【正文】 變速器的空檔，也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的分離。尤其在寒冷季節(jié)，如果沒(méi)有離合器來(lái)分離發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)是很困難的。 汽車(chē)行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開(kāi)嚙合和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 進(jìn)入嚙合。同時(shí)在掛檔時(shí)，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達(dá)到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會(huì)造成掛檔沖擊甚至掛不上檔，此時(shí)又需要離合器暫時(shí)分開(kāi)傳動(dòng)系，以便使與離合器主動(dòng)齒輪聯(lián)結(jié)的質(zhì)量減小，這樣即可以減小掛檔沖擊以便于換檔。 離合器的工作原理 如圖 ，摩擦離合器一般是有主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。當(dāng)駕駛員踩下踏板時(shí)，通過(guò)拉桿，分離叉、分離套筒 17 和分離軸承 16，將分離杠桿的內(nèi)端推向右方，由于分離杠桿的中間是以離合器蓋 20上的支柱為支點(diǎn)，而外端與壓盤(pán) 14連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動(dòng)壓盤(pán)向左，這樣，從動(dòng)盤(pán)兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩就不再傳入變速器，離合器處于分離狀態(tài)。此時(shí)壓緊彈簧就推動(dòng)壓盤(pán)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 向右，仍將從動(dòng)盤(pán)壓緊在飛輪上，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩又傳入變速器。因其作為壓簧，可以同時(shí)兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，質(zhì)量減小，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在從動(dòng)盤(pán)摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。此外，因膜片是一種對(duì)稱(chēng)零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少，而周布置彈簧離合器在高速時(shí)，因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓盤(pán)的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降，那么可以看出，對(duì)于輕型車(chē)膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究對(duì)于改善汽車(chē)離合器各方面的性能具有十分重要的意義 [3]。膜片彈簧的兩側(cè)有支承圈，而后者借助于固定在離合器蓋上的一些（為徑向切槽數(shù)目的一半）鉚釘來(lái)安裝定位。同時(shí)在膜片彈簧的大端對(duì)壓盤(pán)產(chǎn)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此設(shè)計(jì)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎不變，且可以減輕分離離合器時(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)稱(chēng)的，因此其壓緊力實(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，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減小，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；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， 摩擦均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。甚至某些總質(zhì)量達(dá) 28～ 32t的重型汽車(chē)也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代。而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈的磨損會(huì)形成間隙而增大踏板的自由行程。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)方案選取 離合器車(chē)型的選定 基本參數(shù)如下： 整車(chē)質(zhì)量（ am ）： ）（ kg1245 最大轉(zhuǎn)矩（ maxe? ）： ）（ ?N 最高轉(zhuǎn)速（ n ）： min/3750 r 一檔傳動(dòng)比（ 1i ）： 主減速比（ 0i ）： 輪胎規(guī)格： ?? 離合器設(shè)計(jì)的基本要求 為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計(jì)離合器應(yīng)滿(mǎn)足 以下要求 [5]： 1) 在任何行駛條件下，都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又能防止傳動(dòng)系過(guò)載。 3) 分離要迅速、徹底。 5) 具有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過(guò)高，延長(zhǎng)其使用壽命。 7) 操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。 9) 具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摩擦片的選擇 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 單片離合器因?yàn)榻Y(jié)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)能保證分離徹底接合平順，所以被廣泛使用與轎車(chē)和中、小型貨車(chē)。 