【正文】 器的設(shè)計；（ 5）離合器操縱機構(gòu)的設(shè)計計算。 6 第 2 章 離合器 的結(jié)構(gòu) 設(shè)計 為了達到計劃書所給的數(shù) 據(jù)要求，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)車型的類別、使用要求、制造條件，以及“系列化、通用化、標準化”的要求等，合理選擇離合器結(jié)構(gòu)。 摩擦片數(shù)為 2。其中膜片彈簧的主要特點是用一個膜片 彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。當離合器分離時，彈簧壓力不像圓柱彈簧那樣升高，而是降低，從而降低踏板力 ； （ 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 ； （ 3） 高速旋轉(zhuǎn)時，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降 ； （ 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 ； （ 5） 易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長 ； （ 6） 平衡性好 ； （ 7） 有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設(shè)計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。 壓盤的驅(qū)動方式 在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤的方法有三種 [9]： （ 1） 凸 臺 — 窗孔式：它是將壓盤的背面凸起部分嵌入在離合器蓋上的窗孔內(nèi)，通過二者的配合，將扭矩從離合器蓋傳到壓盤上，此方式結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用較多；缺點：壓盤上凸臺在傳動過程中存在滑動摩擦，因而接觸部分容易產(chǎn)生分離不徹底。 （ 3） 徑向傳動片驅(qū)動方式：它用彈簧鋼制的傳動片將壓盤與離合器蓋連接在一起，除傳動片的布置方向是沿壓盤的弦向布置外，其他的結(jié)構(gòu)特征都與徑向傳動驅(qū)動方式相同 。 分離杠桿 、 分離軸承 分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔，其作用是通過分離軸承克服離合器彈簧的推力并推動壓盤移動，從而使壓盤與從動盤和從動盤與飛輪相互分離，截斷動力的傳遞，分離杠桿要具有足夠的強度和剛度，以承受反復(fù)作用在其上面的彎曲應(yīng)力，分離軸承的作用是通過分離叉的作用使分離軸承沿變速器前端蓋導(dǎo)向套作軸 向移動，推動旋轉(zhuǎn)中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。 離合器的散熱通風 試驗表明，摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當壓盤工作表面超過 200~180 176。C 以下。過高的溫度能使壓盤受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂。改善離合器散熱通風結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋，或鼓風筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄通風槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風；在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流罩。 從動盤總 成 從動盤總成由摩擦片，從動片，減震器和從動盤穀等組成。從動盤總成應(yīng)滿足如下設(shè)計要求： （ 1） 轉(zhuǎn)動慣量要小，以減小變速器換檔時輪齒簡單沖擊 ； （ 2） 應(yīng)具有軸向彈性， 使離合器接合平順，便于起步， 且使摩擦面壓力均勻，減小磨損。 摩擦片要求 摩擦系數(shù)穩(wěn)定 、 工作溫度、單位壓力的變化對其影響要小，有足夠的機械強度和耐磨性；熱穩(wěn)定性好，磨合性好，密度??；有利于結(jié)合平順 ，長期停放離合器摩擦片不會粘著現(xiàn)象的。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑（樹脂或硅膠）和特種添 8 加劑熱壓制成，其摩擦系數(shù)為 ～ ，密度小，價格便宜，多年來在汽車離合器上使用效果良好。 從動盤的軸向彈性 從動盤的軸向彈性可改善離合器性能，使離合器接合柔和，摩擦面接觸均勻，磨損較小。波狀彈簧可用比鋼片輕薄的 材料制造，軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動慣量小，適宜高速旋轉(zhuǎn)，且彈簧對置分布，彈性好。 扭轉(zhuǎn)減震器 扭轉(zhuǎn)減震器幾乎是現(xiàn)代汽車離合器從動盤上必備的部件，主要由彈性元件和阻尼元件組成。但是 ,這種共振往往難以避免。當由于路面不平引起的激力頻率與傳動系的某階自振頻率重合時，也會發(fā)生共振現(xiàn)象。 扭轉(zhuǎn)減震器的彈性特性，又線性和非線性兩種。阻尼元件采用摩擦片通過碟形彈簧建立阻尼默片的正應(yīng)力，其阻尼力矩比較穩(wěn)定。 摩擦式扭轉(zhuǎn)減震器工作原理： 離合器工作時，扭矩從摩擦片傳給從動鋼片再傳給從動盤轂，此時彈簧被壓縮，從動鋼片相對從動盤轂前移（從動轂邊緣上的缺口控制著鋼片與轂的最大位移）。 （ 2） 離合器主動部分與從動部分的連接和支撐形式，離合器的主動部分包括飛輪，離合器蓋與他們一起轉(zhuǎn)動并能軸向移動的壓盤，壓盤通過鋼片與離合器蓋相連，離合器從動部分有從動盤，從動軸，從動軸裝在飛輪與 壓盤之間，可在從動軸花鍵上滑動，設(shè)計時把離合器從動軸的前軸承安裝在發(fā)動機曲軸的中心孔內(nèi)。因此，設(shè)計時使從動軸前軸承外圓與飛輪為過渡配合，而前軸承內(nèi)圈與 9 從動軸為間隙配合，離合器的從動軸軸向定位是靠從動軸后軸承來保證的。 為防止?jié)櫥土鞯侥Σ烈r面，造成離合器打滑，除在軸承處安有自緊油封外，還在飛輪上開泄油孔。分離時，應(yīng)對踏板的最大行程加以限制。 摩擦片 摩擦片在性能上要滿足如下要求： （ 1） 摩擦系數(shù)穩(wěn)定，工作溫度，滑磨速度，單位壓力的變化對其影響 ； （ 2） 具有足夠的機械強度和耐磨性，熱穩(wěn)定性好； （ 3） 有利于接合平順； 。