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ca1091中型載貨汽車膜片彈簧離合器設(shè)計說明書(參考版)

2024-11-10 11:54本頁面
  

【正文】 初選:踏板驅(qū)動臂 C1=75,踏板臂長 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)動臂長 b1=70,分離叉臂長 b2=80。 操縱系統(tǒng)的傳動比計算 在設(shè)計操縱系統(tǒng)時,為滿足前述對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比,最終合理地確定出操縱系統(tǒng)的傳動比。這種情況下踏板就要就要能支持腳和腿的重量,輕的踏板力就會使踏板輕易地移動使離合器動作,而 且由于腳和腿沒有支撐,輕的踏板力反而使離合器的控制變得更為困難,若有較大的踏板力可以部分支撐腳和腿的重量,就能更安全、舒適地操作。踏板力大小直接影響到離合器操縱的輕便性。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。 踏板行程 踏板行程是指從踏板最高點至其最低點所劃過的距離??紤]到這些因素,大部分離合器踏板實際布置位置還需適當(dāng)靠右,即靠向人體中間部位。綜合起來,設(shè)計離合器操縱系統(tǒng)需要考慮如下一些因素: ( 1) 操縱系統(tǒng)的輸出對輸入的放大比率; ( 2) 周邊工作環(huán)境對系統(tǒng)的影響; ( 3) 時間因素對系統(tǒng)性能的綜合影響。 離合器操縱系統(tǒng)功能是,把駕駛員對離合器的踏板的輸入變成分離軸承上的輸出,來控制離合器的接合和分離,從而完成對汽車傳動系統(tǒng)的動力切斷或傳遞。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,布置簡單而被中重型汽車廣泛采用。離合器操縱機(jī)構(gòu)按分離時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。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。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 第 5 章 離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計 汽 車離合器操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員用來離合器分離使之柔和接合的一套機(jī)構(gòu)。本設(shè)計取 a =, A =, A1 =28mm。 圖 從動盤窗口尺寸簡圖 一般推薦 A1A = a =~ 。d =12。d 按結(jié)構(gòu)布置選定,一般 39。 限位銷直徑 39。 Tl??預(yù)1czR ( ) = 減振彈簧安裝后的工作高度 0l l l? ?? = 從動片相對從動盤轂的最大轉(zhuǎn)角 最大轉(zhuǎn)角 ? 和減振彈簧的工作變形量 l?’‘ ( l?’‘ = ll ??? ‘ ) )( ’‘ Rl 12/a rc sin2 ??? ( ) = 限位銷與從動盤缺口側(cè)邊的間隙 2sinaR?? ( ) 式中 , R2 為限位銷的安裝半徑, λ一般為 ~ 4mm。 減振彈簧在最大工作壓力 P 時最小長度 ? ?min 1L n d ??? ( ) ? = 式中 , ?? = 為彈簧圈之間的間隙。 減振彈簧剛度 211000acc Rz? ( ) = 減振彈簧的有效圈數(shù) i= CGDd32418 ( ) 式中 , G 為材料的扭轉(zhuǎn)彈性模數(shù),對鋼 G =83000N/mm2,代入數(shù)值,得 i =。 彈簧鋼絲直徑: 231 8PDd ??? ( ) 式中,扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 ? =550~ 600Mpa , d1 算出后應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)值,一般為 3~ 4mm左右。 彈簧的平均直徑 2D :一般由結(jié)構(gòu)布置決定,通常選取 2D =11~ 15 左右。 表 減振彈簧的選取 離合器摩擦片外徑 D 減振彈簧數(shù)目 Z 225~ 250 4~ 6 250~ 325 6~ 8 325~ 355 8~ 10 350 10 以上 減振彈簧的總壓力 當(dāng)限位彈簧與從動盤轂之間的間隙被消除時,彈簧傳遞扭矩達(dá)到最大 Tj。 一般選取 T預(yù) =( ~ ) Temax = 減振彈簧的分布半徑 減振彈簧的分布尺寸 R1 的尺寸應(yīng)盡可能大一些,一般取 R1 =( ~ ) d/2 ( ) 其中 d 為 摩擦片內(nèi)徑,代入數(shù)值,得 R1 =66。 