【正文】 .............................................. 41 操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 .................................................................................................................. 41 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 .................................................................................................................. 42 本章小結(jié) ........................................................................................................................................... 43 結(jié)論 .................................................................................................................................................................... 44 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................................... 45 致謝 .................................................................................................................................................................... 47 附錄 A ............................................................................................................................................................... 48 附錄 B ............................................................................................................................................................... 51 4 第 1 章 緒 論 研究動機(jī)與目的 了解轎車 離合器 的構(gòu)造，掌握轎車 離合器 的工作原理。了解 從動盤總成 的結(jié)構(gòu)，掌握 從動盤總成 的設(shè)計方法，了解 壓盤和膜片 彈簧 的結(jié)構(gòu)，掌握 壓盤和膜片 彈簧 的設(shè)計方法，通過對以上幾方面的了解，從而熟悉轎車 離合器 的工作原理。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生充分地認(rèn)識到設(shè)計一個工程項目所需經(jīng)歷的步驟，以及身為一個工程技術(shù)人員所需具備的素質(zhì)和所應(yīng)當(dāng)完成的工作，為即將進(jìn)入社會提供了一個良好的學(xué)習(xí)機(jī)會，對于由學(xué)生向工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變有著重大的實(shí)際意義。 5 隨著汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 、 功率的不斷提高 和 汽車電子技術(shù)的 高速發(fā)展，人們對離合器的要求越來越高。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。在離合器設(shè)計中，合理地選擇 離合器 的結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計參數(shù)不僅保證了其在任何情況下都能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩，還使其有足夠的使用壽 命。因其作為壓簧，可以同時兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡化，質(zhì)量減少，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，故能在從動盤摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。此外，因膜片彈簧是一種對稱零件，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，因受離心力作用會產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對壓盤的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降 [3]。 由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車及微型、輕型客車上得到廣泛運(yùn)用，而且正大力擴(kuò)展到載貨汽車和重型汽車上，國外已經(jīng)設(shè)計出了傳遞轉(zhuǎn)矩為 80~、最大摩擦片外徑達(dá) 420 的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車、客車、輕型和中型貨車 上 [1]。膜片彈簧離合器的操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)，即離合器分離時膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。后者的膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。 近年來濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國外某些重型車上又開始采用多片濕式離合器。查閱國內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的 56 倍，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。 研究 內(nèi)容 通過畢業(yè)設(shè)計，對 轎車 離合器 的結(jié)構(gòu)、 從動盤總成 、 壓盤和 離合器蓋總成 及 膜片彈簧 的 設(shè)計 有比較深入的熟悉并掌握。 為了保證離合器具有良好的工作性能，對汽車離合器設(shè)計提出如下基本要求： 1)在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備。 3)分離時要迅速、徹底。 5)應(yīng)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高，延長其使用壽命。 7)操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。 9)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、壽命長。 7 第 2 章 離合器 結(jié)構(gòu)方案選取 汽車離合器廣泛采用摩擦離合器，本次設(shè)計也是采用摩擦式，要根據(jù)選定車型的參數(shù)進(jìn)行機(jī)構(gòu)方案的選擇。