壓緊彈簧布置形式的選擇 離合器壓緊裝置可分為周布彈簧式、中央彈簧式、斜置彈 簧式、膜片彈簧式等。膜片彈簧與其他幾類(lèi)相比又有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1) 由于膜片彈簧有理想的非線性特征，彈簧壓力在摩擦片磨損范圍內(nèi)能保證大致不變。 但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對(duì)材料質(zhì)量和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制，開(kāi)口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。 因此，我選用膜片彈簧式離合器，材料選取為 MnASi260 。前三種的共同缺點(diǎn) 是在連接件之間都有間隙，在傳動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動(dòng)效率。當(dāng)發(fā)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)片受拉，當(dāng)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，傳動(dòng)片受壓。壓盤(pán)形狀較復(fù)雜，要求傳熱性好，具有較高的摩擦因數(shù)，通常采用灰鑄鐵，一般采用HT200、 HT250、 HT300，硬度為 170～ 227HBS。 故而，壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式選擇彈性傳動(dòng)片式，材料選用 HT200。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 1000C? 。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，還要散熱通風(fēng)好。膜片彈簧式離合器本身構(gòu)造能良好實(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置 [7]。離合器的摩擦片也由于摩擦而不斷磨損，當(dāng)摩擦片磨損到一定程度后，就需要對(duì)其進(jìn)行處理或更 換摩擦片。所以需要一個(gè)報(bào)警器來(lái)及時(shí)提醒駕駛員更換已磨損到了一定程度的摩擦片。 摩擦片厚度報(bào)警器的工作原理很簡(jiǎn)單，當(dāng)摩擦片被磨薄到一定程度的時(shí)候，壓盤(pán)會(huì)向飛輪方向移動(dòng)，在壓盤(pán)上安裝的傳動(dòng)片會(huì)隨著壓盤(pán)向飛輪方向移動(dòng)，進(jìn)而與報(bào)警器上的鉤子擠壓，鉤子與感應(yīng)觸手 23接合在一起，當(dāng)鉤子被擠壓時(shí)，感應(yīng)觸手會(huì)因拉緊彈簧 25的原因被拉起，與傳感器 24接觸，進(jìn)而實(shí)施報(bào)警，使駕駛員及時(shí)更換摩擦片。 當(dāng)離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料已選定，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩已知，適當(dāng)選取后備系數(shù) ? 和單位壓力 0? ，可估算出摩擦片外徑。C =d/D 1 339。＝C 339。 通常轎車(chē)和輕型貨車(chē) ~?? 。 表 離合器后備系數(shù) ? 的取值范圍 車(chē) 型 后備系數(shù) ? 乘用車(chē)及最大總質(zhì)量小 于 6t的商用車(chē) ～ 最大總質(zhì)量為 6～ 14t 的商用車(chē) ～ 掛車(chē) ～ 單位壓力 ? 的確定 摩擦面上的單位壓力 ? 的值和離合器本身的工作條件，摩擦片的直徑大小，后備系數(shù)，摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān)。當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)也要 適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓力 ? 。 前面已經(jīng)初步確定了摩擦片的基本尺寸： 外徑 mmD 225? 內(nèi)徑 mmd 150? 厚度 mmh ? 內(nèi)徑與外徑比值 39。 ＝－ C 由公式 ? ?22 m a x )(3 0 0 0 dDdD dDF e ??? ??? ? ? 得 ?? ）～（ ? 符合下表 [10]： 表 摩擦因數(shù) ? 與許用單位壓力 ??? 摩 擦 材 料 ? ??? 石棉基材料 模壓 ～ 編織 ～ 粉末冶金材料 銅基 鐵基 金屬陶瓷 ～ 無(wú)石棉有機(jī)摩擦材料 ～ ～ 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 1． 摩擦片外徑 D（ mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度 D? 不超過(guò) 65～ 70 sm ，即 sDeD m706510n60 3m a x ～＝ ???? （ 3－ 4） 式中： D? 摩擦片最大圓周速度， sm ； maxne 發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速， minr 。 2． 摩擦片的內(nèi)、外徑比 39。 ??? C 3． 為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過(guò)載，不同車(chē)型的 ? 值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為 ～ ? ＝ 。（ 3－ 5） 式中： 0c? 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩， 2/mmmN? ； ? ?0c? 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值， 2/mmmN? 。 表 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 （ 2/mmmN? ） 離合器規(guī)格D/mm ?210 210～ 250 250～ 325 325 ? ?0c? / 210－? 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值可選 ? ?0c? ＝ 210－? （ 2/mmmN? ），經(jīng)計(jì)算可得出 ? ? ? ? ? ?0222220c ccD ????? ??? ??? －＝－＝ ?? 6． 為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對(duì)于不同車(chē)型，單位壓力 0? 