拉式膜片彈簧離合器設計說明書.doc

拉式膜片彈簧離合器設計 馬棚網(wǎng)1-軸承 2-飛輪 3-從動盤 4-壓盤 5-離合器蓋螺栓 6-離合器蓋 7-膜片彈簧 8-分離軸承 9-軸圖1.1 離合器總成一，拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個支承環(huán)，使其結構更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質量更少；拉式膜片彈簧是中部與壓盤相壓在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉矩時，可采用尺寸較小的結構；在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承減少了摩擦損失，傳動效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約；無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結構的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會形成間隙而增大踏板自由行程，不會產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽命更長。 二，設計的預期成果本次設計，我將取得如下成果：1、設計說明書：（1）離合器各零件的結構；（2）離合器主要參數(shù)的選擇與優(yōu)化；（3）膜片彈簧的計算與優(yōu)化；（4）扭轉減振器的設計；（5）離合器操縱機構的設計計算。2、圖紙有：扭轉減振器、摩擦片、膜片彈簧、從動盤、軸、壓盤、離合器總成。三，離合器的結構設計為了達到計劃書所給的數(shù)據(jù)要求，設計時應根據(jù)車型的類別、使用要求、制造條件，以及“系列化、通用化、標準化”的要求等，合理選擇離合器結構。3.1離合器結構選擇與論證3.1.1摩擦片的選擇單片離合器因為結構簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調整方便，從動部分轉動慣量小，在使用時能保證分離徹底接合平順，所以被廣泛使用于轎車和中、小型貨車，因此該設計選擇單片離合器。摩擦片數(shù)為2。3.1.2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能保證大致不變，從而使離合器在使用中能保持其傳遞轉矩的能力不變。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，使結構簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質量小；（3）高速旋轉時，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，我選用膜片彈簧式離合器。3.1.3壓盤的驅動方式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，通過二者的配合，將扭矩從離合器蓋傳到壓盤上，此方式結構簡單，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構上稍顯復雜一些，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，其他的結構特征都與徑向傳動驅動方式相同。經(jīng)比較，我選擇徑向傳動驅動方式。3.1.4 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，使用中不需要增加潤滑，相比供油式軸承則需增加。 3.1.5 離合器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C時摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤，工作表面的瞬時溫度一般在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構的措施有：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；在離合器外殼內裝導流罩。膜片彈簧式離合器本身構造能良好實現(xiàn)通風散熱效果，故不需作另外設置。 3.1.6 從動盤總成從動盤總成由摩擦片，從動片，減震器和從動盤穀等組成。它雖然對離合器工作性能影響很大的構件，但是其工作壽命薄弱，因此在結構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）轉動慣量要小，以減小變速器換檔時輪齒簡單沖擊；（2）應具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，減小磨損。