汽車設(shè)計課程設(shè)計離合器設(shè)計說明書.doc
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汽車設(shè)計課程設(shè)計說明書新賽歐1.2L汽車離合器設(shè)計設(shè)計者: 指導(dǎo)教師:上海理工大學(xué)2014年6月28日目錄第1章 緒論11.1 離合器的基本組成11.2 離合器的功用及分類11.3 課程設(shè)計目的21.4 離合器的設(shè)計的基本要求21.5 設(shè)計步驟3第2章 離合器結(jié)構(gòu)方案分析42.1 離合器車型的選定42.2 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計72.2.1摩擦離合器的組成72.2.2從動盤數(shù)的選擇82.2.3壓緊彈簧和布置形式的選擇82.2.4膜片彈簧的支撐形式選擇102.2.5壓盤驅(qū)動形式選擇112.2.6扭轉(zhuǎn)減震器112.2.7膜片彈簧離合器的工作原理11第3章 離合器基本參數(shù)的確定123.1 離合器后備系數(shù)123.2 單位壓力P0123.3 摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b133.4 摩擦因數(shù)f、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙t14第4章 離合器基本參數(shù)的約束條件154.1 摩擦片外徑D154.2 摩擦片的內(nèi)、外徑比c154.3 后備系數(shù)154.4 摩擦片內(nèi)徑d154.5 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩Tc0154.6 單位壓力p0164.7 離合器單位摩擦面積滑磨功16第5章 離合器主要零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算185.1 從動盤總成設(shè)計185.1.1 從動盤總成的結(jié)構(gòu)型式的選擇185.1.2 從動片結(jié)構(gòu)型式的選擇195.1.3 從動盤轂的設(shè)計195.2 離合器蓋總成設(shè)計205.2.1 離合器蓋設(shè)計205.2.2 壓盤設(shè)計215.3 離合器分離裝置設(shè)計215.3.1 分離軸承215.3.2 分離套筒215.4 膜片彈簧的設(shè)計225.4.1 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇225.4.2 膜片彈簧基本參數(shù)約束條件的檢驗245.4.3 膜片彈簧材料及制造工藝265.5 扭轉(zhuǎn)減振器265.5.1 扭轉(zhuǎn)減振器的功用265.5.2 扭轉(zhuǎn)減振器組成275.5.3 減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計275.5.4 離合器輸出軸的設(shè)計32謝辭32參考資料第1章 緒 論1.1 離合器概述離合器位于發(fā)動機(jī)和變速器之間的飛輪殼內(nèi),用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上,它的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過程中,駕駛員可根據(jù)需要踩下離合器或松開離合器踏板,使發(fā)動機(jī)與變速箱暫時分離或逐漸接合,以切斷或傳遞發(fā)動機(jī)向變速器輸入的動力。1.1.1離合器的基本組成一般由主動部分(飛輪、離合器蓋、壓盤)、從動部分(從動盤)、壓緊機(jī)構(gòu)(壓緊彈簧)、操縱機(jī)構(gòu)(分離叉、分離軸承、離合器踏板、傳動部件)四大部分組成。1.1.2離合器的功用及分類離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連接的總成,其主要功用是切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞,以保證汽車起步時將發(fā)動機(jī)與傳動系平順地接合,確保汽車平穩(wěn)起步;在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系分離,減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊;在工作中受到大的動載荷時,能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩,防止傳動系各零件因過載而損壞;有效地降低傳動系中的振動和噪聲。