【正文】 摩擦對(duì)偶盤之間加彈簧，如可以加橡膠彈簧、圓柱分離彈簧，或者波紋彈簧等。如果濕式多片離合器共有Z對(duì)摩擦片，設(shè)第i（i=1，2，……n）對(duì)摩擦副的分離間隙為hi，那么一個(gè)濕式多片離合器在車輛正常行駛過(guò)程中所引起的帶排轉(zhuǎn)矩為：當(dāng)摩擦副的分離間隙都等于h時(shí)，帶排轉(zhuǎn)矩最?。簩?duì)于一定結(jié)構(gòu)的濕式多片離合器，其帶排轉(zhuǎn)矩與摩擦片的轉(zhuǎn)速（車輛行駛速度）、冷卻潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度成正比，與摩擦副的分離間隙成反比。在圓盤半徑r處取以微小圓環(huán)面積：dA=2rdr，則其中流體的切應(yīng)力為。s）—兩平板的相對(duì)速度，或油膜的剪切速度（m/s）；—油膜厚度（m）。因此可采用流體力學(xué)中的牛頓內(nèi)摩擦定律研究帶排轉(zhuǎn)矩。由于濕式多片離合器中帶排轉(zhuǎn)矩的存在，車輛在行駛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分功率消耗在帶排扭矩上，當(dāng)離合器設(shè)計(jì)不合理時(shí)，這部分功率損失很大，直接影響傳遞功率、最大行駛速度。除了各位老師之外，實(shí)驗(yàn)室的師兄師姐們對(duì)我的幫助也很大，這里一并表示感謝；我也要感謝和我一起完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)，他們給了我許多無(wú)私的幫助，我們互相監(jiān)督鼓勵(lì)，彼此幫助，得到了很好的效果。在這段時(shí)間里，我得到了很大的自身提高，這些得益于實(shí)驗(yàn)室老師和同學(xué)的大力幫助，對(duì)此我感觸頗深?？偟膩?lái)說(shuō)，本課題比較理想地達(dá)到了預(yù)期的目的，但還有一些不足的地方，像設(shè)計(jì)計(jì)算方面還存在缺陷，對(duì)新學(xué)習(xí)的內(nèi)容認(rèn)識(shí)還比較膚淺，只到達(dá)了應(yīng)用的層次，還沒(méi)上升到研究的層次等。m最高轉(zhuǎn)速r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kgm2CW25025010009000圖75 電渦流測(cè)功機(jī)實(shí)驗(yàn)圖轉(zhuǎn)速測(cè)量采用非接觸式磁電轉(zhuǎn)速傳感器和裝于主軸的60齒牙盤，將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。當(dāng)勵(lì)磁線圈組通以直流電流時(shí)，其周圍便有磁場(chǎng)存在，那么圍繞勵(lì)磁組就產(chǎn)生一閉合磁通。一般用于測(cè)量轉(zhuǎn)速上升而轉(zhuǎn)矩下降，或轉(zhuǎn)矩變化而轉(zhuǎn)速基本不變的動(dòng)力機(jī)械。它由電磁滑差離合器（見(jiàn)電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)）、測(cè)力計(jì)和測(cè)速發(fā)電機(jī)組成。轉(zhuǎn)矩與測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)得的轉(zhuǎn)速之積即軸功率。根據(jù)直流電機(jī)原理，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩同時(shí)施加于定子和轉(zhuǎn)子。目前用得較多的是直流測(cè)功機(jī)、交流測(cè)功機(jī)和渦流測(cè)功機(jī)。m220003150430060140測(cè)功機(jī)的種類測(cè)功機(jī)也稱測(cè)功器，主要用于測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，也可作為齒輪箱、減速機(jī)、變速箱的加載設(shè)備，用于測(cè)試它們的傳遞功率。