【正文】 ()Temax≤T u取 =極限轉(zhuǎn)角 φ j=3o12o 取 φ j為 4o扭轉(zhuǎn)角剛度 K φ ≤13T j=25 減振彈簧的設(shè)計(jì)（1）減振彈簧的安裝位置Ro=()d/2結(jié)合 d＞2Ro+50mm,的 Ro 取 70mm,則 =。滿足要求2?dRo（2）全部減振彈簧總的工作負(fù)荷 pzPz=Tj/Ro=20KN（3）單個(gè)減振彈簧的工作負(fù)荷 PP=Pz/Z 式中 Z 為減振彈簧的個(gè)數(shù)根據(jù)下表選擇 8 個(gè)則：P=表 減振彈簧個(gè)數(shù)的選取摩擦片的外徑D/mm225250 250325 325350 ＞350Z 46 68 810 ＞10（4）減振彈簧尺寸① 選擇材料，計(jì)算需用應(yīng)力根據(jù)《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》 （機(jī)械工業(yè)出版社）采用 65Mn 彈簧鋼絲，舍彈簧絲直徑d=4mm,σ b=1620Mp，[τ]=, σ b=810Mpa。② 選擇旋繞比，計(jì)算曲度系數(shù)根據(jù)下表選擇旋繞比旋繞比的推薦使用范圍d/mm 716 1842C 714 512 510 49 48 46確定旋繞比 c=6，曲度系數(shù) K’=(4C1)/(4C4)+③ 彈簧絲直徑、外徑、中徑的計(jì)算彈簧鋼絲直徑 d: 通常 d 取 3～4㎜，所以取 d=3㎜中徑 D2=cd=18mm。外徑 D=D2+d=21mm④ 彈簧的工作應(yīng)力計(jì)算=3539Mpa21839。PCKd???彈簧剛度 一般 K=2045N/mm 這里去 35N/mm4max328PGDif???⑤彈簧工作圈數(shù)的計(jì)算彈簧的切向模量對(duì)于碳鋼 G=8000090000Mpa，取 80000Mpa,則彈簧的工作圈數(shù)=44328diK?總?cè)?shù)為 n=i+()取 n=626⑥彈簧工作負(fù)荷下的變形/mmf=p/K=⑦彈簧的附加變形量及自由高度單片離合器 △f= 取 2mmδ= 取 1mmHo=()d1+f+△f+iδ=⑧彈簧的工作高度H=Hof=⑨彈簧的最大負(fù)荷Pemax=k△f+p= P emax為離合器徹底分離時(shí)的彈簧的最大負(fù)荷，一般規(guī)定Pemax≤()P 經(jīng)驗(yàn)算符合要求。 操縱機(jī)構(gòu)汽車離合器操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員用來控制離合器分離又使之柔和接合的一套機(jī)構(gòu)。它始于離合器踏板，終止于離合器殼內(nèi)的分離軸承。由于離合器使用頻繁，因此離合器操縱機(jī)構(gòu)首先要求操作輕便。輕便性包括兩個(gè)方面，一是加在離合器踏板上的力不應(yīng)過大，另一方面是應(yīng)有踏板形成的校正機(jī)構(gòu)。離合器操縱機(jī)構(gòu)按分離時(shí)所需的能源不同可分為機(jī)械式、液壓彈簧助力時(shí)、氣壓助力機(jī)械式等等。離合器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足的要求是：（1）踏板力要小，轎車一般在 80150N 范圍內(nèi)，貨車不大于 150200N。(2) 踏板行程對(duì)轎車一般在 80150mm 范圍內(nèi)，對(duì)貨車最大不超過 180mm。(3) 踏板行程應(yīng)能調(diào)整，以保證摩擦片磨損后分離軸承的自由行程可復(fù)原；(4) 應(yīng)有對(duì)踏板行程驚醒限位的裝置，以防止操縱機(jī)構(gòu)因受力過大而損壞；(5) 應(yīng)具有足夠的剛度；5. 傳動(dòng)效率要高；6. 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及車架和駕駛室的變形不會(huì)影響其正常工作； 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有桿系傳動(dòng)和繩索系兩種傳動(dòng)形式，桿傳動(dòng) 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但是機(jī)械效率低，質(zhì)量大，車架和駕駛室的形變可影響其正常工作，遠(yuǎn)距離操縱桿系，布置困難，而繩索傳動(dòng)可消除上述缺點(diǎn)，但壽命短，機(jī)械效率不高。 本次設(shè)計(jì)的普通輪型離合器操縱機(jī)構(gòu)，采用液壓式操縱機(jī)構(gòu)。液壓操縱有如下優(yōu)點(diǎn)：（1） 液壓式操縱，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率高，質(zhì)量小布置方便；便于采用吊掛踏板，從而容易密封，不會(huì)因駕駛室和車架的變形及發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉；（2） 可使離合器接合柔和，可以降低因猛踩踏板而在傳動(dòng)系產(chǎn)生的動(dòng)載荷，正由于液壓式操縱由以上的優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用日益廣泛，離合器液壓操縱機(jī)構(gòu)由主缸、工作缸、管路系統(tǒng)等部分組成。a2=120mm, a1=50mm, d2=135mm, d1=67mmc2=50mm, c1=, b1=50mm, b2=95mm操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比：27在設(shè)計(jì)離合器操縱系統(tǒng)時(shí)，為滿足對(duì)踏板力和踏板行程的要求，需要根據(jù)離合器的具體結(jié)構(gòu)類型和操縱系統(tǒng)傳動(dòng)線路，合理的定出操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)此 ic。