汽車離合器有摩擦式離合器、液力耦合器、電磁離合器等幾種。目前在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦離合器(簡稱為摩擦離合器)。摩擦式離合器又分為濕式和干式兩種。干式摩擦式離合器,按其從動盤的數(shù)目,又分為單盤式、雙盤式和多盤式等幾種。濕式摩擦式離合器一般為多盤式的,浸在油中以便于散熱。1.1.3離合器的設(shè)計的基本要求為了保證離合器具有良好的工作性能,對汽車離合器設(shè)計提出如下基本要求:1) 在任何行駛條件下,既能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩,并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備,又能防止傳動系過載。2) 接合時要完全、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(zhuǎn)動慣量要小,以減輕換擋時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高,延長其使用壽命。6) 應(yīng)能避免和衰減傳動系的扭轉(zhuǎn)共振,并具有吸收振動、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) 作用在從動盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過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)度和良好的動平衡,以保證其工作可靠、壽命長。10) 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊、質(zhì)量小,制造工藝性好,拆裝、維修、調(diào)整方便等。1.1.4離合器設(shè)計的任務(wù)1) 從技術(shù)先進(jìn)性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā),正確選擇性能指標(biāo)、質(zhì)量和主要尺寸參數(shù),提出總成設(shè)計方案,為各零件設(shè)計提供整體參數(shù)和設(shè)計要求;2) 對各零件進(jìn)行合理布置和運(yùn)動校核;3) 對整體性能進(jìn)行計算和控制,保證汽車主要性能指標(biāo)實現(xiàn);4) 協(xié)調(diào)好整體總成與零件之間的匹配關(guān)系,配合零件完成布置設(shè)計,使整體的性能及可靠性達(dá)到設(shè)計要求。1.1.5設(shè)計原則及目標(biāo)1) 離合器的選型應(yīng)根據(jù)汽車型譜、市場需求、產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢和企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。2) 選型應(yīng)在對同類型產(chǎn)品進(jìn)行深入的市場調(diào)查、使用調(diào)查、生產(chǎn)工藝調(diào)查、樣車結(jié)構(gòu)分析與性能分析及全面的技術(shù)、進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行3) 應(yīng)從已有的基礎(chǔ)出發(fā),對原有離合器和引進(jìn)的樣本進(jìn)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(jìn)技術(shù)與結(jié)構(gòu),開發(fā)新型離合器。4) 涉及應(yīng)遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法規(guī)、法律,不得侵犯他人專利。5) 力求零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化。圖1-1離合器爆炸圖第2章 離合器結(jié)構(gòu)方案選取2.1 離合器車型的選定2.1.1 車型簡介雪佛蘭新賽歐是上海通用汽車有限公司針對現(xiàn)今中國家庭用車實際需求,在原賽歐基礎(chǔ)上全新打造的產(chǎn)品。泛亞汽車技術(shù)中心積聚其優(yōu)秀的開發(fā)團(tuán)隊,歷時近兩年,對原賽歐的整體外觀造型、內(nèi)飾、動力總成系統(tǒng)等方面進(jìn)行了全面升級更新,使新賽歐更符合中國大眾化汽車消費者當(dāng)前對普通家轎的需求,帶給消費者全新的體驗。作為年輕活力、值得信賴的國際品牌,雪佛蘭志在成為各個細(xì)分市場年輕人和年輕家庭的首選。