畢業(yè)設(shè)計(jì)-拉式膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(編輯修改稿)
2025-01-08 18:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 表 離合器原始數(shù)據(jù) 汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)形式 42 汽車(chē)最大加載質(zhì)量 2021 kg 汽車(chē)的質(zhì)量 4325 kg 發(fā)動(dòng)機(jī)位置 前置 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 75KW 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速 4500r/min 發(fā)動(dòng)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=225mm 踏板行程 mm i0= ig1= ig2= ig3= ig4= 汽車(chē)最大時(shí)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(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的，為保證可靠度，離合器靜摩擦力矩 應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 摩擦片的靜壓力： （ ） （式中： 離合器后備系數(shù)（ ） 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩可由式 : （ ）求得 式中： Kw, r/min。 α 在 ～ ，取 α= ，則 （ 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(dòng)機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇 β 時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)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(dòng)機(jī)最大扭矩； b. 防止離合器本身滑磨程度過(guò)大； c. 要求能夠防止傳動(dòng)系過(guò)載。通常轎車(chē)和輕型貨車(chē) β= ～ 。結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際情況，故選擇 β= 。 則有 β 可有表 β ＝ 。 表 離合器后備系數(shù)的取值范圍 車(chē)型 后備系數(shù) β 乘用車(chē)及最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車(chē) ～ 最大總質(zhì)量為 6～ 14t 的商用車(chē) ～ 掛車(chē) ～ 摩擦片的外徑可有式 : （ ） 求得 為直徑系數(shù)，取值見(jiàn)表 取 得 D=。 表 直徑系數(shù)的取值范圍 車(chē)型 直徑系數(shù) 乘用車(chē) 最大總質(zhì)量為 ～ 的商用車(chē) ～ (單片離合器 ) ～ (雙片離合器 ) 最大總質(zhì)量大于 車(chē) ～ 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 0.687 0.694 0.700 0.667 0.620 0.589 0.583 0.585 0.676 0.667 0.657 0.703 0.762 0.796 0.802 0.800 單面面積cm2 106 132 160 221 302 402 466 546 摩擦片的摩擦因數(shù) 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。可由表 ： 摩擦面數(shù) Z為離合器從動(dòng)盤(pán)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(jì)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(shí)，為保證摩擦片正常磨損過(guò)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。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) 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： （ ） 與式（ ）聯(lián)立得： （ ） 代入數(shù)據(jù)得：?jiǎn)挝粔毫?MPa。 表 摩擦片單位壓力的取值范圍 摩擦片材料 單 位壓力/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 不超過(guò) 65～ 70m/s，即 m/sm/s （ ） 式中， 為摩擦片最大圓 周速度（ m/s）； 為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 (r/min)。 （ 2）摩擦片的內(nèi)、外徑比 應(yīng)在 ～ ，即 （ 3）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過(guò)載，不同車(chē)型的 β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為 ～ 。 （ 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約 50mm，即 mm （ 5）為反 映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)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 （ ）式中，為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 ()，可按表 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 0． 28 0． 30 0． 35 0． 40 （ 6）為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對(duì)于不同車(chē)型，單位壓力 的最大范圍為 ～ ,即 MPa MPa MPa （ 7）為了減少汽車(chē)起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)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 （ ） 式中 , 為單位摩擦面積滑磨 (J/mm2)； 為其許用值 (J/mm2)，對(duì)于乘用車(chē)：J/mm2，對(duì)于最大總質(zhì)量小于 ： J/mm2，對(duì)于最大總質(zhì)量大于 ： J/mm2： W為汽車(chē)起步時(shí)離合 器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（ J），可根據(jù)下式計(jì)算 （ ） 式中， 為汽車(chē)總質(zhì)量 (Kg)； 為輪胎滾動(dòng)半徑（ m）； 為汽車(chē)起步時(shí)所用變速器擋位的傳動(dòng)比； 為主減速器傳動(dòng)比； 為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min，計(jì)算時(shí)乘用車(chē)取 r/min，商用車(chē)取 r/min。其中： m Kg代入式（ ）得 J，代入式（ ）得 ，合格。 （ 8）離合器接合的溫升 式中 ,t為壓盤(pán)溫升 ,不超過(guò) 176。C ； c為壓盤(pán)的比熱容， J/(Kg176。C) ；γ 為傳到壓盤(pán)的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器壓盤(pán)； ， 為壓盤(pán)的質(zhì)量Kg 代入， 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(duì)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) 時(shí)， F2為增函數(shù)； 時(shí)， F1有一極值，而該極值點(diǎn)又恰為拐點(diǎn)； 時(shí)， F1有一極大值和極小值；當(dāng) 時(shí)， F1極小值在橫坐 標(biāo)上，見(jiàn)圖 。 1 2 3 4 5 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(chē)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(jì) ， h=3mm ，則 H=6mm 。 2. R/r選擇 通過(guò)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(chē)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(jì)中取 ，摩擦片的平均半徑 mm， 取 mm則mm取整 mm 則 。 汽車(chē)膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，圓錐底角 α 一般在 176。 范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)中 得 176。 在 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(duì)于小尺寸膜片彈簧，也有取 12的，本設(shè)計(jì)所取分離指數(shù)為 18。 mm， mm，取 mm， mm， 應(yīng)滿足 的要求。 5. 壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑 和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 的確定 應(yīng)略大于且盡量接近 r， 應(yīng)略小于 R且盡量接近 R。本設(shè)計(jì)取 mm，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(guó)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(pán)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(jì) （ 1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的 與初始錐角 應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 （ 2）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即 （ 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(pán)加載點(diǎn)半徑 （或拉式膜片彈簧的壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑 ）應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 推式： 拉式： （ 4）根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求， 與 ， 與 之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即
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