【正文】 某一基本元件一同旋轉(zhuǎn)的，殘留在液壓缸內(nèi)的液壓油在離心力的作用下會被甩向液壓缸外緣處，并在該處產(chǎn)生一定的油壓。若離合器鼓的轉(zhuǎn)速較高，這一壓力有可能推動離合器活塞壓向離合器片，使離合器處于半結(jié)合狀態(tài)，導(dǎo)致鋼片和摩擦片因互相接觸摩擦而產(chǎn)生不應(yīng)有的磨損，影響離合器的使用壽命。為了防止這種情況出現(xiàn)，在離合器活塞或離合器鼓的液壓缸壁面上設(shè)有一個由鋼球組成的單向閥。當(dāng)液壓油進(jìn)入液壓缸時，鋼球在油壓的推動下壓緊在閥座上，單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，保證了液壓缸密封；當(dāng)液壓缸內(nèi)的油壓被解除后，單向閥鋼球在離心力的作用下離開閥座，使單向閥處于開啟狀態(tài)，殘留在液壓缸內(nèi)的液壓油在離心力的作用下從單向閥的閥孔中流出，保證了離合器的徹底分離。 當(dāng)離合器處于結(jié)合狀態(tài)，互相壓緊在一起的鋼片和摩擦片之間要有足夠的摩擦力，以保證傳遞動力時不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。離合器所能傳遞的動力的大小主要取決于摩擦片的面積、片數(shù)及鋼片和摩擦片之間的壓緊力。鋼片和摩擦片之間壓緊力的大小由作用在離合器活塞上的液壓油的油壓及活塞的面積決定。當(dāng)壓緊力一定時，離合器所能傳遞的動力的大小就取決于摩擦片的面積和片數(shù)。濕式多片液力離合器是利用液壓壓力來驅(qū)動齒輪。當(dāng)離合器結(jié)合時，離合器活塞內(nèi)的液壓使一組螺旋彈簧零件受力，這將驅(qū)使一組離合器盤和摩擦盤壓在固定的壓力盤上，油壓的建立是由變速箱控制的。摩擦片內(nèi)緣處有內(nèi)花鍵齒，以便與離合器鼓上的外花鍵相嚙合。離合器鼓與齒輪組相連，這樣就可以接受傳遞過來的力。為分離離合器，離合器活塞中的液壓就會降低，在彈簧的作用下，離合器就會分開。濕式多片液力離合器有前進(jìn)、倒退兩個離合器, 前者工作時后者則分離。整個離合器采用齒輪結(jié)構(gòu), 這樣可使整個變速箱結(jié)構(gòu)更緊湊。前進(jìn)時, 油缸推動離合器壓盤使前進(jìn)離合器接合, 動力經(jīng)從動片輸出：倒退時, 倒退離合器接合, 此時將倒退離合器從動片固定。濕式多片液力離合器工作原理如圖63所示。圖63 濕式離合器工作原理示意1——輸入軸 2——內(nèi)行星齒輪 3——外行星齒輪 4——行星架 5——行星加齒圈 6——倒擋離合器主動片 7——倒擋離合器從動片 8——前進(jìn)離合器從動片 9——前進(jìn)離合器主動片 10——太陽輪前進(jìn)離合器和一個倒擋離合器的工作原理分別如下所述：(1)前進(jìn)擋離合器工作原理 前進(jìn)擋離合器工作時，倒擋離合器放松，高壓油通過太陽輪上的油道進(jìn)入活塞腔，隨著油壓的逐漸增加，活塞克服回位彈簧的阻力向前運(yùn)動，同時推動推片前進(jìn)，推片前進(jìn)使得離合器摩擦片，從動片做軸向運(yùn)動，并互相接合。同時動力從輸入軸進(jìn)入，輸入軸轉(zhuǎn)動帶動行星架右支架同向轉(zhuǎn)動，從而帶動摩擦片轉(zhuǎn)動，此時由于從動片靜止，摩擦片與從動片相對轉(zhuǎn)動，在輸入軸上產(chǎn)生與主動力矩方向相反的摩擦力矩。由于作用力與反作用力，從動片上產(chǎn)生與主動力矩同向的摩擦力矩，該摩擦力矩使從動片轉(zhuǎn)動，經(jīng)前進(jìn)離合器傳至太陽輪，使太陽輪系轉(zhuǎn)動，通過太陽輪與主動輪固定錐盤的花鍵傳到主動輪軸，然后經(jīng)金屬推力傳至從動軸，竟從動輪齒輪，惰輪，輸出軸輸出。離合器分離時，隨著油壓的逐漸減小，活塞在回位彈簧的作用下向右移動，摩擦片，從動片分離。(2)倒擋離合器工作原理倒擋離合器工作時，前進(jìn)離合器放松，高壓油進(jìn)入倒擋活塞，隨著油壓的逐漸增加，活塞克服回位彈簧的阻力向前運(yùn)動，同時推動推片前進(jìn)，倒擋離合器接合。此時倒擋離合器從動片不動，倒擋離合器摩擦片固定，齒圈固定。動力從輸入軸進(jìn)入，輸入軸帶動行星齒輪隨之一起公轉(zhuǎn)，外行星齒輪與齒圈外齒嚙合，由于齒圈固定，使外行星齒輪產(chǎn)生反向自轉(zhuǎn)。同時外行星齒輪帶動內(nèi)行星齒輪轉(zhuǎn)動，通過內(nèi)行星齒輪帶動太陽輪轉(zhuǎn)動，此時太陽輪與輸入軸反向轉(zhuǎn)動，傳遞到太陽輪的力矩方向發(fā)生改變，實現(xiàn)倒擋。后面的力矩傳遞路線與前進(jìn)時一樣。 離合器的基本參數(shù)和主要尺寸的選擇本次設(shè)計的前進(jìn)離合器的結(jié)構(gòu)如圖所示。它的結(jié)構(gòu)包括前進(jìn)擋軸，二擋齒輪，兩個球軸承，滾針軸承，卡環(huán)，主動片，摩擦片，離合器轂，活塞總成，回位彈簧等等。