（3）應裝扭轉減振器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。1、摩擦片要求摩擦系數(shù)穩(wěn)定、工作溫度、單位壓力的變化對其影響要小，有足夠的機械強度和耐磨性；熱穩(wěn)定性好，磨合性好，密度小；有利于結合平順，長期停放離合器摩擦片不會粘著現(xiàn)象的。綜上所述，選擇石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉織物、粘結劑（樹脂或硅膠）和特種添加劑熱壓制成，其摩擦系數(shù)為0.250.3，密度小，價格便宜，多年來在汽車離合器上使用效果良好。同時，摩擦片從動鋼片用鉚釘連接，連接可靠，更換摩擦片方便，而且適宜在從動鋼片上裝波形彈簧片以獲得軸向彈性。2、從動盤的軸向彈性從動盤的軸向彈性可改善離合器性能，使離合器接合柔和，摩擦面接觸均勻，磨損較小。為使從動盤有軸向彈性，單獨制造扇形波狀彈簧與從動鋼片鉚接。波狀彈簧可用比鋼片輕薄的材料制造，軸向彈性較好，轉動慣量小，適宜高速旋轉，且彈簧對置分布，彈性好。因此設計中選用此類彈簧。3、扭轉減震器扭轉減震器幾乎是現(xiàn)代汽車離合器從動盤上必備的部件，主要由彈性元件和阻尼元件組成。彈性元件可降低傳動系的首端扭轉剛度，從而降低傳動系扭轉系統(tǒng)的某階固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避免由發(fā)動機轉矩主諧量激勵引起的共振。但是,這種共振往往難以避免。汽車行駛在不平的道路上行駛阻力也會時刻變化。當由于路面不平引起的激力頻率與傳動系的某階自振頻率重合時，也會發(fā)生共振現(xiàn)象。阻尼元件則可有效的耗散此時的振動能量，因而扭轉減震器可有效地降低傳動系共振載荷與噪聲。扭轉減震器的彈性特性，又線性和非線性兩種。彈性元件采用圓柱螺旋彈簧的減震器，其彈性特點為線性。阻尼元件采用摩擦片通過碟形彈簧建立阻尼默片的正應力，其阻尼力矩比較穩(wěn)定。因此發(fā)動機的扭矩實際上是通過一些彈性元件傳遞到傳動系的。 摩擦式扭轉減震器工作原理：離合器工作時，扭矩從摩擦片傳給從動鋼片再傳給從動盤轂，此時彈簧被壓縮，從動鋼片相對從動盤轂前移（從動轂邊緣上的缺口控制著鋼片與轂的最大位移）。二，離合器結構設計的要點在進行離合器的具體設計時，首先應保證傳遞發(fā)動機最大扭矩為前提，然后滿足下列條件:（1）如前所述，扇形波狀彈簧對置分布鉚接在從動鋼片上，并在從動盤上設置扭轉減震器保證離合器接合柔和，摩擦片制成一定錐度（從動盤錐形量約為0.5mm）使其大端面向飛輪，這樣從動盤轂在從動軸（即變速器第一軸）花鍵上易于滑動，有利于離合器徹底分離。（2）離合器主動部分與從動部分的連接和支撐形式，離合器的主動部分包括飛輪，離合器蓋與他們一起轉動并能軸向移動的壓盤，壓盤通過鋼片與離合器蓋相連，離合器從動部分有從動盤，從動軸，從動軸裝在飛輪與壓盤之間，可在從動軸花鍵上滑動，設計時把離合器從動軸的前軸承安裝在發(fā)動機曲軸的中心孔內。（3）離合器從動軸的軸向定位及軸承潤滑，離合器從動軸在安裝后應保持軸向定位，在拆卸時便于離合器中抽出來。因此，設計時使從動軸前軸承外圓與飛輪為過渡配合，而前軸承內圈與從動軸為間隙配合，離合器的從動軸軸向定位是靠從動軸后軸承來保證的。離合器分離軸承靠注入黃油潤滑的，而從動軸前軸承靠油杯定期注入潤滑。 為防止?jié)櫥土鞯侥Σ烈r面，造成離合器打滑，除在軸承處安有自緊油封外，還在飛輪上開泄油孔。（4）離合器運動零件的限位，離合器處于接合時為使壓盤與摩擦片很好接合，應使分離彈簧與分離軸承之間保持一定間隙，這是分離軸承回位彈簧加以保證。分離時，應對踏板的最大行程加以限制。三，離合器主要零件的設計3.1 從動盤扇形波狀彈簧兩兩對置鉚接與從動鋼片上，兩側在鉚接摩擦片，鉚釘都采用鋁制埋頭鉚釘，摩擦襯面在鉚接后腰磨削加工，使其工作表面的不平度誤差小于0.2mm，從動盤本體采用45號鋼沖壓加工得到，為防止其彎曲變形而引起分離不徹底，一般在從動盤本體上設徑向切口。3.2 摩擦片摩擦片在性能上要滿足如下要求：（1）摩擦系數(shù)穩(wěn)定，工作溫度，滑磨速度，單位壓力的變化對其影響；（2）具有足夠的機械強度和耐磨性，熱穩(wěn)定性好；（3）有利于接合平順；4.長期停放離合器摩擦面會發(fā)生粘著現(xiàn)象。（4）摩擦片選用材料為石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉織物、粘結劑和特種添加劑熱壓而成，其摩擦系數(shù)為。石棉基摩擦材料密度小，工作溫度小于180，價格便宜，使用效果良好，在汽車離合器中廣泛使用。3.3膜片彈簧膜片彈簧使用優(yōu)質高精質鋼。