商用汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))
商用汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì)),商用,汽車(chē),離合器,設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì)
本科課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)商用汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué) 院 機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院班 級(jí) 車(chē)輛工程 3班學(xué)生姓名 鄧 駿 鴻學(xué) 號(hào) 200930082255提交日期 2012年07月05日車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院 班級(jí) 姓名一設(shè)計(jì)任務(wù):商用汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)二基本參數(shù):協(xié)助同組總體設(shè)計(jì)同學(xué)完成車(chē)輛性能計(jì)算后確定三設(shè)計(jì)內(nèi)容主要進(jìn)行離合器總成設(shè)計(jì)。離合器總成設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括:1查閱資料、調(diào)查研究、制定設(shè)計(jì)原則2根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)(發(fā)動(dòng)機(jī)最大力矩,傳動(dòng)系傳動(dòng)比,驅(qū)動(dòng)輪類(lèi)型與規(guī)格,汽車(chē)總質(zhì)量和使用工況),選擇離合器總成的結(jié)構(gòu)型式及主要特性參數(shù),設(shè)計(jì)出一套完整的離合器裝置,設(shè)計(jì)過(guò)程中要進(jìn)行必要的計(jì)算。3離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要技術(shù)參數(shù)的確定(1)從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)(2)壓盤(pán)和離合器蓋設(shè)計(jì)(3)壓緊裝置與離合器分離裝置設(shè)計(jì)(4)扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì)(5)操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4完成三維零件的制作及實(shí)體裝配5繪制裝配圖及主要零部件的零件圖四設(shè)計(jì)要求 1離合器總成的裝配圖,1號(hào)圖紙一張。裝配圖要求表達(dá)清楚各部件之間的裝配關(guān)系,標(biāo)注出總體尺寸,配合關(guān)系及其它需要標(biāo)注的尺寸,在技術(shù)要求部分應(yīng)寫(xiě)出總成的調(diào)整方法和裝配要求。2主要零部件的零件圖,3號(hào)圖紙4張。要求零件形狀表達(dá)清楚、尺寸標(biāo)注完整,有必要的尺寸公差和形位公差。在技術(shù)要求應(yīng)標(biāo)明對(duì)零件毛胚的要求,材料的熱處理方法、標(biāo)明處理方法及其它特殊要求。3編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。4三維裝配模型五設(shè)計(jì)進(jìn)度與時(shí)間安排本課程設(shè)計(jì)為2周 明確任務(wù),分析有關(guān)原始資料,復(fù)習(xí)有關(guān)講課內(nèi)容及熟悉參考資料0.5周。 設(shè)計(jì)計(jì)算 0.5周 繪圖 0.5周編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)、答辯 0.5周六、主要參考文獻(xiàn)1成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)2汽車(chē)工程手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社3陳家瑞 汽車(chē)構(gòu)造(下冊(cè)) 人民交通出版社4王望予 汽車(chē)設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社5余志生 汽車(chē)?yán)碚?機(jī)械工業(yè)出版社七注意事項(xiàng)(1)為保證設(shè)計(jì)進(jìn)度及質(zhì)量,設(shè)計(jì)方案的確定、設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果等必須取得指導(dǎo)教師的認(rèn)可,尤其在繪制總裝配圖前,設(shè)計(jì)方案應(yīng)由指導(dǎo)教師審閱。圖面要清晰干凈;尺寸標(biāo)注正確。(2)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)時(shí),必須條理清楚,語(yǔ)言通達(dá),圖表、公式及其標(biāo)注要清晰明確,對(duì)重點(diǎn)部分,應(yīng)有分析論證,要能反應(yīng)出學(xué)生獨(dú)立工作和解決問(wèn)題的能力。(3)獨(dú)立完成圖紙的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě),若發(fā)現(xiàn)抄襲或雷同按不及格處理。