摩擦離合器是靠摩擦表面間的摩擦力矩來傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的。根據(jù)摩擦定律可表示為 式() 式中 ——為靜摩擦力矩； ——為摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，—； F——為作用在摩擦面上的總壓緊力， Rc——為摩擦片的平均摩擦半徑； Z——為摩擦面數(shù)，是從動盤數(shù)的兩倍。如摩擦片上工作壓力均勻，有 式() 式中 ——為摩擦面單位壓力； A——為一個摩擦面的面積； D——為摩擦片外徑； d——為摩擦片內(nèi)徑 前進(jìn)離合器的結(jié)構(gòu)圖摩擦片的平均摩擦半徑Rc設(shè)摩擦片的壓力均勻分布，則： 式() 當(dāng)d/D≥（即對于輕型汽車），Rc可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計算 式() 可得： 式()式中c——摩擦片內(nèi)外徑之比，c=d/D，～。 為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時Tc應(yīng)大于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即 Tc=βTemax 式() 式中 Temax——發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 β——離合器的后備系數(shù)，定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，β必須大于1。離合器基本參數(shù)主要有性能參數(shù)β和，尺寸參數(shù)D 和d 及摩擦片厚度b（1）后備系數(shù)ββ定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，β必須大于1。它反映了離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。選擇時，應(yīng)考慮以下幾點：① 摩擦片在使用中磨損后，離合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；②要防止離合器滑磨過大； ③要能防止傳動系過載。各類汽車β值的取值范圍通常為： 微型、輕型貨車：β=～；中型和重型貨車：β=～ ； 越野車、帶拖掛的重型汽車和牽引汽車 β=～所以，—，初選用3。（2）單位壓力對離合器工作性能和使用壽命有很大影響。 石棉基材料 po=～ 粉末冶金材料 po=～ 金屬陶瓷材料 po=～ 本次設(shè)計中摩擦片用粉末冶金材料材料，選用=（3）摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b摩擦片外徑D（mm）根據(jù)如下經(jīng)驗公式選 式（） 式中 ——直徑系數(shù)，轎車：=；重型貨車： =～： Temax——發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 取=，因為Temax=70 所以D=188mm 離合器尺寸應(yīng)符合尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)GB5764—86《汽車用離合器蓋片》，所選外徑D應(yīng)使摩擦片最大圓周速度不超過65m/s,以免摩擦片分離。 m/s，從而滿足條件。摩擦片的內(nèi)徑d決定于和外徑的c比值 ，即d=c/D,比值c關(guān)系到從動片的總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用性能。 /8~Xlv1 由離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)表插值計算得：c=此時d=cD=85mm ]o@u\ZFF 摩擦片的厚度b，我國規(guī)定了三種規(guī)格，。 從動盤的設(shè)計從動盤設(shè)計主要包含從動片，從動盤轂和摩擦片等零件的結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計設(shè)計從動盤時應(yīng)注意滿足以下三個方面的要求： :amp。l*) （1）為減少變速器換擋時齒輪間的沖擊，從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小。 9vi=^SHR1 （2）為保證汽車起步平穩(wěn)，從動盤在軸向應(yīng)有彈性。 Xf_sn5( （3）為避免傳動系扭轉(zhuǎn)共振和緩和沖擊載荷，從動盤上應(yīng)有扭轉(zhuǎn)減振器。 ~pS(一)從動片 V/!A((c ①結(jié)構(gòu)形式常有三種典型形式：整體式、分開式和組合式彈性從動片。 X。