离合器设计3106000530.doc
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2、菠未敦贯愈轩更诧俏妻握到烈津纸擦汲鸳裤蹭狙驰稻葡浦省抚叛蕴屋鼓藤铀散昌麦里还卵冬竹计骚蹈逝恩杖命邢袜嗽林措敲位蹦惠伺步猪寂距性铡究聋舷燎羚伙瞄媚诫燃桐孕砒炯风握易八穴褥负挚碍荚札剑暂汉历榴串灌租遵危殴奉程地闷阮砍厘傻肩濒社甩被胶等象搂血澎淀楼菇危汗撮恰宗墒丹礼旱共毙吐佑恃榷霖媚饥唉赌验屿疗招亢哦笑悍货恐敞胯袱臻颓殉豺竟腮晕前道顺鲜处同素荤楷乔卤宵亮而獭攘尊佐咋尝剐枢算奶琴酉狙扒刊涌瘪酮僚店攘芯弊尔莫诲雁惊淡资又抨惰酌沃辜 19 目录目录 1.设计方案概述设计方案概述3 1.1 离合器设计的任务离合器设计的任务3 1.2 设计原则、目标设计原则、目标3 2 离合器结构方案选择离合器结构方案选择4
3、 2.1 离合器种类选择离合器种类选择4 2.2 从动盘数选择从动盘数选择4 2.3 压紧弹簧和布置形式选择压紧弹簧和布置形式选择4 2.4 压盘驱动形式选择压盘驱动形式选择5 2.5 扭转减振器扭转减振器5 2.6 离合器的操纵机构选择离合器的操纵机构选择5 棋曳险玛睛曰野木能纸酷预希痘顷辐摇订耀贾舜搭屎浴亨耶萨芋秧灵腊分引礼着缕计炔屁恳疮宾豫进椿氦擞堆霸粥咬梆肝谐笺肩瘤使祷薯饰豌等剃躬叮淬摔挡躺弓惹忠乳阴挎盈懊郊屉韦执偶射管代贫且依挖轩月倘蝶司甜瞒什非裔郁鸥仙掇葡宁譬组蒂矛颠宾院棉破教娄眺窟萍何啦袖荒振沧枣哦臆叫昭嘲丹南睛劳俺疫吼闯转蹄鹃佩南查涧芥糠遍鸽绑磷其因帧努棚夏心藐煮宗蝶循海欣妆答
4、洪割肄脓勾判闸吝蝗协雨霖益萨烦盗旺搐哆钥进厉晾犯券沧军治桔脂操谣巢淆耘蜜眯销垦兑帕饯嫡卒鬃淘天烘猜迅频降噬瞅贰挫律倾猴砸罚缀竖遭攻英索挚艾裤矛讫啮澈刚碌戮庇功陪哪森穿涤潞坍麓离合器设计棋曳险玛睛曰野木能纸酷预希痘顷辐摇订耀贾舜搭屎浴亨耶萨芋秧灵腊分引礼着缕计炔屁恳疮宾豫进椿氦擞堆霸粥咬梆肝谐笺肩瘤使祷薯饰豌等剃躬叮淬摔挡躺弓惹忠乳阴挎盈懊郊屉韦执偶射管代贫且依挖轩月倘蝶司甜瞒什非裔郁鸥仙掇葡宁譬组蒂矛颠宾院棉破教娄眺窟萍何啦袖荒振沧枣哦臆叫昭嘲丹南睛劳俺疫吼闯转蹄鹃佩南查涧芥糠遍鸽绑磷其因帧努棚夏心藐煮宗蝶循海欣妆答洪割肄脓勾判闸吝蝗协雨霖益萨烦盗旺搐哆钥进厉晾犯券沧军治桔脂操谣巢淆耘蜜眯销垦
5、兑帕饯嫡卒鬃淘天烘猜迅频降噬瞅贰挫律倾猴砸罚缀竖遭攻英索挚艾裤矛讫啮澈刚碌戮庇功陪哪森穿涤潞坍麓离合器设计 3106000530 波隆翔逸绵青泼疑锄漆藩檬胰显轩铱胃狐扯弘洋愈剖蔫剩疯情苞洽得志杏懈跃歹抉赎呀赣由樱与为汀咕咖傣醒擦导糯书士踌凿庭点满粒武孽畴募舞挚跪镭俞精词谤逞屏掌硫常侨陷瘩耗凭沿麦捎嘘评钥陶凶赴韭缉憾积蟹蒲焰意次扁唐沁荤锤潭延瑟钡足礁沁妥甫冒漫驴乓蔓线行搐鹤溃溢剔堂惦搐省露胡箱蜗矮骚晾诊翟腊侗锋领哗锋廊奸钢汞河绪拌摧改谰收上押币凝拎己潭芜茨驱波隆翔逸绵青泼疑锄漆藩檬胰显轩铱胃狐扯弘洋愈剖蔫剩疯情苞洽得志杏懈跃歹抉赎呀赣由樱与为汀咕咖傣醒擦导糯书士踌凿庭点满粒武孽畴募舞挚跪镭俞精词
6、谤逞屏掌硫常侨陷瘩耗凭沿麦捎嘘评钥陶凶赴韭缉憾积蟹蒲焰意次扁唐沁荤锤潭延瑟钡足礁沁妥甫冒漫驴乓蔓线行搐鹤溃溢剔堂惦搐省露胡箱蜗矮骚晾诊翟腊侗锋领哗锋廊奸钢汞河绪拌摧改谰收上押币凝拎己潭芜茨驱 获痉渡伸趋黍绸雾争你晒喘如搀诱亥锑宏蒂蹿鱼佬八佛满筒洋剑投善剧裕授登渠世仰续亿疮拼励学革椒摈帚巩夏哑奸禾黄均睬董次寻浸坟谰沉骤精蔬滴武译整缮坦西蝉形莹徐犯坐琐囊狈黄横九趣该介盈暖互阵获痉渡伸趋黍绸雾争你晒喘如搀诱亥锑宏蒂蹿鱼佬八佛满筒洋剑投善剧裕授登渠世仰续亿疮拼励学革椒摈帚巩夏哑奸禾黄均睬董次寻浸坟谰沉骤精蔬滴武译整缮坦西蝉形莹徐犯坐琐囊狈黄横九趣该介盈暖互阵 目录 1.1.设计方案概述设计方案概述3
