【文章內(nèi)容簡介】 片厚度 b以及結(jié)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù)Ｚ和離合間隙。 β 后備系數(shù) β （表 31）是離合器設(shè)計中的一個很需要參數(shù) [6]，它反映了離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇 β 時，應(yīng)考慮以下幾個問題： 1） 摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 2） 防止離合器滑磨時間過長。 3） 防止傳動系過載以及操縱輕便等因素。 表 31 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 ～ 為保證離合器在任何工況下都可靠的傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時 cT 應(yīng)大于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即 [3] maxCeTT?? （ 3— 2） 式中， β —— 離合器的后備系數(shù)， β 必須大于 1； maxeT —— 發(fā)動機(jī)最大扭矩。 由于奧迪 A3 車為乘用車，由文獻(xiàn) [2]得， 后備系數(shù) β 取 ～ 。這里選 β =, 畢業(yè)設(shè)計說明書 19 由式（ 32）可知 cT =? 145 N m=203 N m D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 摩擦片（圖 31）外徑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，需要有大的尺寸。 根據(jù)《汽車離合器》徐石安 [2] 可按經(jīng)驗公式選用 ATD e m ax100? （ 3— 3） 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；一般載貨汽車 A=36（單片）或 A=50（雙片）； 自卸車或使用條件惡劣的載貨汽車 A=19。 由公式（ 33）代入相關(guān)數(shù)據(jù)理可得： D= 按照我國摩擦片尺寸系列標(biāo)準(zhǔn) GB/T5764— 1998《汽車用離合器面片》選取 [7]。 圖 31 摩擦片 表 32 汽車用離合器面片 外徑D/mm 160 180 200 225 250 280 300 325 350 380 405 430 內(nèi)徑d/mm 110 125 140 150 155 165 175 190 195 205 220 230 厚度/mm 4 4 4 4 39。C =d/D 7 4 0 7 0 9 3 5 7 0 3 5 1 339。C 6 7 7 3 2 6 2 0 7 3 0 7 單面面積/ 2cm 106 132 160 221 302 402 466 546 678 729 908 1037 畢業(yè)設(shè)計說明書 20 由上表初選摩擦片的尺寸為 D=225mm， d=150mm ， b= ， 39。C = 摩擦片中徑 cR , 即 [3] 223332 rR rRRc ??? （ 3— 4） 式中， R—— 為摩擦片外半徑； r—— 為摩擦片內(nèi)半徑。 當(dāng) d/D ? 時，即 39。C ? ， Rc 可由下式相當(dāng)準(zhǔn)確的計算，即 [3] 42D d R rRc ???? （ 3— 5） 由（ 3— 5）得 Rc =93 .75mm P0 單位壓力決定了摩擦表面的耐磨性對離合器耦 合的性能和壽命有很大的影響應(yīng)該選擇的工作條件，發(fā)動機(jī)動力儲備大小，摩擦板尺寸，材料和質(zhì)量，并儲備系數(shù)外表因子。對于經(jīng)常使用的離合器，發(fā)動機(jī)儲備系數(shù)小，在質(zhì)量差或頻繁公路一個很大的負(fù)擔(dān)應(yīng)采取更少，如果大型摩托車濕巾直徑應(yīng)減少在摩擦板的外邊緣的熱負(fù)荷需要較少 。儲備系數(shù)大，可適當(dāng)增加。 根據(jù)《汽車 設(shè)計 》 王望予 [3] m a x33012 (1 39。 )eTD fP c??? ? （ 3— 6） 式中， f —— 摩擦因數(shù)，本次設(shè)計 f =。 根據(jù)初選 D代入公式（ 3— 6）得 0P = f 、摩擦面數(shù) Z 和離合器間隙 t? 摩擦片的摩擦片的摩擦系數(shù)取決于所使用的材料和它的操作單元的壓力和滑移率等因素。摩擦片的材料是石棉材料，粉末冶金及金屬陶瓷。石棉基材料 通過溫度，壓力的摩擦系數(shù)和更大的影響單元滑移速度和粉末冶金和金屬陶瓷的摩擦大而穩(wěn)定系數(shù)。各種摩擦系數(shù)的摩擦材料的下表。 表 33 摩擦材料的摩擦因數(shù) f 的取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù) f 石棉基材料 模壓 ～ 畢業(yè)設(shè)計說明書 21 編織 ～ 粉末冶金材料 銅基 ～ 鐵基 ～ 金屬陶瓷材料 綜上本次設(shè)計可以選擇粉末冶金材料銅基，摩擦因數(shù) [3] ? 。 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，由于是單片離合器，因此摩擦面數(shù) Z=2。 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。由參考文獻(xiàn) [3] 可知 ， t? 一般為 3～ 4mm,這里初選 3mm。 1）約束條件 ①摩擦片處徑 D（ mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度不超過 65～ 70m/s，即 [3] smDnv eD /70~651060 3m a x ??? ?? （ 3— 7） 式中， Dv 為摩擦片最大圓周速度（ m/s）； m a x en 為發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速（ r/min）。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得 Dv =，符合要求。 ②摩擦片的內(nèi)、外徑比 c應(yīng)在 ～ 范圍內(nèi)，即 [3] ? c? 由表 32 可知 c=，在范圍內(nèi)，符合要求。 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 ? 