【導(dǎo)讀】黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)。離合器的踏板位置、行程、和踏板力的

　　

【正文】 如圖 所示。 圖 從動(dòng)盤(pán)窗口尺寸簡(jiǎn)圖 一般推薦 A1A = a =～ 。這樣，當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)鱽?lái)沖擊時(shí)，開(kāi)始只有部分彈簧參加工作，剛度較小，有利于緩和沖擊。本設(shè)計(jì)取 a =， A =， A1 =28mm。 本章小結(jié) 本章介紹了扭轉(zhuǎn)減振器的特性以及扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)選取，對(duì)減振彈簧 的尺寸進(jìn)行了確定 ， 還對(duì)從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角、限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)缺口側(cè)邊的間隙、限位銷(xiāo)直徑、從動(dòng)盤(pán)轂缺口寬度及安裝窗口尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算， 并且列出了必要的公式。 黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第 5章 離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 汽車(chē)離合器操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員用來(lái)離合器分離使之柔和接合的一套機(jī)構(gòu)。它始于離合器殼體內(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。輕便包括兩個(gè)方面，一是加在離合器踏板上的力不應(yīng)該過(guò)大，另一方面是應(yīng)該有踏板形成的校核機(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、液壓式、彈簧助力式、氣壓助力液壓式等等。本設(shè)計(jì)選取操縱形式為液力操縱式。在眾多的操縱機(jī)構(gòu)中，氣壓助力液壓式操縱機(jī)構(gòu)具有操縱輕便，布置簡(jiǎn)單而被中重型汽車(chē)黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 廣泛采用。 液壓 式傳動(dòng)操縱的工作原理簡(jiǎn)單：踩下踏板，由主缸產(chǎn)生的油壓經(jīng)管路傳輸至分缸，由分缸中的推桿推動(dòng)分離叉使離合器分離。 離合器操縱系統(tǒng)功能是，把駕駛員對(duì)離合器的踏板的輸入變成分離軸承上的輸出，來(lái)控制離合器的接合和分離，從而完成對(duì)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力切斷或傳遞。因此，離合器踏板的布置位置、相關(guān)尺寸、作用力以及行程大小都要符合人體工程學(xué)的要求。綜合起來(lái)，設(shè)計(jì)離合器操縱系統(tǒng)需要考慮如下一些因素： （ 1） 操縱系統(tǒng)的輸出對(duì)輸入的放大比率； （ 2） 周邊工作環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響； （ 3） 時(shí)間因素對(duì)系統(tǒng)性能的綜合影響。 離合器的踏板位置、行程、和踏板 力 踏板位置 離合器踏板的操縱通常設(shè)計(jì)為由左腳控制，因此，踏板的最佳位置應(yīng)和左腳保持處在一條直線(xiàn)上最為舒適，為此，離合器踏板在車(chē)內(nèi)的位置就要更偏左，它給車(chē)內(nèi)左側(cè)留下的橫向剩余空間要小一些?？紤]到這些因素，大部分離合器踏板實(shí)際布置位置還需適當(dāng)靠右，即靠向人體中間部位。具體布置應(yīng)該以人體左右對(duì)稱(chēng)為準(zhǔn)向左偏移80～ 100mm，作為離合器踏板中心線(xiàn)的位置。 踏板行程 踏板行程是指從踏板最高點(diǎn)至其最低點(diǎn)所劃過(guò)的距離。踏板最佳行程受許多因素影響，其中要考慮人群應(yīng)從 5%分位的女性到 95%分位的男性。從 有關(guān)方面獲得的人體工程學(xué)資料為：踏板最大行程應(yīng)小于 175mm。 踏板力 對(duì)于一定的離合器總成，離合器踏板力取決于離合器分離軸承的輸出力及操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)比，加大傳動(dòng)比會(huì)使踏板力減小但行程增加。踏板力大小直接影響到離合器操縱的輕便性。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于轎車(chē)和輕型卡車(chē)，其踏板力 Pt可取： 較輕的踏板力： Pt ≤100N 較重的踏板力： Pt ≥130N 離合器踏板位置高度及其形成對(duì)踏板力的影響也要考慮，因踏板離地板高且行程大的車(chē)輛，操作離合器時(shí)，腳要完全離開(kāi)地板，大腿要抬離坐椅。