【正文】 的情況下徑向尺寸較小踏板力較小另外接合較為平順但中間壓盤通風散熱不良兩片起步負載不均因而容易燒壞摩擦片分離也不夠徹底設計時在結(jié)構(gòu)上必須采取相應的措施這種結(jié)構(gòu)一般用在傳遞轉(zhuǎn)矩較大且徑向尺寸受到限制的場合多片離合器多為濕式它有分離不徹底軸向尺寸和質(zhì)量大等缺點以往主要用于行星齒輪變速器換擋機構(gòu)中但它具有接 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)點主要應用于重型牽引車和自卸車上單片離合器對乘用車和最大質(zhì)量小于 6t 的商用車而言發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩一般不大在布置尺寸容許條件下離合器通常只設有一片從動盤單片離合器的結(jié)構(gòu)簡單軸向尺寸緊湊散熱良好維修調(diào)整方便從動部分轉(zhuǎn)動慣量小在使用時能保證分離徹底采用軸向有彈性的從動盤可保證結(jié)合平順根據(jù)設計車型為經(jīng)濟型轎車可選擇單片離合器 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 分離杠桿膜片彈簧與其他幾類相比又有以下幾個優(yōu)點 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)能保證大致不變從而使離合器在使用中能保持其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力不變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 造成本但膜片彈簧的制造工藝較復雜對材料質(zhì)量和尺寸精度要求高其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制開口處容易產(chǎn)生裂紋端部容易磨損近年來由于材料性能的提高制造工藝和設計方法的逐步完善膜片彈簧的制造已日趨成熟因此根據(jù)設計車型我選用膜片彈簧式離合器 膜片彈簧支撐形式 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 33 為雙支承環(huán)形式其中圖 33a 用臺肩式鉚釘將膜片彈簧兩個支承與離合器蓋定位鉚合在一起結(jié)構(gòu)簡單圖 33b 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)較復雜圖 33c 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用日益廣泛圖 34 為單支承環(huán)形式在沖壓離合器蓋上沖出一個環(huán)形凸臺來代替后支承環(huán) 圖 34a 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 34b 以消除膜片彈簧與支承環(huán)之間的軸向間隙圖 33 推式膜片彈簧雙支承環(huán)形式 圖 34 推式膜片彈簧單支承環(huán)形式圖 35 為無支承環(huán)形式利用斜頭鉚釘?shù)念^部與沖壓離合器蓋上沖出的環(huán)形凸臺將膜片彈簧鉚合在一起而取消前后支承環(huán) 圖 35a 或在鉚釘前側(cè)以彈性擋環(huán)代替前 支承環(huán)離合器蓋上環(huán)形凸臺代替后支承環(huán) 圖 35b 使結(jié)構(gòu)更簡化或取消鉚釘離合器蓋內(nèi)邊緣處伸出的許多舌片將膜片彈簧與彈性擋環(huán)和離合器蓋上的環(huán)形凸臺彎合在一起 圖35c 結(jié)構(gòu)最為簡單圖 35 推式膜片彈簧無支承環(huán)形式 圖36 拉式膜片彈簧支承形式圖 36 為拉式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)形式其中圖 36a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)形凸臺上圖36a 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)上這兩種支承形式常用于轎車和貨車上根據(jù)設計車型以及膜片 彈簧的設計我選擇了推式膜片彈簧無支承形式即圖 35中的 a形式 壓盤的驅(qū)動形式 壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊一窗孔式銷釘式鍵塊式和傳動片式多種前三種的共同缺點是在聯(lián)接件之間都有間隙在驅(qū)動中將產(chǎn)生沖擊和噪聲而且在零件相對滑動中有摩擦和磨損降低了離合器傳動效率傳動片式是近年來廣泛采用的結(jié)構(gòu)沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接傳動片的彈性允許其作軸向移動當發(fā)動機驅(qū)動時鋼帶受拉當拖動發(fā)動機時鋼帶受壓此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對中性能好使用平衡性好使用可靠壽命長但反向承載能力差汽車反拖時易 折斷傳動片故對材料要求較高一般采用高碳鋼而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 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 2 徑向傳動驅(qū)動式這種方式使用彈簧剛制的徑向片將離合器蓋和壓盤連接在一起此傳動的方式較上一種在結(jié)構(gòu)上稍顯復雜一些但它沒有相對滑動部分因而不存在磨損同時踏板力也需要的小一些操縱方便另外工作時壓盤和離合器蓋徑向相對位置不發(fā)生變化因此 離合器蓋等旋轉(zhuǎn)物件不會失去平衡而產(chǎn)生異 