設計 從動盤設計從動盤總成主要由摩擦片、從動片、花鍵轂和減振器等組成。從動盤對離合器工作性能影響很大，應滿足如下設計要求：1）轉動慣量應盡量小，以減小變速器換擋時輪齒間的沖擊。2）應具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，減少磨損。3）應裝扭轉減振器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。為了使從動盤具有軸向彈性，常用的方法有：1）在從動盤上開“T”形槽，外緣形成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形。兩側的摩擦片則分別鉚在每相隔一個的扇形上?！癟”形槽還可以減小由于摩擦發(fā)熱而引起的從動片翹曲變形。這種結構主要應用在貨車上。2）將扇形波形片的左、右凸起段分別與左、右側摩擦片鉚接。由于波形片比從動片薄，故這種結構軸向彈性較好，轉動慣量小，適宜于高速旋轉，主要應用于轎車和輕型貨車。3）利用階梯形鉚釘桿的細段將成對波形片的左片鉚在左側摩擦片上，并交替地把右片鉚在右側摩擦片上。這種結構彈性行程大，彈性特性較理想，可使汽車起步極為平順。它主要應用于中、高級轎車。4）將靠近飛輪的左側摩擦片直接鉚合在從動片上，只在靠近壓盤側的從動片鉚有波形片，右側摩擦片用鉚釘與波形片鉚合。這種結構轉動慣量大，但強度較高，傳遞轉矩能力大，主要應用于貨車上，尤其是重型貨車。 摩擦片的選擇離合器摩擦片在性能上應滿足如下要求：1）在工作時有相對較高的摩擦系數(shù)；2）在整個工作壽命期內(nèi)應維持其摩擦特性，步希望出現(xiàn)，摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象；3）在短時間內(nèi)能吸收相對高的能量，且有好的耐磨性能；4）能承受較高的壓盤作用載荷，在離合器接合過程中表現(xiàn)出良好的性能；5）能抵抗高轉速下大的離心力載荷而不破壞；6）在傳遞發(fā)動機轉矩時，有足夠的剪切強度；7）具有小的轉動慣量，材料加工性能良好；8）在整個正常工作溫度范圍內(nèi)，和對偶材料壓盤、飛輪等有良好的兼容摩擦性能；9）摩擦副對偶面有高度的溶污性能，不易影響它們的摩擦作用；10）具有良好的性能/價格比，不會污染環(huán)境。鑒于以上各點，近年來，摩擦材料的種類增長極快。挑選摩擦材料的基本原則是：1）滿足較高性能標準；2）成本最??；3）考慮代替石棉。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。這種摩擦片的缺點是材料的性能不穩(wěn)定，溫度，滑磨速度及單位壓力的增加都將摩擦系數(shù)的下降和磨損的加劇。 所以目前正在研制具有傳熱性好、強度高、耐高溫、耐磨和較高摩擦系數(shù)（）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。在該設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，黃銅鉚釘不致像鋁鉚釘那樣會加劇主動盤工作表面的局部磨損，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。： 摩擦片外徑D=250mm摩擦片內(nèi)徑d=155mm摩擦片厚度h=摩擦片內(nèi)外徑比d/D=通過以上數(shù)據(jù)，可以用CATIA畫出摩擦片（） 摩擦片 從動片的選擇和設計設計從動片時，為了減輕其重量，并使其質量的分布盡可能的靠近旋轉中心，以獲得最小的轉動慣量。離合器從動盤轉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動慣量成正比，因此為了減小轉動慣量以減輕變速器換擋時的沖擊，從動片一般都做得很薄，~。為了進一步減小從動片的轉動慣量，~，使其質量分布更加靠近旋轉中心。具有軸向彈性的從動片有以下3種結構形式：整體式彈性從動片（）、分開式彈性從動片（）和組合式彈性從動片（）17］。圖 整體式彈性從動片1從動片；2摩擦片；3鉚釘，能達到軸向彈性的要求，其優(yōu)點是生產(chǎn)效率高，但其缺點是很難保證每一片扇形部分的剛度完全一致。圖 分開式彈性從動片1波形彈簧；6摩擦片；3摩擦片鉚釘；4從動片；5波形彈簧鉚釘，可以消除整體式彈性從動片的缺點，但是對制造、裝配等要求較高，制造成本較高，一般用于小轎車上。圖 組合式彈性從動片1從動片；2摩擦片鉚釘3波形彈簧鉚釘；4摩擦片；5波形彈簧片，在這種構造中，靠壓盤一側的從動片1上鉚有波形彈簧片5，摩擦片4用鉚釘2鉚在波形彈簧5上；靠近飛輪一側無波形彈簧片，摩擦片直接鉚在從動盤1上。為保證從動片的彈性作用，~。這里選用組合式彈性從動片，從動片外徑250，，。 從動盤轂的設計從動盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受發(fā)動機傳來的全部轉矩。它一般采用齒側對的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動機的最大轉矩Temax按國標GB1144－74選取。從動盤的軸向長度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動時產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底。從動盤轂一般采用鍛鋼（如3440Cr等），并經(jīng)調質處理。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝：對減振彈簧窗口及從動片配合，應進行高頻處理。花鍵選取后應進行擠壓應力σj（MPa）及剪切應力τj（MPa）的強度校核： （） （）式中，z為從動盤轂的數(shù)目；其余參數(shù)見表（51）。 離合器從動盤轂花鍵尺寸系列摩擦片外徑D/mm發(fā)動機的最大轉矩Temax/Nm花鍵尺寸擠壓應力σj/Mpa齒數(shù)N外徑D′/mm內(nèi)徑d′/mm齒厚b/mm有效齒長l/mm160501023183201018070102621320200110102923425225150103226430250200103528435280280103532440300310104032540325380104032545350480104032550從動盤轂和變速器第1軸的花鍵集接合方式，眼下都是采用齒測定心的舉矩形花鍵?；ㄦI之間為動配合，在離合器分離和接合過程中，從動盤轂能夠在花鍵軸上自由滑動。我國生產(chǎn)的離合器，其從動盤花鍵多用SAE標準， 從動盤轂花鍵表 SAE矩形花鍵尺寸系列16］SAE