《離合器設計》word版

《《離合器設計》word版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《離合器設計》word版（33頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、目錄1.設計方案概述 31.1 離合器設計的任務 31.2 設計原則、目標 32 離合器結構方案選擇 42.1離合器種類選擇 42.2從動盤數選擇 42.3壓緊彈簧和布置形式選擇 42.4壓盤驅動形式選擇 52.5扭轉減振器 52.6離合器的操縱機構選擇 53離合器主要參數的選擇 63.1摩擦片 63.1.1 后備系數 63.1.2 單位壓力 63.1.3摩擦片外徑D,內徑d和厚度h3.1.4摩擦因數f、摩擦面數Z和離合器間隙At的確定73.1.5摩擦片參數約束條件的檢驗73.2從動盤 73.2.1從動片的結構形式、材料及基本尺寸83.2.2 從動盤轂83.2.3 從動盤摩擦材料 83.3壓盤

2、和離合器蓋 93.3.1 壓盤傳力方式的選擇 93.3.2 壓盤幾何尺寸的確定 93.3. 3 壓盤及傳動片的材料 103.3.4 傳動片的設計及強度校核 103.3.5 離合器蓋設計 113.4 膜片彈簧設計 123.4.1 H/h比值選擇123 . 4 . 2膜片彈簧工作點位置的選擇 123.4.3比值R/r和R、r的確定133.4.4膜片彈簧起始圓錐底角a的選擇133.4.5膜片彈簧小端半徑r及分離軸承作用半徑r13f p 3.4.6爪數目n和切槽寬度61、窗孔槽寬度62及半徑rc133.4.7支承環(huán)平均半徑L和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑1133.4.8 膜片彈簧及工藝 133.5扭轉減振

3、器主要參數的選擇 143.5.1極限轉矩Tj143.5.2扭轉角剛度k 153.5.3 阻尼摩擦轉矩 T 153.5.4預緊轉矩 T 15n3.5.5減振彈簧的位置半徑Ro153.5.6減振彈簧個數Z 163.5.7減振彈簧總壓力F 16工3.5.8極限轉角針申 163.5.9減振彈簧計算 163.6分離軸承總成設計 18結論及參考文獻 19附錄201.設計方案概述本設計進行的是客車離合器總成的設計，通過對對給定汽車參數的分析，確定離合器結構方案，并計算離合器主要參數，最后繪制離合器總成圖。設計已知參數如下：根據以上參數查相關車型標準得：車型最大車速(Km .比功率(Kw . t i)比轉矩(

4、N . m .h i)11)客車1001235根據以上參數查相關車型標準得：額定裝載 質量(kg)最大總質量(kg)最大車速(Km-h i)比功率(Kw .廣i)比轉矩(N . m.廣i)變速器 一檔傳 動比ig主減速 比i。輪胎型號60001072010012357.645.8978.25R20摩擦離合器主要由主動部分(發(fā)動機飛輪、離合器蓋和壓盤等)、從動部分(從動 盤)、壓緊機構(壓緊彈簧)和操縱機構(分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動部件 等)四部分組成。主、從動部分和壓緊機構是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動力的基本結構。操 縱機構是使離合器主、從動部分分離的裝置。汽車離合器設計的基本

5、要求:(1) 在任何行駛條件下，能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉矩。(2) 接合時平順柔和，保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。(3) 分離時要迅速、徹底。(4) 從動部分轉動慣量小，減輕換擋時變速器齒輪間的沖擊。(5) 有良好的吸熱能力和通風散熱效果，保證離合器的使用壽命。(6) 避免傳動系產生扭轉共振，具有吸收振動、緩和沖擊的能力。(7) 操縱輕便、準確。(8) 作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數在使用過程中變化要盡可能小， 保證有穩(wěn)定的工作性能。(9) 應有足夠的強度和良好的動平衡。(10) 結構應簡單、緊湊，制造工藝性好，維修、調整方便等。1.1 離合器設計的任務(1) 從技術先進性、生產合

6、理性和使用要求出發(fā)，正確選擇性能指標、質量和主要 尺寸參數，提出總成設計方案，為各零件設計提供整體參數和設計要求；(2) 對各零件進行合理布置和運動校核；(3) 對整體性能進行計算和控制，保證汽車主要性能指標實現(xiàn)；(4) 協(xié)調好整體總成與零件之間的匹配關系，配合零件完成布置設計，使整體的性能、可靠性 達到設計要求。1.2 設計原則、目標(1) 離合器的選型應根據汽車型譜、市場需求、產品的技術發(fā)展趨勢和企業(yè)的產 品發(fā)展規(guī)劃進行。(2) 選型應在對同類型產品進行深入的市場調查、使用調查、生產工藝調查、樣 車結構分析與性能分析及全面的技術、進行分析的基礎上進行(3) 應從已有的基礎出發(fā)，對原有離合器