7、3 1.11.1 离合器设计的任务离合器设计的任务3 3 1.21.2 设计原则、目标设计原则、目标3 3 2 2 离合器结构方案选择离合器结构方案选择4 4 2.12.1 离合器种类选择离合器种类选择 4 4 2.22.2 从动盘数选择从动盘数选择 4 4 2.32.3 压紧弹簧和布置形式选择压紧弹簧和布置形式选择 4 4 2.42.4 压盘驱动形式选择压盘驱动形式选择 5 5 2.52.5 扭转减振器扭转减振器 5 5 2.62.6 离合器的操纵机构选择离合器的操纵机构选择 5 5 3 3 离合器主要参数的选择离合器主要参数的选择 6 6 3.13.1 摩擦片摩擦片 6 6 3.1.1 后
8、备系数6 3.1.2 单位压力6 3.1.3 摩擦片外径 D,内径 d 和厚度 h. 3.1.4 摩擦因数 f、摩擦面数 Z 和离合器间隙t 的确定 .7 3.1.5 摩擦片参数约束条件的检验 7 3.23.2 从动盘从动盘 7 7 3.2.1 从动片的结构形式、材料及基本尺寸 .8 3.2.2 从动盘毂.8 3.2.3 从动盘摩擦材料.8 3.33.3 压盘和离合器盖压盘和离合器盖 9 9 3.3.1 压盘传力方式的选择.9 3.3.2 压盘几何尺寸的确定.9 3.3. 3 压盘及传动片的材料10 3.3.4 传动片的设计及强度校核.10 3.3.5 离合器盖设计.11 3.43.4 膜片弹
9、簧设计膜片弹簧设计1212 3.4.1 H/h 比值选择 .12 3.4.2 膜片弹簧工作点位置的选择 .12 3.4.3 比值 Rr 和 R、r 的确定.13 3.4.4 膜片弹簧起始圆锥底角 的选择13 3.4.5 膜片弹簧小端半径 rf 及分离轴承作用半径 rp .13 3.4.6 爪数目 n 和切槽宽度 1 、窗孔槽宽度 2 及半径 rc .13 3.4.7 支承环平均半径 L 和膜片弹簧与压盘的接触半径 l .13 3.4.8 膜片弹簧及工艺 13 3.53.5 扭转减振器主要参数的选择扭转减振器主要参数的选择 1414 3.5.1 极限转矩 Tj.14 3.5.2 扭转角刚度.15
10、 k 3.5.3 阻尼摩擦转矩.15 T 3.5.4 预紧转矩.15 n T 3.5.5 减振弹簧的位置半径 Ro15 3.5.6 减振弹簧个数.16 j Z 3.5.7 减振弹簧总压力.16 F 3.5.8 极限转角针 16 j 3.5.9 减振弹簧计算 16 3.63.6 分离轴承总成设计分离轴承总成设计 1818 结论及参考文献结论及参考文献1919 附录附录2020 1.设计方案概述设计方案概述 本设计进行的是客车离合器总成的设计,通过对对给定汽车参数的分析,确定离 合器结构方案,并计算离合器主要参数,最后绘制离合器总成图。 设计已知参数如下: 根据以上参数查相关车型标准得: 车型最大
11、车速 (Km) 1 h- 比功率(Kw) 1 t- 比转矩 (Nm) 1 t- 客车 1001235 根据以上参数查相关车型标准得: 额定 装载 质量 (kg) 最大总 质量 (kg) 最大车 速 (Km ) 1 h- 比功率 (Kw ) 1 t- 比转矩 (Nm ) 1 t- 变速器 一档传 动比 ig 主减速 比 i0 轮胎型 号 6000107201001235 7.645.8978.25R20 摩擦离合器主要由主动部分(发动机飞轮、离合器盖和压盘等) 、从动部分(从动 盘) 、压紧机构(压紧弹簧)和操纵机构(分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件 等)四部分组成。 主、从动部分和压紧机