常振動和噪聲 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)動方式相同經(jīng)比較再根據(jù)設計車型我選擇徑向傳動片驅(qū)動方式 從動盤數(shù)及干濕式選取 根據(jù)已知條件知道載重 1噸輕型汽車可選取單片干式膜片彈簧摩擦離合器因為這種結(jié)構(gòu)的離合器結(jié)構(gòu)簡單調(diào)整方便軸向尺寸緊湊分離徹底從動件轉(zhuǎn)動慣量小散熱性好采用軸向有彈性的從動盤結(jié)合平順廣泛用于轎車及微中型客車和貨車上在發(fā)動機轉(zhuǎn)矩不大于 1000Nm 的大型客車和重型貨車上也有所推廣由于我設計的車型 是經(jīng)濟型轎車因此該離合器可以選取單片干式膜片彈簧離合器 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作用在其上面的彎曲應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分離本次設計選用的是油封軸承它可以將潤滑脂密封在軸承殼內(nèi)使用中不需要增加潤滑相比供油式軸承則需增加 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176。 C 以下在特別頻繁的使用下壓盤表面的瞬時溫度有可能達到過高的溫度能使壓盤受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂為使摩擦表面溫度不致過高除要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以保證足夠的熱容量外還要求散熱通風好改善離合器散熱通風結(jié)構(gòu)的措施有在壓盤上設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)裝導流罩膜片彈簧式離合器本身構(gòu)造能良好實現(xiàn)通風散熱效果故不需作 另外設計 32 離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù) 后備系數(shù)的選擇離合器的后備系數(shù)選擇時應考慮摩擦片磨損后仍能傳遞及避免起步時滑磨時間過長同時應考慮防止傳動系過載及操縱輕便等表 31 后備系數(shù)表車 型轎車輕型貨車中重型貨車越野車牽引車后 備 系 數(shù) 130～ ～ ～35 本設計車型屬于經(jīng)濟型轎車根據(jù)表 31 選擇本次設計的后備系數(shù)β在 130～175 之間選擇不需要太大的后備系數(shù)取 14 離合器基本性能關系式 摩擦片或從動盤的外徑是離合器的重要參數(shù)它對離合器的輪廓尺寸有決定性的影 響并根據(jù)離合器能全部傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩來選擇為了能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩離合器的靜摩擦力矩應大于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩而離合器傳遞的摩擦力矩又決定于其摩擦面數(shù) Z摩擦系數(shù) f作用在摩擦面上的總壓緊力與摩擦片平均摩擦半徑即 31 式中離合器的后備系數(shù)摩擦系數(shù)計算時一般取 025～ 030 該車型發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩為 1139N m 摩擦片主要參數(shù)的選擇摩擦片外徑是離合器的基本尺寸它關系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關系 顯然傳遞大的轉(zhuǎn)矩就需要大的尺寸發(fā)動機轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)當按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩來確定摩擦片外徑 Dmm 時可以根據(jù)發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 Nm 按如下經(jīng)驗公式選用 32 式中為直徑系數(shù)取值范圍見表 32 離合器尺寸選擇參數(shù)表由選車型得 1139N m 單片離合器 雙 片 離 合 器 重 負 荷 中 等 負 荷 極限值2251XXXXXXXXXX01XXXXXXXXXX024028032030026031036032532038045035041XXXXXXXXXX51XXXXXXXXXX6207208304303506808009304503808209501100 表 33 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)即 GB145774外徑 Dmm1XXXXXXXXXX5250280300325350內(nèi)徑 dmm1XXXXXXXXXX01XXXXXXXXXX0195 厚度 h d5401－827單位面積 F1XXXXXXXXXX1XXXXXXXXXX46678可取摩擦片相關標準尺寸 外徑 D 180mm內(nèi)徑 d 125mm厚度 h 35mm 內(nèi)徑與外徑比值 C′ 0694 1－ 0667單面面積 F 單位壓力的計算 單位壓力對離合器工作性能和使用壽命有很大影響選取時應考慮離合器的工作條件發(fā)動機后備功率大小摩擦片尺寸材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素離合器使用頻繁發(fā)動機后備系數(shù)較小時加應取小些當摩擦片外徑較大時為了降低摩擦片外緣處的熱負荷應取小些后備系數(shù)較大時可適當增大當摩擦片采用不同材 料時按下列范圍選取摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍摩擦材料摩擦因數(shù)石棉基材料模壓 015～ ～ 035粉末冶金材料銅基 035～～ ～ 150 根據(jù)所設計車型可以選擇石棉基材料的摩擦片模壓故單位壓力 0． 