這種情況下踏板就要就要能支持腳 和腿的重量，輕的踏板力就會(huì)使踏板輕易地移動(dòng)使離合器動(dòng)作，而且由于腳和腿沒(méi)有支撐，輕的踏板力反而使離合器的控制變得更為困難，若有較大的踏黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 板力可以部分支撐腳和腿的重量，就能更安全、舒適地操作。 若離合器踏板離地較 近 且行程短，操縱時(shí)腳跟可不離開(kāi)地板，腳完全依靠在坐椅上，此時(shí)，踏板只需支撐腳的部分重量，采用輕的踏板力是適當(dāng)?shù)?，操縱也很舒適。 操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)比計(jì)算 在設(shè)計(jì)操縱系統(tǒng)時(shí)，為滿(mǎn)足前述對(duì)踏板力和踏板行程的要求，需要根據(jù)具體離合器的分離裝置的傳動(dòng)比，最終合理地確定出操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)比。 離合器踏板行程 Sn與 壓盤(pán)升程 Δs 有下列關(guān)系： ? ?0 s z si iS ???? 分 操 （ ） 式中 ， 0s — 分離軸承與分離杠桿之間的間隙， S0=2～ 4mm，取 S0=4； s? — 摩擦片與壓盤(pán)、飛輪間的間隙 ， Δs= ～ ，取 Δs= ； cz — 摩擦面數(shù)，本設(shè)計(jì)為單盤(pán) 離合器，所以 Zc=2； ? — 考慮傳動(dòng)比中由于變形等原因造成的行程損失， η 小于 1。 初選：踏板驅(qū)動(dòng)臂 C1=75，踏板臂長(zhǎng) C2=320，主缸推桿直徑 d0=8，主缸缸徑 d1=16，工作缸缸徑 d2=22，分離叉驅(qū)動(dòng)臂長(zhǎng) b1=70，分離叉臂長(zhǎng) b2=80。 踏 板 傳 動(dòng) 比 12pCi C? （ ） = 分離撥叉 傳動(dòng)比 10 2bi b? （ ） = 液 力 傳 動(dòng) 比 22202H ddi d?? （ ） = 總傳動(dòng)比 0z H f Pi i i i i? ? ? ? （ ） = 有效行程 0czS si?? （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 = 空行程 00k H pS s i i i? （ ） = 踏板總行程 n c kS S S??= 踏板行程推薦在 150～ 170mm 之間，原則上是在滿(mǎn)足徹底分離及踏板力允許情況下，其踏板總行程越小越好，故認(rèn)為本設(shè)計(jì)符合要求。 主缸和工作缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 主缸的工作原理及計(jì)算 （ 1）主缸的工作原理 離合器的主缸的油缸和儲(chǔ)油室在結(jié)構(gòu)上做成一體（如圖 所示），主缸有 圖 離合器工作缸結(jié)構(gòu)圖 1— 通氣孔； 2— 螺塞； 3— 擋板； 4— 蓋； 5— 螺釘； 6— 儲(chǔ)油室； 7— 總泵推桿； 8— 防護(hù)罩； 9— 端蓋； 10— 密封圈； 11— 活塞 ； 12— 彈性墊片 13— 皮碗； 14— 復(fù)位彈簧； 15— 管接頭 補(bǔ)償孔和進(jìn)油孔與儲(chǔ)油室相通，主缸的油缸內(nèi)裝有鋁合金活塞?；钊胁枯^細(xì)，使活塞右方形成環(huán)行油室。皮碗位于補(bǔ)償孔和進(jìn)油孔之間。兩孔同時(shí)開(kāi)放，離合器處于接合狀態(tài)。分離離合器時(shí)，踩下踏板，通過(guò)推桿使油缸活塞向左移，當(dāng)皮碗將補(bǔ)償孔關(guān)閉后，油管中的油壓開(kāi)始上升，油液進(jìn)入管路流進(jìn)分缸。當(dāng)迅速放松離合器踏板時(shí)，復(fù)位彈簧使油缸活塞較快地向右移動(dòng)，而油液在管路中流動(dòng)有一定阻力，所以流動(dòng)緩慢，這樣就有可能在活塞左邊形成一定的真空度，在活塞兩腔壓力差的作用下，少量的油液推開(kāi) 單向閥，經(jīng)皮碗的間隙流到左腔以彌補(bǔ)真空，同時(shí)油液由儲(chǔ)液室經(jīng)進(jìn)油孔補(bǔ)充到右腔中去。當(dāng)原先由主缸壓到分缸中去的油液重新回到主缸時(shí)，由于已有少量黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 的油液經(jīng)單象閥流到主缸左腔，故總流量多了，這多余的油即從補(bǔ)償孔 A流回儲(chǔ)液室。 （ 2）主缸結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 初選內(nèi)徑 D=16，管路壓強(qiáng) P=?；钊麠U直徑 ? ?0. 5dD? ～ =8，取標(biāo)準(zhǔn)值d=8mm，活塞寬度 ? ? ? ～ =。 計(jì)算強(qiáng)度時(shí)，先確定 FP A? （ ） 代入數(shù)值，得 2163 .52F PA ? ???? ????=703。 活塞強(qiáng)度計(jì)算 62104pFd??????? （ ） 式中 ， p? =400MP 為材料的許用拉力，代入數(shù)值，得 ? =14MP。 p??? ，強(qiáng)度合適。 分缸的工作原理及計(jì)算 （ 1）分缸的工作原理和結(jié)構(gòu) 離合器分缸的功能是接受主缸輸送過(guò)來(lái)的液流及油壓，直接或間接地推動(dòng)分離軸承，使離合器分離。