【正文】 料加工性能良好； 8）在整個(gè)正常工作溫度范圍內(nèi)，和對(duì)偶材料壓盤(pán)、飛輪等有良好的兼容摩擦性能； 9）摩擦副對(duì)偶面有高度的溶污性能，不易影響它們的摩擦 作用； 10）具有良好的性能 /價(jià)格比，不會(huì)污染環(huán)境。 4）將靠近飛輪的左側(cè)摩擦片直接鉚合在從動(dòng)片上，只在靠近壓盤(pán)側(cè)的從動(dòng)片鉚有波形片，右側(cè)摩擦片用鉚釘與波形片鉚合。這種結(jié)構(gòu)彈性行程大，彈性特性較理想，可使汽車(chē)起步極為平順。 由于波形片比從動(dòng)片薄，故這種結(jié)構(gòu)軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，適宜于高速旋轉(zhuǎn)，主要應(yīng)用于轎車(chē)和輕型貨車(chē)。這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在貨車(chē)上。兩側(cè)的摩擦片則分別鉚在每相隔一個(gè)的扇形上。 3）應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振，并緩和沖擊。從動(dòng)盤(pán)對(duì)離合器工作性能影響很大，應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要 求： 1）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡量小，以減小變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊。 本設(shè)計(jì)離合器蓋要求離合器蓋內(nèi)徑大于離合器摩擦片外徑，能將其他離合器上的部件包括其中即可。 圖 離合器蓋的散熱通風(fēng) （ 3）離合器的對(duì)中問(wèn)題 離合器蓋內(nèi)裝有分離 杠桿、壓盤(pán)、壓緊彈簧等重要零件，因此它相對(duì)與飛輪必須有良好的對(duì)中，否則會(huì)破壞離合器的平衡，嚴(yán)重影響離合器的工作。因此為了減輕重量和增加剛度，該離合器蓋采用厚度約為 4 ㎜的低碳鋼板（如 08 鋼板）沖壓成帶加強(qiáng)筋和卷邊的復(fù)雜形狀。此外，它還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體。 aJ 可由下式計(jì)算： 20 2k202kii rmJ aa ? 帶入數(shù)據(jù)得： aJ = 3/kg m ?aJL? ∴ L= 代入公式（ ）進(jìn)行校核計(jì)算， τ=℃ ＜ 8℃ 符合標(biāo)準(zhǔn)。 選擇壓盤(pán)厚度為 20mm，外徑 250mm，內(nèi)徑 155mm。壓盤(pán)單件的平衡精度應(yīng)不低于 15～ 20g對(duì)單片離合器， γ=； m— 壓盤(pán)的質(zhì)量， kg； c— 壓盤(pán)的比熱容，鑄鐵的比熱容為 kgJ /( ℃ )； L— 滑磨功， J。壓盤(pán)的厚度初步確定后，應(yīng)校核離合器一次接合的溫升不應(yīng)超過(guò) 8℃ ～ 10℃ 。為了使每次接合的溫升不致過(guò)高，壓盤(pán)應(yīng)具有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量；為了保證在受熱情況下不致翹曲變形，壓盤(pán)應(yīng)具有足夠大的剛度且一般都較厚 (載貨汽車(chē)的離合器壓盤(pán)，其厚度一般不小于15mm)。另外可添加少量金屬元素 (如鎳、鐵、錳合金等 )以增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。 壓盤(pán)及傳動(dòng)片的材料選擇 壓盤(pán)形狀較復(fù)雜，要求傳熱性好、具有較高的摩擦系數(shù)及耐磨。 鑒于以上兩個(gè)原因壓盤(pán)一般都做得比較厚（載重汽車(chē)上一般不小于 15 ㎜），但一般不小于 10 ㎜。 由于用石棉材料制成的摩擦片導(dǎo)熱性很差，在滑磨過(guò)程中產(chǎn)生的熱主 要由飛輪和壓盤(pán)等零件吸收，為了使每次接合時(shí)的溫升不致過(guò)高，故要求壓盤(pán)有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量。在頻繁使用和困難條件下工作的離合器，這種溫升更為嚴(yán)重。 由于摩擦片的的尺寸在前面已經(jīng)確定 ，故壓盤(pán)的內(nèi)外徑也可因此而確定。 彈性傳動(dòng)片圖 （ e）是由薄彈簧鋼帶沖壓制成，其一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤(pán)上，且多用 3~4組（每組 2~3片）沿圓周作切向布置以改善傳力片的受力狀況，這時(shí)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)受力片受拉，當(dāng)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，傳力片受壓。另外在離合器分離時(shí)，由于零件間的摩擦將降低離合器操縱機(jī)構(gòu)的效率。 