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1、1.2技術(shù)參數(shù)及論文要求發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)：CA488整車質(zhì)量：2105 KG最大扭矩/轉(zhuǎn)速（Nm/rpm）: 157/2800主減速比：4.55一檔速比：4.218驅(qū)動(dòng)輪類型與規(guī)格：195/80R14一、 離合器摩擦片參數(shù)的確定2.1 摩擦片參數(shù)的選擇2.1.1 初選摩擦片外徑D、內(nèi)徑d、厚度b摩擦片外徑是離合器基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和壽命，它和離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。D=式中，為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，??；A為不同結(jié)構(gòu)和使用條件對(duì)D的影響系數(shù)， 取A=47。離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)表1表1外徑D/mm160180200225250280300325350380405430內(nèi)徑d/m
2、m110125140150155165175190195205220230厚度b/mm3.23.53.53.53.53.53.53.54444c=d/D0.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5351- c30.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847單位面積1061321602213024024665466787299081037摩擦片標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸，取。2.1.2 后備系數(shù)后備系數(shù)是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇
3、時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：1.摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；2.防止離合器本身滑磨程度過大；3.要求能夠防止傳動(dòng)系過載。通常轎車和輕型貨車。所以取2.1.3 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩TC=204.12.1.4 單位壓力P0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,工作條件比較惡劣單位壓力P較小為好。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P。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(shí)發(fā)熱厲害，再加上因整個(gè)零件較大，零件的溫度梯度也大，
4、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。選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。 式中，為摩擦因數(shù)取0.3；為單位壓力（）為摩擦面數(shù)取2；為摩擦片外徑取200；為摩擦片內(nèi)徑取140；摩擦片材料選擇石棉基材料，為單位壓力0.33，為摩擦因數(shù)取0.3。 摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求：應(yīng)具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對(duì)摩擦系數(shù)的影響小。要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時(shí)應(yīng)耐磨。要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其在高溫時(shí)的
5、機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)較好熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時(shí)分離出的粘合劑較少，無味，不易燒焦磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面油水對(duì)摩擦性能的影響應(yīng)最小結(jié)合時(shí)應(yīng)平順而無“咬住”和“抖動(dòng)”現(xiàn)象由以上的要求,目前車用離合器上廣泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合劑及其它輔助材料混合熱壓而成，其摩擦系數(shù)大約在0.3左右,在該設(shè)計(jì)中選取的是石棉合成物制成的摩擦片。2.2 離合器基本參數(shù)的校核2.2.1 最大圓周速度式中， 為摩擦片最大圓周速度（m/s）；為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速取2800；為摩擦片外徑徑取200；故符合條件。2.2.2 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩=(N/)式中，為離合器傳遞的最大
6、靜摩擦力矩204.1；當(dāng)摩擦片外徑D210mm時(shí)，=0.28 N/0.0062 N/，故符合要求2.2.3 單位壓力為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，選取單位壓力的最大范圍為0.15.35Mpa，由于已確定單位壓力0.33Mpa，在規(guī)定范圍內(nèi)，故滿足要求2.2.4單位摩擦面積滑磨功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，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功w應(yīng)小于其許用值w。汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)為：W = () = () = 11270(J)式中，W為汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)m 為汽車總質(zhì)量取2105kg；
7、rr 為輪胎滾動(dòng)半徑14*25.4/2+195*0.8=0.3m；i為汽車起步時(shí)所用變速器檔位的傳動(dòng)比4.218；i為主減速器傳動(dòng)比4.55；n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min),乘用車n取2000 r/min;w = = = 0.28 式中，W為汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功取11270J滿足w =2,則=r-2=72-10=62mm故取60mm.3.1.6 壓盤加載點(diǎn)半徑R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑r1的確定R1和r1需滿足下列條件：故選擇R188mm， r172mm.3.1.7膜片彈簧材料制造膜片彈簧用的材料，應(yīng)具有高的彈性極限和屈服極限，高的靜力強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度，高的沖擊強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)具有足夠