新賽歐的打造傳承了雪佛蘭品牌富有駕駛樂趣的操控性能、運(yùn)動風(fēng)格的造型設(shè)計和價值體驗最大化的產(chǎn)品理念。在造型設(shè)計上,新賽歐體現(xiàn)了雪佛蘭全球設(shè)計語言;1.2L和1.4L發(fā)動機(jī)賦予新賽歐高效動力,配合扎實運(yùn)動的底盤為消費者帶來靈活精準(zhǔn)的操控感受。通過貫穿始終的全球產(chǎn)品開發(fā)流程、全球工程和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及嚴(yán)格的成本控制目標(biāo),雪佛蘭新賽歐在達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)、國際品質(zhì)的同時,也將以極具價格競爭力的國際品牌家轎形象樹立國內(nèi)小車的全新價值標(biāo)桿。2.1.2車型基本參數(shù)如下表:表2-1起亞獅跑2.0L GL MT 兩驅(qū)版基本參數(shù)參數(shù)類型參數(shù)數(shù)值車身參數(shù)長寬高(mmmmmm)424916901505軸距(mm)2465整備質(zhì)量(kg)1040車門數(shù)座位數(shù)5變速箱參數(shù)變速器類型手動擋位數(shù)5發(fā)動機(jī)參數(shù)最大功率(kw/rpm)64/6000最大扭矩( Nm/rpm)115/4400最高轉(zhuǎn)速(rpm)6500汽缸排列形式直列汽缸數(shù)4每缸氣門數(shù)4燃油供給方式多點電噴汽缸容積(ml)1206缸蓋材質(zhì)鋁續(xù)表2-1參數(shù)類型參數(shù)數(shù)值發(fā)動機(jī)參數(shù)缸體材質(zhì)鑄鐵進(jìn)氣方式自然吸氣發(fā)動機(jī)放置位置前置驅(qū)動方式前輪驅(qū)動燃料類型93#以上無鉛汽油油箱容積(L)42底盤參數(shù)前懸掛類型麥弗遜式獨立懸架后懸掛類型扭力梁式半獨立懸架助力類型機(jī)械液壓助力前制動器類型盤式后制動器類型鼓式手剎類型機(jī)械駐車制動前輪胎規(guī)格175/65 R14后輪胎規(guī)格175/65 R14備胎規(guī)格非全尺寸性能參數(shù)最高車速(km/h)1652.2離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計2.2.1摩擦離合器的組成1. 主動部分:包括飛輪、離合器蓋、壓盤等部件。這部分與發(fā)動機(jī)曲軸連在一起,離合器蓋與飛輪靠螺栓連接,壓盤與離合器蓋之間是靠34個傳動片傳遞轉(zhuǎn)矩的。從動部分是由單片、雙片或多片從動盤所組成,它將主動部分通過摩擦傳來的動力傳給變速器的輸入軸。從動盤由從動盤本體,摩擦片和從動盤轂三個基本部分組成。2. 壓緊機(jī)構(gòu):壓緊機(jī)構(gòu)主要由螺旋彈簧或膜片彈簧(又稱碟簧)組成,與主動部分一起旋轉(zhuǎn),它以離合器蓋為依托,將壓盤壓向飛輪,從而將處于飛輪和盤壓間的從動盤壓緊。3. 操縱機(jī)構(gòu):操縱機(jī)構(gòu)是為駕駛員控制離合器分離與接合程度的一套專設(shè)機(jī)構(gòu),它是由位于離合器殼內(nèi)的分離杠桿(在膜片彈簧離合器中,膜片彈簧兼起分離杠桿的作用)、分離軸承、分離套筒、分離叉、回位彈簧等部件組成的分離機(jī)構(gòu)和位于離合器殼外的離合器踏板及傳動機(jī)構(gòu)、助力機(jī)構(gòu)等組成。4. 其他部件:為了避免轉(zhuǎn)動方向的共振,緩和傳動系受到的沖擊載荷,大多數(shù)汽車都在離合器的從動盤上附裝有扭轉(zhuǎn)減振器(如圖2-1)。為了使汽車能平穩(wěn)起步,離合器應(yīng)能柔和接合,這就需要從動盤在軸向具有一定彈性。為此,往往在動盤本體圓周部分,沿徑向和周向切槽。再將分割形成的扇形部分沿周向翹曲成波浪形,兩側(cè)的兩片摩擦片分別與其對應(yīng)的凸起部分相鉚接,這樣從動盤被壓縮時,壓緊力隨翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大,從而達(dá)到接合柔和的效果。(如圖2-2) 圖2-1從動盤附裝扭轉(zhuǎn)減振器 圖2-2帶減振器的從動盤2.2.1 從動盤數(shù)的選擇1. 單片離合器對乘用車和最大總質(zhì)量小于6t的商用車而言,發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般不大,在布置尺寸容許的條件下,離合器通常只設(shè)有一片從動盤,如圖2-3所示。單片離合器結(jié)構(gòu)簡單,軸向尺寸緊湊,散熱良好,維修調(diào)整方便,從動部分轉(zhuǎn)動慣量小,在使用時能保證分離徹底,采用軸向有彈性的從動盤可保證接合平順。