此設(shè)計(jì)為液壓式操縱機(jī)構(gòu)故其傳動(dòng)比 ic的確定Ic=b2*c2*d24/(b1*c1*d14)=15式中 dd2 分別為主缸和分缸的油缸直徑。離合器操縱傳動(dòng)比一覽表壓緊彈簧類型 If Ic周置螺旋彈簧 712膜片彈簧 1016中央彈簧 78 1315 離合器踏板行程計(jì)算踏板行程 S 及自由行程 S1 和工作行程 S2 組成：式中，S Of為分離軸承的自由行程，一般為 ,取 SOf=。反應(yīng)到踏板上的自由行程 S1 一般為 2030mm；d1,d2 分別為主缸和工作缸的直徑；Z 為摩擦片面數(shù)；ΔS 為離合器分離時(shí)對(duì)偶摩擦面間的間隙，單片：ΔS=，取ΔS=。a1,a2,b1,b2,c1,c2 為杠桿尺寸。得： S=141mm,S1=,合格。圖為液壓操縱機(jī)構(gòu)示意圖28 踏板力的計(jì)算踏板力為 式中， 為離合器分離時(shí)，壓緊彈簧對(duì)壓盤的總壓力；操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比， ；η 為機(jī)械效率，液壓式：η=8090%，機(jī)械式：η=7080%；F s為克服回位彈簧 2 的拉力所需的踏板力，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可忽略之。=， =，η=80%。則 F f= 所以合格。分離離合器所作的功為式中， F1 為離合器接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力，F(xiàn)1=，則Wl= 所以合格。 從動(dòng)軸計(jì)算40Cr 調(diào)質(zhì)鋼可用于載荷較大式中，A 為由材料與受載情況決定的系數(shù)，見表所示：軸的材料[τ]/MPaQ235A,201525Q275,35(1Cr18Ni9Ti)203545254540Cr,35SiMn38SiMnMo,3Cr133556A 149126 135112 126103 11297取 A=100,n 為軸的轉(zhuǎn)速，n=3800r/min,則 d=,取 d=36mm。 從動(dòng)盤轂 從動(dòng)轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對(duì)中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(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 Temax由下表選?。?9一般取 倍的花鍵軸直徑。從動(dòng)轂一般采用碳鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，表面和心部硬度一般 2632HRC。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝；對(duì)減振彈簧窗口及與從東片配合處，應(yīng)進(jìn)行高頻處理。取花鍵齒數(shù)n=10,D=40mm,d=32mm,b=5mm,l=55mm, =.?驗(yàn)證：擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式為： cPnhl?式中，p 為花鍵的齒側(cè)面壓力，他由下式確定：從動(dòng)轂軸向長度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使其分離不徹底，D,d 分別為花鍵的內(nèi)外徑；Z 為從動(dòng)盤轂的數(shù)目；取 Z= 為花鍵齒工作高度；得：P=， ≤20MPa,所以合格。c??從動(dòng)盤外徑D/mm發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩/N maxe??花鍵齒數(shù) n 花鍵外徑D/mm 花鍵內(nèi)徑d/mm 鍵齒寬b/mm有效齒長l/mm擠壓應(yīng)力/MPa?160 50 10 23 18 3 20 10180 70 10 26 21 3 20 200 110 10 29 23 4 25 225 150 10 32 26 4 30 250 200 10 35 28 4 35 280 280 10 35 32 4 40 300 310 10 40 32 5 40 325 380 10 40 32 5 45 350 480 10 40 32 5 50 380 600 10 40 32 5 55 410 720 10 45 36 5 60 430 800 10 45 36 5 65 450 950 10 52 41 6 65 30 離合器蓋總成設(shè)計(jì) 離合器蓋總成除了壓緊彈簧外，還有離合器蓋、壓盤、傳動(dòng)片、分離杠桿裝置及支承環(huán)等。① 離合器蓋設(shè)計(jì)離合器蓋一般都與飛輪固定在一起，通過它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：⑴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(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會(huì)降低離合器操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)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(huì)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(qiáng)筋和卷邊的復(fù)雜形狀。⑵離合器的通風(fēng)散熱為了加強(qiáng)離合器的冷卻離合器蓋必須開有許多通風(fēng)窗口，通常在離合器壓緊彈簧座處開有通風(fēng)窗口。