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料為60SiMnA。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對膜片彈簧進行調質處理，得具有高抗疲勞能力的回火索氏體。要防止膜片內緣離開，同時對膜片彈簧進行強壓處理（將彈簧壓平并保持小時），使其高壓力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應力，對膜片彈簧的凹表面進行噴丸處理，噴丸是0.8的白口鐵小丸， 可提高彈簧的疲勞壽命。同時，為提高分離指的耐磨性，對其進行局部高頻淬火式鍍鉻。采用乳白鍍鉻，若膜片彈簧許用應力可取為15001700N/mm2。3.4壓盤壓盤的材料選用HT20-40鑄造制成。它要有一定的質量和剛度，以保證足夠的熱容量和防止溫度升高而產(chǎn)生的彎曲變形。壓盤應與飛輪保持良好的對中，并進行靜平衡。壓盤的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于0.8。壓盤殼用M812mm螺栓將其一端固定在飛輪端面上，另一端固定在壓盤端面上。3.5離合器蓋離合器蓋的膜片彈簧支撐處須具有較大的剛度和較高的尺寸精度，壓盤高度（叢承壓點到摩擦面的距離）公差要小，支撐環(huán)和支撐鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性好，膜片彈簧的支撐形式采用鉚釘作支承時，如果分離軸承與曲軸中心線不同心，可引起鉚釘?shù)倪^度磨損。提高鉚釘硬度的套筒和支承與曲軸中心線不同心，亦可引起鉚釘?shù)倪^度。提高鉚釘硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的結構措施，采用10鋼材材料、HRc40-50。 四，摩擦片主要參數(shù)的選擇：4.1：采用單片摩擦離合器是利用摩擦來傳遞發(fā)動機扭矩的，為保證可靠度，離合器靜摩擦力矩應大于發(fā)動機最大扭矩摩擦片的靜壓力：l （3.1） 后備系數(shù)是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動機最大扭矩的可靠程度，選擇時，應從以下幾個方面考慮：a. 摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動機最大扭矩；b. 防止離合器本身滑磨程度過大；c. 要求能夠防止傳動系過載。通常轎車和輕型貨車=1.21.75。結合設計實際情況，表3.2離合器后備系數(shù)的取值范圍車型后備系數(shù)乘用車及最大總質量小于6t的商用車1.201.75最大總質量為614t的商用車1.502.25掛車1.804.00取B=1.3,Temax=169N.M,Nemax=4300rpm,則Tc=219.7N.M摩擦片的外徑可有式: （3.3） 求得 直徑系數(shù)的取值范圍車型直徑系數(shù)乘用車14.6最大總質量為1.814.0t的商用車16.018.5(單片離合器)13.515.0(雙片離合器)最大總質量大于14.0t的商用車22.524.0為直徑系數(shù)，取值見表3.3 取KD=14.6 得D=189.8mm.摩擦片的摩擦因數(shù)取決于摩擦片所用的材料及基工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。可由表查得：摩擦面數(shù)Z為離合器從動盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉矩的大小及其結構尺寸。本題目設計單片離合器，因此Z=2。離合器間隙t是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿內端之間留有的間隙。該間隙t一般為34mm。取t=4mm。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0.200.25編織0.250.35粉末冶金材料銅基0.250.35鐵基0.300.50金屬陶瓷材料0.4離合器的靜摩擦力矩為： （3.4）與式（3.1）聯(lián)立得： Tc=ZT=2 fPoZ(R.R.R-r.r.r)/3)代入數(shù)據(jù)得：單位壓力MPa。摩擦片單位壓力的取值范圍摩擦片材料單位壓力/MPa石棉基材料模壓0.150.25編織0.250.35粉末冶金材料模壓0.350.50編織金屬陶瓷材料0.701.504.2： 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化（1）摩擦片外徑D（mm）的選取應使最大圓周速度不超過6570m/s，即Vd=(3.14/60).Nemax.D.0.001=42.73m/s=65-70m/s,符合要求。