的最大范圍為 ～ ,即 M P aM P aMP 0 ???? 7． 為了減少汽車(chē)起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)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 ? ? ? ???? ??? 22 d4DW＝ （ 3－ 6） 式中： ? 單位摩擦面積滑磨功， 2mm/J ； ??? 單位摩擦面積滑磨功許用值， 2mm/J 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 對(duì)于乘用車(chē)： ? ? ?? 2mm/J ，對(duì)于最大總質(zhì)量小于 ：? ? ?? 2mm/J ，對(duì)于最大總質(zhì)量大于 的商用車(chē)： ? ? ?? 2mm/J ； W可根據(jù)下式計(jì)算 ????????? 220 22e21800n graii rmW ?（ 3－ 7） 式中： am 汽車(chē)總質(zhì)量， kg； r 輪胎滾動(dòng)半徑， m； gi 汽車(chē)起步時(shí)所用變速器檔位的傳動(dòng)比； 0i 主減速器傳動(dòng)比； en 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速， minr 。其中： ?gi ?i mr ? kga 1245m ? ，代入式（ 3－ 7）得 ?W J ，將 W 代入式（ 3－ 6）得 ??? ? ??? ，合格。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 4章 離合器從動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)介紹 在現(xiàn)代汽車(chē)上，一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動(dòng)盤(pán)，用以避免汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，緩和沖擊，減少噪聲，提高傳動(dòng)系統(tǒng)零件的壽命，改善汽車(chē)行駛的舒適性，并使汽車(chē)平穩(wěn)起步。從動(dòng)片 5用限位銷(xiāo) 7 和減振 12鉚在一起。在從動(dòng)片 5和減振盤(pán) 12上圓周切線方向開(kāi)有 6個(gè)均布的長(zhǎng)方形窗孔，在從動(dòng)片和減振盤(pán)之間的從動(dòng)盤(pán)轂 8法蘭上也開(kāi)有同樣數(shù)目的從動(dòng)片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧 11，以便三者彈性的連接起來(lái)。在從動(dòng)片及減振盤(pán)相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂發(fā)生來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會(huì)很快被減振摩擦片的摩擦所吸收 [11]。它雖然對(duì)離合器工作性能影響很大的構(gòu)件，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 2) 為了保證汽車(chē)平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻等從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈性。 4) 要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。這是因?yàn)槠?chē)在行駛中進(jìn)行換檔時(shí)，首先要分離離合器，從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)速必然要在離合器換檔的過(guò)程中發(fā)生變化，或是增速（由高檔換為低檔）或降速（由低檔換為高檔）。慣性力的大小與從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，因此為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從動(dòng)片都做的比較薄，通常是用 ～ 厚的薄鋼板沖壓而成，為了進(jìn)一步減小從動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，有時(shí)將從動(dòng)片外緣的盤(pán)形部分磨至 ～ ，使其質(zhì)量更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。此外，彈性從動(dòng)片還使壓力的分布比較均勻，改善表面的接觸，有利于摩擦片的磨損。 在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是微型轎車(chē)的離合器，故可以采用分開(kāi)式彈性從動(dòng)片，離合器從動(dòng)片采用 厚的薄鋼板沖壓而成，其外徑由摩擦面外徑?jīng)Q定，在這里取 mm225 ，內(nèi)徑由從動(dòng)盤(pán)轂的尺寸決定，這將在以后的設(shè)計(jì)中取得。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 從動(dòng)盤(pán)轂的設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤(pán)轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的全部轉(zhuǎn)矩。 從動(dòng)盤(pán)的軸向長(zhǎng)度不易過(guò)小，以免在花鍵軸上滑動(dòng)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取 ～ 倍的花鍵軸直徑。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝：對(duì)減振彈簧窗口及從動(dòng)片配合，應(yīng)進(jìn)行高頻處理。（ 4－ 1） ? ? ? ?jej znl bdD ?? ???? m a x4 表 離合器從動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸系列 摩擦片外徑 mmD/ 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩)/(e mN?? 花 鍵 尺 寸 齒數(shù) n 外徑mmD/39。 齒厚 mmb/ 有效齒長(zhǎng) mml/ 擠壓應(yīng)力MPaj /? 160 50 10 23 18 3 20 10 180 70 10 26 21 3 20 200 110 10 29 23 4 25 225 150 10 32 26 4 3