八成績(jī)?cè)u(píng)定出勤情況(20%)設(shè)計(jì)方案與性能計(jì)算(40%)圖紙質(zhì)量(20%)說(shuō)明書(shū)質(zhì)量(20%)評(píng) 語(yǔ)總 成 績(jī)指導(dǎo)教師注意:此任務(wù)書(shū)要妥善保管,最后要裝訂在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的第一頁(yè)。 目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1第一節(jié) 概述4第二節(jié) 基本設(shè)計(jì)參數(shù) 4第三節(jié) 離合器主要參數(shù)的選擇5第四節(jié) 離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算6第五節(jié) 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)11第六節(jié) 離合器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14第七節(jié) 離合器的操縱機(jī)構(gòu)16參考文獻(xiàn)17第一節(jié) 概述對(duì)于以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē),離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的,它是汽車(chē)傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成。目前,各種汽車(chē)廣泛采用的離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。它主要包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu),操縱機(jī)構(gòu)是使離合器主、從動(dòng)部分分離的裝置。離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞,保證汽車(chē)起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合,確保汽車(chē)平穩(wěn)起步;在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離,減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊;在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí),能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩,以防止傳動(dòng)系各零部件因過(guò)載而損壞;有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。為了保證離合器具有良好的工作性能,設(shè)計(jì)離合器應(yīng)滿(mǎn)足如下基本要求:1) 在任何行駛條件下,既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩,并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩設(shè)備,又能防止傳動(dòng)系過(guò)載。2) 接合時(shí)要完全、平順、柔和,保證汽車(chē)起步時(shí)沒(méi)有抖動(dòng)沖擊。3) 分離時(shí)要迅速、徹底。4) 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小,以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊,便于換擋和減小同步器的磨損。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(guò)高,延長(zhǎng)其使用壽命。6) 應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng),并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和降低噪聲的能力。7) 操縱輕便、準(zhǔn)確,以減輕駕駛員的疲勞。8) 作用在從動(dòng)盤(pán)上的總壓力和摩擦因數(shù)在離合器工作過(guò)程中變化要盡可能小,以保證有穩(wěn)定的工作性能。9) 具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡,以保證其工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。10) 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊,質(zhì)量小,制造工藝性好,拆裝、維修、調(diào)整方便等。隨著汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。功率的不斷提高和汽車(chē)電子技術(shù)的高速發(fā)展,人們對(duì)離合器的要求越來(lái)越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā),傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐漸地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展,傳統(tǒng)的操縱形式正向自動(dòng)操縱的形式發(fā)展。因此,提高離合器的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命,適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速,增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操縱,已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。