m10700～1050r/min易平衡，不需潤(rùn)滑，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，且結(jié)構(gòu)檢點(diǎn)，拆裝方便，工作可靠，無(wú)噪聲，有一定的補(bǔ)償性能和緩沖性能，主要用于載荷較平穩(wěn)的中、高速傳動(dòng)，可都分代替齒式聯(lián)軸器下表73是關(guān)于膜片聯(lián)軸器的參數(shù)表73聯(lián)軸器的參數(shù)表型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速軸孔直徑軸長(zhǎng)度轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JM Ⅱ8Tn/Nm使用傳遞轉(zhuǎn)速圍r/min出廠標(biāo)注轉(zhuǎn)速r/minJCL2500～20000～40000～4000聯(lián)軸器的選用計(jì)算在選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器或已有推薦的系列尺寸的聯(lián)軸器型號(hào)時(shí)，一般都是以聯(lián)軸器所需傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc小于所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩[T]或標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩Tn為原則。把這兩組交流電信號(hào)（如圖74所示）用專用屏蔽電纜線送入JW型微機(jī)扭矩儀或通過(guò)具有其測(cè)量功能的扭矩卡送入計(jì)算機(jī)，即可得到轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率的精確值。這兩組交流信號(hào)的頻率相同與軸的轉(zhuǎn)速成正比，因此可以用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速。如下圖72所示 圖72 QABP355L2A變頻調(diào)速電機(jī)在濕式離合器試驗(yàn)臺(tái)中，要使離合器能夠正常的結(jié)合，需要測(cè)定其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出的扭矩；因此，選用JC型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器。它集國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品之優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無(wú)關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分類電機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電機(jī)、低速電機(jī)、恒速電機(jī)、調(diào)速電機(jī)。按用途分類電機(jī)按用途可分為驅(qū)動(dòng)用電機(jī)和控制用電機(jī)。有刷直流電機(jī)可分為永磁直流電機(jī)和電磁直流電機(jī)。異步電機(jī)可分為感應(yīng)電機(jī)和交流換向器電機(jī)。1 電渦流測(cè)功機(jī) 2 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器 3 濕式離合器總成試驗(yàn)箱 4 連接裝置 5 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器 7 電機(jī) 圖71試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖圖72 濕式離合器試驗(yàn)臺(tái)實(shí)物圖電機(jī)的種類：按工作電源分類根據(jù)電機(jī)工作電源的不同，可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。根據(jù)濕式離合器的接合性能的要求，對(duì)濕式離合器的試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)如圖所示，為濕式離合器接合過(guò)程試驗(yàn)裝置示意圖71。對(duì)離合器進(jìn)行試驗(yàn)，主要有整車試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)兩種方案。對(duì)于b點(diǎn)的軸承6010：=3103N =8288N /≤e則當(dāng)量動(dòng)載荷P==3103N。當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算公式為 （79）式中、分別為軸承的徑向載荷及軸向載荷，X、Y分別為徑向動(dòng)載荷系數(shù)及軸向動(dòng)載荷系數(shù)。滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷是在一定的試驗(yàn)條件下確定的。通常，疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的主要失效形式。則 （78） 在濕式離合器的設(shè)計(jì)中，軸選用最小軸半徑是50mm，所以軸的半徑設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求。該軸所受的最大轉(zhuǎn)矩是：T=1200N因此，該軸的受力計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示（61a）如圖61（2）計(jì)算彎矩，畫出彎矩圖。常用的潤(rùn)滑油有機(jī)械油、高速機(jī)械油、汽輪機(jī)油、壓縮機(jī)油、變壓器油、氣缸油等。油潤(rùn)滑在高速、高溫的條件下，脂潤(rùn)滑已不適應(yīng)時(shí)可采用油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑和密封，對(duì)滾動(dòng)軸承的使用壽命具有重要意義。在活塞上采用的是動(dòng)密封圈密封，選用接觸式密封—矩形密封圈，在殼體槽內(nèi)填以矩形密封圈，以諸塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。當(dāng)密封面處的相對(duì)線速度不大時(shí)，可以考慮選用組合密封圈，其密封形式見(jiàn)圖51 所示。動(dòng)密封中的離心密封和螺旋密封，是借助機(jī)械運(yùn)動(dòng)是給介質(zhì)以動(dòng)力得到密封，故有時(shí)又稱動(dòng)力密封。靜密封主要有墊片密封、密封膠密封和直接接觸密封三類。滾針輪廓面在近端面處稍微收縮。所以在軸上的軸承選用深溝球軸承，其型號(hào)為：6012和6010。與尺寸相同的其它類型軸承比較，此類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高。濕式離合器的密封裝置的設(shè)計(jì)及潤(rùn)滑方式的選擇，密封裝置是確保離合器油路能夠正常工作，保證離合器能夠正常接合及能夠起到潤(rùn)滑作用；其中包括液壓油的選擇，密封圈的選擇，潤(rùn)滑方式的選擇。將各值代入上式，得d≥==因此，查彈簧鋼絲的直徑表得，彈簧的直徑應(yīng)?。篸=（3）決定彈簧的圈數(shù)n 其中彈簧的圈數(shù)計(jì)算公式： n= （43）式中，G—彈簧材料的切變模量，鋼的切變模量G=8104 MPa； k—彈簧的剛度：18N/mm。mm，則F2=k（1）此彈簧是用于離合器回位彈簧，是重要的彈簧，按Ⅲ類載荷計(jì)算。則，選取60Si2Mn。（1）工作條件回位彈簧是在離合器結(jié)合與分離時(shí)都在工作，承受變載荷的作用。合金彈簧鋼：承受變載荷、沖擊載荷或工作溫度較高的彈簧，需采用合金彈簧鋼，常用的有硅錳鋼和鉻礬鋼等。彈簧在機(jī)械中常承受具有沖擊性的變載荷，所以彈簧材料應(yīng)具有高的彈性極限、疲勞極限、一定的沖擊韌性、塑性和良好的熱處理性能等。螺旋彈簧類型較多,按外型可分為普通圓柱螺旋彈簧和變徑螺旋彈簧。d/2 ， W=2n；因此 P=== （33）將（32）式代入式（34）選取C=100，[τ]=45則： d≥Cmm；Wt—為抗扭截面系數(shù)，mm3，對(duì)圓截面軸Wt=；P—為傳遞的功率，KW；n—為軸的轉(zhuǎn)速，r/min；d—為軸的直徑，mm；[τ]—為許用扭切應(yīng)力，MPa。軸類零件常選用中碳或中碳合金調(diào)質(zhì)鋼，主要鋼種有440Cr、40MnB、40CrNiMo、35CrMo等，而離合器軸采用的是40Cr。此外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較高，因此設(shè)計(jì)合金鋼軸時(shí)，更應(yīng)從結(jié)構(gòu)避免或減小應(yīng)力集中，并較小其表面粗糙度。不重要或受力較小的軸，則可采用Q23Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼。根據(jù)濕式離合器的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的要求，取其經(jīng)驗(yàn)值：鋼片摩擦片的厚度：；粉末冶金摩擦片的厚度：。m，所以其摩擦片的壓緊力F F= = (214) F=FstFlFst = F +Fl+則 Pst= = = = 所以，在滿足濕式離合器所傳遞的扭矩和轉(zhuǎn)速的情況下。