預(yù)緊力矩 減振彈簧安裝時應(yīng)有一定的預(yù)緊。 減振器摩擦力矩 由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度 Ca 受結(jié)構(gòu)及發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制,不可能很低,故為了在發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效地消振,必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T? 。圖中反映了扭轉(zhuǎn)減振器特性的一些參數(shù),其中斜線表示扭轉(zhuǎn)力矩 Td,朝上方共有 4 段斜線,表示有 4 級剛度;垂直線表示從一 級進(jìn)入另一級需要克服的預(yù)緊力矩 TN;兩斜線間的間隔反映了減振器工作時的摩擦;離合器減振器特性曲線在水平坐標(biāo)上的距離表示離合器從動盤轂花鍵中的間隙 圖 扭轉(zhuǎn)減振器特性曲線示例 扭轉(zhuǎn)減振器的角剛度 減振器 扭轉(zhuǎn) 角剛度 Ca 決定于減振彈簧的線剛度及結(jié)構(gòu)布置尺寸,按下列公式初選角剛度 Ca≤ 13Tj ( ) 式中 , Tj 為極限轉(zhuǎn)矩 ; 按下式計算 Tj =( ~ ) Temax ( ) 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 式中 , 適用 乘 用車, 適用 商 用車,本設(shè)計為商用車,選取 , maxeT 為發(fā)動機(jī)最大扭矩,代入數(shù)值得 Tj =, Ca ≤ 本設(shè)計初選 Ca=7000N扭轉(zhuǎn)振動還是引起齒輪噪聲的重要原因,尤引人注目。 汽車行駛中,傳動系傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩時,由于內(nèi)燃機(jī)工作不均衡,轉(zhuǎn)矩周期性地變化會引起傳動系扭轉(zhuǎn)振動。 兩者都和離合器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 本章小結(jié) 本章 對離合器主要參數(shù)(后備系數(shù)、單位壓力和摩擦片的主要尺寸)進(jìn)行了選擇,主要計算了 膜片彈簧離合器的主要參數(shù),和對膜片彈簧尺寸的合理選擇,并且對膜片彈簧進(jìn)行了詳細(xì)認(rèn)真的校核,使其能更好的與實際相結(jié)合。39。2? =,故 39。2 3 2 2 216 1 1 1 1{ [ ( 1 ) 2( 1 ) l n ] [ ( ) 2( ) l n ] }22 effr rrrf e e e ef f f f f fPr r r r rrrE h r r r r r r? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ( ) 代入有關(guān)數(shù)值,得 39。2? 由分離指受力 2P 引起 2 22 2239。彎曲附加變形 39。 1211r rff Rr? ??? ? 代入數(shù)值,得 2? =。 ⑶ 求分離軸承行程 軸向變形 1? 和小端分離軸承的軸向變形的關(guān)系式 39。摩擦片磨損后,最大磨損量 0czs?? ? ? ( ) 其中 0s? 在 ~ 之間,本設(shè)計取 0s? =,代入數(shù)值得 ?? =。 把數(shù)值帶入上式,得 ? =,符合 ~ 之間。 膜片彈簧的強(qiáng)度校核 由上述分析可知 H =, h =, R =135, r =108, R1 =130, r1 =110, rf =40, n =18,r0 =55。所以 w ? ??w 。 滑磨功的校核 為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨,防止摩擦表面溫度過高而發(fā)生燒傷,離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值。 ??? ?10 3m a x60 Dnv eD ?65~ 70 ( ) 式中 , maxen — 發(fā)動 機(jī) 的最高轉(zhuǎn)速; DV — 摩擦片最大圓周速度 。本次設(shè)計選取 r1=110, R1=130。 壓盤加載點半徑和支承環(huán)加載點半徑 壓盤的加載點半徑 R1和支承環(huán)加載點半徑 r1影響膜片彈簧的剛度。 窗孔的內(nèi)半徑 er 的取值應(yīng)滿足 2err??? 。 切槽寬度及分離半徑的確定 切槽寬度 1? 的范圍為 ~ ,本次設(shè)計選取 1? =。