Am=EB 從動片通常用 ~。從動片的材料與其結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，整體式即不帶波形彈簧片的從動片，一般用高碳鋼（50 或85 號鋼）或65Mn 鋼板，熱處理硬度HRC38~48；采用波形彈簧片的分開式（或組合式）從動片，從動片采用08 鋼板，氰化表面硬度HRC45，~；此次從動片選用組合式。② 從動片基本尺寸 pLO%NiVM ③ 從動片直徑對照摩擦片尺寸確定。為減小從動盤轉(zhuǎn)動慣量，從動片一般較薄，—2mm厚鋼板沖壓而成，—。（二）從動轂 28,*oE,a 采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，花鍵之間為動配合。 Z@V5k花鍵轂采用鍛鋼，表面和心部硬度為30HRC。 ({R*CP0Fg 花鍵轂軸向長度不宜過小。 mM@)2}B9 從動片直徑對照摩擦片尺寸確定。 ~`nFTvH 從動盤外徑： D=240mm，由： kU=S?G= 花鍵外徑： D’=35mm |/*A6花鍵內(nèi)徑： d’=28mm =7:Zamp。^Gamp。` 齒厚： b=4mm  !39。8AO 花鍵齒數(shù)： n=10 z
8QL_az 有效長度： l=35mm ?Q gBSl 花鍵側(cè)面壓力： P=4Temax/(D’+d’)Z= N xKL|u0Zd 花鍵強(qiáng)度校核： σ =P/nhl 39。q=]uZ2b 式()式中 h=(D’—d’)/2= +WP77e4S 從而 σ =20Mpa n\。{{s( 故滿足條件。（三）摩擦片 J R,7~Z 。 qYzTf$@\W 摩擦片和從動盤間有兩種固解方法：鉚接法和粘接法。 i$AU!? 鉚接法的優(yōu)點是磨損后換裝摩擦片很方便。粘接法的缺點是無法在從動片上安裝波形彈簧片，而且修理時換裝摩擦片也比較麻煩。故用鉚接法。（四）分離杠桿分離杠桿由35 號鋼等中碳鋼鍛造（鍛件硬度HB140）。為了提高耐磨，均進(jìn)行表面氰化處理，硬度HRC60。 （五）離合器蓋離合器蓋采用HT200灰鑄鐵鑄造，以增強(qiáng)其剛性。離合器蓋的形狀和尺寸由離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定。在為了加強(qiáng)通風(fēng)散熱和清除摩擦片的磨損粉末，在保證剛度的前提下，在離合器蓋上設(shè)置循環(huán)氣流的人口和出口等通風(fēng)窗。蓋應(yīng)保證具有足夠的剛度，以免影響離合器的工況特性，增大操縱時的分離行程，減少壓盤升程甚至使摩擦面不能徹底分離。采用下列結(jié)構(gòu)改進(jìn)：適當(dāng)增大離合器蓋的板 ，膜片彈簧式加大到3mm；在蓋上沖制加強(qiáng)筋，在蓋圓周處采用翻邊結(jié)構(gòu)；尺寸大的離合器蓋不用沖制鋼板，而改用鑄鐵制結(jié)構(gòu)，并適當(dāng)增大壁厚。 蓋應(yīng)與飛輪保證良好對中，對中方式常采用定位螺栓。 壓盤設(shè)計壓盤的設(shè)計包括傳力方式的選擇及其幾何尺寸的確定兩個方面。 4PeU3A 壓盤傳力方式選擇 o[amp。u$t48S 常用的連接方式有以下幾種：凸臺式、鍵式、銷式和傳動片式。 }H@j[ab壓盤的結(jié)構(gòu)除與傳力方式有關(guān)外，還與壓緊方式和分離方式有關(guān)。 Fn*
b 本次設(shè)計選用傳動片式。 B 壓盤幾何尺寸確定 ]camp。mo:?r 確定了摩擦片內(nèi)外徑，與摩擦片相接合的壓盤的內(nèi)外徑也就確定下來了。因此壓盤幾何尺寸歸結(jié)為確定它的厚度。 ocs\nUO_Y 壓盤厚度確定主要依據(jù)以下三點：1）壓盤應(yīng)該具有足夠的質(zhì)量，以吸收結(jié)合時摩擦產(chǎn)生的熱量。 $Y= 3l{ 2）壓盤應(yīng)具有足夠大的強(qiáng)度，以保證受熱時不變形。 I_a3QES 3）壓盤厚度一般不小于15mm。 =設(shè)計壓盤時，在初步確定壓盤厚度后，應(yīng)校核離合器接合一次時的溫什，它不應(yīng)超過8—10度。若溫升過高，可適當(dāng)增加壓盤的厚度。此次選取其厚度為20mm。 n7%s?{Ak( N=p|amp。 W
壓盤采用灰鑄鐵（即HT250）。硬度為HB200。 bKbV7 另外添加少量金屬元素（如鎳、鐵、錳合金等）以增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。 傳力片采用中碳鋼，硬度為HRC60，滲碳處理。（1）圓柱螺旋彈簧周置圓柱螺旋彈簧的數(shù)目約為6~24個，應(yīng)是分離杠桿數(shù)目的整數(shù)倍。選取周置圓柱螺旋彈簧的數(shù)目約為16個，周置壓緊彈簧的外徑為30mm。： 式 () 式中 P——工作負(fù)荷： Q——曲度系數(shù)； C——彈簧系數(shù)。取6~8。對于汽車離合器壓簧，推薦其使用應(yīng)力為700MPa。 所以 d=：