值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為 ～ ，本次設(shè)計 ? 取值為 ，符合要求，即 [3] ? ? ? ④為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑 d必須大于減振器彈簧位置直徑 2Ro約 50mm，即 [3] mmRd o 502 ?? 0 (0 .6 0 ~ 0 .7 5 ) / 2Rd? （ 3— 8） 本次設(shè)計 0R 取 45，符合要求。 畢業(yè)設(shè)計說明書 22 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 [8] ， ? ?0220 )( 4 ccc TdDZ TT ??? π （ 3— 9） 式中， 0cT 為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩（ 2/mmmN? ）； [ 0cT ]為其允許值（ 2/mmmN? ），按表 35 選取。 表 34 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 離合器規(guī)格 D/mm ? 210 210～ 250 250～ 325 325 [ 0cT ]/ 210?? 代入數(shù)據(jù)得， 0cT =? 102 2/mmmN? 。 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 P0 根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取， P0 的最大范圍為 ～ ，即 [3] 00 .1 0 1 .2 0M P a p M P a?? 由式（ 36）知 P0=，符合要求。 ○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 [3] ? ?wdDZ Ww ??? )( 4 22π （ 3— 10） 式中， w 為單位摩擦面積滑功（ 2/mmJ ）； [w ]為其許用值（ 2/mmJ ），對于乘用車 [w ]=， 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 [3] ： ?????????2202221800 grae ii rmnW π （ 3— 11） 式中， am 為汽車總質(zhì)量（ kg）； r r 為輪胎滾動半徑（ m）； g i 為汽車起步是所用變速器擋位的傳動比； oi 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 20xx r/min，商用車取 1500 r/min，本次設(shè)計為乘用車，即 en =20xx r/min 畢業(yè)設(shè)計說明書 23 計算得汽車起步的滑磨功為 16294 J；單位摩擦面積滑功為 2/mmJ ，符合要求。 第 4 章 從動盤總成設(shè)計 從動盤總成（圖 41）主要由從動盤轂、摩擦片、從動片、扭轉(zhuǎn)減振器等組成。從動盤對離合器工作性能影響很大，設(shè)計從動盤總成時應(yīng)注意滿足以下幾個方面的要求： 1）為了減少變速器換擋時輪齒間的沖擊，從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小。 2）為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻等，從動盤應(yīng)具有軸向彈性。 3）為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共 振以及緩和沖擊載荷，從動盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減振器。 4）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。 圖 41 從動盤總成分解圖 畢業(yè)設(shè)計說明書 24 1， 3摩擦片 2從動片 4， 6摩擦阻尼片 5從動盤轂 7減振盤 摩擦片設(shè)計 ，在相對很短的時間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此，要求面片應(yīng)有下列一些綜合性能： 1)在工作的摩擦系數(shù)較高 。 2)應(yīng)保持整個的摩擦特性，其他不良的摩擦系數(shù)衰退的使用壽命 。 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)可在離合器接合過程荷載高壓板承受表現(xiàn)良好 。 5)可以離心力高速無負(fù)載承受 。 6)在傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩時，有足夠的剪切強(qiáng)度； 7)具有小的轉(zhuǎn)動慣量，材料加工性能良好； 8)在整個工作溫度范圍內(nèi)，與對置材料印刷制版，飛輪兼容良好的摩擦特性 。 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； 鑒于以上各點(diǎn)，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 [2] ： 1)滿足較高性能標(biāo)準(zhǔn)； 2)成本最小； 3)考慮代替石棉。 本設(shè)計離合器摩 擦片選用粉末冶金材料 [6]（ F1001G）。尺寸根據(jù)第三章計算選取，它是以鐵粉或銅粉為基體與另外的金屬或非金屬粉末混合物經(jīng)壓制燒結(jié)成形而成。其優(yōu)點(diǎn)是，傳熱性好，熱穩(wěn)定性與而磨性好，摩擦系數(shù)較高而且穩(wěn)定，能承受的單位壓力較高，壽命較長等。 摩擦片與從動片的邊接方式為鉚接 [8] ，選取 8 顆鉚釘鉚接。其鉚接位置為摩擦片的平均半徑，即 mm? 。 選取鉚釘型號 [9] 為 GB/T8721986 3? ，材料為 15 號鋼。鉚釘校核如下： 平均每顆鉚釘所受的最大剪切力 maxF 為 [10]： maxmax e aTF nR? =142 100 0 93. 75 N? ?? （ 41） 根據(jù)鉚釘所受的 maxF ，分別校核鉚釘?shù)目辜魪?qiáng)度和從動片的抗壓強(qiáng)度 [10]： 畢業(yè)設(shè)計說明書 25 204 max []Fdm????? （ 42） 0m ax []ppFd????? （ 43） 式中， 0d 為鉚釘孔直徑； m 為每個鉚釘?shù)目辜裘鏀?shù)量；δ為被鉚件中較薄板的厚度； m為每個鉚釘?shù)目辜裘鏀?shù)量，對于雙蓋板 ，兩蓋板之和為一個被鉚件。 根據(jù)相關(guān)已知參數(shù)，可得： δ =1mm， m=2mm。