7、和引進的樣本進行分析比較，繼承優(yōu)點 消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先進技術與結構，開發(fā)新型離合器。(4) 涉及應遵守有關標準、規(guī)范、法規(guī)、法律，不得侵犯他人專利。(5) 力求零件標準化、部件通用化、產品系列化。2 離合器結構方案選擇根據設計原則，目標和用戶的需求特點，設計人員要提出被開發(fā)離合器的整體結構方案，主要包括以下幾部分：（1）離合器種類選擇（2）從動盤數選擇（3）壓緊彈簧和布置形式選擇（4）壓盤驅動形式選擇（5）扭轉減振器（6）離合器的操縱機構選擇2.1 離合器種類選擇離合器有摩擦式，電磁式，液力式三種類型。離合器大都根據摩擦原理設計的。摩 擦式應用廣泛。摩擦式工作表面形狀包括錐形、鼓

8、形和盤形，錐形和鼓形其從動部分轉 動慣量太大，引起變速器換檔困難，且結合不夠柔和，易卡住。故選擇盤形摩擦式離合器。2.2 從動盤數選擇單片離合器（圖2-1）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。雙片離合器（圖 2-2）傳遞轉矩的能力較大，徑向尺寸較小，踏板力較小，接合較 為平順。但中間壓盤通風散熱不良，分離也不夠徹底。多片離合器主要用于行星齒輪變速器換擋機構中。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。對于 10噸的客車，選擇單片離合器。圖2-2雙片離合器圖2 -1單片離合器2

9、3壓緊彈簧和布置形式選擇周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞扭矩的能 力降低，另外，彈簧到它定位面上，造成接觸部位嚴重磨損，會出現(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。中 央彈簧此結構軸向尺寸大。斜置彈簧在重型汽車上使用，突出優(yōu)點是工作性能十分穩(wěn)定， 踏板力較小。膜片彈簧彈簧壓力在摩擦片允許范圍內基本不變，能保持傳遞的轉矩大致 不變，另外它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，質量小。 由于它大斷面環(huán)形與壓盤接觸，其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，提高使用壽命，平 衡性好。推式摸片彈簧結構簡單，安裝拆卸較簡單，分離行程比拉式小。故選擇推式膜片斜置彈簧。（圖2-3）圖2-3

10、推式膜片彈簧離合器2.4壓盤驅動形式選擇窗孔式、銷釘式、鍵塊式它們缺點是在聯(lián)接件間有間隙，在驅動中將產生沖擊噪聲， 而且零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低離合器傳動效率。傳動片式此結構中壓盤與飛 輪對中性好，使用平衡性好，簡單可，壽命長。故選擇傳動片式。2.5扭轉減振器它能降低發(fā)動機曲軸與傳動系接合部分的扭轉剛度，調諧傳動系扭振固有頻率，增 加傳動系扭振阻尼，抑制扭轉共振響應振幅，并衰減因沖擊而產生的瞬態(tài)扭振，控制動 力傳動系總成怠速時離合器與變速器的扭振與噪聲，緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉沖 擊載荷和改善離合器的接合平順性。故要有扭轉減振器。2.6離合器的操縱機構選擇離合器操縱機構按分離時所需

11、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。機械式操縱機構有杠系和繩索兩種傳動形式，杠系傳動結構簡單，工作可靠，但是 傳動效率低，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。機械式操縱機構一般用于排量 1.6L 以下的汽車離合器。對于大排量的客車，應采 用液壓式操縱機構。液壓操縱機構有如下優(yōu)點：（1）液壓式操縱，機構傳動效率高，質量小，布置方便；便于采用吊掛踏板，從 而容易密封，不會因駕駛室和車架的變形及發(fā)動機的振動而產生運動干涉；（2）可使離合器接合柔和，可以降低因猛踩踏板而在

12、傳動系產生的動載荷。 故選擇液壓式操縱機構。3離合器主要參數的選擇設計內容計算及說明結果3.1摩擦片后備系數B是離合器一個重要設計參數，它反映了離3.1.1后備系數合器傳遞發(fā)動機最大轉矩的可靠程度。在選擇B時，應保 證離合器應能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉矩、要防止離合器 滑磨過大、要能防止傳動系過載。因此，在選擇B時應考 慮以下幾點：1）為可靠傳遞發(fā)動機最大轉矩，B不宜選取太?。?）為減少傳動系過載，保證操縱輕便，B又不宜選取 太大；3）當發(fā)動機后備功率較大、使用條件較好時，B可選 取小些；4）當使用條件惡劣，為提高起步能力、減少離合器 滑磨，B應選取大些；5）汽車總質量越大，B也應選得越大；6）