式中，Vd為摩擦片最大圓周速度（m/s）；為發(fā)動機最高轉速(r/min)。（2）摩擦片的內、外徑比應在0.530.70范圍內，即0.53=C=0.70,故取C=0.68,則d=CD=129.06mm.（3）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動機的轉矩，并防止傳動系過載，不同車型的值應在一定范圍內，最大范圍為1.24.0。（4）為了保證扭轉減振器的安裝，摩擦片內徑d必須大于減振器振器彈簧位置直徑約50mm，即mm （6）為降低離合器滑磨時的熱負荷，防止摩擦片損傷，對于不同車型，單位壓力的最大范圍為0.111.50MPa,即MPa=PoMPa，故取Po=0.35MPa,綜上所述，經(jīng)計算可得摩擦片的相關參數(shù)為：Tc=219.7N.M,B=1.3,D=189.8mm,d=129.06mm,b=3.5mm,f=0.256,Z=2, t=4mm,C=0.68,Po=0.35MPa,Ro39.53mm,材料為銅基。五，膜片彈簧主要參數(shù)的選擇5.1： 比較H/h的選擇此值對膜片彈簧的彈性特性影響極大，分析式（3.10）中載荷與變形1之間的函數(shù)關系可知，當時，F(xiàn)2為增函數(shù)；時，F(xiàn)1有一極值，而該極值點又恰為拐點；時，F(xiàn)1有一極大值和極小值；當時，F(xiàn)1極小值在橫坐標上，見圖3.1。1- 2- 3-4- 5- 膜片彈簧的彈性特性曲線5.2：為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車離合器用膜片彈簧的H/h通常在1.52范圍內選取。常用的膜片彈簧板厚為24mm，本設計 ，h=3mm ，則H=4.8mm 。5.3： R/r選擇通過分析表明，R/r越小，應力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。汽車離合器膜片彈簧根據(jù)結構布置和壓緊力的要求，R/r常在1.21.3 的范圍內取值。本設計中取R/r=1.30，摩擦片的平均半徑Rc=(2/3).(R.R.R-r.r.r)/(R.R-r.r)=80.68mm， 取r=81mm,則R=105.3mm取整R=106mm 則R/r=1.31。5.4：.圓錐底角汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時，圓錐底角一般在范圍內，本設計中 得a=11.2在之間，合格。分離指數(shù)常取為18，大尺寸膜片彈簧有取24的，對于小尺寸膜片彈簧，也有取12的，本設計所取分離指數(shù)為18。5.5：.切槽寬度mm，mm，取 1=3.3mm,b2=9.5mm，應滿足的要求。56：. 壓盤加載點半徑和支承環(huán)加載點半徑的確定應略大于且盡量接近r，應略小于R且盡量接近R。本設計取R1=103.3mm，r1=85 mm。膜片彈簧應用優(yōu)質高精度鋼板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。國內常用的碟簧材料的為60SizMnA，當量應力可取為16001700N/mm2。5.7：. 公差與精度離合器蓋的膜片彈簧支承處，要具有大的剛度和高的尺寸精度，壓力盤高度（從承壓點到摩擦面的距離）公差要小，支承環(huán)和支承鉚釘安裝尺寸精度要高，耐磨性要好。5.8： 膜片彈簧的優(yōu)化設計（1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始錐角應在一定范圍內，即1.6=（H/h=1.6）=2.29=(a=H/(R-r)=15（2）彈簧各部分有關尺寸的比值應符合一定的范圍，即1.20=(R/r=1.3)=1.3570=(2R/h=70.2)=100（3）為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈簧的壓盤加載點半徑（或拉式膜片彈簧的壓盤加載點半徑）應位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即拉式：(D+d)/4=79.72mm)=(r1=85mm)=(D/2=94.9mm)（4）根據(jù)彈簧結構布置要求，與，與之差應在一定范圍內選取，即1=(R-R1=2)=70=(r1-r=4)=1.6.(P.K.C)0.5/ =5.0mm,故需重新選擇d。重新取d=5.0mm,C與K不變，代入上式計算得：d=5.07mm,故該選擇基本符合要求。