8、大的塑性變形性能。按上述要求，國(guó)內(nèi)常用的膜片彈簧材料為硅錳鋼60Si2MnA或50CrVA。3.1.8 膜片彈簧的變形特性和加載方式由于膜片彈簧采用拉式結(jié)構(gòu)，故其正裝。離合器在分離和結(jié)合時(shí)，膜片彈簧的加載情況不一樣，相應(yīng)的有兩種加載方式和變形情況：1) 接合時(shí)：離合器接合時(shí)，膜片彈簧起壓緊彈簧之用，在壓盤離合器蓋總成未與飛輪裝合以前，膜片彈簧近似處于自由狀態(tài)，膜片彈簧對(duì)壓盤無壓緊作用。當(dāng)壓盤離合器蓋總成與飛輪裝合時(shí)，離合器蓋前端面靠攏。因此，離合器蓋通過支承環(huán)4對(duì)膜片施加載荷，膜片彈簧幾乎變平。同時(shí)在壓盤處也作用有載荷。我們把稱作壓緊力。支承環(huán)4和膜片彈簧壓盤接觸處之間的高度變化稱作大端變形，
9、膜片彈簧分離軸承相對(duì)于壓盤高度的變化稱之為小端變形。2) 分離時(shí)：當(dāng)分離軸承以力作用在膜片彈簧的小端時(shí)，支承環(huán)4逐漸不起作用，而支承環(huán)5開始起作用。當(dāng)力達(dá)到一定值時(shí)，膜片彈簧被壓翻。分離時(shí)在膜片彈簧的大端處及小端處將進(jìn)一步產(chǎn)生附加變形和。此時(shí)膜片彈簧大端處的變形。3.2 膜片彈簧的彈性特性曲線假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午線剛性地繞上地某中性點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)通過支承環(huán)和壓盤加載膜片彈簧上地載荷P1(N)集中在支承點(diǎn)處，加載點(diǎn)間的相對(duì)軸向變形為x1(mm),則膜片彈簧的彈性特性如下式表示：式中，E彈性模量，鋼材料取E=2.06Mpa； b泊松比，鋼材料取b=0.3； R自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑，m
10、m； r自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑，mm； R1壓盤加載點(diǎn)半徑，mm； r1支承環(huán)加載點(diǎn)半徑，mm； H自由狀態(tài)下碟簧部分內(nèi)截錐高度，mm；h膜片彈簧鋼板厚度，mm。圖形如下：圖4.1彈性特性曲線膜片彈簧的相關(guān)參數(shù)如表3表3截錐高度H板厚h分離指數(shù)n圓底錐角3.5mm2mm1811三、 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)4.1 扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)帶扭轉(zhuǎn)減振器的的從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖4.1所示彈簧摩擦式:圖4.2帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤總成結(jié)構(gòu)示意圖1從動(dòng)盤；2減振彈簧；3碟形彈簧墊圈；4緊固螺釘；5從動(dòng)盤轂；6減振摩擦片7減振盤；8限位銷由于現(xiàn)今離合器的扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)大多采用以往經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)方法通過不斷篩選獲得,且
11、越來越趨向采用單級(jí)的減振器。極限轉(zhuǎn)矩受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取，Tj=(1.52.0) 對(duì)于乘用車，系數(shù)取2.0。則Tj=2.02.0157314（Nm）4.1.2 扭轉(zhuǎn)剛度k由經(jīng)驗(yàn)公式初選k Tj即kTj133144082（Nm/rad）4.1.3 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T可按公式初選TT（0.060.17）取T=0.1 =0.1157=15.7(Nm)4.1.4 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tn減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。Tn滿足以下關(guān)系：Tn（0.050.15）且TnT15.7Nm而Tn（0.050.15）7.8523.55 Nm則初選Tn15Nm4.1.5 減振彈簧的位置半徑
12、R0R0的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取R0=(0.600.75)d/2則取R0=0.65d/2=0.65140/2=45.5(mm),可取為46mm.4.1.6 減振彈簧個(gè)數(shù)Zj當(dāng)摩擦片外徑D250mm時(shí)，Zj=46故取Zj=64.1.7 減振彈簧總壓力F當(dāng)減振彈簧傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值Tj時(shí)，減振彈簧受到的壓力F為FTj/R0314/(46)6.826(kN)4.2 減振彈簧的計(jì)算在初步選定減振器的主要參數(shù)以后，即可根據(jù)布置上的可能來確定和減振器設(shè)計(jì)相關(guān)的尺寸。4.2.1 減振彈簧的分布半徑R1R1的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取R1=(0.600.75)d/2式中，d為離合器摩擦片內(nèi)徑故R1=0.65
13、/2=0.65140/2=45.5(mm)，即為減振器基本參數(shù)中的R04.2.2單個(gè)減振器的工作壓力PP= F/Z=6826/61137.7(N)4.2.3 減振彈簧尺寸1）彈簧中徑Dc其一般由布置結(jié)構(gòu)來決定，通常Dc=1115mm故取Dc=12mm2）彈簧鋼絲直徑dd=3.91mm式中，扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力可取550600Mpa,故取為580Mpad取4mm3）減振彈簧剛度k應(yīng)根據(jù)已選定的減振器扭轉(zhuǎn)剛度值k及其布置尺寸R1確定，即k=4）減振彈簧有效圈數(shù)4.05）減振彈簧總?cè)?shù)n其一般在6圈左右，與有效圈數(shù)之間的關(guān)系為n=+(1.52)=6減振彈簧最小高度=30.8mm彈簧總變形量mm減振彈簧總變形