第一軸花鍵外徑為: 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 max3 ed K T? ( ) 式中 , K — 經(jīng)驗系數(shù)為 ~ ,本次設(shè)計選取 K=; maxeT — 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 。 分離指數(shù)的選擇 分立指數(shù)目 n 通常取為 18,大尺寸膜片彈簧可取 24,小尺寸膜片彈簧可取 12。 ? ?a r c t a n ( )H H R rRr? ? ? ?? ( ) 式中 , H — 內(nèi)截錐高度; h — 膜片彈簧厚度 。 結(jié)合同類車型,取 R=135, 取 rR =,故 r=108。 對于 R,膜片彈簧大端外徑 R 應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求而和摩擦片的外徑尺寸相適應(yīng),大于摩擦片內(nèi)徑, 近于摩擦片外徑。因此在設(shè)計用來緩和沖擊、吸收振動等需要儲存大量彈性能的碟簧時選用。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 圖 膜片彈簧內(nèi)截錐示意圖 大端外徑和小端外徑的選擇 比值 rR 對彈簧的載荷及應(yīng)力特性都有影響。 圖 膜片彈簧的尺寸簡圖 內(nèi)截錐高度和厚度的確定 內(nèi)截錐高度 H 和厚度 h 如圖 所示, 為保證離合器壓緊力變化不大,操縱輕便,一般 hH 為 ~ 之間,厚度 h 為 2~ 4 之間,選取 h=。一般為 3~ 4 mm, 取 Δt=4mm。 摩擦面數(shù) z為離合器從動盤數(shù)目的兩倍,本設(shè)計為單盤故摩擦面數(shù) z=2。本設(shè)考慮到經(jīng)濟(jì)性和實用性選取了粉末冶金材料的摩擦片。摩擦片的材料主要有石棉基材料、粉末冶金材料和金屬陶瓷材料 等。 (3) 摩擦片厚 b 主要有 、 、 三種尺寸, 取值范圍見表 , 本次設(shè)計取b=。 (2) 內(nèi)徑, Dd 在 ~ 范圍內(nèi),本設(shè)計選取 Dd =。摩擦片的主要尺寸有外徑 D、內(nèi)徑 d、厚度 b。 P0 的范圍為 ~ MPa,本次設(shè)計選取 P0= MPa。 單位壓力 單位壓力 P0 決定了摩擦表面的 耐磨性,對離合器的使用壽命有很大的壽命有很大影響,選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素,對于離合器使用頻繁、發(fā)動機(jī)后備系數(shù)較小、載質(zhì)量大或經(jīng)常在壞路面上行駛的汽車 P0 應(yīng)取小一些;當(dāng)摩擦片外徑較大時,為了降低摩擦外緣處的熱負(fù)荷, P0 應(yīng)取大一些;后備系數(shù)較大時,可適當(dāng)增加 P0。在選擇 β 時,應(yīng)該考慮摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時間過長、防止傳動系過載及操縱輕便等因素。通過本章節(jié)可以清楚的了解離合器的工作原理和結(jié)構(gòu),為后面的設(shè)計提供一定的理 論基礎(chǔ)。很多情況下,離合器不能可靠工作就是和不完善的技術(shù)保養(yǎng) —零部件缺少必要的潤滑和調(diào)整有關(guān) [5]。這意味著在使用中要注意保養(yǎng),其耗費的勞動量也要盡量小。 ( 10)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊,質(zhì)量小,制造工藝性好,拆裝 、維修、調(diào)整方便等。 ( 8)作用在從動盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作工程中變化要盡可能小,以保證有穩(wěn)定的工作性能。 ( 6)應(yīng)能避免和衰減傳動系的扭轉(zhuǎn)振動,并具有吸收振動、緩和沖擊和降低噪聲的能力。 ( 4)從動部件轉(zhuǎn)動慣 量要小,以減輕換擋時變速器齒輪間的沖擊,便于換擋和減小同步器的磨損。 ( 2)接合時要完全、平順、柔和,保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。 離合器的設(shè)計原則 離合器的主要功用是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機(jī)對傳動系的動力傳遞,保證汽車起步 時將發(fā)動機(jī)與傳動系平順地接合,確保汽車平穩(wěn)起步;在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系分
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