中徑D2=Cd=20mm；外徑D=D2+d=25mm（4）極限轉角其中， l=P/K=1408.3/422.5=3.33mm,故 =4.8（8）減振彈簧的自由高度lo=22mm（9）減振彈簧預緊變形量l1=Tn/Ro/K=1.3mm（10）減振彈簧的安裝高度l=lo-l1=20.7mm七，操縱機構：汽車離合器操縱機構是駕駛員用來控制離合器分離又使之柔和接合的一套機構。它始于離合器踏板，終止于離合器殼內的分離軸承。由于離合器使用頻繁，因此離合器操縱機構首先要求操作輕便。輕便性包括兩個方面，一是加在離合器踏板上的力不應過大，另一方面是應有踏板形成的校正機構。離合器操縱機構按分離時所需的能源不同可分為機械式、液壓式、彈簧助力式、氣壓助力機械式、氣壓助力液壓式等等。7.1,離合器操縱機構應滿足的要求是：（1）踏板力要小，轎車一般在80150N范圍內，貨車不大于150200N；（2）踏板行程對轎車一般在mm范圍內，對貨車最大不超過180mm；（3）踏板行程應能調整，以保證摩擦片磨損后分離軸承的自由行程可復原；（4）應有對踏板行程進行限位的裝置，以防止操縱機構因受力過大而損壞；（5）應具有足夠的剛度；（6）傳動效率要高；（7）發(fā)動機振動及車架和駕駛室的變形不會影響其正常工作。7.2,機械式操縱機構有杠系傳動和繩索系兩種傳動形式，杠傳動結構簡單，工作可靠，但是機械效率低，質量大，車架和駕駛室的形變可影響其正常工作，遠距離操縱桿系，布置困難，而繩索傳動可消除上述缺點，但壽命短，機構效率不高。本次設計的普通輪型離合器操縱機構，采用機械式操縱機構。a2=130mm,a1=30mm,d2=110mm,d1=65mm,c2=50mm,c1=20mm,b1=20mm,b2=90mm.7.3,離合器踏板行程計算踏板行程由自由行程和工作行程組成：S=S1+S2=(Sof+Z.S.c2/c1).a2.b2/a1.b1 （3.19）式中，為分離軸承的自由行程，一般為mm，取Sof=2.0mm；反映到踏板上的自由行程一般為mm；Z為摩擦片面數(shù)；為離合器分離時對偶摩擦面間的間隙，單片：mm，取S=1.1mm；、為杠桿尺寸。得：S=146.25mm，S1=39mm，合格。7.4,踏板力的計算踏板力為（3.20）式中，為離合器分離時，壓緊彈簧對壓盤的總壓力；為操縱機構總傳動比，；為機械效率，液壓式：%，機械式：%；為克服回位彈簧1、2的拉力所需的踏板力，在初步設計時，可忽略之。F=(R1-r1)/(r1-rf)=2311.5N， 取 =0.8 則Ff=59.27N,符合要求。分離離合器所作的功為式中，為離合器拉接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力，F(xiàn)1=6789.24 N，則WL=12.51J30J,符合要求。八，離合器主要零部件的結構設計：8.1，從動盤總成：從動盤總成主要由從動盤轂，摩擦片，從動片，扭轉減振器等組成。從動盤對離合器工作性能影響很大，設計時應滿足如下要求：（1） 從動盤的轉動慣量應盡可能小，以減小變速器換擋時輪齒間的沖擊。（2） 從動盤應具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，以減小磨損。（3） 應安裝扭轉減振器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。8.1.1：軸向彈性從動盤的結構形式： 為了使從動盤具有軸向彈性，常用的方法有：（1） 在從動片外緣開612個“T”形槽，形成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形。（2） 將扇形波形片的左，右凸起段分別與左，右摩擦片鉚接。（3） 利用階梯形鉚釘桿的細段將成對波形片的左片鉚在左側摩擦片上，并交替地把右片鉚在右側摩擦片上。（4） 將靠近飛輪的左側摩擦片直接鉚合在從動片上，只在靠近壓盤側的從動片鉚有波形片，右側摩擦片用鉚釘與波形片鉚合。8.1.2：從動盤轂：從動盤轂是離合器中承收載荷最大的零件，它一般采用齒側對中的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上。根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動機的最大轉矩Temax,由表選取可得：該花鍵的齒數(shù)為10，外徑33mm,內徑26mm,齒厚4mm,有效齒長32mm.從動盤轂軸向長度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動時產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取1.01.4倍的花鍵軸直徑，故從動盤轂軸向長度可取為：1.3.35=45.5mm.從動盤轂一般采用鍛鋼，并經(jīng)調質處理。8.1.3：從動片 從動片要求質量輕，具有軸向彈性,平面度要求高。材料常用中碳鋼板或低碳鋼板。一般厚度為1.32.5mm,這里取2.0mm。