2. 雙片離合器雙片離合器(圖2-4)與單片離合器相比,由于摩擦面數(shù)增加一倍,因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大;結(jié)合更為平順、柔和;在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下,徑向尺寸較小,踏板力較小;中間壓盤通風(fēng)散熱性差,容易引起摩擦片過熱,加快其磨損甚至燒壞;分離行程較大,不易分離徹底,所以,設(shè)計時在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施;軸向尺寸較大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜;從動部分的轉(zhuǎn)動慣量較大。這種結(jié)構(gòu)一般用在傳遞轉(zhuǎn)矩較大且徑向尺寸受到限制的場合。3. 多片離合器多片離合器多為濕式,具有接合更加平順柔和,摩擦表面溫度較低,磨損較小,使用壽命長等優(yōu)點。但分離行程大,分離不徹底,軸向尺寸和從動部分轉(zhuǎn)動慣量大,主要應(yīng)用于最大總質(zhì)量大于14t的商用車的行星齒輪變速器換擋機(jī)構(gòu)中。本次設(shè)計為轎車膜片彈簧離合器的設(shè)計,設(shè)計原始數(shù)據(jù)為:發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Te max=115 Nm,轉(zhuǎn)矩較大,故選用單片摩擦離合器作為本次設(shè)計對象。 圖2-3單片離合器 圖2-4雙片離合器2.2.2 壓緊彈簧布置形式選擇1. 周置彈簧離合器周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧,其特點是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易,因此應(yīng)用較為廣泛。此結(jié)構(gòu)中彈簧壓力直接作用于壓盤上。為了保證摩擦片上壓力均勻,壓緊彈簧的數(shù)目不應(yīng)太少,要隨摩擦片直徑的增大而增多,而且應(yīng)當(dāng)是分離杠桿的倍數(shù)。在某些重型汽車上,由于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩較大,所需壓緊彈簧數(shù)目較多,可將壓緊彈簧布置在兩個同心圓周上。壓緊彈簧直接與壓盤接觸,易受熱退火,且當(dāng)發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時,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,離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力隨之降低。此外,彈簧靠到它的定位面上,造成接觸部位嚴(yán)重磨損,甚至?xí)霈F(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。2. 中央彈簧離合器中央彈簧離合器采用一至兩個圓柱螺旋彈簧或用一個圓錐彈簧作為壓緊彈簧,并且布置在離合器的中心,此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。由于可選較大的杠桿比,因此可得到足夠的壓緊力,且有利于減小踏板力,使操縱輕便。此外,壓緊彈簧不與壓盤直接接觸,不會使彈簧受熱退火,通過調(diào)整墊片或螺紋容易實現(xiàn)對壓緊力的調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)多用于重型汽車上。3. 斜置彈簧離合器斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力盤上,并通過壓桿作用在壓盤上。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點是在摩擦片磨損或分離離合器時,壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。與上述兩種離合器相比,具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小的突出優(yōu)點。此結(jié)構(gòu)在重型汽車上已有采用。4. 膜片彈簧離合器膜片彈簧離合器的制造工藝較復(fù)雜,對材質(zhì)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(shè)計方法的逐步完善,膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此,膜片彈簧離合器不僅在轎車上被大量采用,而且在輕、中、重型貨車以及客車上也被廣泛采用。