10～ 0． 35MPa 取 020MPa33 離合器的從動盤總 從動盤的結(jié)構(gòu)組成與選型113 摩擦片 21415 鉚釘 3 波形彈簧片 4 平衡塊 5 從動片 69 減振摩擦 7 限位銷 8從動盤轂 10 調(diào)整墊片 11 減振彈簧 12 減振盤圖 37 帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤從動盤有兩種結(jié)構(gòu)形式不帶扭轉(zhuǎn)減震器的和帶扭轉(zhuǎn)減震器的不帶扭轉(zhuǎn)減震器的從動盤結(jié)構(gòu)簡單重量較輕轉(zhuǎn)動慣量較小主要使用在早期和多片離合器的載貨汽車上帶扭轉(zhuǎn)減震器的從動盤可以避免汽車傳動系的共振緩和沖擊減少噪音提高傳動系零件的壽命改善汽車行駛的舒適性并使汽車起步平穩(wěn)在現(xiàn)代汽車上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動盤用以避免汽車傳動系統(tǒng)的共振緩和沖擊減少噪聲提高傳動系統(tǒng)零件的壽命改善汽車行使的舒適性并使汽車平穩(wěn)起步從動盤主要由從動片從動盤轂摩擦片等組成由上圖 37 可以看出摩擦片 113 分別用鉚釘 1415鉚在波形彈簧片上而后者又和從動片鉚在一起從動片 5 用限位銷 7 和減振 12 鉚在一起這樣摩擦片從動片和減 振盤三者就被連在一起了在從動片 5 和減振盤 12上圓周切線方向開有 6 個均布的長方形窗孔在在從動片 和減振盤之間的從動盤轂 8 法蘭上也開有同樣數(shù)目的從動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在從動片和減振盤的窗孔上都制有翻邊這樣可以防止彈簧滑脫出來在從動片和從動盤轂之間還裝有減振摩擦片 69 當系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時從動片及減振盤相對從動盤轂發(fā)生來回轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會很快被減振摩擦片的摩擦所吸收 從動盤的設計從動盤總成由摩擦片從動片減震器和從動盤谷等組成它雖然對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計的重點從動盤總成應滿足如下設計要求 1 為了減少變速器換檔時齒輪間的沖擊從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應盡可能小 2 為了保證汽車平穩(wěn)起步摩擦面片上的壓力分布均勻等從動盤應具有軸向彈性 3 為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷從動盤中應裝有扭轉(zhuǎn)減 振器 4 要有足夠的抗爆裂強度 從動片的選擇及設計設計從動片時要盡量減輕質(zhì)量并使質(zhì)量的分布盡可能靠近旋轉(zhuǎn)中心以獲得小的轉(zhuǎn)動慣量這是因為汽車在行駛中進行換檔時首先要分離離合器從動盤的轉(zhuǎn)速必然要在離合器換檔的過程中發(fā)生變化或是增速由高檔換為低檔或是 降速由低檔換為高檔離合器的從動盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力而使變速器換檔齒輪之間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步裝置加速磨損慣性力的大小與沖動盤的轉(zhuǎn)動慣量成正比因此為了見效轉(zhuǎn)動慣量從動片都做的比較薄通常是用 13～ 20 ㎜厚的薄鋼板沖壓而成為了進一步減小從動片的轉(zhuǎn)動慣量有時將從動片外緣的盤形部分磨至 065～ 10 ㎜使其質(zhì)量更加靠近旋轉(zhuǎn)中心波形彈簧片 26摩擦片 3摩擦片鉚釘 4從動片 5波形彈簧片鉚釘圖 38 分開式彈性從動片為了使離合器結(jié)合平順保證汽車平穩(wěn)起步單片離合器的從動片一般都作成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)這樣在 離合器的結(jié)合過程中主動盤和從動盤之間的壓力是逐漸增加的從而保證離合器所傳遞的力矩是緩和增長的此外彈性從動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 具有軸向彈性的的傳動片有以下三種形式整體式的彈性從動片分開式的彈性從動片及組合式彈性從動片在本設計中因為設計的是某經(jīng)濟型汽車的離合器故采可以用分開式彈性從動片其簡化結(jié)構(gòu)見下圖 38離合器從動片采用 2㎜厚的的薄鋼板沖壓而成其外徑由摩擦面外徑?jīng)Q定在這里取 180 ㎜內(nèi)徑由從動盤轂的尺寸決定這將在以后的設計中取得為了防止由于工作溫度升高后使從動盤產(chǎn)生翹曲而引 起離合器分離不徹底的缺陷還在從動剛片上沿徑向開有幾條切口從鋼動片材料一般采用高碳剛或彈簧剛板沖壓而成經(jīng)熱處理后達到所要求的硬度相關尺寸見零件圖 從動盤轂的設計 從動盤轂在變速器第一軸前端的花鍵上目前一般都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵花鍵之間為動配合以便在離合器分離和結(jié)合時從動盤轂能夠在軸上自由移動 本離合器設計中的從動盤轂花鍵也用齒側(cè)定心的矩形花鍵在設計從動盤轂花鍵時可以根據(jù)