【正文】 (34) 則有： (35)式中，c為摩擦片內(nèi)外徑之比，c=d/D，～。雙片、推式、膜片彈簧離合器第3章 離合器主要參數(shù)及尺寸的選擇摩擦離合器是靠存在于主從動(dòng)部分摩擦表面尖的摩擦力矩來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的.離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為 [1] (31)式中f為摩擦面間的摩擦因數(shù)；F為壓盤施加在摩擦面上的工作壓力；Rc為摩擦片的平均摩擦半徑；Z為摩擦面數(shù)；單片摩擦離合器Z=2，雙片摩擦離合器Z=4。但它具有接合平順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于重型牽引車和自卸車上。這種結(jié)構(gòu)一般用傳遞轉(zhuǎn)矩較大且徑向尺寸受到限制的場合。單片離合器(圖2—7)結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱良好，用時(shí)能保證分離徹底、接合平順。 圖25 推式膜片彈簧無支承環(huán)形式 圖26 拉式膜片彈簧支承形式 從動(dòng)盤數(shù)的選擇對(duì)轎車和輕型、微型貨車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般不大。圖2—6為拉式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)形式，其中圖2—6a為無支承環(huán)形式，將膜片彈簧的大端直接支承在離合器蓋沖出的環(huán)形凸臺(tái)上；圖2—6b為單支承環(huán)形式，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上。在沖壓離合器蓋上沖出一個(gè)環(huán)圖形凸臺(tái)來代替后支承環(huán)(圖2—4a)使結(jié)構(gòu)簡化，或在鉚釘前側(cè)以彈性擋環(huán)代替前支承環(huán)(圖2—4b)，以消除膜片彈簧與支承環(huán)之間的軸向間隙。圖2—3為雙支承環(huán)形式，其中圖2—3a用臺(tái)肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個(gè)支承 圖22 拉式膜片彈簧離合器環(huán)與離合器蓋定位鉚合在一起，結(jié)構(gòu)簡單，是早已采用的傳統(tǒng)形式；圖2—3b在鉚釘上裝硬化襯套和剛性擋環(huán)，可提高耐磨性和使用壽命，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；圖2—3c取消了鉚釘，在離合器蓋內(nèi)邊緣上伸出許多舌片，將膜片彈簧、兩個(gè)支承環(huán)與離合器蓋彎合在一起，使結(jié)構(gòu)緊湊、簡化、耐久性良好，因此其應(yīng)用日益廣泛。由于拉式膜片彈簧離合器綜合性能優(yōu)越，它已在一些裝載機(jī)中得以應(yīng)用日趨廣泛。將分離軸承向外拉離飛輪，即可實(shí)現(xiàn)分離。拉式膜片彈簧離合器(圖2—2)中，其膜片彈簧的安裝方向與推式相反。近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設(shè)計(jì)方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。 7)有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。 5)易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長。 3)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降。離合器分離時(shí)，彈簧壓力有所下降，從而降低了踏板力；對(duì)于圓柱螺旋彈簧，壓力則大大增加。此結(jié)構(gòu)在重型裝載機(jī)上已有采用。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)是在摩擦片磨損或分離離合器時(shí)，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。這種結(jié)構(gòu)多用于重型裝載機(jī)上。由于可選較大的杠桿比，因此可得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便。此外，彈簧靠到它的定位面上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。在某些重型裝載機(jī)上，由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩較大，所需壓緊彈簧數(shù)目較多，可將壓緊彈簧布置在兩個(gè)同心圓周上。此結(jié)構(gòu)中彈簧壓力直接作用于壓盤上。摩擦離合器離合迅速，允許主、從動(dòng)軸在任意轉(zhuǎn)速下離合；接合時(shí)沖擊與振動(dòng)均較小，有過載保護(hù)作用。在接合和分離階段，從動(dòng)摩擦片的轉(zhuǎn)速低于主動(dòng)摩擦件，會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，導(dǎo)致工作面發(fā)熱和磨損。分離時(shí)壓緊力消失，接合面分離，摩擦力隨之消失，從動(dòng)軸不動(dòng)。接合時(shí)，主、從摩擦片在一定壓力下壓緊。 摩擦離合器結(jié)構(gòu)方案分析 摩擦離合器主要組成及工作原理摩擦離合器主要由主動(dòng)部分（發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪、離合器蓋和壓盤等）、從動(dòng)部分（從動(dòng)盤）、壓緊機(jī)構(gòu)（壓緊彈簧）和操縱機(jī)構(gòu)（分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動(dòng)部件等）四部分組成。 