.離合器參數設計3.1后備系數的選擇離合器的后備系數反映了離合器傳遞發(fā)動機最大扭矩的可靠度，它是離合器設計的一個重要參數。在選擇時，應考慮摩擦片磨損后仍能可靠地傳遞發(fā)動機最大扭矩、防止離合器滑磨時間過長、防止傳動系數過載以及操縱輕便等因素。表3.1 后備系數表車型乘用車及總質量小于6t的商用車最大總質量為614t的商用車掛車后備系數1.201.751.502.251.804.00本設計是基于一款輕型貨車，故選擇后備系數1.21.75，取后備系數=1.5。3.2摩擦片外徑及其他尺寸的確定摩擦片外徑是離合器的基本尺寸參數，它對離合器的結構尺寸、質量的大小和使用壽命的長短都有很大的影響。 摩擦片外徑D（mm）也可根據發(fā)動機最大扭矩Temax(N.m)按如下經驗公式進行初選：D=KDTemax （3-1） 式中：KD為直徑系數，輕卡取17；最大總質量為1.814.0t的商用車，單片離合器取16.018.5;Temax是發(fā)動機最大扭矩，原始設計數據為110N.m:由公式（3-1）代入相關數據，取得：D=178mm根據離合器摩擦片的標準化，系列化原則，根據下表3.2“離合器摩擦片尺寸系列和參數”（即GB145774）精品.表3.2離合器摩擦片尺寸系列和參數外徑內徑厚度內外徑之比單位面積1601103.20.687106001801253.50.694132002001403.50.700160002251503.50.667221002501553.50.620302002801653.50.589402003001753.50.583466003251903.50.5855460035019540.5576780038020540.54072900取摩擦片外徑D=250mm，選定摩擦片的內徑d=155mm,厚度b=3.5mm。單位壓力的確定離合器摩擦力矩Tc的計算Tc=Temax=1.5110=165N.m (3-2)離合器壓盤施加在摩擦面上的工作壓力的計算Rc=2(R3-r3)3(R2-r2)=2(1253-77.53)3(1252-77.52)=103mm (3-3)施加在摩擦面的工作壓力為F=TcfzRc=1650.2520.103=3204N (3-4)式中：z為摩擦面數，單片離合器的z=2,f為摩擦面間的靜摩擦系數，這里取0.25。單位壓力：精品.=FA=F4(D2-d2)=32044(2502-1552)0.107MPa0.35MPa (3-5)粉末冶金鐵基材料單位壓力要求小于0.35MPa,本離合器的單位壓力比規(guī)定值小，故滿足要求。5.3膜片彈簧基本參數的選擇1、比值H/h和 h的選擇：此比值對膜片彈簧的彈性特性影響極大，因此，要利用H/ h對彈簧特性的影響正確地選擇該比值，以得到理想的特性曲線及獲得最佳的使用性能。一般汽車的膜片彈簧H/h值在如下范圍之內：H/h=1.520。2、R及R/r確定: 比值R/r對彈簧的載荷及應力特性都有影響，從材料利用率的角度，比值在1.82.0時，碟形彈簧儲存彈性的能力為最大，就是說彈簧的質量利用率和好。因此設計用來緩和沖擊，吸收振動等需要儲存大量彈性能時的碟簧時選用。對于汽車離合器的膜片彈簧，設計上并不需要儲存大量的彈性能，而是根據結構布置與分離的需要來決定，一般R/r取值為1.21.35.對于R,膜片彈簧大端外徑R應滿足結構上的要求和摩擦片的外徑相適應，大于摩擦片內徑，近于摩擦片外徑。此外，當H，h及R/r等不變時，增加R有利于膜片彈簧應力的下降。初步確定R/r= 3、 膜片彈簧起始圓錐底角: 汽車膜片彈簧一般起始圓錐底角 在915之間， H/(R-r)=134、膜片彈簧小端半徑rf 及分離軸承的作用半徑rp: rf的值主要由結構決定，最小值應大于變速器第一軸花鍵外徑,分離軸承作用半徑r p大于 rf 。5、分離指數目n、切槽寬1 、窗孔槽寬 2、及半徑rc: 分離指數目n常取18，大尺寸膜片彈簧可取24，小尺寸膜片彈簧可取12，本設計取n=18。切槽寬1約為4mm;窗孔槽寬2（2.54）1；窗孔半徑rc一般情況下由（r-rc）(0.81.4)2計算。6、 承環(huán)的作用半徑l和膜片與壓盤接觸半徑L：由于采用推式膜片彈簧，l，L的大小將影響膜片彈簧的剛度，一般來說，l值應盡量靠近r而略大與r。L應接近R略小于R。7、膜片彈簧材料：制造膜片彈簧用的材料，應具有高的彈性極限和屈服極限，高的靜力強度及疲勞強度，高的沖擊強度，同時應具有足夠大的塑性變形性能。按上述要求，國內常用的膜片彈簧材料為硅錳鋼60Si2MnA。