膜片彈簧離合器(圖2-5)有以下優(yōu)點:1) 膜片彈簧有理想的非線性特性,彈簧壓力在摩擦片允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變,因而離合器工作中能保持其傳遞的轉(zhuǎn)矩的大致不變。當(dāng)離合器分離時,彈簧壓力較圓柱螺旋彈簧,有所下降,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(jié)構(gòu)簡單緊湊,軸向尺寸小,零件數(shù)目少,質(zhì)量??;3) 高速旋轉(zhuǎn)時,彈簧壓緊力降低很少,性能較穩(wěn)定;而圓柱彈簧壓緊力明則顯下降;4) 膜片彈簧以整個圓周與壓盤接觸,使壓力分布均勻,摩擦片接觸良好摩擦片磨損均勻;5) 易于實現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱,使用壽命長;6) 膜片彈簧中心與離合器中心線重合,平衡性好; 圖2-5推式膜片彈簧離合器7) 有利于大批量生產(chǎn),降低制造成本。綜上所述,本次設(shè)計的轎車離合器應(yīng)選擇推式膜片彈簧離合器2.2.3 壓盤的驅(qū)動方式選擇壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動片式多種。前三種的共同缺點是在聯(lián)接件之間都有間隙,在驅(qū)動中將產(chǎn)生沖擊和噪聲,而且在零件相對滑動中有摩擦和磨損,降低了離合器傳動效率。傳動片式是近年來廣泛采用的結(jié)構(gòu),沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接,傳動片的彈性允許其作軸向移動。當(dāng)發(fā)動機(jī)驅(qū)動時,鋼帶受拉;當(dāng)拖動發(fā)動機(jī)時,鋼帶受壓。此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對中性能好,使用平衡性好,使用可靠,壽命長。但反向承載能力差,汽車反拖時易折斷傳動片,故對材料要求較高,一般采用高碳鋼。使用彈性傳動片的方式不僅消除了前三種的缺點,而且簡化了結(jié)構(gòu),降低了對裝配精度的要求且有利于壓盤的定中,固選用彈性傳動片式驅(qū)動壓盤。2.3離合器設(shè)計方案的確定2.3.1離合器結(jié)構(gòu)圖鑒于以上結(jié)構(gòu)方案的分析比較,再結(jié)合離合器的實用性、可靠性、工藝性及經(jīng)濟(jì)性分析,本次離合器設(shè)計,方案最終確立為干式單片摩擦離合器。2.3.2離合器工作原理和構(gòu)造示意圖發(fā)動機(jī)工作時,飛輪和壓盤通過它們與摩擦片之間的摩擦帶動從動盤轂一起旋轉(zhuǎn),再由花鍵連接將扭矩傳遞給主、副傳動軸。當(dāng)駕車者踩下離合器踏板,操縱部分的分離叉將分離軸承推向前,推動分離杠桿克服壓緊簧反力,拉動主離合器壓盤向后移動,解除了主離合器壓盤與摩擦片之間的壓緊力,此時主離合器分離,發(fā)動機(jī)只能帶動主動部分及副離合器旋轉(zhuǎn),無法將扭矩傳遞給主傳動軸。當(dāng)駕駛者繼續(xù)踩離合器踏板時,分離拉桿螺栓將克服膜片彈簧及組合彈簧反力拉動副離合器壓盤向后移動,解除了副離合器壓盤與副摩擦片之間的壓緊力,此時,副離合器也分離,發(fā)動不再有功率輸出。當(dāng)駕車者松開離合器踏板,操縱部分通過回位彈簧將分離軸承拉回來,膜片彈簧先恢復(fù)原位,副離合器嚙合;隨后分布在主離合器壓盤上的組合彈簧恢復(fù)原位,主離合器也嚙合。具體工作過程圖如下:圖2-5 摩擦離合器構(gòu)造示意圖1-飛輪2-從動盤3-踏板4-壓緊彈簧5-從動軸6-從動盤轂1) 分離過程l踩下踏板分離叉頂壓分離軸承前壓向分離杠端分離杠桿內(nèi)端向前外端向后運(yùn)動拉動壓盤克服壓緊彈簧彈力向后移動解除飛輪、從動盤、壓盤三者之間的壓緊狀中斷動力傳遞2) 接合過程抬起踏板分離叉離開分離軸承分離軸承在回位彈簧作用下回位在壓緊彈簧作用下壓盤前移帶動分離杠桿內(nèi)端向后外端向前運(yùn)動此時飛輪、從動盤、壓盤三者之間處于壓緊狀態(tài)接通動力傳遞第3章 離合器基本參數(shù)的確定3.1 摩擦片的外徑D及其他尺寸的確定3.1.1摩擦片的外徑D摩擦片的外徑D是離合器的基本尺寸,它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命。設(shè)計上通常首先確定摩擦片的外徑D。