離合器的工作原理 離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分借接觸面間的摩擦作用，或是用液體作為傳動(dòng)介質(zhì)(液力偶合器)，或是用磁力傳動(dòng)(電磁離合器)來傳遞轉(zhuǎn)矩，使兩者之間可以暫時(shí)分離，又可逐漸接合，在傳動(dòng)過程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動(dòng)。 9）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡。 7）操縱輕便、準(zhǔn)確。 5）有良好的吸熱能力和通風(fēng)散熱效果，保證離合器的使用 壽命。 3）分離時(shí)要迅速、徹底。 離合器設(shè)計(jì)的基本要求 1）在任何行駛條件下，能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。因此，我們需要離合器來限制傳動(dòng)系所承受的最大扭距，保證安全。 防止傳動(dòng)系過載當(dāng)裝載機(jī)進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，若沒有離合器，則發(fā)動(dòng)機(jī)將因和傳動(dòng)系剛性連接而急劇降低轉(zhuǎn)速，因而其中所有運(yùn)動(dòng)件將產(chǎn)生很大的慣性力矩（其數(shù)值可能大大超過發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所發(fā)出的最大扭距），對(duì)傳動(dòng)系造成超過其承載能力的載荷，而使機(jī)件損壞。實(shí)現(xiàn)齒輪式變速器的換檔，一般是撥動(dòng)齒輪或其他掛檔機(jī)構(gòu)，使原用檔位的某一齒輪副推出傳動(dòng)，再使另一檔位的齒輪副進(jìn)入工作。在這慣性阻力矩作用下，發(fā)動(dòng)機(jī)在瞬時(shí)間轉(zhuǎn)速急劇下降到最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（一般300500RPM）以下，發(fā)動(dòng)機(jī)即熄火而不能工作，當(dāng)然裝載機(jī)也不能起步。如果傳動(dòng)系（它聯(lián)系著整個(gè)裝載機(jī)）與發(fā)動(dòng)機(jī)剛性地聯(lián)系，則變速器一掛上檔，裝載機(jī)將突然向前沖一下，但并不能起步。在裝載機(jī)起步前，自然要先起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。本次設(shè)計(jì)的離合器采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新與改進(jìn)，其特點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單、方便、輕巧、耐用其易于制造。另外還設(shè)計(jì)了壓緊彈簧，扭轉(zhuǎn)減振器以及離合器的操縱機(jī)構(gòu)和主要零部件，并根據(jù)約束條件確定了離合器的各參數(shù)及尺寸是否符合要求，同時(shí)還對(duì)個(gè)別零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核。因此，提高離合器的可靠性和延長其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）離合器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理畢業(yè)論文第1章　緒論隨著裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的不斷提高和裝載機(jī)電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)離合器的要求也越來越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的圓柱彈簧與膜片彈簧再結(jié)構(gòu)反面都在不斷的得到優(yōu)化創(chuàng)新，而傳統(tǒng)的操縱形式也正向自動(dòng)操縱形式發(fā)展。本文以載貨裝載機(jī)離合器為例，介紹了離合器的不同分類及基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并設(shè)計(jì)了單片、周置圓柱螺旋彈簧離合器的主要參數(shù)及尺寸。最后，對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行了Pro/E三維建模。第2章　離合器簡介 離合器的功用保證裝載機(jī)平穩(wěn)起步這是離合器的首要功能。而裝載機(jī)起步時(shí)，裝載機(jī)是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。這是因?yàn)檠b載機(jī)從靜止到前沖時(shí)，產(chǎn)生很大慣性力，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成很大地阻力矩。保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工作平順在裝載機(jī)行駛過程中，為適應(yīng)不斷變化的行駛條件，傳動(dòng)系經(jīng)常要更換不同檔位工作。在換檔前必須踩下離合器踏板，中斷動(dòng)力傳動(dòng)，便于使原檔位的嚙合副脫開，同時(shí)使新檔位嚙合副的嚙合部位的速度逐步趨向同步，這樣進(jìn)入嚙合時(shí)的沖擊可以大大的減小，實(shí)現(xiàn)平順的換檔。