14、量=30.8+3.54=34.34mm減振彈簧預(yù)變形量=0.169mm減振彈簧安裝工作高度=34.34-0.169=34.171mm6）從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角最大轉(zhuǎn)角和減振彈簧的工作變形量有關(guān)，其值為=4.199727）限位銷與從動(dòng)盤轂缺口側(cè)邊的間隙式中，為限位銷的安裝尺寸。值一般為2.54mm。所以可取為3mm, 為52mm.8）限位銷直徑按結(jié)構(gòu)布置選定，一般9.512mm?？扇?0mm扭轉(zhuǎn)減振器相關(guān)參數(shù)表4表4極限轉(zhuǎn)矩Tj阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tn減振彈簧的位置半徑R0減振彈簧個(gè)數(shù)Zj314 Nm15.7 Nm15 Nm46mm6四、 離合器其它主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1從動(dòng)盤轂的設(shè)
15、計(jì)從動(dòng)盤總成由摩擦片、從動(dòng)片、扭轉(zhuǎn)減振器和從動(dòng)盤轂等組成。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)。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)傳來的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對(duì)中的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩T花鍵尺寸表5表5摩擦片外徑 D/mm發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩T/(Nm)花鍵尺寸擠壓應(yīng)力/MPa齒數(shù)n外徑D/mm內(nèi)徑d/mm齒厚t/mm有效尺長(zhǎng)l/mm20015710322643011.55.2從動(dòng)片的設(shè)計(jì)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(dòng)片一般都做成具有
16、軸向彈性的結(jié)構(gòu)，這樣，在離合器的結(jié)合過程中，主動(dòng)盤和從動(dòng)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(zhǎng)的。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。具有軸向彈性的傳動(dòng)片有以下三種形式：整體式的彈性從動(dòng)片，分開式的彈性從動(dòng)片及組合式的彈性從動(dòng)片。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。本次設(shè)計(jì)初選從動(dòng)片厚度為2mm5.3離合器蓋結(jié)
17、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高，可在離合器蓋上開較大的通風(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08、10鋼等低碳鋼板。本次設(shè)計(jì)初選08鋼板厚度為3mm5.4壓盤的設(shè)計(jì)對(duì)壓盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求:1)壓盤應(yīng)具有較大的質(zhì)量,以增大熱容量，減小溫，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎，有時(shí)可設(shè)置各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，以幫助散熱通風(fēng)。中間壓盤可鑄出通風(fēng)槽，也可以采用傳
18、熱系數(shù)較大的鋁合金壓盤。2)壓盤應(yīng)具有較大剛度，使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均勻并減小受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊及與離合器的徹底分離，厚度約為1525 mm 。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1520 gcm 。4)壓盤高度(從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離)公差要小。壓盤形狀較復(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170227HBS。5.5壓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)允許壓盤在離
19、合器的分離過程中能自由的沿軸向移動(dòng)。如前面所述采用傳動(dòng)式的傳力方式。由彈簧鋼帶制成的傳動(dòng)片一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，為了改善傳動(dòng)片的受力情況，它一般都是沿圓周布置。t = (1)m = = (2)t = =4.69式中，W為汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功，取W=11270J為傳到壓盤的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器壓盤. =0.5；m為壓盤質(zhì)量(kg)V為壓盤估算面積；c為壓盤的比熱容，鑄鐵：c=481.4 J/(kg)；為鑄鐵密度，取7800 kg/m；為摩擦片外徑取200；為摩擦片內(nèi)徑取140；h為壓盤厚度，取=15 mm； t為壓盤溫升（）滿足壓盤溫升不超過8
20、10要求。6.1離合器操縱機(jī)構(gòu)的要求1.踏板力要盡可能小，乘用車一般在80-150N范圍內(nèi)，商用車不大于150-200N。2.踏板行程一般在80-150mm范圍內(nèi)，最大不應(yīng)超過180mm。3.應(yīng)有踏板行程調(diào)整裝置，以保證摩擦片磨損后分離軸承的自由行程可以復(fù)原。4.應(yīng)有踏板行程限位裝置，以防止操縱機(jī)構(gòu)的零件因受力過大而損壞。5.應(yīng)有足夠的剛度。6傳動(dòng)效率要高。7.發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及車架和駕駛室的變形不會(huì)影響其正常工作。8工作可靠、壽命長(zhǎng)，維修保養(yǎng)方便。6.2操縱機(jī)構(gòu)型式的選擇常用的離合器操縱機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械式、液壓式等。液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由主缸、工作缸和管路等部分組成，具有傳動(dòng)效率高、質(zhì)量小、布置方便、便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、駕駛室和車架變形不會(huì)影響其正常工作、離合器接合較柔和等優(yōu)點(diǎn)。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)我們選擇液壓式操縱機(jī)構(gòu)。14
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