圖 壓盤(pán)與飛輪的連接方式 （ a）凸塊 窗孔式；（ b）傳力銷(xiāo)式；（ c）鍵槽 指銷(xiāo)式；（ d）鍵齒式；（ e）彈性傳力片 這幾種壓盤(pán)驅(qū)動(dòng)方式有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即連接之間有間隙（如凸塊與窗孔之間的間隙約為 ）這樣在傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲。如前面所述采用采用傳動(dòng)片式的傳力方式。 m/mm2 ），按下表 選取。 約束條件： 1）摩擦片的外徑 D（ mm）的選取應(yīng)該使最大圓周速度 Dv 不超過(guò) 65~70m/s，即 60/10 3m a x ??? Dnv eD ? ≤ 65~70m/s （ ） 式中， Dv 為摩擦片最大圓周速度（ m/s）； m a x en 為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速（ r/min） ∴ Dv = m/s 符合 2）摩擦片的內(nèi)外徑比 c 應(yīng)該在 ~ 范圍內(nèi)，即 ≤ c≤ ∴ c= 符合 3）為保證離合器可靠傳遞轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過(guò)載，不同車(chē)型的β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍β為 ~，即 ≤β≤ ∴β = 符合 4）為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑 d 必須大于減振器彈簧位置直徑 2 0R 約50mm，即 d＞ 2 0R +50 ∴ d=155mm符合 5）為反映離合器傳遞轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即 ][)(/4 0220 ccc TdDZTT ??? ? （ ） 式中， 0cT 為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩（ N m，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率 maxeN =120Kw, 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 D=,根據(jù)表 離合器磨擦片尺寸系列和參數(shù)選取 D=250mm,d=155mm,h=,c=d/D=, 31c? =，單面面積為 302 2cm ，由公式3 3 3m a x 0 ( 1 / )12eT u zp D d D?? ??計(jì)算得 0p = cT =β T maxe = 194=388 N發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)，當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 maxeT （ N 15 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 h 磨擦片外徑是離合器的基本尺寸 ,它關(guān)系到離散合器的 結(jié)構(gòu)重量和使用壽命 ,它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定的關(guān)系。離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小時(shí)， 0p 應(yīng)該取小些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為了降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷， 0p 應(yīng)該取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可以適當(dāng)增加 0p 。 各類(lèi)汽車(chē)β值的取值范圍通常為： 轎車(chē)和微型、輕型貨車(chē) β =~ 中型和重型貨車(chē) β =~ 越野車(chē)、帶拖掛的重型汽車(chē)和牽引汽車(chē) β =~ 所以，本車(chē)的離合器后備系數(shù)選擇β =。 (3)要能防止傳動(dòng)系過(guò)載。在選擇β時(shí)，應(yīng)該考慮到以下幾點(diǎn)： (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(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 由此可得出，離合器的基本參數(shù)主要有性 能參數(shù)β和 0p ，尺寸參數(shù) D 和 d 以及摩擦片厚度 b。 假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有 F= 4/)( 2200 dDpAp ?? ? （ ） 式中， 0p 為摩擦面單位壓力， A 為一個(gè)摩擦面的面積； D 為摩擦片外徑； d 為摩擦片內(nèi)徑。