有了離合器，便可以依靠離合器主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間可能產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以消除這一危險(xiǎn)。 離合器的分類裝載機(jī)離合器常用的可分為機(jī)械離合器和牙嵌離合器兩大類，另外還有安全離合器以及具有特殊功用的定向離合器、離心離合器、電磁粉末離合器等。 2）接合時(shí)平順柔和，保證裝載機(jī)起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。 4）從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊。 6）避免傳動(dòng)系產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)共振，具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊的 能力。 8）作用在從動(dòng)盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過 程中變化要盡可能小，保證有穩(wěn)定的工作性能。10）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，制造工藝性好，維修、調(diào)整方便等。 目前在裝載機(jī)上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦離合器(簡稱為摩擦離合器)。摩擦離合器利用摩擦力傳遞扭矩。主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，接合面間產(chǎn)生足夠大的摩擦力，帶動(dòng)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。摩擦離合器的工作可分為接合正常工作和分離3個(gè)階段。如要求接合平穩(wěn)，應(yīng)盡量在空載下接合。 摩擦離合器的分類現(xiàn)代各類裝載機(jī)上應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合器，可按從動(dòng)盤數(shù)目不同、壓緊彈簧布置形式不同、壓緊彈簧結(jié)構(gòu)形式不同和分離時(shí)作用力方向不同分類如下：表21 摩擦離合器的分類[1]摩擦離合器按從動(dòng)盤數(shù)分類單片、雙片、多片按彈簧布置形式分類圓周布置、中央布置、斜向布置按彈簧形式分類圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧、膜片彈簧按作用力方向分類推式、拉式 壓緊彈簧和布置形式的選擇周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，因此應(yīng)用較為廣泛。為了保證摩擦片上壓力均勻，壓緊彈簧的數(shù)目不應(yīng)太少，要隨摩擦片直徑的增大而增多，而且應(yīng)當(dāng)是分離杠桿的倍數(shù)。壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(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。中央彈簧離合器采用一至兩個(gè)圓柱螺旋彈簧或用一個(gè)圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心，此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。此外，壓緊彈簧不與壓盤直接接觸 21 膜片彈簧離合器不會(huì)使彈簧受熱退火，通過調(diào)整墊片或螺紋容易實(shí)現(xiàn)對(duì)壓緊力的調(diào)整。斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力盤上，并通過壓桿作用在壓盤上。與上述兩種離合器相比，具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小的突出優(yōu)點(diǎn)。膜片彈簧離合器(圖2—1)中的膜片彈簧圖22 拉式膜片彈簧離合器是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要由碟簧部分和分離指組成，它與其它形式的離合器相比具有如下一系列優(yōu)點(diǎn)： 1)膜片彈簧具有較理想的非線性特性，彈簧壓力在摩擦片允許磨損范圍內(nèi)基本不變，因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；對(duì)于圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降。2)膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。4)由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命。6)平衡性好。但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對(duì)材質(zhì)和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。因此，膜片彈簧離合器不僅在轎車上被大量采用，而且在輕、中、重型貨車以及客車上也被廣泛采用。在接合時(shí)，膜片彈簧的大端支承在離合器蓋上，而以中部壓緊在壓盤上。 但是，拉式膜片彈簧的分離指是與分離軸承套筒總成嵌裝在一起的，需專門的分離軸承，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝和拆卸較困難，且分離行程略比推式大些。3．膜片彈簧支承形式 推式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)按支承環(huán)數(shù)目不同分為三種。圖