8.1.4：波形片和減振彈簧 波形片一般采用65Mn,厚度小于1mm ,并經(jīng)過表面發(fā)藍處理。減振彈簧采用65Mn等彈簧鋼絲。8.2：離合器蓋總成： 離合器蓋總成除了壓緊彈簧外，還有離合器蓋，壓盤，傳動片，分離杠桿裝置及支承環(huán)等。8.2.1：離合器蓋： 對離合器蓋結構設計的要求： （1），應具有足夠的剛度，否則將影響離合器的工作特性，其板厚一般為2.54.0mm,這里取為3.5mm,在蓋上沖制加強肋或在蓋內圓周外翻邊。 （2），應與飛輪保持良好的對中。 （3），蓋的膜片彈簧支承處應具有高的尺寸精度。 （4），為了便于通風散熱，防止摩擦表面溫度過高，可在離合器蓋上開較大的通風窗孔或在蓋上加設通風扇片等。乘用車和載質量較小的商用車的離合器蓋一般用08，10鋼等低碳鋼板。 8.2.2：壓盤 對壓盤結構設計的要求： （1），壓盤應具有較大的質量，以增大熱容量，減小溫升，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎。 （2），壓盤應具有較大的剛度，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，其厚度約為1525mm,這里取20mm。 (3),與飛輪應保持良好的對中，并要進行靜平衡，壓盤單件的平衡精度應不低于1520g.cm。 （4），壓盤高度公差要小。 壓盤形狀較復雜，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. 8.2.3：傳動片 傳動片的作用是在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅動壓盤共同旋轉，分離時，又可利用它的彈性來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。 傳動片常用34組，每組23片，每片厚度為0.51.0mm,一般由彈簧鋼帶65Mn制成。 8.2.4：分離杠桿裝置 對于分離杠桿裝置的結構設計要求： （1），分離杠桿應具有較大的彎曲剛度。 （2），應使分離杠桿支承機構與壓盤的驅機構在運動上不發(fā)生干涉。 （3），分離杠桿內端高度應能調整，使各內端位于平行于壓盤的同一平面。 （4）,分離杠桿的支撐處應采用滾針軸承，滾銷或刀口支承，以減小摩擦和摩損。 （5），應避免在高速轉動時因分離杠桿的離心力的作用而降低壓緊力。 （6），為了提高通風散熱能力，可將分離杠桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風。 分離杠桿主要由08低碳鋼板沖壓和35等中碳鋼鍛造成形。 8.2.5：支承環(huán) 支承環(huán)和支承鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性要好。支承環(huán)一般采用3.04.0mm的碳素彈簧鋼絲，這里取3.5mm。 8.3：分離軸承總成 分離軸承總成由分離軸承，分離套筒等組成。分離軸承主要承受軸向分離力，同時還承受在高速旋轉時離心力作用下的徑向力。目前主要采用推力球軸承或向心球軸承。通過以上對膜片彈簧離合器及液壓操縱機構的工作原理的闡述及各構件的計算說明，可以看出離合器操縱機構的設計要從選材，尺寸約束，傳遞發(fā)動機扭矩，駕駛員操作等各方面的綜合考慮。計算方面：離合器的主要參數(shù)，P0,D,d，結果按照基本公式運算得出并通過約束條件，檢驗合格。操縱機構自由行程符合規(guī)格，總行程78.75mm180mm符合標準條件，在此前提下同時也保證了機件具有足夠的剛度，在有外部壓力的情況下不會輕易變形。設計所得尺寸既符合工作機理的需求又滿足安裝的要求。選材方面：摩擦片選用石棉基材料，保證其有足夠的強度和耐磨性、熱穩(wěn)定性、磨合性，不會發(fā)生粘著現(xiàn)象。扭轉減振器中的扭轉彈簧選用65Si2MnA，其中所含硅成分提高了機件的彈性，所含錳，加強了耐高溫性；設計后的離合器順利通過溫升校核，目的是防止摩擦元件過快地磨損和溫度過高。綜上所述，本次設計遵從了：（1）分離徹底；（2）接合柔和；（3）操縱輕便，工作特征穩(wěn)定；（4）從動部分轉動慣量小的設計要點，數(shù)據(jù)全部通過約束條件檢驗，原件所使用的材料基本上符合耐磨，耐壓和耐高溫的要求，而且離合器尺寸合適，適宜安裝，能最高效率傳遞發(fā)動機扭矩，完全符合計劃書及國家標準。參考文獻1 徐石安,江發(fā)潮.汽車離合器M.清華大學出版社.2005. 2 陳家瑞.汽車構造 M. 機械工業(yè)出版社.2005. 3 王望予.汽車設計M. 機械工業(yè)出版社.2006.汽車設計課程設計2012年1月指導教師：郭老師 姓名：唐超華 學號：200805625 班級：2008056 專業(yè)：機自 學院：機械學院