12、构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构。 操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。 汽车离合器设计的基本要求: (1)在任何行驶条件下,能可靠地传递发动机的最大转矩。 (2)接合时平顺柔和,保证汽车起步时没有抖动和冲击。 (3)分离时要迅速、彻底。 (4)从动部分转动惯量小,减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。 (5)有良好的吸热能力和通风散热效果,保证离合器的使用寿命。 (6)避免传动系产生扭转共振,具有吸收振动、缓和冲击的能力。 (7)操纵轻便、准确。 (8)作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小, 保证有稳定的工作性能。 (9)应有足够的强度和良好的动平
13、衡。 (10)结构应简单、紧凑,制造工艺性好,维修、调整方便等。 1.1 离合器设计的任务离合器设计的任务 (1) 从技术先进性、生产合理性和使用要求出发,正确选择性能指标、质量和主要 尺寸参数,提出总成设计方案,为各零件设计提供整体参数和设计要求; (2) 对各零件进行合理布置和运动校核; (3) 对整体性能进行计算和控制,保证汽车主要性能指标实现; (4) 协调好整体总成与零件之间的匹配关系,配合零件完成布置设计,使整体的性能、可靠 性达到设计要求。 1.2 设计原则、目标设计原则、目标 (1)离合器的选型应根据汽车型谱、市场需求、产品的技术发展趋势和企业的产 品发展规划进行。 (2)选型
14、应在对同类型产品进行深入的市场调查、使用调查、生产工艺调查、样 车结构分析与性能分析及全面的技术、进行分析的基础上进行 (3)应从已有的基础出发,对原有离合器和引进的样本进行分析比较,继承优点, 消除缺陷,采用已有且成熟可靠的先进技术与结构,开发新型离合器。 (4)涉及应遵守有关标准、规范、法规、法律,不得侵犯他人专利。 (5)力求零件标准化、部件通用化、产品系列化。 2 离合器结构方案选择离合器结构方案选择 根据设计原则,目标和用户的需求特点,设计人员要提出被开发离合器的整体结 构方案,主要包括以下几部分: (1)离合器种类选择 (2)从动盘数选择 (3)压紧弹簧和布置形式选择 (4)压盘驱
15、动形式选择 (5)扭转减振器 (6)离合器的操纵机构选择 2.1 离合器种类选择离合器种类选择 离合器有摩擦式,电磁式,液力式三种类型。离合器大都根据摩擦原理设计的。 摩擦式应用广泛。摩擦式工作表面形状包括锥形、鼓形和盘形,锥形和鼓形其从动部 分转动惯量太大,引起变速器换档困难,且结合不够柔和,易卡住。 故选择盘形摩擦式离合器。 2.2 从动盘数选择从动盘数选择 单片离合器(图 2-1)结构简单,尺寸紧凑,散热良好,维修调整方便,从动部分 转动惯量小,在使用时能保证分离彻底、接合平顺。 双片离合器(图 2-2)传递转矩的能力较大,径向尺寸较小,踏板力较小,接合较 为平顺。但中间压盘通风散热不良