⑶離合器的對(duì)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(duì)與飛輪必須有良好的對(duì)中，否則會(huì)破壞離合器的平衡，嚴(yán)重影響離合器的工作。離合器蓋的對(duì)中方式有兩種，一種是用止口對(duì)中，另有種是用定位銷或定位螺栓對(duì)中，由于本設(shè)計(jì)選用的是傳動(dòng)片傳動(dòng)方式，因而離合器蓋通過一外圓與飛輪上的內(nèi)圓止口對(duì)中。② 壓盤的設(shè)計(jì)1．壓盤傳力方式的選擇 壓盤（其結(jié)構(gòu)見零件圖）是離合器的主動(dòng)給部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，他和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)容許壓盤在離合器的分離過程中能自由的沿軸向移動(dòng)。如前面所述次用傳動(dòng)片傳力的方式。由彈簧鋼制成的傳動(dòng)片一段鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上。為了改善傳動(dòng)片的受力情況，它一般都是沿圓周布置。 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=385㎜ 壓盤內(nèi)徑 d=200㎜ 那么壓盤的的尺寸歸結(jié)為確定其厚度。壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)：（1） 壓盤應(yīng)有足夠的質(zhì)量31在離合器的結(jié)合過程中，由于滑磨功的存在，每結(jié)合一次都要產(chǎn)生大量的熱，而每次結(jié)合的時(shí)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(dǎo)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(yán)重。它不僅會(huì)引起摩擦片摩擦系數(shù)的下降，磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鹉Σ疗蛪罕P的損壞。 由于用石棉材料制成的摩擦片導(dǎo)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(shí)的溫升不致過高，故要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量。（2） 壓盤應(yīng)具有較大的剛度 壓盤應(yīng)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(gè)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(shè)計(jì)中，初步確定該離合器的壓盤的厚度為 16㎜。在初步確定該離合器壓盤厚度以后，應(yīng)校核離合器接合一次時(shí)的溫升，其接合一次的溫升不得超過 8176?！?0176。若溫升過高可以適當(dāng)增加壓盤的厚度。根據(jù)下面公式（324）來進(jìn)行校核： = 式 (324)?壓cmL?式中： ——溫升，℃? L——滑磨功，,L= W = ,m =m = ——分配到壓盤上的滑磨功所占的百分比：單片離合器壓盤 =?C——壓盤的比熱容，對(duì)鑄鐵壓盤，C=(㎏?K)m ——壓盤質(zhì)量，㎏根據(jù)公式（）代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得； =5℃ 此數(shù)值 =5℃＜8176?！?0176。故該厚度符合要求③壓盤和傳動(dòng)片的材料選擇壓盤形狀一般比較復(fù)雜，而且還需要耐磨，傳熱性好和具有較高的摩擦系數(shù)，故通常用灰鑄鐵鑄造而成，其金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為 HB170～227，其摩擦表面的光潔度不低與 。為了增加機(jī)械強(qiáng)度，還可以另外添加少量合金元素。在本設(shè)計(jì)中用材料為 3 號(hào)灰鑄鐵 JS—1，工作表面光潔度取為 。傳動(dòng)片材料選用 80 號(hào)鋼。初步定傳動(dòng)片的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：共設(shè) 3 組傳動(dòng)片（i=3）,每組 2 片（n=2）,傳動(dòng)32片的幾何尺寸為：寬 b=14㎜，厚 h=1㎜,傳力片上孔間的距離 l=50㎜,孔的直徑 d=6㎜，傳力片切向布置，圓周半徑（也即是孔中心所在圓周半徑）R=249㎜，傳動(dòng)片的材料彈性模量 E=210 MP，根據(jù)上面所選定的尺寸進(jìn)行傳動(dòng)片的強(qiáng)度校核，根據(jù)下面幾個(gè)相關(guān)公式： =l－d (有效長度 ) 式(325)1l = =12E ni/ （總剛度 ） 式(326)?Kn=3 Eh/ (壓盤，膜片彈簧和離合器蓋組裝時(shí)的最大應(yīng)力) 式(326)max?f21l=3 Eh/ －6 /inRb + / inRbh(正向驅(qū)動(dòng)時(shí)應(yīng)力公式ax21lemaxTf2hemaxT(326)=3 Eh/ +6 /inRb － / (inRbh 反向驅(qū)動(dòng)時(shí)應(yīng)力公式)式(326)max?f21leaxf2emax = f(彈性恢復(fù)力) 式(326)彈F?K 離合器的通風(fēng)散熱措施提高離合器工作性能的有效措施是借助于其通風(fēng)散熱系統(tǒng)降低其摩擦表面的溫度。 在正常使用條件下，離合器的壓盤工作表面的溫度一般均在 180℃以下，隨著其溫度的升高，摩擦片的磨損將加快。當(dāng)壓盤工作表面的溫度超過 180℃～20