【正文】 線，彈簧的特性曲線在中間有一段很平直，變形的增加載荷P幾乎維持不變。(3) 如圖33中＝，彈簧的特性曲線中有一段負(fù)剛皮區(qū)域，即當(dāng)變形增加時(shí)，載荷反而減小。因?yàn)榭衫闷湄?fù)剛度區(qū)，達(dá)到分離離合器時(shí)載荷下降、操縱省力之目的。 (4)如圖33中＝3時(shí)，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。1） 比值H/h 和 h 的選擇 設(shè)計(jì)膜片彈簧時(shí)，要利用其非線性的彈性變形規(guī)律，因此要正確選擇其特性曲線的形狀，以獲得最佳的使用性能。取h = 4 mm ，H/h = ，即 H = = mm 。研究表明，R/r愈大，則彈簧重量利用效率愈低。因此在設(shè)計(jì)供緩和沖擊、吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能的碟形彈簧時(shí)，最好取R/r＝—。膜片彈簧大端外半徑4，應(yīng)當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求而和摩擦片的尺寸相適應(yīng)，大于摩擦片的內(nèi)半徑d/2，近于摩擦片的外半徑D/2。為使摩擦片上的壓力分布較均勻，拉式膜片彈簧的r值宜為大于或等級(jí)。3）α的選擇膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐角α與內(nèi)截錐高度H關(guān)系密切，α一般在9176。范圍內(nèi)。 ，符合要求。rp應(yīng)大于 。取分離之?dāng)?shù)目n =18 。本次設(shè)計(jì)取δ = mm，δ= 10 mm ，re≤ r δ= 115 mm 。一般說(shuō)，e值應(yīng)盡量接近r而略大于r，L應(yīng)接近R而略小于R。1)應(yīng)保證所設(shè)計(jì)的彈簧工作壓緊力與要求壓緊力相等，即 2) 為了保證各工作點(diǎn)A，B，C有較合適的位置A點(diǎn)在凸點(diǎn)M左邊，B點(diǎn)在拐點(diǎn)H附近，C點(diǎn)在凹點(diǎn)N附近，應(yīng)正確選擇相對(duì)于拐點(diǎn)的位置，一般 /= ~，即 3) 為廠保證摩擦片磨損后離合器仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，并考慮到摩擦因數(shù)的下降，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力、應(yīng)大于或等于新摩擦片時(shí)的壓緊力，即 4) 為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的H/h 與初始底錐角α≈H/(Rr)應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 ≤ H/h = ≤ 9176?！?15176。 圖34 膜片彈簧尺寸符號(hào)示意圖設(shè)： 因此 把有關(guān)數(shù)值代入上述各式，得 ∴ = =令 得：解方程式得：或1上述兩個(gè)值表示，無(wú)因次載荷達(dá)到了極大和極小值。彈性元件的主要作用是降低傳動(dòng)系的首段扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階(通常為三階)固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避開(kāi)由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵(lì)引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動(dòng)能量。減振器的扭轉(zhuǎn)剛度k 和阻尼摩擦元件間的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T 是兩個(gè)主要參數(shù)，決定了減振器的減震效果。減振器的主要參數(shù)是減振器的角剛度和減振器的摩擦力矩等，它們決定了減振器衰減傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。減振器的角剛度決定于減振彈簧的線剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸，有如下關(guān)系：設(shè)減振彈簧布置在半徑為的圓周上，當(dāng)從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂轉(zhuǎn)過(guò)弧度時(shí)，彈簧相應(yīng)的變形量L為： 此時(shí)所需加在從動(dòng)片上的扭矩M應(yīng)為： (Nm)式中， K——每個(gè)減振彈簧的線剛度(N/mm) n——減振彈資個(gè)數(shù)； ——減振彈簧分布半徑(m)。而減振器傳遞扭矩的能力會(huì)影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)載荷。若＜，系統(tǒng)將會(huì)造成沖擊載荷；若＞則會(huì)增加減振器的角剛度，使傳動(dòng)系動(dòng)載荷略有增加。 這樣，很明顯可以看出，在對(duì)減振彈簧作一定的結(jié)構(gòu)布置條件下，減振器的角剛度受到必須傳遞足夠大的扭矩要求的制約，而不可能任意降低。因此，減振器的最后決定，常常只能是結(jié)構(gòu)所允許的設(shè)計(jì)結(jié)果。此外，摩擦力矩也可直接根據(jù)下面的公式初選 ＝0．11= Nm (2)預(yù)緊力矩 減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。但預(yù)緊力矩的值不應(yīng)大于摩擦力矩，否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器將提前停止工作，故一般?。? ＝= Nm 減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在初步選定減振器的主要參數(shù)后，即可根據(jù)布置上的可能來(lái)確定它的具體結(jié)構(gòu)尺寸，并設(shè)計(jì)減振彈簧以滿足其減振性能的要求。表35 減振彈簧個(gè)數(shù)的選取摩擦片外徑D/mm225～250250～325325～350350Z4～66～88～1010摩擦片外徑D = 325mm ，可選擇Z為6～8，選取Z=8（3） 減振彈簧的總壓力 當(dāng)限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙(或)被消除時(shí)，彈簧傳遞的扭矩達(dá)到最大值。