第二節(jié) 基本設(shè)計(jì)參數(shù)額定裝載質(zhì)量(Kg)最大總質(zhì)量(kg)最大車(chē)速(Kmh-1)縱梁尺寸背角與臀角組號(hào)60001044095240*8=25=11015發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩:Temax=366.5Nm發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速:nemax=3850rpm主傳動(dòng)比:i0=6.83一擋傳動(dòng)比:i1=6.86車(chē)輪滾動(dòng)半徑:486mm(前輪) 471mm(后輪)第二節(jié) 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析一、 從動(dòng)盤(pán)的選擇對(duì)乘用車(chē)和最大總質(zhì)量小于6t的商用車(chē)而言,發(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)有一片從動(dòng)盤(pán)。單片離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,軸向尺寸緊湊,散熱良好,維修調(diào)整方便,從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,在使用時(shí)能保證徹底分離,采用軸向有彈性的從動(dòng)盤(pán)課保證接合平順。本設(shè)計(jì)采用單片離合器。二、 壓緊彈簧和布置形式的選擇膜片彈簧離合器是目前汽車(chē)上應(yīng)用最多的一類(lèi)離合器,它的壓緊彈性元件是膜片彈簧,同時(shí)膜片彈簧還起到分離杠桿的作用,結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。但它仍然包含主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊裝置、分離機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)五大組成部分。膜片彈簧離合器在整體結(jié)構(gòu)上還有一個(gè)特點(diǎn),按其分離軸承運(yùn)動(dòng)的方向可分為推式和拉式兩種。本設(shè)計(jì)采用拉式膜片離合器。三、 膜片彈簧的支承形式拉式膜片彈簧的支承形式分為無(wú)支承環(huán)式和單支承環(huán)式。本設(shè)計(jì)采用單支承環(huán)形式。四、壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式主要有凸塊床孔式、傳力銷(xiāo)式和彈性傳動(dòng)片式等多種。前三種的共同缺點(diǎn)是在連接件之間都有間隙,在傳動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪聲,而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損,降低了離合器的傳動(dòng)效率。彈性傳動(dòng)片式是近年來(lái)廣泛采用的驅(qū)動(dòng)形式。本設(shè)計(jì)采用彈性傳動(dòng)片式。第三節(jié) 離合器主要參數(shù)的選擇一、 后備系數(shù)后備系數(shù)是離合器很重要的參數(shù),它在保證離合器能可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的同時(shí),還有助于減少汽車(chē)起步時(shí)的滑磨,提高離合器的使用壽命。在開(kāi)始設(shè)計(jì)離合器時(shí),一般是參照已有的經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)資料,并根據(jù)汽車(chē)的使用條件、離合器結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)等,初步選定后備系數(shù)。離合器的后備系數(shù)推薦如下,載貨車(chē):=1.72.25。本設(shè)計(jì)初選=2.0。二、 摩擦因數(shù)f、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙t摩擦片的摩擦因數(shù)f取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、單位壓力和消磨速度等因素。摩擦片的材料主要只有石棉基材料、粉末冶金材料和金屬陶瓷材料等。石棉基材料的摩擦因數(shù)f受工作溫度、單位壓力和滑磨速度的影響較大,而粉末冶金材料和金屬陶瓷材料的摩擦因數(shù)f較大且穩(wěn)定。摩擦副摩擦系數(shù)許用壓強(qiáng)p(MPa)許用溫度()摩擦材料對(duì)偶材料干式濕式干式濕式干式濕式石棉基摩擦材料鑄鐵、鋼0.250.400.080.120.20.30.40.62602R0+50mm本設(shè)計(jì)d=190mm2*66mm+50mm=182mm,滿(mǎn)足條件。5. 為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)載的能力,單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值,即式中,Tc0為單位面積傳遞的轉(zhuǎn)矩(Nm/mm2);Tc0為其允許值(Nm/mm2),按表選取離合器規(guī)格D/mm210210250250325325Tc0*10-20.280.300.350.40計(jì)算得 Tc0=0.3660.35,滿(mǎn)足條件。6. 為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷,防止摩擦片損傷,對(duì)于不同車(chē)型,單位壓力p0根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取,p0的最大范圍為0.101.50MPa,即0.10p01.50MPap00.175Mpa,滿(mǎn)足條件。