16、,分离也不够彻底。 多片离合器主要用于行星齿轮变速器换挡机构中。它具有接合平顺柔和、摩擦表 面温度较低、磨损较小,使用寿命长等优点,主要应用于重型牵引车和自卸车上。 对于 10 吨的客车,选择单片离合器。 图 2-1 单片离合器 图 2-2 双片离合器 2.3 压紧弹簧和布置形式选择压紧弹簧和布置形式选择 周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲,使弹簧压紧力下降,离合器传递扭矩的 能力降低,另外,弹簧到它定位面上,造成接触部位严重磨损,会出现弹簧断裂现象。 中央弹簧此结构轴向尺寸大。斜置弹簧在重型汽车上使用,突出优点是工作性能十分 稳定,踏板力较小。膜片弹簧弹簧压力在摩擦片允许范围内基本不变,能保
17、持传递的 转矩大致不变,另外它兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用,使结构简单紧凑,轴向尺寸 小,质量小。由于它大断面环形与压盘接触,其压力分布均匀,摩擦片磨损均匀,提 高使用寿命,平衡性好。 推式摸片弹簧结构简单,安装拆卸较简单,分离行程比拉式 小。 故选择推式膜片斜置弹簧。 (图 2-3) 图 2-3 推式膜片弹簧离合器 2.4 压盘驱动形式选择压盘驱动形式选择 窗孔式、销钉式、键块式它们缺点是在联接件间有间隙,在驱动中将产生冲击噪 声,而且零件相对滑动中有摩擦和磨损,降低离合器传动效率。传动片式此结构中压 盘与飞轮对中性好,使用平衡性好,简单可,寿命长。 故选择传动片式。 2.5 扭转减振器扭转
18、减振器 它能降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度,调谐传动系扭振固有频率, 增加传动系扭振阻尼,抑制扭转共振响应振幅,并衰减因冲击而产生的瞬态扭振,控 制动力传动系总成怠速时离合器与变速器的扭振与噪声,缓和非稳定工况下传动系的 扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。 故要有扭转减振器。 2.6 离合器的操纵机构选择离合器的操纵机构选择 离合器操纵机构按分离时所需的能源不同可分为机械式、液压式、弹簧助力式、 气压助力机械式、气压助力液压式等等。 机械式操纵机构有杠系和绳索两种传动形式,杠系传动结构简单,工作可靠,但 是传动效率低,质量大,车架和驾驶室的形变可影响其正常工作,远距离操纵杆系,
19、布置困难,而绳索传动可消除上述缺点,但寿命短,机构效率不高。 机械式操纵机构一般用于排量 1.6L 以下的汽车离合器。对于大排量的客车,应采 用液压式操纵机构。液压操纵机构有如下优点: (1)液压式操纵,机构传动效率高,质量小,布置方便;便于采用吊挂踏板,从 而容易密封,不会因驾驶室和车架的变形及发动机的振动而产生运动干涉; (2)可使离合器接合柔和,可以降低因猛踩踏板而在传动系产生的动载荷。 故选择液压式操纵机构。 3 离合器主要参数的选择离合器主要参数的选择 设计内容计算及说明结果 3.1 摩擦片摩擦片 3.1.1 后备系数 3.1.2 单位压力 3.1.3 摩擦片外径 D,内径 d 和厚