彈簧鋼絲直徑d： mm (36)式中，扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力取為550~600 N/，算出后須圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，一般＝3~4毫米左右。減振彈簧剛度K： N/ (37)減振彈簧有效圈數(shù) (38) 取 i=4 N=i+=(1)從動(dòng)盤轂從動(dòng)盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的全部轉(zhuǎn)矩。(2)從動(dòng)片的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤對(duì)離合器工作性能影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足如下要求：1)從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小，以減小變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊；2)從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性，使離合器結(jié)合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，以減小磨損；3)應(yīng)安裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振，并緩和沖擊。離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求：1)應(yīng)具有足夠的剛度，否則影響離合器的工作特性，增大操縱時(shí)的分離行程，減小壓盤升程，嚴(yán)重時(shí)使摩擦面不能徹底分離；2)應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，以免影響總成的平衡和正常的工作；3)蓋的膜片彈簧支承處應(yīng)具有高的尺寸精度；4)為了便于通風(fēng)散熱，防止摩擦表面溫度過(guò)高，可在離合器蓋上開(kāi)較大的通風(fēng)窗孔，或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等；乘用車離合器蓋一般用010鋼等低碳鋼板。中間壓盤可鑄出通風(fēng)槽，也可以采用傳熱系數(shù)較大的鋁合金壓盤。3)與飛輪應(yīng)保持良好的對(duì)中，并要進(jìn)行靜平衡，壓盤單件的平衡精度應(yīng)不低于15～20 g4)壓盤高度(從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離)公差要小。（二）壓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇取溫升t=10 ，t = =℃ m = = = 所以h=取h=25mm 為鑄鐵密度，取7800 kg/m，V為壓盤估算面積式中，t為壓盤溫升(℃),不超過(guò)8～10℃；c為壓盤的比熱容，鑄鐵：c= J/(kg4變速器設(shè)計(jì)前已述及，現(xiàn)代汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，其轉(zhuǎn)短和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。它的功用是：①改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下工作；②在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛；③利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換擋或進(jìn)行動(dòng)力輸出。按傳動(dòng)比變化方式，變速器時(shí)分為有級(jí)式、無(wú)級(jí)式和綜合式三種。它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。目前，轎車和輕、中型貨車變速器的傳動(dòng)比通常有3—5個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋；在重型貨車用的組合式變速器中，則有更多擋位。2)無(wú)級(jí)式變速器的傳動(dòng)比在一定的范圍內(nèi)可按無(wú)限多級(jí)變化，常見(jiàn)的有電力式和液力式(動(dòng)液式)兩種。液力式的傳動(dòng)部件是液力變矩器。按操縱方式，變速器又可分為強(qiáng)制操縱式、自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式三種。2)自動(dòng)操縱式變速器的傳動(dòng)比選擇(換擋)是自動(dòng)進(jìn)行的。3)半自動(dòng)操縱式變速器有兩種形式。在多軸驅(qū)動(dòng)的汽車上，變速器之后還裝有分動(dòng)器，以便把轉(zhuǎn)矩分別輸送給各驅(qū)動(dòng)橋。2)設(shè)置空擋，用來(lái)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)功輪的傳輸。4)設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出、〕5)換擋迅速、省力、方便。汽車行駛過(guò)程中，變速器不得有跳擋、亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。除此之外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、維修方便等要求。汽車工作的道路條件越復(fù)雜、比功率越小，變速器的傳動(dòng)比范圍越大。 有級(jí)變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力的齒輪副數(shù)目、轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤(rùn)滑系統(tǒng)的有效性、齒輪、軸以及殼體等零件的制造精度、剛度等。由于兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)汽車上。中間軸式變速器，其第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各擋齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、第二軸同心。此時(shí)，齒輪、軸承及中間軸均不承載，而第一、第二軸也傳遞轉(zhuǎn)矩。其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過(guò)兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。