7. 為了減少汽車(chē)起步過(guò)程中離合器的滑磨,防止摩擦片表面溫度過(guò)高而發(fā)生燒傷,離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值,即式中,w為單位摩擦面積滑磨功(J/mm2);w為其許用值(J/mm2),對(duì)于最大總質(zhì)量大于6.0t的商用車(chē):w=0.25J/mm2;W為汽車(chē)起步時(shí)離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J),可根據(jù)下式計(jì)算式中,ma為汽車(chē)總質(zhì)量(kg);rr為輪胎滾動(dòng)半徑(m);ig為汽車(chē)起步時(shí)所用變速器擋位的傳動(dòng)比;i0為主減速器傳動(dòng)比;ne為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm),計(jì)算時(shí)商用車(chē)取1500rpm。計(jì)算得W=1387.76J,w=0.127 J/mm20.25J/mm2,滿(mǎn)足條件。二、 膜片彈簧的彈性特性通過(guò)支撐環(huán)和壓盤(pán)加在膜片彈簧上的載荷 F1(N)集中在支撐點(diǎn)處,加載點(diǎn)間的相對(duì)軸向變形為(mm)(下圖b),則膜片彈簧的彈性特性如下式表示式中,E為材料的彈性膜量(MPa),對(duì)于鋼:E=2.1105 MPa;為材料的泊松比,對(duì)于鋼:=0.3;H為膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)截錐高度(mm);h為膜片彈簧鋼板厚度(mm);R、r分別為自由狀態(tài)下碟簧部分大、小端半徑(mm);R1、r1分別為壓盤(pán)加載點(diǎn)和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑(mm)。三、 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇1) 比值H/h和h的選擇 比值H/h對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極大。為保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便,汽車(chē)離合器用膜片彈簧的H/h一般為1.52.0;板厚h為24mm。本設(shè)計(jì)選取h=3.2mm,H/h=1.75,所以H=5.6mm。2) R/r比值和R、r的選擇 研究表明,R/r越大,彈簧材料利用率越低,彈簧越硬,彈性特性曲線(xiàn)受直徑誤差的影響越大,且應(yīng)力越高。為使摩擦片上的壓力分布較均勻,拉式膜片彈簧的r值宜取為大于或等于摩擦片的平均半徑Rc本設(shè)計(jì)Rc=0.5*(0.5*325+0.5*190)=128.75mm,則取R/r=1.2,r=130mm,R=156mm。3) 的選擇 膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角與內(nèi)截錐高度H關(guān)系密切,= arctanH/(R-r)H/(R-r),一般在915范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)經(jīng)計(jì)算,=12.15,滿(mǎn)足要求。4) 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 彈性特性曲線(xiàn)上的四個(gè)特征點(diǎn): 凸點(diǎn)M、凹點(diǎn)N、拐點(diǎn)H、工作點(diǎn)B1(mm)0.30.60.91.21.51.82.12.42.7F1(mm)1690.5183137.6014357.6755367.1676182.5046820.1137296.4227627.8587830.8471(mm)33.33.63.94.24.54.85.15.4F1(mm)7921.8167917.1937833.4057686.8787494.047271.3187035.1386801.9296588.1161(mm)5.766.36.66.97.27.57.88.1F1(mm)6410.1276284.396227.336255.3766384.9536632.497014.4137547.1498247.1261M3.1mm(F1M=7677N) 1N6.3mm(F1N=6232N) 1H=0.5*(1M+1N)4.7mm新離合器在接合狀態(tài)時(shí)工作點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的變形量1B4.6mm(F1B6995N),摩擦片磨損極限工作點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的變形量1A2.6mm(F1A=7330N),且A點(diǎn)處的膜片彈簧工作壓緊力要較B點(diǎn)處略高,離合器分離時(shí)工作點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的變形量1C6.4mm(F1C=6248N)。F1B與F1M相差8%,小于12%,可用。根據(jù)上述取值有1B/1H =0.98,在1B=(0.81.0)H范圍之內(nèi);=1B1A=2.0mm,由得s0=1mm,滿(mǎn)足s0在0.651.1mm之間的條件;1f =1C-1B =1.8mm,由1f=Zcs得s =0.9mm,滿(mǎn)足s =0.751.0mm的條件。所以由上述膜片彈簧選取的參數(shù)求得的彈性特性曲線(xiàn)符合要求,膜片彈簧參數(shù)選取也滿(mǎn)足要求。(Zc為摩擦片總的工作面數(shù),單片式Zc=2;So為摩擦工作面最大允許磨損量,s為徹底分離時(shí)每對(duì)摩擦片面之間的間隙。) 