離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可以表示為 cc fFZRT? （ ） 式中， cT 為靜摩擦力矩； f 為摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，計(jì)算時(shí)一般取 ~； F 為壓盤(pán)施加在摩擦面上的工作壓力； cR 為摩擦片的平均摩擦半徑； Z 為離合器主動(dòng)元件和從動(dòng)元件之間的摩擦面數(shù)，是從動(dòng)盤(pán)數(shù)目的兩倍。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1. 離合器基本參數(shù)的選擇； 2. 離合器壓盤(pán)和離合器蓋的設(shè)計(jì)； 3. 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)； 4. 膜片彈簧設(shè)計(jì)； 5. 操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。選擇拉式離合器是因?yàn)槠漭^拉式離合器零件數(shù)目更少，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，軸向尺寸更小，質(zhì)量更?。徊⑶曳蛛x杠桿較大，使其踏板操縱力較輕。從動(dòng)盤(pán)選擇單片式從動(dòng)盤(pán)是一位其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。采用膜片彈簧離合器是因?yàn)槟て瑥椈呻x合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此可設(shè)計(jì)成當(dāng)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器軸的中心線是對(duì)的，因此其壓力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著地縮短了其軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤(pán)是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良 好的散熱通風(fēng)等。本車(chē)采用的摩擦式離合器是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，維修方便，目前大多數(shù)汽車(chē)都采用這種形式的離合器。 膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn) 膜片彈簧離合器與其他形式離合器相比，具有一系列優(yōu)點(diǎn)： 膜片彈簧離合器具有較理想的非線性彈性特性； 膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量??； 高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定； 膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤(pán)接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻； 易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)； 膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。為使摩擦表面溫度不致過(guò)高，除要求壓盤(pán)有足夠大的質(zhì)量以保證足夠的熱容量外，還要求散熱通風(fēng)好。在特別頻繁的使用下，壓盤(pán)表面的瞬時(shí)溫度有可能達(dá)到 C?1000 。C 時(shí)摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤(pán)，工作表面的瞬時(shí)溫度一般在 180176。綜合比較，因?yàn)殇搸狡渚C合性能相對(duì)好些，所以在設(shè)計(jì)中首先選擇該種驅(qū)動(dòng)方式。此結(jié)構(gòu)中壓盤(pán)與飛輪對(duì)中性好，使用平衡性好，使用可靠，壽命長(zhǎng)。鋼帶式是近年來(lái)廣泛采用的結(jié)構(gòu)，沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動(dòng)片兩端分別與離合器蓋和壓盤(pán)以鉚釘或螺栓聯(lián)接，鋼帶的彈性允許其作軸向移動(dòng)。 壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式 壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式主要有凸塊 — 窗孔式、銷(xiāo)釘式、齒式、螺旋式和鋼帶式多種。壓緊彈簧直接與壓盤(pán)接觸，易受熱退火，且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速很高時(shí)，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞 轉(zhuǎn)矩的能力隨之降低。此結(jié)構(gòu)中彈簧壓力直接作用于壓盤(pán)上。 經(jīng)過(guò)分析比較，該設(shè)計(jì)的是北京現(xiàn)代 ix35 2020 款 兩驅(qū)新銳版，該車(chē)是 1398Kg的越野車(chē)，屬于輕型汽車(chē)，所以在設(shè)計(jì)中考慮用單片離合器，即該離合器只設(shè)有一片從動(dòng)盤(pán) 。 