精品.5.4膜片彈簧的計算參考同種類產品，并結合本車具體情況，初步選定彈簧的一些參數和尺寸如下：Hh=2,Rr=1.22,=13,R=112.5mm確定膜片彈簧的所有尺寸H=7.4mm, h=3.7mm,R=112.5mm,r=90mm,l=92mmL=110mm,rf=27mm,rp=29mm,n=18,1=4mm,2=10mm1、根據下式（5.1）畫出P曲線P1=Eh16(1-2)lnRrL-l2H-1R-rL-lH-12R-rL-l+H2 (5-1)式中，E彈性模數，鋼材料取E=2.010Mp；泊松比，鋼材料取0.3; h彈簧片厚，; H碟簧部分內截錐高，; 大端變形，; R碟簧部分外半徑（大端半徑），; r碟簧部分內半徑，; L膜片彈簧與壓盤接觸半徑，; l支承環(huán)平均半徑，;（2）推式軸向變形的關系式2=1l-rpL-l (5-2)(3)膜片彈簧小端分離軸承處作用有分離力P2時膜片彈簧壓盤接觸處的變形1和P2的關系式精品.P2=Eh1lnRr61-2L-lL-rpH-1R-rL-lH-12R-rL-l+h2 (5-3)(4)在P2力作用下膜片彈簧小端部分軸承處的變形22=2，+2， （5-4）2，=6P2rp2Eh31112re2rp2-1-2rerp-1+lnrerp+1212r2rp2-re2rp2-2rrp-rerp+lnrrp (5-5)式中1，2為寬度系數：1=1-1nrf+re (5-6)2=1-2nre+r (5-7)設 P1=P16(1-2)(L-l)2Eh41=1h因此式(5.1)就成為：P1=1lnRrHh-1R-rL-lHh-12R-rL-l+1 把有關數值代入上述各式得 P1=1429.3P11=3.7精品. P1=0.852-0.642+0.1463圖5.1 膜片彈簧特性曲線2、確定膜片彈簧的工作點位置取離合器結合時膜片彈簧的大端變形量為1b=0.65H=0.657.4=4.81mm,由特性曲線圖可查得磨片彈簧的壓緊力：P1=P=4729N校核后備系數：=PRCZcTemax=47290.2580.52110000=1.73離合器徹底分離時，膜片彈簧大端的變形量為1d=+f(f即為1f)壓盤的行程f為f=2.4mm,故1d=4.8+2.4=7.2mm離合器剛開始分離時，壓盤的行程f,=1.5mm,此時膜片彈簧最大端的變形量為1c=4.8+1.5=6.3mm摩擦片磨損后，其最大磨損量=1.2mm,故1a=1b-=4.8-1.2=3.6mm精品.3、求離合器徹底分離時分離軸承時軸承作用的載荷P2由公式（5-3），取1=1d則得P2=Eh1dlnRr6(1-2)(L-l)(l-rp)H-1dR-rL-lH-1dR-rL-l2+h2代入有關數值，得P2=2.01053.77.2ln112.59061-0.32110-9292-297.4-7.2112.5-90110-924.3-112.5-902110-925.2+3.72=1625N4、求分離軸承的行程2由公式（5-2），取1=f，則2，=fl-rpL,-l=2.492-29108-92=7.1由公式（5-6）（5-7）得1=1-1nrf+re=1-41822.54+70.5=0.76 2=1-2nre+r=1-121870.5+92=0.684 由公式（5-5）得精品.2，=6P2rp2Eh31112re2rp2-1-2rerp-1+lnrerp+1212r2rp2-re2rp2-2rrp-rerp+lnrrp代入有關數值，得2，=61622922.110429310.761270.52292-1-270.529-1+ln70.529+10.68412902292-70.52292- 2902292-70.52292+ln70.529=1.72mm5、強度校核 膜片彈簧大端的最大變形（離合器徹底分離時）1d=7.2mm。B當=3r-rprP22h2+E1-2R-rrlnRr-1HR-r-121dL-l1dL-l+h2r1dL-l將有關數值代入，得B當=390-29901623.720.684+2.11041-0.32110-9090ln11090-1 7.2105-90-127.2110-907.2108-92+3.72907.2108-92=1586MPa精品.7.1從動盤轂花鍵的設計計算花鍵的結構尺寸可根據從動盤外徑和發(fā)動機轉矩按國標GB114474選取。從動盤外徑D/mm發(fā)動機轉矩/Nm花鍵齒數n花鍵外徑D/mm花鍵內徑d/mm鍵齒寬b/mm有效齒長l/mm擠壓應力/MPa16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.238060010403255515.241072010453656013.143080010453656513.545095010524166512.5這里，所選擇的相關尺寸參數為：花鍵齒數z1=10;花鍵齒長L=35mm;花鍵齒寬b=4mm;花鍵外徑D外=35；花鍵內徑D內=28mm;從動盤數n=1。作用在一個從動盤花鍵上的圓周力為Ft=4Temaxn(D外+D內)=41101（35+28）10-36984N (7-1)擠壓應力為 1=2Ftnz1L(D外-D內)=2698411035(35-28)5.7MPa (7-2)以上所得的擠壓應力值小于推薦許用值（30MPa）,故滿足設計要求。花鍵的剪切應力計算精品.1=FtLbz1=69843.54104.99MPa (7-3)計算結果表明，剪切壓力較低，故滿足要求。如有侵權請聯系告知刪除，感謝你們的配合！精品