強(qiáng)度校核:式中,F(xiàn)2為膜片彈簧小端分離軸承作用力,經(jīng)計(jì)算F2=601.11N,將其他參數(shù)帶入算得膜片彈簧所受應(yīng)力為Bd=785MPa。對(duì)于材料為60Si2MnA的彈簧鋼,其許用應(yīng)力為15001700MPa。所以膜片彈簧符合要求。后備系數(shù)校核:=F1RcZc/Temax經(jīng)計(jì)算,=1.525) 分離指數(shù)目n的選擇 分離指數(shù)目n常取為18,大尺寸膜片彈簧可取24,小尺寸膜片彈簧可取12。本設(shè)計(jì)取n=18。6) 膜片彈簧小端內(nèi)半徑r0及分離軸承作用半徑rf的確定 r0由離合器的結(jié)構(gòu)決定,其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑。rf應(yīng)大于r0。本設(shè)計(jì)取r0=42mm,rf=45mm。7) 切槽寬度1、2窗孔槽寬 及窗孔內(nèi)半徑re的確定 1=3.23.5mm,2=910mm,re的取值應(yīng)滿(mǎn)足r-re2的要求。本設(shè)計(jì)取1=3.5mm,2=10mm,re=120mm。8) 壓盤(pán)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的取值將影響膜片彈簧的剛度。R1應(yīng)略小于R且盡量接近R,r1應(yīng)略大于r且盡量接近r。本設(shè)計(jì)取r1=132mm,R1=154mm。四、 膜片彈簧材料及制造工藝國(guó)內(nèi)膜片彈簧一般采用60Si2MnA或50CrVA等優(yōu)質(zhì)高精度鋼板材料。為了保證其硬度、幾何形狀、金相組織、載荷特性和表面質(zhì)量等要求,需進(jìn)行一系列熱處理。本設(shè)計(jì)膜片彈簧采用60Si2MnA的材料。第五節(jié) 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)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(dòng)系的首端扭轉(zhuǎn)剛度,從而降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)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,使之盡可能避開(kāi)由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵(lì)引起的共振;阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動(dòng)能量。(一) 扭轉(zhuǎn)減振器的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)依據(jù)彈簧元件的不同,扭轉(zhuǎn)減震器又可分為彈簧摩擦式、液阻式和橡膠金屬式三種。本設(shè)計(jì)采用彈簧摩擦式。(二) 扭轉(zhuǎn)減震器的特性及主要參數(shù)的選擇1. 極限轉(zhuǎn)矩Tj極限轉(zhuǎn)矩是指減振器在消除了限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂缺口之間的間隙1時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩,即限位銷(xiāo)起作用時(shí)的轉(zhuǎn)矩。它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 T j = (1.52.0) Temax 式中,商用車(chē):系數(shù)取1.5, 即 Tj= 1.5 Temax = 550Nm2. 扭轉(zhuǎn)角剛度k為了避免引起系統(tǒng)的共振,要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)剛度 ,使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)常用工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)來(lái)初選k為k13Tj =7150 Nm/rad3. 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T 由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度受結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制,不可能很低,故為了在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效地消振,必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T。一般可按下式初選為T(mén) =(0.060.17)T 本設(shè)計(jì)取T=0.1Temax=36.7Nm。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。研究表明,Tn增加,共振頻率將向減小頻率的方向移動(dòng),這是有利的。但是Tn不應(yīng)大于Tj,否則在反向工作時(shí),扭轉(zhuǎn)減振器將提前停止工作,故取Tn= (0.050.15)Temax本設(shè)計(jì)取Tn=35Nm。5. 減震彈簧的位置半徑R0R0的尺寸應(yīng)盡可能大些,一般取R0=(0.600.75)d/2本設(shè)計(jì)取R0=65mm。6. 減振彈簧個(gè)數(shù)ZjZj參照下表選取。摩擦片外徑D/mm225250250325325350350Zj466881010本設(shè)計(jì)取Zj=6。7. 