在確定外徑D時,有下列經(jīng)驗公式可供初選時使用:D=KDTemax (3-1)式中:Temax發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩( Nm);KD直徑系數(shù),取值見下表:表3-1直徑系數(shù)KD的取值范圍車 型直徑系數(shù) KD乘用車14.6最大總質(zhì)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(zhì)量大于14.0t的商用車22.524.0本次設(shè)計所設(shè)計的是轎車(Temax/nT為115 Nm/4400 rpm,Pemax/nP為64kw/6000rpm)的膜片彈簧離合器。所設(shè)計的離合器摩擦片為單片,初選擇KD=14.6。所以根據(jù)式(3-1)得D=14.6115156.6(mm)表3-2離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑D/mm160180200225250280300325350380405430內(nèi)徑d/mm110125140150155165175190195205220230厚度b/mm3.23.53.53.53.53.53.53.54444c=d/D0.6870.6440.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5351-c30.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847單面面積A mm21061321602213024024665466787299081037取D=180mm3.1.2 摩擦片的內(nèi)徑d及摩擦片厚度b 根據(jù)表3-2取內(nèi)徑d=125mm;厚度b=3.5mm且c=d/D=0.7,在0.530.70之間,滿足要求。3.2 離合器后備系數(shù)的確定在選擇后備系數(shù)時,應(yīng)考慮摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時間過長、防止傳動系過載以及操縱輕便等因素。為可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大,不宜選取太?。粸榱耸闺x合器尺寸不致過大,減少傳動系的過載,保證操縱更輕便,后備系數(shù)不宜過大;當(dāng)發(fā)動機(jī)后備功率較大、使用條件較好時,取小些;當(dāng)使用條件惡劣,需要拖帶掛車時,為了提高起步能力,減少離合器滑磨,取大些;汽車總質(zhì)量較大,也應(yīng)該選取大些;采用柴油機(jī)時,由于工作比較粗暴,轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn),選取應(yīng)比汽油機(jī)大些;發(fā)動機(jī)缸數(shù)越多,轉(zhuǎn)矩波動越小,取小些。各類汽車離合器的取值范圍見表3-3。在開始設(shè)計離合器時,一般是參照統(tǒng)計資料,并根據(jù)汽車的使用條件,離合器結(jié)構(gòu)形式的特點,初步選定后備系數(shù)。表3-3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(zhì)量小于6t的商用車1.201.75最大總質(zhì)量為614t的商用車1.502.25掛車1.804.00由于所設(shè)計的是轎車的離合器,所以選取=1.20。3.3 單位壓力p0的確定單位壓力p0決定了摩擦表面的耐磨性,對離合器工作性能和使用壽命有很大影響,選取時應(yīng)考慮和離合器的工作條件、發(fā)動機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。對于離合器使用頻繁、發(fā)動機(jī)后備功率較小、載質(zhì)量大或經(jīng)常在壞路面上行駛的汽車,p0應(yīng)取小些;當(dāng)摩擦片外徑較大時,為了降低摩擦片外緣熱載荷,p0應(yīng)取小些;后備系數(shù)較大時,可適當(dāng)增大p0。當(dāng)摩擦片采用不同材料時,p0取值范圍見表3-4。表3-4摩擦片單位壓力p0的取值范圍摩擦片材料單位壓力p0/MPa石棉基材料模壓0.150.25編織0.250.35粉末冶金材料銅基0.350.50鐵基金屬陶瓷材料0.751.50 本次設(shè)計中選取的摩擦片材料為石棉基材料(模壓)。離合器摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為:Tc=fFZRc (3-2)式中,Tc 靜摩擦力矩; f 摩擦面間的靜摩擦因數(shù),計算時一般取0.200.25;選取f=0.20 F 壓盤施加在摩擦面上的工作壓力;Rc 摩擦片的平均半徑; Z 摩擦面數(shù),是從動盤的兩倍;所以,Z=4假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻,則有:F=p0A=p0D2-d24 (3-3)式中,p0 摩擦片單位壓力; A 一個摩擦面面積; D 摩擦片外徑; d 摩擦片內(nèi)徑。