89离合器

汽车设计第1页共16页一.市场调查与分析.....................................................................................................................1二.离合器的功用及设计要求..........................................................................................................22.1功用.....................................................................................................................................22.2设计主要要求.....................................................................................................................22.3拉式膜片弹簧离合器总成................................................................................................2三.拉式膜片弹簧离合器的各部件的设计....................................................................................33.1材料的选定及加工工艺.....................................................................................................31）膜片弹簧.....................................................................................................................32）从动盘.........................................................................................................................33）离合器盖及压盘.........................................................................................................44）（角接触球）分离轴承...............................................................................................43.2参数设计.............................................................................................................................51)长安之星原始数据.....................................................................................................52）离合器基本参数及尺寸的确定.................................................................................53)膜片弹簧的参数尺寸的确定.......................................................................................74）膜片弹簧的弹性特性.................................................................................................85）膜片弹簧的强度计算.................................................................................................96）扭转减振器的设计...................................................................................................107）操纵机构...................................................................................................................118）从动盘总成...............................................................................................................129）离合器盖、压盘、传动片、支承环尺寸的确定...................................................13四.三维建模................................................................................................................................13拉式膜片弹簧离合器设计---------雪狼汽车公司一.市场调查与分析采用膜片弹簧离合器成为一种趋势。膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，具有一系列优点：①膜片弹簧具有较理想的非线性弹簧特性，弹簧压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变（从安装时的工作点B变化到A点），因而离合器的工作中能保持传递的转矩大致不变：相对圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降（从B点下降到A’点），离合器分离时，弹簧压力有所下降（从B点变化到C点），从而降低了踏板力。对于圆柱螺旋弹簧，其压力则大大增加（从B点变化到C’点）。②膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。③高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定：而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。④膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，摩擦均匀。⑤易于实现良好的通风散热，使用寿命长。⑥膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。而拉式膜片弹簧离合器的应用更赢得广大民众的青睐。与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小；拉式膜片弹簧是以中部与压盘相压，在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更汽车设计第2页共16页高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支撑少，减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少25%~30%；无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环摩擦后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和噪声；使用寿命更长。故设计拉式膜片弹簧离合器是可行的。二.离合器的功用及设计要求2.1功用①使发动机与传动系逐渐结合，保证汽车平稳起步。②暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机的起动和变速器的换档。③限制所传递的扭矩，防止传动系过载。2.2设计主要要求①传递扭矩可靠②迅速，彻底分离③接合平顺④从动部分转动惯量小，减少换档时的冲击⑤散热良好2.3拉式膜片弹簧离合器总成如图1所示汽车设计第3页共16页图1三.拉式膜片弹簧离合器的各部件的设计3.1材料的选定及加工工艺1）膜片弹簧结构如图2图22）从动盘结构如图3径向切槽外端圆孔，可防止应力集中。弹性杠杆汽车设计第4页共16页图3材料选定离合器从动盘主要包含从动片，从动盘毂和摩擦片等零件。A、从动片材料与所用结构形式有关，1.不带波形弹簧片的从动片一般用高碳钢或弹簧刚片冲压而成，经热处理后达到硬度要求。2.采用波形弹簧片时，从动片用低碳钢，波形片用弹簧钢。（此次采用波形弹簧片）B、从动盘毂一般采用锻钢，表面和心部硬度为26—32HRC。C、摩擦片是石棉材料3）离合器盖及压盘离合器盖：离合器盖的膜片弹簧支撑处必须具有较大的刚度和较大的刚度和较高的尺寸精度，压盘高度公差较小，支撑环和支撑铆钉的安装尺寸精度要高，耐磨性好，膜片弹簧的支撑形式采用铆钉作支承时，如果分离轴承与曲轴中心线不同心。可引起铆钉的过度磨损。提高铆钉硬度的套筒和和支撑于曲轴中心线不同心，亦可引起铆钉的过度。提高铆钉硬度的套筒和支撑圈是提高耐磨性的结构措施，采用10钢材材料、HRc40-50。压盘压盘的材料选用HT20-40铸造制成。它要有一定的质量和刚度，以保证足够的热量和防止温度升高而产生的弯曲变形。压盘应与飞轮保持良好的对中，并进行静平衡。压盘的摩擦工作面需平整光滑，器端面粗糙不低于0.8。压盘壳用M8×12mm螺栓将其一端固定在飞轮端面上，另一端固定在压盘端面上。4）（角接触球）分离轴承作用：承受分离套筒的推力，并将其传递给分离杠杆。汽车设计第5页共16页结构如图4图43.2参数设计1)长安之星原始数据汽车最大加载质量1650kg汽车质量995kg发动机最大功率39kw发动机最大转速1500r/min发动机最大扭矩78n.m离合器形式拉式膜片弹簧离合器操纵形式液压人力操纵摩擦片最大外径F=225mm踏板行程80~150mm最大时速120km/h2）离合器基本参数及尺寸的确定1.离合器后备系数β的确定此次设计为995Kg商用车，根据表4-1，得β取1.5.2.摩擦片外径D﹑内径d和厚度h汽车设计第6页共16页因此次设计为商用车，故取17.由车型得，T=78n.m.代入式3.1,D=150.14.根据离合器摩擦片的标准化及系列化原则，故根据尺寸系列标准GB/T5764-1998汽车用离合器面片D=160mm,d=110mm,h=3.2mm,C’=d/D=0.687,1-C’=0.676,单位面积F=106cm³3.单位压力P的确定根据《汽车设计》表2-2此次设计选摩擦片材料为粉末冶金材料铁基，故P取0.4汽车设计第7页共16页4.摩擦因数ƒ、摩擦面数Z和离合器间隙△t根据《汽车设计》表2-4此次设计选摩擦片材料为粉末冶金材料铁基,故摩擦因数ƒ取0.4。摩擦面数Z为离合器从动盘数的2倍，故Z=2。离合器间隙△t是离合器处于正常接合状态、分离套筒被回位弹簧拉到极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙。该间隙△t一般为3～4mm。此次设计取3mm。3)膜片弹簧的参数尺寸的确定1.比值H/h和h的选择比值H/h对膜片弹簧的弹性特性影响很大。。为保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的H/h一般为1.5～2.0，板厚h为2～4mm。此次设计H/h=2，h=3mm，H=6mm。2.R/r的选择通过分析表明，越大，弹簧材料利用率越低，弹簧越硬，弹性特性曲线受直径误差的影响越大，且应力越高。根据结构布置及压紧力的要求，