減振彈簧總壓力F當(dāng)限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂之間的間隙1或2被消除,減震彈簧傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值Tj時(shí),減震彈簧受到的壓力F為F= Tj /R0 =550/0.065 =8461.5N(三) 減振彈簧計(jì)算1. 單個(gè)彈簧的工作負(fù)荷FF=F/Zj =8461.5/6=1410.2N2. 彈簧中徑Dc一般由結(jié)構(gòu)布置來(lái)決定,通常Dc1115mm。本次設(shè)計(jì)選取Dc15mm。3. 彈簧鋼絲直徑d式中,扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力可取550600MPa;通常取d=34mm經(jīng)計(jì)算,dmin=0.3mm,現(xiàn)取d=4mm。4. 減振彈簧剛度K應(yīng)根據(jù)已選定的減振器扭轉(zhuǎn)剛度 及其分布半徑尺寸 ,由下式算出,即經(jīng)計(jì)算,K=2825. 減振彈簧有效圈數(shù)i經(jīng)計(jì)算i=2.79,取i=3。 E為材料的剪切彈性模量,對(duì)碳鋼可取E =8.3104MPa。6. 減振彈簧總?cè)?shù)n一般在6圈左右,總?cè)?shù)n和有效圈數(shù)i之間的關(guān)系為n=i+(1.52)本設(shè)計(jì)取n=6。7. 減振彈簧最小長(zhǎng)(高)度lmin指減振彈簧在最大工作負(fù)荷下的工作長(zhǎng)(高)度,考慮到此時(shí)彈簧的被壓縮各圈之間仍需要一定的間隙,可確定為經(jīng)計(jì)算, lmin=26.4mm。8. 減振彈簧總變形量l指減振彈簧在最大工作負(fù)荷下所產(chǎn)生的最大壓縮變形,為經(jīng)計(jì)算,l=5.00mm。9. 減振彈簧總自由高度l0指減振彈簧無(wú)負(fù)荷時(shí)的高度,為經(jīng)計(jì)算,l0=31.4mm。10. 減振彈簧預(yù)變形量l指減振彈簧安裝時(shí)的預(yù)壓縮變形,它和選取的預(yù)緊力矩 有關(guān),其值為經(jīng)計(jì)算,l=0.318mm。11. 減振彈簧安裝工作高度l它關(guān)系到從動(dòng)盤(pán)轂等零件窗口尺寸的設(shè)計(jì),為l= l0-l經(jīng)計(jì)算,l=31.082mm。12. 從動(dòng)盤(pán)鋼片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角j 減振器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩時(shí),從動(dòng)鋼片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的極限轉(zhuǎn)角j與減振彈簧的工作變形量有l(wèi)”關(guān),其值為通常取312 ,對(duì)平順性要求高或工作不均勻的發(fā)動(dòng)機(jī),取上限。經(jīng)計(jì)算j=4。13,符合條件。13. 限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂缺口側(cè)邊的間隙由于限位銷(xiāo)暫時(shí)未選定,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取 一般為2.54mm。因此取4mm。6.限位銷(xiāo)直徑d 按結(jié)構(gòu)布置選定,一般 9.512mm。本次設(shè)計(jì)取 10mm。第六節(jié) 離合器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、 從動(dòng)盤(pán)總成從動(dòng)盤(pán)對(duì)離合器工作性能影響很大,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足如下要求:(1)為了減少變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊,從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小。(2)為了保證汽車(chē)平穩(wěn)起步、摩擦片上的壓力分布更均勻等,從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈性。(3)要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。(4)為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷,從動(dòng)盤(pán)中應(yīng)盡量選裝扭轉(zhuǎn)減振器。本設(shè)計(jì)選用帶扭轉(zhuǎn)減振器的離合器。1. 從動(dòng)盤(pán)鋼片從動(dòng)盤(pán)鋼片設(shè)計(jì)要求:1)盡可能小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。2)具有軸向彈性結(jié)構(gòu)。厚度通常1.32.0mm,本設(shè)計(jì)取厚度2mm,采用整體式彈性從動(dòng)鋼片。波形彈簧片的壓縮行程可取0.81.1mm,取其1.0mm2. 從動(dòng)盤(pán)轂動(dòng)盤(pán)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(lái)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Temax選取從動(dòng)盤(pán)外徑D(mm)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(Nm)花鍵齒數(shù)n花鍵外徑D(mm)花鍵內(nèi)徑d(mm)齒厚b(mm)有效齒長(zhǎng)l(mm)擠壓應(yīng)力(MPa)32538010403254511.6花鍵轂軸向長(zhǎng)度取40mm(一般與花鍵外徑大小相同)jy=Fnhl F=2Temax(D+d)Z h=(D-d)/2經(jīng)計(jì)算,擠壓應(yīng)力jy11.3MPa20Pa,滿(mǎn)足條件。