m Tn =3100 r/min 主減速器傳動比 0i = 變速器最大傳動比 gi = 輪胎 型號 195/60R1486H 滾動半徑 R= 整備質(zhì)量 m=1220Kg 8 在設(shè)計離合器時，應(yīng)根據(jù)車型的類別，使用要求制造條件以及 “ 三化 ” （系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)化）要求等，合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)。 2. 離合器從動部分和主動部分各自的連接形式和支承 。 4. 運(yùn)動零件的限位，離合器的調(diào)整。 壓緊彈簧 和布置形式的選擇 離合器的壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等。根據(jù)本所設(shè)計的離合器的已知系數(shù)和使用條件選取膜片彈簧離合器比較合適。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）鉚釘來安裝定位。當(dāng)離合器分離時，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點(diǎn)發(fā)生 反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并通過分離鉤拉動壓盤移到膜后移使離合器分離。 （ a）自由狀態(tài)； （ b）結(jié)合； （ c）分離狀態(tài) 圖 拉式膜片彈簧離合器的工作原理圖 膜片彈簧的安裝有正裝和反裝。反裝應(yīng)用于拉式操縱機(jī)構(gòu)，將支承圈在膜片彈簧的大端附近，原理如圖 [2]b,使結(jié)構(gòu)簡化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響 。 (a) 一般壓式操縱 (b) 拉式操縱 圖 拉式操縱機(jī)構(gòu)與壓式操縱機(jī)構(gòu)的原理 10 圖 膜片彈簧 離合器結(jié)構(gòu)圖 壓盤的驅(qū)動方式 壓盤是離合器的主動部分，在傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩時它和飛輪一起帶動從動盤轉(zhuǎn)動，在不傳遞扭矩時，又應(yīng)能夠與從動盤脫離接觸，所以這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器分離過程中能自由的作軸向移動。因?yàn)榱硗鈳追N方式有一個共同的缺點(diǎn)，即連接之間有間隙（如凸塊與窗孔之間的間隙約為 ）。另外，在離合器分離時，由于零件間的摩擦將降低離合器操縱部分的傳動效率。這種利用傳動片驅(qū)動壓盤的方式不緊消除了上述缺點(diǎn)，而且簡化了結(jié)構(gòu)，降低了對裝配精度的要求且有利于壓盤的定中。 11 a— 凸塊窗孔式； b— 傳力銷式； c— 鍵槽 — 指銷式； d— 鍵齒式； e— 彈性傳動片式 圖 壓盤的驅(qū)動方式 離合器的通風(fēng)散熱措施 提高離合器工作性能的有效措施是借助于其通風(fēng)散熱系統(tǒng)降低其摩擦表面的溫度。當(dāng)壓盤 工作表面的溫度超過 180℃～ 200℃時，摩擦片的磨損速度將急劇升高。在高溫下壓盤會翹曲變形甚至產(chǎn)生裂紋和碎裂；由石棉摩擦材料制成的摩擦片也會燒裂和破壞。為此，可在壓盤上設(shè)置散熱筋或鼓風(fēng)筋；在雙片離合器中間壓盤體內(nèi)鑄出足夠多的導(dǎo)風(fēng)槽，這種結(jié)構(gòu)措施在單片離合器壓盤上也開始應(yīng)用；將離合器蓋和壓盤設(shè)計成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)；在保證有足夠剛度的前提下在離合器蓋上開出較多或較大 的通風(fēng)口，以加強(qiáng)離合器表面的通風(fēng)散熱和清除摩擦產(chǎn)生的材料粉末，在離合器殼上設(shè)置離合器冷卻氣流的入口和出口等所謂通風(fēng)窗，在離合器殼內(nèi)裝設(shè)冷卻氣流的導(dǎo)罩，以實(shí)現(xiàn)對摩擦表面有較強(qiáng)定向氣流通過的通風(fēng)散熱等。鑒于以上對質(zhì)量和剛度的要求，一般壓盤都設(shè)計得比較厚，一般不小于 10 ㎜。故離合器的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承兩種。小型車有時采用含油石墨止推滑動軸承。為了消除因不同心導(dǎo)致的磨損并使分離軸承與膜片彈簧內(nèi)端接觸均勻，膜片彈簧離合器廣泛采用自動調(diào)心式分離裝置結(jié)構(gòu)原理如圖 [2]。此間隙使踏板有段自由行程。本設(shè)計采用 拉式 自動調(diào)心分離軸承，其結(jié)構(gòu)如圖 所述。 第 3 章 離合器 主要 參數(shù)的確定 在初 步確定了離合器的結(jié)構(gòu)形式之后，就要根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式確定其需要確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如摩擦片內(nèi)外徑、后備系數(shù)單位工作壓力等。 將數(shù)據(jù)： T maxe =，轎車單片摩擦離合器 A=47,代入式 （ ） ，則得：D=。 表 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 D/㎜ 160 180 200 225 250 280 300 325 350 380 405 430 內(nèi)徑 d/㎜ 110 125 140 150 155 165 175 190 195 205 220 230 厚度 /㎜ 4 4 4 4 C? =d/D 1－ 3C? 單位面積/ 3cm 106 132 160 221 302 402 466 546 678 729 908 1037 離合器后備系數(shù)的 ? 確定 后 備系數(shù) ? 保證了離合器能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)扭矩，同時它有助于減少汽車起步時的滑磨，提高了離合器的使用壽命。在開始設(shè)計離合器時一般是參照統(tǒng)計質(zhì)料，并根據(jù)汽車的使用條件，離合器結(jié)構(gòu)形式等特點(diǎn)，初步選定后備系數(shù) ? 。 單位壓力 P 的確定 摩擦面上的單位壓力 P 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) . 離合器使用頻繁 ,工作條件比較惡劣 (如城市用的公共汽車和礦用載重車 ),單位壓力 P 較小為好 [2]。因?yàn)樵谄渌鼦l件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時發(fā)熱厲害，再加上因整個零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力 P 應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。 又初選 ? = 運(yùn)用公式 （ ） 可以校核 單位壓力 [4]P： βTemax=12? fZp0D3(1－ c3) （ ） 155=12? 2p0 則 p0= 式中： ZC 對單片離合器取 2 f 為摩擦系數(shù)，可取 f= 又由表 [1]中的查得：石棉基材料（在后面設(shè)計中，摩擦片材料選擇石棉基材料）單位壓力 [p]=~，也即是摩擦面上的單位壓力 P＜ [P],沒有超出允許范圍 .因此上述各基本結(jié)構(gòu)參數(shù)合適。 β= Tc/ Temax= 故所選摩擦片符合要求 （ 4）為了保證扭轉(zhuǎn)減震器的安裝，摩擦片內(nèi)徑 d 必須大于減震彈簧位置直徑 2 0R約 50mm，即 02 5014 0 2 45 5014 0 14 0dR??? ? ?? 故所選摩擦片符合要求 （ 5） 為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即 16 0022m a x00224 []()4 1 .2 1 5 5 0 .