13、柴油機工作比較粗暴，轉矩較不平穩(wěn)，選取的B值 應比汽油機大些；7）發(fā)動機缸數越多，轉矩波動越小，B可選取小些；8）膜片彈簧離合器選取的B值可比螺旋彈簧離合器小 些；9）雙片離合器的B值應大于單片離合器。初取P=1.63=1.63.1.2單位壓力3.1.3摩擦片外徑D,內徑d和厚度h單位壓力P0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、材料及其質量和后備系數等因素。離合器使用頻繁，發(fā)動機后備系數較小時，P0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，po應取小些；后備系數較大時，可適當增大po。本次設計中摩擦片用石

14、棉基材料P =0.100.35MPa0取 P=0.15MPaP=0.15MPa3.1.4摩擦因數f、摩 擦面數Z和離合器 間隙At的確定3.1.5摩擦片參數約 束條件的檢驗D 二 kD *廠對于客車單片離合器，取k =16.0。D=35x1052 = 3752得 D=309.9mm根據離合器摩擦片尺寸和系列參數表（附表1），外 徑D取325mm摩擦片尺寸應符合尺寸系列標準GB5764-86汽車 用離合器面蓋片，所選的D應使摩擦片最大圓周速度不 超過6570m/s,以免摩擦片發(fā)生飛離。和9550x12八INe max 一 3/41/11111135=0-3 6570m/suirC 11oil計算

15、得V =55.765m/s滿足條件D根據離合器摩擦片尺寸和系列參數表，且D=350mm 得 d=175mmD +J?&75七4A （面積）=nR 2=0.052mc根據附表1,且D=325mm，得摩擦片厚度:h=3.5mm 為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動機 的最大轉矩，設計時T應大于發(fā)動機最大轉矩，摩擦因素p 取0.3，校核p即T 邙T =pxAXRcXZcXpcmaxemax1.6x350=pXO.O52XO.129X2XO.3 P=0.15MPa故合格，即用石棉基材料合理。摩擦系數f=0.30,摩擦面數Z=2,在操縱機構中采用 間隙自動調整裝置，離合器間隙可以取t-0。1）v

16、 =n/60Xnx10-3=55.7m/s2R +50,且 R = ( 0.5 0.75 ) d/2,取0 0R =65mm。05) T為單位摩擦面積所傳遞的轉矩(N m/mm2),C0T 為其許用值(Nm/mm2),根據附表2選?。篊0T =0.0035MPaC0r,., -、-0.0034A/F 12, 般為18左右， 采用偶數，便于制造時模具分度；切槽寬度6約為4mm;1窗孔槽寬度6 2(2.5 4.5)6 ;半徑r 一般說，(r-r )21cc2(0.81.4)62拉式膜片彈簧的支承作用半徑靠外，接近R而略小于 R；與壓盤的接觸半徑1在里，盡量接近r而略大于r。n=186 =3.5mm

17、16 =10mm2r =122mmcL=158mm l=136mm3.4.8膜片彈簧及 工藝35扭轉減振器主要 參數的選擇3.5.1極限轉矩Tj膜片彈簧材料多為60Si2MnA硅錳鋼，許用應力 1500-1700Mpa。汽車離合器膜片彈簧尺寸要求嚴格， 彈簧自由高度、原始錐角、內徑、外徑、板厚及表面狀態(tài) 等均要嚴格控制，載荷公差控制在8%以內；熱處理：淬 火、回火，回火后硬度為HRC44-50。扭轉減振器主要由彈性元件（減振彈簧或橡膠）和阻尼 元件（阻尼片）等組成。彈性元件的主要作用是降低傳動系 的首端扭轉剛度，從而降低傳動系扭轉系統(tǒng)的某階（通常為 三階）固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可

18、能避開由 發(fā)動機轉矩主諧量激勵引起的共振；阻尼元件的主要作用 是有效地耗散振動能量。所以，扭轉減振器具有如下功能：1）降低發(fā)動機曲軸與傳動系接合部分的扭轉剛度，調 諧傳動系扭振固有頻率。2）增加傳動系扭振阻尼，抑制扭轉共振響應振幅，并 衰減因沖擊而產生的瞬態(tài)扭振。3）控制動力傳動系總成怠速時離合器與變速器軸系 的扭振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭振 與噪聲。4）緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉沖擊載荷和改善離 合器的接合平順性。減振器的主要參數是減振器的角剛度K 和減振器的 摩擦力矩T摩，它們決定減振器的衰減傳動系扭轉振動的 能力。減振器的扭轉剛度k和阻尼摩擦元件間的摩擦轉矩 T是兩個