3. 摩擦片從動(dòng)盤(pán)摩擦片應(yīng)有下列的一些綜合性能:1)在工作時(shí)有相對(duì)較高且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)2)具有小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,材料加工性能良好3)在短時(shí)間內(nèi)能吸收相對(duì)高的能量,且有好的熱穩(wěn)定性4)能承受較高的壓盤(pán)作用載荷5)承受相對(duì)較大的離心力載荷而不破壞6)有足夠的剪切強(qiáng)度7)摩擦副有高度的容污性能,不易影響它們的摩擦特性8)具有優(yōu)良的性能/價(jià)格比,不會(huì)污染壞境本設(shè)計(jì)摩擦片選取石棉基摩擦材料,從動(dòng)片采用鉚接方式。二、 離合器蓋總成1. 離合器蓋離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(pán)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(guò)高,可在離合器蓋上開(kāi)較大的通風(fēng)窗孔,或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等。本設(shè)計(jì)離合器蓋厚度為4mm,材料為08鋼,蓋上開(kāi)通風(fēng)窗孔,采用止口對(duì)中2. 壓盤(pán)壓盤(pán)的內(nèi)外徑尺寸決定于摩擦片的內(nèi)外徑尺寸。根據(jù)摩擦片的內(nèi)外徑尺寸,選擇壓盤(pán)外徑為329mm,內(nèi)徑為186mm。為滿(mǎn)足剛度要求,壓盤(pán)厚度取值范圍為1525mm,初選取厚度為18mm。my=V=h(D2-d2)4壓盤(pán)為HT250,密度取7350 kg/m,D=329mm,d=194mm。利用上式求得壓盤(pán)質(zhì)量為7.65kg。下面進(jìn)行離合器接合時(shí)溫升的校核: t=Lcmy L=0.5Ja02 Ja=mark2i02ik2式中,為溫升();L為滑磨功(),為汽車(chē)質(zhì)量轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;為汽車(chē)總質(zhì)量;為車(chē)輪滾動(dòng)半徑;為主傳動(dòng)比,為變速器起步擋傳動(dòng)比;為離合器開(kāi)始滑磨時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度;為分配到壓盤(pán)上的滑磨功所占的百分比,單片離合器壓盤(pán),0.5;雙片離合器壓盤(pán),0.25;雙片離合器中間壓盤(pán),0.5;c為壓盤(pán)的比熱容,對(duì)鑄鐵壓盤(pán)c=544.28J/(kgK);為壓盤(pán)質(zhì)量(kg)。計(jì)算求得=1.123,L=25555J,=3.07,所以壓盤(pán)參數(shù)滿(mǎn)足要求 。壓盤(pán)傳力結(jié)構(gòu)選擇:傳動(dòng)片式傳力結(jié)構(gòu)能消除在傳力開(kāi)始的一瞬間產(chǎn)生沖擊和噪聲的缺點(diǎn),同時(shí)簡(jiǎn)化了壓盤(pán)的結(jié)構(gòu),有利于壓盤(pán)的定中。取3組傳力片,每組4片,傳力片沿圓周切向布置,片厚為1mm,由65Mn制成。3. 分離杠桿裝置離合器的分離裝置包括分離桿、分離軸承和分離套筒。本設(shè)計(jì)采用的膜片彈簧作為壓緊彈簧,因此分離桿的作用由膜片彈簧中的分離指來(lái)完成。根據(jù)JB/T 53122001,選取汽車(chē)離合器分離軸承為適用于低速、高軸向負(fù)荷的軸向推力軸承。 第七節(jié) 離合器的操縱機(jī)構(gòu)1. 對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的基本要求1) 踏板力要盡可能小,乘用車(chē)一般在80150N范圍內(nèi),商用車(chē)不大150200N。2) 踏板行程一般在80150mm內(nèi),最大不應(yīng)超過(guò)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(guò)大而損壞。5) 應(yīng)有足夠的剛度,傳動(dòng)效率要高,工作可靠,壽命長(zhǎng),維修保養(yǎng)方便。本次設(shè)計(jì)時(shí)取最大踏板力為200N,踏板行程100mm。2. 離合器操縱機(jī)構(gòu)選擇液壓式操縱機(jī)構(gòu),具有質(zhì)量小、布置方便、傳動(dòng)效率高,便于采用吊掛式踏板,駕駛室容易密封、發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和駕駛室與車(chē)駕變形不影響其正常工作,離合器結(jié)合比較柔順等優(yōu)點(diǎn),故廣泛應(yīng)用于各種形式的汽車(chē)中。本次設(shè)計(jì)離合器操縱機(jī)構(gòu)采用液壓式。3操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比的確定一般離合器if及ic的大致范圍如下表:壓緊彈簧類(lèi)型周置螺旋彈簧3.66.2712膜片彈簧2.75.41016中央彈簧781315本設(shè)計(jì)選取=12,=7。參考文獻(xiàn)1 紀(jì)名剛,陳國(guó)定,吳立言 機(jī)械設(shè)計(jì) 第8版 高等教育出版社 2006年 2 鞏云鵬,田萬(wàn)祿,張祖立 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 第1版 東北大學(xué)出版社 2000年 3 王望予 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