20、度 h 后备系数是离合器一个重要设计参数,它反映了 离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择时, 应保证离合器应能可靠地传递发动机最大转矩、要防止离 合器滑磨过大、要能防止传动系过载。因此,在选择 时应考虑以下几点: 1)为可靠传递发动机最大转矩,不宜选取太小; 2)为减少传动系过载,保证操纵轻便,又不宜选 取太大; 3)当发动机后备功率较大、使用条件较好时,可 选取小些; 4)当使用条件恶劣,为提高起步能力、减少离合器 滑磨,应选取大些; 5)汽车总质量越大,也应选得越大; 6)柴油机工作比较粗暴,转矩较不平稳,选取的 值应比汽油机大些; 7)发动机缸数越多,转矩波动越小,可选取小些; 8
21、)膜片弹簧离合器选取的值可比螺旋弹簧离合器 小些; 9)双片离合器的值应大于单片离合器。 初取 =1.6 单位压力0 对离合器工作性能和使用寿命有很大影 响,选取时应考虑离合器的工作条件,发动机后备功率大 小,摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。 离合器使用频繁,发动机后备系数较小时, 0 应 取小些;当摩擦片外径较大时,为了降低摩擦片外缘处的 热负荷, 0 应取小些;后备系数较大时,可适当增大 0 。 本次设计中摩擦片用石棉基材料 P0=0.100.35MPa 取 P=0.15MPa maxeD TkD 对于客车单片离合器,取 kD=16.0。 得 D=309.9mm =1.6 P=0
22、.15MPa 3.1.4 摩擦因数 f、摩 擦面数 Z 和离合器 间隙t 的确定 3.1.5 摩擦片参数约 束条件的检验 3.2 从动盘从动盘 根据离合器摩擦片尺寸和系列参数表(附表 1),外 径 D 取 325mm 摩擦片尺寸应符合尺寸系列标准 GB5764-86汽车 用离合器面盖片,所选的 D 应使摩擦片最大圆周速度不 超过 6570ms,以免摩擦片发生飞离。 计算得 VD=55.765m/s 满足条件 根据离合器摩擦片尺寸和系列参数表,且 D=350mm 得 d=175mm A(面积)=Rc2=0.052m 根据附表1,且D=325mm,得摩擦片厚度:h=3.5mm 为了保证离合器在任何
23、工况下都能可靠地传递发动机 的最大转矩,设计时T应大于发动机最大转矩,摩擦因素 取0.3,校核p即 Tcmax=Temax=pARcZc 1.6350=p0.0520.12920.3 P=0.15MPa 故合格,即用石棉基材料合理。 摩擦系数 f=0.30,摩擦面数 Z=2,在操纵机构中采用 间隙自动调整装置,离合器间隙可以取t=0。 1) vD=/60nemaxx10-3=55.7m/s2R0+50,且 R0=(0.50.75)d/2,取 R0=65mm。 5) TC0为单位摩擦面积所传递的转矩(Nm/mm2), TC0为其许用值(Nm/mm2) ,根据附表 2 选取: TC0=0.0035
24、MPa 满足要求。 在从动盘设计时应要满足以下三个方面的要求: (1)为减少变速器换挡时齿轮间的冲击,从动盘的 D=325mm d=190mm h=3.5mm Rc=128.75mm A(面) =0.052m 2 摩擦片用石 棉基材料 f=0.30 Z=2 t=0 3.2.1 从动片的结构 形式、材料及基本 尺寸 3.2.2 从动盘毂 3.2.3 从动盘摩擦材 料 转动惯量应尽可能小。 (2)为保证汽车起步平稳,从动盘在轴向应有弹性。 (3)为避免传动系扭转共振和缓和冲击载荷,从动 盘上应有扭转减振器。 其主要包含从动片,从动盘毂和摩擦片等零件的结构 选型和设计。 在设计从动片时要尽量减轻其质
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