【正文】 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(diǎn)至其最低點(diǎn)所劃過的距離。考慮到這些因素，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。綜合起來，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 ，來控制離合器的接合和分離，從而完成對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)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(jiǎn)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(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。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。 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(jì)取 a =， A =， A1 =28mm。 圖 從動(dòng)盤窗口尺寸簡(jiǎn)圖 黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 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(dòng)片相對(duì)從動(dòng)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 s in2 ??? （ ） = 限位銷與從動(dòng)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(shí)最小長(zhǎng)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(duì)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(dòng)盤轂之間的間隙被消除時(shí)，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(shí)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(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動(dòng)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(jí)剛度；垂直線表示從一級(jí)進(jìn)入另一級(jí)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(shí)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(dòng)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(jì)算 黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 Tj=（ ～ ） Temax （ ） 式中 ， 適用 乘 用車， 適用 商 用車，本設(shè)計(jì)為商用車，選取 ， maxeT 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，代入數(shù)值得 Tj=， Ca ≤ 本設(shè)計(jì)初選 Ca=7000N扭轉(zhuǎn)振動(dòng)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(dòng)系傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，由于內(nèi)燃機(jī)工作不均衡，轉(zhuǎn)矩周期性地變化會(huì) 引起傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。兩者都和離合器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 本章小結(jié) 本章 對(duì)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(jì)算了 膜片彈簧離合器的主要參數(shù)，和對(duì)膜片彈簧尺寸的合理選擇，并且對(duì)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(shí)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(jì)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(dòng) 機(jī) 的最高轉(zhuǎn)速； DV — 摩擦片最大圓周速度 。本次設(shè)計(jì)選取 r1=110， R1=130。 壓盤加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 壓盤的加載點(diǎn)半徑 R1和支承環(huán)加載點(diǎn)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(jì)選取 1? =。第一軸花鍵外徑黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 為： max3 ed K T? （ ） 式中 ， K — 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為 ～ ，本次設(shè)計(jì)選取 K=； maxeT — 發(fā)動(dòng)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 ta 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(duì)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(jì)用來緩和沖擊、吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能的碟簧時(shí)選用。 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(duì)彈簧的載荷及應(yīng)力特性都有影響。 圖 膜片彈簧的尺寸簡(jiǎn)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(dòng)盤數(shù)目的兩倍，本設(shè)計(jì)為單盤故摩擦面數(shù) z=2。本設(shè)考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)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(jì)取b=。 (2) 內(nèi)徑， Dd 在 ～ 范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)離合器的使用壽命有很大的壽命有很大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動(dòng)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(duì)于離合器使用頻繁、發(fā)動(dòng)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(shí)，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(shí)，可適當(dāng)增加 P0。在選擇 β 時(shí)，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(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時(shí)間過長(zhǎng)、防止傳動(dòng)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(jì)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(rùn)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(fèi)的 勞動(dòng)量也要盡量小。 （ 10）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)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(dòng)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(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和降低噪聲的能力。 （ 4）從動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)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(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。 離合器的設(shè)計(jì)原則 離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到 較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系各零部件因過載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。 22Hh ? 如圖 中 hH ＞ 22 的曲線，這種彈簧的特性曲線中具有更大的負(fù)剛度不穩(wěn)定工況區(qū)，而且具有載荷為負(fù)值的區(qū)域（特性曲線穿過了橫坐標(biāo)，圖中未示出）。當(dāng)然，負(fù)荷剛度過大也不適宜，以免彈簧工作位置略微變動(dòng)造成彈簧壓緊力變化過大。具有這種特性的膜片彈簧很有適用于作為離合器的壓緊黑龍江工程學(xué)院