石棉基摩擦材料密度小，工作溫度小于 180℃ ，價格便宜，使用效果良好，在汽車離合器中廣泛使用。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料為 60SiMnA。要防止膜片內(nèi)緣離開，同時對膜片彈簧進行強壓處理（將彈簧壓平并保持 14~12 小時），使其高壓力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應(yīng)力，對膜片彈簧的凹表面進行噴丸處理，噴丸是 小丸， 可提高彈簧的疲勞壽命。 采用乳白鍍 鉻 ，若膜片彈簧許用應(yīng)力可取為 1500～ 1700N/mm2。它要有一定的質(zhì)量和剛度，以保證足夠的熱容量和防止溫度升高而產(chǎn)生的彎曲變形。壓盤的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于 。 離合器蓋 10 離合器蓋的膜片彈簧支撐處須具有較大的剛度和較高的尺寸精度，壓盤高度（叢承壓點到摩擦面的距離）公差要小，支撐環(huán)和支撐鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性好，膜片彈簧的支撐形式采用鉚釘作支承時，如果分離軸承與曲軸中心線不同心，可引起鉚釘 的過度磨損。提高鉚釘硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的結(jié)構(gòu)措施，采用 10鋼材材料、 HRc4050。 第 3 章 離合器的設(shè)計計算及說明 離合器設(shè)計所需數(shù)據(jù) 表 離合器原始數(shù)據(jù) 汽車的驅(qū)動形式 42 汽車最大 加載質(zhì)量 2021 kg 汽車的 總 質(zhì)量 4325 kg 發(fā)動機位置 前置 發(fā)動機最大功率 75KW 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速 4500r/min 發(fā)動機最大扭矩 ≥ 離合器形式 機械、干式、單片、膜片彈簧（壓式） 操縱形式 液壓人力操縱 摩擦片最大外徑 f=250mm 踏板行程 150~80 mm i0= ig1= ig2= ig3= ig4= 汽車最大時速 ≥110 km/h 摩擦片 主要參數(shù)的選擇 采用單片摩擦離合器是利用摩擦來傳遞發(fā)動機扭矩的，為保證可靠度，離合器靜摩擦 力矩 cT應(yīng)大于發(fā)動機最大扭矩 maxeT 摩擦片 的靜壓力： maxeC TT ??? （ ） （ 式中 ： ? 離合器后備系數(shù)（ 1?? ） 發(fā)動機的最大扭矩可由式 : pee nPT m axm ax 9549 ?? （ ） 求得 11 式中 ： 75max ?eP Kw, 4500?pn r/min。通常轎車和輕型貨車β=～ 。 表 離合器后備系數(shù)的取值范圍 車型 后備系數(shù) β 乘用車及最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車 ～ 最大總質(zhì)量為 6～ 14t 的商用車 ～ 掛車 ～ 摩擦片的外徑可有式 : maxeD TKD ? （ ） 求得 DK 為直徑系數(shù)，取值見 表 ， 取 17DK ? ， 得 D=。 339?？捎杀? 查得 ： f= 摩擦面數(shù) Z 為離合器從動盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小及其結(jié)構(gòu)尺寸。離合器間隙 Δt是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后 極限位置時，為保證摩擦片正常磨損過程中離合 12 器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。取Δt=4mm。3 max112 CfzD Te?? ? （ ） 代入數(shù)據(jù)得： 單位壓力 0 ? MPa。 （ 2）摩擦片的內(nèi)、外徑比 39。0. 53 0. 62 0. 7C? ? ? （ 3） 為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載，不同車型的β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為 ～ 。 表 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 離合器規(guī)格 210? 250~210? 325~250? 325? ? ? 20 10/ ??cT 0． 28 0． 30 0． 35 0． 40 （ 6） 為降低離合器滑磨時的熱負荷，防止摩擦片損傷，對于不同車型，單位壓力 0p 的最大范圍為 ～ ,即 MPa 0 ?? MPa ? MPa （ 7） 為了減少汽車起步過程中離合器 的滑磨 ， 防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷 ,離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值 ,即 ? ? ? ???? ??? 224 dDZ W （ ） 式中 , ? 為單 位摩 擦面 積滑 磨 (J/mm2)； ??? 為 其 許用值 (J/mm2)， 對于乘 用車 ：][ ?? J/mm2，對于最大總質(zhì)量小于 的商用車： ][ ?? J/mm2，對于最大總質(zhì)量大于 商用車： ][ ?? J/mm2： W 為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（ J），可根據(jù)下式計算 ????????? 2202221800 grae ii rmnW ? （ ） 式中， am 為汽車總質(zhì)量 (Kg)； r 為輪胎滾動半徑（ m）； g i 為汽車起步時所用變速器擋位的傳動比； 0i 為主減速器傳動比； en 為發(fā)動機轉(zhuǎn)速 r/min，計算時乘用車取 2021 r/min，商用車取 14 1500 r/min。 （ 8） 離合器接合的溫升 mcWt ?? 式中 ,t 為壓盤溫升 ,不超過 10~8 176。176。C ，合格。 1 2/ ?hH 2 2/ ?hH 3 22/2 ?? hH 4 22/ ?hH 5 22/ ?hH 圖 膜片彈簧的彈性特性曲線 為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車離合器用膜片彈簧的 H/h 通常在 ～ 2 范