摩擦片的平均半徑Rc根據(jù)壓力均勻的假設(shè),可表示為:Rc=D3-d33D2-d2 (3-4)當(dāng)d/D0.6時,Rc可相當(dāng)準(zhǔn)確的有下式計算:Rc=D+d4 (3-5)因為D=180mm,d=125mm,c=d/D=0.70.6,則Rc=180+1254=76.25mm將式(3-3)與式(3-5)代入式(3-2)得:Tc=fZRc p0D2-d2 4 (3-6) 為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的,設(shè)計時Tc應(yīng)大于發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩,即Tc=Temax (3-7) 式中,Temax=115 Nm為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩;=1.20為離合器的后備系數(shù)。將式(3-7)代入式(3-6)得:p0=4TemaxfZRc D2-d2 3-8由式(3-8)得:p0=41.201150.2040.07625 1802-12520.17 MPa所得p0在石棉基材料(模壓)單位壓力范圍 (0.150.25)內(nèi),故選石棉基材料(模壓)滿足要求。第4章 離合器基本參數(shù)的校核4.1 摩擦片最大圓周速度vD摩擦片外徑D(mm)的選取應(yīng)使最大圓周速度vD不超過6570 m/s,即vD=60nemaxD1036570 m/s (4-1)式中,vD為摩擦片最大圓周速度(m/s);nemax為發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速(r/min)。本次設(shè)計中nemax=6500 r/min,所以根據(jù)式(4-1)得:vD=60650018010-361.23 m/s符合vD6570 m/s的約束條件。4.2 摩擦片的內(nèi)外徑比c摩擦片的內(nèi)外徑比c應(yīng)在0.530.70內(nèi)。外徑D=180mm;內(nèi)徑d=125mm;c=d/D=0.7在0.530.70之間,符合約束條件。4.3 離合器后備系數(shù)為保證離合器可靠傳遞轉(zhuǎn)矩,并防止傳動系過載,應(yīng)使1.24.0,在前面參數(shù)選取中,我們選取=1.2,符合此約束條件。4.4 摩擦片內(nèi)徑d為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝,摩擦片內(nèi)徑d必須大于減振器彈簧位置直徑2R0約50mm,即d2R0+50 。其中d=125mm,2R0350Zj4668810106.2.8 減振彈簧中壓力F 當(dāng)限位銷與從動盤轂之間的間隙1 或2 (圖6-6)被消除,減振彈簧傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值 Tj 時,減振彈簧收到的壓力F 為F = Tj / R0 6-10將 Tj=230Nm 和 R0=37.5mm 代入式(6-10)得:F =230/ 37.56.1kN6.2.9 減振器極限轉(zhuǎn)角j減振器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tn增加到極限轉(zhuǎn)矩Tj 時,從動片相對從動盤轂的極限轉(zhuǎn)角j為j=2arcsinl2R0 6-11式中,l 為減振彈簧的工作變形量。j通常取3o12o,對汽車平順性要求高或?qū)Πl(fā)動機(jī)工作不均勻時,j取上限。取j=8o6.2.10 減振彈簧尺寸1) 彈簧中徑Dc ,其一般由布置結(jié)構(gòu)來決定,通常Dc=1115mm,取Dc=11mm。2) 彈簧鋼絲直徑d,其計算公式為d38F DcZj 6-12式中,扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力可取550600Mpa,故取為=600Mpa,代入式(6-12)得:d386.11031146004.1mm取d=4mm3) 減振彈簧剛度K,應(yīng)根據(jù)已選定的減振器扭轉(zhuǎn)剛度值k及其布置尺寸R0確定,即K=k1000R02Zj- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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