分缸一般裝在飛輪殼外（見(jiàn)圖 ）。此種布置形式的分缸將通過(guò)分離推桿間接推動(dòng)分離軸承移動(dòng)。分缸中活塞的左右極限位置分別由限位塊和擋環(huán)限制。為了放出滲入管路中的空氣，在分缸中裝有放氣螺釘。分離差推桿的長(zhǎng)度可以調(diào)整，以保證離合器分離桿之間有合適的間隙。特別是當(dāng)摩擦片磨損后，要隨時(shí)注意調(diào)整，以免因壓盤(pán)壓緊力不夠造 成的從動(dòng)盤(pán)打滑燒損。 黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 圖 離合器分缸 1— 放氣螺栓； 2— 分缸殼； 3— 擋環(huán)； 4— 活塞限位塊； 5— 進(jìn)油管接頭 （ 2）分缸結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 初選定內(nèi)徑 D=25，外徑 D1=29，活塞直徑 ? ?0. 5 0. 55dD? ～ =，取標(biāo)準(zhǔn)值 d=15，活塞厚度 ? ? ? ～ =15。 強(qiáng)度校核時(shí)，參考公式（ ），得 P =。 活塞桿理論推力 261 104F D p? ??? （ ） 代入數(shù)值，得 1F =1717。 拉力 ? ?2 2 62 104F D d p? ?? ? ? （ ） 代入數(shù)值，得 2F =1099。 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算 62104pFd??????? （ ） 代入數(shù)值，得 ? = ≤ p? 。故認(rèn)為本設(shè)計(jì)強(qiáng)度合適。 本章小結(jié) 離合器的操縱機(jī)構(gòu)在本章中進(jìn)行了選取，選取了液壓式傳動(dòng)。 系統(tǒng)的介紹了操縱機(jī)構(gòu)的工作原理。 并且介紹了主缸和工作缸的結(jié)構(gòu)組成，進(jìn)行了基本尺寸、強(qiáng)度的計(jì)算，危險(xiǎn)截面的校核等一系列工作。 第 6章 離合器其它零件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 從動(dòng)盤(pán)轂花鍵的設(shè)計(jì)計(jì) 算 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是經(jīng)從動(dòng)盤(pán)轂的花鍵孔輸出，變速器第 1 軸花鍵就插在該花鍵孔內(nèi)。從動(dòng)盤(pán)轂和變速器第 1 軸的結(jié)合方式，現(xiàn)今都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，結(jié)構(gòu)形狀如圖 所示?；ㄦI之間為動(dòng)配合，這樣在離合器分離和接合過(guò)程中，從動(dòng)盤(pán)轂就能在花鍵軸上自由滑動(dòng)。 圖 從動(dòng)盤(pán)轂花鍵 從動(dòng)盤(pán)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(lái)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，尺寸根據(jù)摩擦片外徑選取。 本設(shè)計(jì)選取內(nèi)徑 d 1=32，外徑 D1=40，齒數(shù) n =10，齒厚 t=5，有效齒長(zhǎng) l =45。 （ 1） 計(jì)算擠壓應(yīng)力 計(jì)算擠壓應(yīng)力可參考 pnhl? ?擠 壓 （ ） 式中 ， p 為花鍵的齒側(cè)應(yīng)力， z 為單盤(pán)， z =1 max114()eTp D d z? ? （ ） = 103 N 花鍵的高度 1 ()2h D d?? （ ） =4 代入數(shù)值，得 ?擠 壓 =10 4， ?擠 壓 ≤ 210 5N/m2， （ 2） 花鍵的剪切應(yīng)力的計(jì)算 黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 花鍵剪切應(yīng)力可參考 Flbn? ?剪 切 （ ） 式中 ， F 為作用在從動(dòng)盤(pán)上的圓周力 max4()eTF n D d? ? （ ） =2072N 代如有關(guān)數(shù)值，得 ?剪 切 =，剪切應(yīng)力低，故認(rèn)為花鍵抗剪切能力足夠強(qiáng)。 壓盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算 壓盤(pán)是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪有一定聯(lián)系，但這種聯(lián)系又允許壓盤(pán)在離合器分離過(guò)程中能自地做軸向移動(dòng)，使壓盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)脫離接觸。壓盤(pán)和飛輪見(jiàn)常見(jiàn)的連接方式 有凸臺(tái)式、鍵式、銷(xiāo)式。本設(shè)計(jì)選用的是凸臺(tái)式連接。 離合器在接合的過(guò)程中，由于滑磨功的存在，每接合一次的過(guò)程中都要產(chǎn)生大量的熱，而每次接合的時(shí)間