多片離合器多為濕式，它有分離不徹底、軸向尺寸和質(zhì)量大等缺點(diǎn)，以往主要用于行星齒輪變速器換擋機(jī)構(gòu)中。但是中間壓盤(pán)通風(fēng)散熱不良，兩片起步負(fù)載不均勻，因而容易燒壞摩擦片，分離也不夠徹底。單片離合器機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊，散熱良好、維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能夠保證分離徹底、接合平順 ［ 13］ 。 10 2 離合器的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 車(chē) 離合器大多是盤(pán)形摩擦離合器，按其從動(dòng)盤(pán)的數(shù)目可分為單片、雙片和 多片三類(lèi)；根據(jù)壓緊彈簧布置形式不同，可以分為圓周布置、中央布置和斜向布置等形式；根據(jù)使用的壓緊彈簧不同，可以分為圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧離合器；根據(jù)分離時(shí)所受作用力的方向不同，又可以分為推式和拉式兩種形式 ［ 12］ ?，F(xiàn)在，為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能， Scania 公司在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，正在推廣設(shè)計(jì)師、分析師和檢驗(yàn)部門(mén)更加緊密地協(xié)同工作方式。 CATIA 系統(tǒng)是 Scania 公司的主要 CAD/CAM 系統(tǒng)，全部用于卡車(chē)系統(tǒng)和零部件的設(shè)計(jì) 。當(dāng)其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的卡車(chē)零部件還在 25， 000 個(gè)左右時(shí)， Scania公司借助于 CATIA系統(tǒng)，已經(jīng)將卡車(chē)零部件減少了一半。 Scania 是居于世界領(lǐng)先地位的卡車(chē)制造商，總部位于瑞典。 CATIA 的技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)是無(wú)人可及的，并且被各國(guó)的汽車(chē)零部件供應(yīng)商所認(rèn)可。 CATIA 的可伸縮性和并行工程能力可顯著縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。CATIA 在造型風(fēng)格、車(chē)身及引擎 設(shè)計(jì)等方面具有獨(dú)特的長(zhǎng)處，為各種車(chē)輛的設(shè)計(jì)和制造提供了端對(duì)端（ end to end ）的解決方案。隨著飛輪、壓盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)壓緊程度的逐步加大，離合器主、從動(dòng)部分轉(zhuǎn)速也漸趨相等，直至離合器完全接合而停止打滑，結(jié)合過(guò)程結(jié)束［ 11］ 。 (3) 接合過(guò)程 當(dāng)需要恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)， 緩慢抬起離合器踏板，分離軸承減小對(duì)分離杠桿內(nèi)端的壓力；壓盤(pán)在壓緊彈簧的作用下向前移動(dòng)，并逐漸壓緊從動(dòng)盤(pán)，接觸面間的壓力逐漸增大，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸增大。 (1)接合狀態(tài) 離合器處于接合狀態(tài)時(shí)，踏板未被踩下，處于 最高位置，分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置，分離杠桿內(nèi)端與分離軸承之間存在間隙 離合器自由間隙 )，壓盤(pán)10 在壓緊彈簧 16 作用下將從動(dòng)盤(pán)壓緊在飛輪上，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩即經(jīng)飛輪及壓盤(pán)通過(guò)兩個(gè)摩擦面?zhèn)鹘o從動(dòng)盤(pán)，再經(jīng)從動(dòng)軸傳給變速器。離合器踏板中部鉸接在車(chē)架 (或車(chē)身 )上，一端與拉桿鉸接。分離撥叉是中部帶支點(diǎn)的杠桿，內(nèi)端與分離套筒接觸，外端與拉桿鉸接。分離杠桿中部支承在裝于離合器蓋的支架上，外端與壓盤(pán)鉸接，內(nèi)端處于自由狀態(tài)。 圖 離合器結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖 1— 飛輪 2— 摩擦片 3— 從動(dòng)盤(pán) 4— 鉚釘 5— 深溝油軸承 6— 減振器阻尼片 7— 減振彈簧 8— 從動(dòng)片轂 9— 分摩擦片鉚釘 10— 壓盤(pán) 11— 離合器蓋 12— 螺栓 13— 墊片 14— 支承環(huán) 16— 膜片彈簧 17— 分離裝置 8