在齒輪中心距（影響變速器尺寸的重要參數(shù)）較小的情況下仍然可以獲得大的一擋傳動(dòng)比，這是中間軸式變速器的另一優(yōu)點(diǎn)。但采用手動(dòng)的機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)時(shí)，要實(shí)現(xiàn)迅速、無(wú)聲換擋，對(duì)于多于5個(gè)前進(jìn)擋的變速器來(lái)說(shuō)是困難的。有級(jí)變速器結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)是增多常嚙合齒輪副的數(shù)目，從而可采用斜齒輪。因此，除低擋及倒擋外，直齒圓柱齒輪已經(jīng)被斜齒圓柱齒輪所代替。為了實(shí)現(xiàn)倒擋，有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動(dòng)路線中加入了一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案。圖42b所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時(shí)利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長(zhǎng)度。圖42c所示方案能獲得較大的倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。圖42e所示方案是將中間軸上的一擋，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長(zhǎng)。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長(zhǎng)度，有的貨車倒擋傳動(dòng)采用圖42g所示方案。 圖42 倒擋布置方案 本設(shè)計(jì)采用圖f所示的傳動(dòng)方案。在確定變速器結(jié)構(gòu)方案時(shí)，也要考慮齒輪型式、換擋結(jié)構(gòu)型式、軸承型式、潤(rùn)滑和密封等因素。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會(huì)使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。本設(shè)計(jì)除一擋和倒擋外，均采用斜齒輪傳動(dòng)。 直齒滑動(dòng)齒輪換擋的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但由于換擋不輕便、換擋時(shí)齒端面受到很大沖擊、導(dǎo)致齒輪早期損壞、滑動(dòng)花鍵磨損后易造成脫擋、噪聲大等原因，除一擋、倒擋外很少采用。由于齒輪常嚙合，因而減少了噪聲和動(dòng)載荷，提高了齒輪的強(qiáng)度和壽命。嚙合套換擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但還不能完全消除換擋沖擊，目前在要求不高的擋位上常被使用。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質(zhì)同步環(huán)的使用壽命較短。 自動(dòng)脫擋是變速器的主要障礙之一。使用中因接觸部分?jǐn)D壓和磨損，因而在接合齒端部形成凸肩，以阻止自動(dòng)脫擋。這種結(jié)構(gòu)方案比較有效，采用較多。但它可以從結(jié)構(gòu)上保證結(jié)合套與待嚙合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，以免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。2同步器齒鼓。5彈簧。7止動(dòng)球。9—輸出軸。目前，乘用車一般用4~5個(gè)擋位的變速器。根據(jù)AQ10642008《煤礦用防爆柴油機(jī)無(wú)軌膠輪車安全使用規(guī)范》中規(guī)定：車輛在巷道中行駛的最高速度:運(yùn)送物料40km/h。初選膠輪車最高速=36km/h。2+輪胎斷面寬 =162+===1600 r/min===2)確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比 （42）則由最大爬坡度要求的變速器Ⅰ擋傳動(dòng)比為 即 式中：G——作用在汽車上的重力，——汽車質(zhì)量，——重力加速度；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=；——主減速器傳動(dòng)比，=；——傳動(dòng)系效率，=90%；——車輪半徑，=；——滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于貨車取=；——爬坡度，取=14176。 3） 其他各擋位傳動(dòng)比的確定：按等比級(jí)數(shù)原則，一般汽車各擋位傳動(dòng)比大致符合如下關(guān)系： (46) 式中：q為常數(shù)，也就是各擋位之間的公比；因此，各擋的傳動(dòng)比為：，==所以其他各擋位傳動(dòng)比為：，（二）中心距中心距對(duì)變速器的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距、應(yīng)能保證齒輪的強(qiáng)度。對(duì)轎車，K A =~；對(duì)貨車，K A =~；對(duì)多擋主變速器，K A =~11；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；——變速器一擋傳動(dòng)比；——變速器傳動(dòng)效率，取96%。（三） 軸向尺寸變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒擋中間齒輪和換擋機(jī)構(gòu)的布置初步確定。為檢測(cè)方便，A取整。 齒輪參數(shù)（一）模數(shù)選取齒輪模數(shù)應(yīng)遵循的原則：1，為了減少噪聲應(yīng)合理減少模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；2，為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減小齒寬；3，從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；4，從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)；5，對(duì)于轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些；6.，低擋齒輪選用大一些的模數(shù)，其他擋位選用另一個(gè)齒數(shù)。（二）