因此Fl== ==回位彈簧力與往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封裝置的摩擦阻力、壓緊力損失對(duì)活塞的阻力及油缸中油液離心力對(duì)活塞的阻力有= （213） 式中，F(xiàn)st— 回位彈簧力（N）；— 密封摩擦阻力（N）；—壓力損失對(duì)活塞阻力（N）；— 離心油壓對(duì)活塞阻力（N）。整個(gè)環(huán)形活塞上所受的離心壓力為Fl== (211)==其中，油的回轉(zhuǎn)角速度由于滯后的原因，比液壓缸的角速度稍低，如液壓缸轉(zhuǎn)速為n時(shí)，則 （212）而，液壓缸的最高轉(zhuǎn)速為n=3800r/min， = rad/s 由于濕式離合器液壓缸的液壓油是用來(lái)傳遞扭矩。取半徑R處的一個(gè)微分環(huán)形體積，其寬度為b，這個(gè)體積內(nèi)所含油的密度為，則其質(zhì)量為： dm=2R則 R= ≈因此，內(nèi)徑r==對(duì)鋼片和粉沫冶金摩擦片是結(jié)合在一起產(chǎn)生摩擦而帶動(dòng)離合器輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得離合器傳遞轉(zhuǎn)矩，再考慮到摩擦片還需要設(shè)計(jì)鍵及液壓缸、軸的設(shè)計(jì)等，因此對(duì)鋼片和粉沫冶金摩擦片的尺寸應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；對(duì)于鋼片R=，r=；對(duì)于粉沫冶金摩擦片R=，r=。m （23）由（23）代入（21）得：R= ≈在確定摩擦副徑向尺寸時(shí)，內(nèi)外徑的比值m=的取值要適當(dāng)。儲(chǔ)備系數(shù)反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度，是重要的離合器性能參數(shù)。： R= （21）式中，m=—對(duì)于金屬型摩擦片m=～，；—；—摩擦表面接觸系數(shù)，其值等于扣除表面油槽后的凈面積與總面積之比，無(wú)油槽時(shí)=1，有油槽是一般取=～，由于金屬摩擦片沒(méi)有油槽，則=1。摩擦片的外徑選取應(yīng)使摩擦片最大圓周線速度不超過(guò)極限值，以免摩擦片發(fā)生飛離現(xiàn)象。不同的溝槽形狀對(duì)摩擦片性能影響是不同的，并且對(duì)于同一形狀的溝槽，其深度、寬度和密度對(duì)摩擦性能也有影響。由于摩擦片組數(shù)P=5，則摩擦副數(shù)Z=10。表面相鄰的主動(dòng)摩擦片和被動(dòng)摩擦片構(gòu)成一個(gè)離合器摩擦副（又稱摩擦對(duì)偶），由摩擦材料與其配對(duì)件組成。片數(shù)越多，分離時(shí)片與片之間越易被潤(rùn)滑油粘住，克服粘液的扭矩就大，越易產(chǎn)生帶排現(xiàn)象。這類材料的耐磨性較鐵基高，且接觸均衡、不易與對(duì)偶件粘結(jié)，其摩擦片的性能見(jiàn)表22所示。紙基摩擦材料是借用造紙工藝制得的材料，具有動(dòng)摩擦系數(shù)大，低的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)比，接合平穩(wěn)柔和、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)[20]。粉沫冶金材料一般采用銅基或鐵基粉沫冶金，主要成分為金屬，添加石墨和鉛提高耐磨性與防止粘著。為了增大摩擦系數(shù)，另一個(gè)元件一般采用摩擦襯面。在實(shí)際作業(yè)中換擋頻繁，要求離合器在結(jié)合時(shí)應(yīng)平穩(wěn)、柔和；而在分離時(shí)要迅速?gòu)氐?。其中包括摩擦片材料的選擇，摩擦偶件數(shù)的確定，摩擦片內(nèi)外徑的計(jì)算，摩擦片法向壓緊力的計(jì)算，離心油壓作用力及液壓缸的壓力。濕式離合器的發(fā)展趨勢(shì)如下[19]：(1) 更高、更穩(wěn)定的扭矩容量，能可靠地傳遞力矩并具有一定的儲(chǔ)備系數(shù)；(2) 接合時(shí)更平順、柔和，使車輛行駛時(shí)抖動(dòng)和沖擊小；(3) 分離時(shí)更徹底、迅速，分離后空轉(zhuǎn)阻力矩更??；(4) 離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)計(jì)盡量小，以減輕車輛起步和換擋時(shí)變速箱齒輪輪齒間的沖擊，減小換擋時(shí)間和離合器的熱負(fù)荷；(5) 具有更可靠的剛度和強(qiáng)度，滿足高轉(zhuǎn)速下動(dòng)不平衡和離心