19、主要參數。其設計參數還包括極限轉矩T、預緊 卩j轉矩Tn和極限轉角申等。j極限轉矩為減振器在消除限位銷與從動盤轂缺 口之間的間隙 1（圖3.51）時所能傳遞的最大轉矩， 即限位銷起作用時的轉矩。它與發(fā)動機最大轉矩有 關，般可取T =562.8N. Jmk =619.1N m/ radT 二（1.5 2.0）Tje maxT =45.02N.m式中，客車：系數取1.57/ = 1.5x375.2 = 56W-m3.5.2扭轉角剛度k圖第i減振器尺寸簡圈T =30.02nN.m3.5.3阻尼摩擦轉矩T為了避免引起系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器的 扭轉剛度k，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動機常用工作轉 速范圍

20、內。k決定于減振彈簧的線剛度及其結構布置尺寸(圖 3.51)。設減振彈簧分布在半徑為 R的圓周上，當從動 0片相對從動盤轂轉過9弧度時，彈簧相應變形量為R。9。此時所需加在從動片上的轉矩為T = 1000KZ R 29j 0式中，T為使從動片相對從動盤轂轉過 9弧度所需加的轉矩(N m); K為每個減振彈簧的線剛度(N/mm); Z為減振彈簧個數；Ro為減振彈簧位置半j徑(m)。根據扭轉剛度的定義，k二T/9則9k = 100KZ R 29j 0式中，k為減振器扭轉剛度(Nm/rad)。9設計時可按經驗來初選是k9k ,這樣可以緩和更大的沖擊。2 1從動盤轂缺口 B = d，+ A + A1

21、2取厶 =0.2mm，A =0.3mm1 2B=10+0.2+0.3=10.5mm分離軸承的形式采用接觸推力球軸承，分離軸承裝置 采用推式自動調心式。總體布置見下圖3.6.1。3. 6. 1推式自動調心式分離宇酥裝置1-內圈旋轉式分離軸承A波影彈簧 冷由耀5離套筒設計總結本設計根據給出的設計要求和原始設計參數，以及拉式膜片彈簧離合器及其操縱機 構的工作原理和使用要求，通過對其工作原理的闡述、結構方案的比較和選擇、相關零 件參數的計算，大致確定了離合器及其操縱機構的基本結構和主要尺寸以及制造相關零 部件所用的材料。結構方面：根據設計要求，考慮到使用條件和其顯著的優(yōu)點，選用帶扭轉減振器的 單片推式

22、膜片彈簧離合器，壓盤驅動方式采用傳動片傳動，分離軸承采用自動調心式分 離軸承，操縱機構采用液壓式。計算方面：確定了離合器的主要參數B, 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。根據膜片彈簧基本參數之間的約束關系，初步確定了膜片彈簧 的尺寸參數，并通過優(yōu)化程序得出了膜片彈簧尺寸的優(yōu)化值，并進一步確定了膜片彈簧 的工作點，同時進行了強度校核。確定了扭轉減振器和變速器的主要尺寸。選材方面：摩擦片選用編織石棉基材料，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。膜片彈簧采用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；傳動片采

23、用 80 剛，滿足其強度需要；壓盤采用 HT200,提高了耐磨性；離合器蓋從用鑄鐵，提高了散熱能力。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，數據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，符合計劃書及國家標準。由于水平有限，我在設計中不免出現(xiàn)偏頗和錯誤，希望老師批評指正。參考文獻：1、汽車設計，日，小田柿浩三，機械工業(yè)出版社；2、汽車設計，吉林工大汽車教研室，機械工業(yè)出版社3、汽車設計，王望予，吉林工大，機械工業(yè)出版社；

24、4、汽車工程手冊第二分冊，機械工業(yè)出版社；5、離合器，徐石安等編，人民交通出版社；6、汽車設計手冊，林秉華附錄附表1 離合器設計參數表夕卜徑D/mm160180200225250280300325350380405430內徑110125140150155165175190195205220230d/mm厚度3.23.53.53.53.53.53.53.54444/mmC =d0.680.640.700.660.620.580.580.580.550.540.540.53/D7407093570350.670.660.650.700.760.790.800.800.820.840.840.841

25、-C13677326207307單面面106132160221302402466546678729908103積7附表2單位摩擦面積傳遞轉矩的許用值（Nm/mm2）離合器規(guī)格D/mm210 250250325325TC0x10-20.280.300.350.40附表 3 從動盤轂花鍵尺寸系列從動盤外D/mm發(fā)動機轉矩T/Nm花鍵齒數n花鍵外徑D /mm花鍵內徑d /mm齒厚b/mm有效齒長l/mm擠壓應力o/Mpa160501026318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.238060010403255515.241072010453656013.143080010453656513.545095010524166512.5附表 4 減振彈簧個數的選取摩擦片外徑D/mm225-250250-325325-350350車4-66-881010文本僅供參考，感謝下載！