离合器从动盘设计说明书

南京农业大学工学院课程设计说明书1一、技术参数及论文要求发动机型号：DA462Q发动机最大转矩[N·m/（r/min）]:51.5/3750主减速比：5.142一档速比：3.482驱动轮类型与规格：4.5-12-8PR汽车总质量（Kg）：1425Kg使用工况：城市离合器形式：单摩擦片二、离合器摩擦片参数的确定2.1摩擦片参数的选择摩擦片外径是离合器基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和寿命，它和离合器所需传递转矩大小有一定关系。按照发动机最大转矩初选D，根据公式D=max51.510010016547eTmmmmk式中，maxeT为发动机最大转矩，取max51.5TNm；k为不同结构和使用条件对D的影响系数，对于小轿车取k=47。一般情况下，小轿车β取值范围为1.2～1.3，宜取较小值，故初取β=1.2。2.2离合器基本参数的校核2.2.1单位压力P为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于小轿车，D小于等于230mm时，单位压力P约为0.25Mpa，用式（3-4）验算单位压力P。初选摩擦片的材料为石棉基摩擦材料因此摩擦系数M=0.25-0.4，推荐M=0.3；用公式（1）取Re=2i203i30R32RRR时，Re=0.077pAZTReemax,Z=20.143MPApMPa南京农业大学工学院课程设计说明书2(2)取Re=21(iRR0)时，Re=0.07625pAZTReemax,Z=20.144pMPa单位压力P在容许范围内，即小于0.25mpa认为所选离合器的尺寸，参数合适。摩擦片的相关参数如表2表2摩擦片外径D摩擦片内径d后备系数β厚度b单位压力Po160mm110mm1.23.20.25MPa三、扭转减振器的设计3.1扭转减振器主要参数带扭转减振器的的从动盘结构简图如下图4.1所示弹簧摩擦式:图带扭转减振器的从动盘总成结构示意图1—从动盘；2—减振弹簧；3—碟形弹簧垫圈；4—紧固螺钉；5—从动盘毂；6—减振摩擦片7—减振盘；8—限位销南京农业大学工学院课程设计说明书3由于现今离合器的扭转减振器的设计大多采用以往经验和实验方法通过不断筛选获得,且越来越趋向采用单级的减振器。极限转矩受限于减振弹簧的许用应力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取，Tj=(1.5～2.0)maxeT对于乘用车，系数取2.0。则Tj=2.0×maxeT＝2.0×51.5＝103（N·m）3.1.2扭转刚度k由经验公式初选k13Tj即k＝13Tj＝13×103＝1339（N·m/rad）3.1.3阻尼摩擦转矩Tμ可按公式初选TμTμ＝（0.06～0.17）maxeT3.09～8.755N·m取Tμ=8N·m3.1.4预紧转矩Tn减振弹簧在安装时都有一定的预紧。Tn满足以下关系：Tn＝（0.05～0.15）maxeT且TnTμ＝8N·m而Tn＝（0.05～0.15）maxeT＝2.575～7.725N·m则初选Tn＝7N·m3.1.5减振弹簧的位置半径R0R0的尺寸应尽可能大些，一般取R0=(0.60～0.75)d/2=33～41.25mm则取R0=41.25mm南京农业大学工学院课程设计说明书43.1.6减振弹簧个数Zj当摩擦片外径D250mm时，Zj=4～6故取Zj=43.1.7减振弹簧总压力F当减振弹簧传递的转矩达到最大值Tj时，减振弹簧受到的压力F为F＝Tj/R0＝103/41.25＝2.496kN3.2减振弹簧的计算在初步选定减振器的主要参数以后，即可根据布置上的可能来确定和减振器设计相关的尺寸。3.2.1单个减振器的工作压力FF=F/Z=2496/4=624.24(N)3.2.2减振弹簧尺寸1）弹簧中径Dc其一般由布置结构来决定，通常Dc=11～15mm故取Dc=11mm2）弹簧钢丝直径dd=CFD8=8624.2411600=4.4mm式中，扭转许用应力[]可取550～600Mpa.d取4.4mm3）减振弹簧刚度k应根据已选定的减振器扭转刚度值k及其布置尺寸R1确定，即k=jZ201000Rk21339.196.73(/)100041.254NMNmm4）减振弹簧有效圈数i4443338.31045.88811196.73cGdiDk南京农业大学工学院课程设计说明书55）减振弹簧总圈数n其一般在6圈左右，与有效圈数i之间的关系为n=i+(1.5～2)=8.3-10取n=8减振弹簧最小高度dndnl1.1)(min=35.2mm弹簧总变形量6244.243.17196.73Flkmm减振弹簧总变形量0l0l=llmin=38.37mm减振弹簧预变形量0'kZRTln=7196.73441.250.24mm减振弹簧安装工作高度l'0lll=38.13mm6）从动片相对从动盘毂的最大转角j最大转角j和减振弹簧的工作变形量)('''''llll有关，其值为)2/arcsin(20Rlj=4°取j=4°。7）限位销与从动盘毂缺口侧边的间隙1j21sinR式中，2R为限位销的安装尺寸。1值一般为2.5～4mm。所以可取1为3mm,2R为43mm.8）限位销直径'd'd按结构布置选定，一般南京农业大学工学院课程设计说明书6'd＝9.5～12mm。可取'd为9.5mm。扭转减振器相关参数表4表3极限转矩Tj阻尼摩擦转矩Tμ预紧转矩Tn减振弹簧的位置半径R0减振弹簧个数ZjF103N·m8N·m7N·m41.25mm4四、离合器其它主要部件的结构设计4.1从动盘毂的设计1）从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受由发动机传来的全部转矩。它一般采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第一轴上，花键的迟钝可根据摩擦片的外径D与发动机的最大转矩Tmaxe花键尺寸表5表4摩擦片外径D/mm发动机最大转矩Tmaxe/(N·m)花键尺寸挤压应力c/MPa齿数n外径D’/mm内径d’/mm齿厚t/mm有效尺长l/mm16051.5102318320102）花键毂轴向工作长度应满足以下两方面的要求：a.导向要求。为了保证从动盘毂在变速轴第1轴上滑动时不产生自锁，花键毂的轴向长度不宜过小，一般应与花键外径大小相同，对于工作条件恶劣的离合器，其盘毂的长度更大，可达花键外径的1.4倍。b.强度要求。花键尺寸选定后应进行强度校核。由于花键损坏的主要形式是由于表面受挤压过大而破坏，所以花键要进行挤压应力计算，当应力偏大时可适当增加花键毂的轴向长度。挤压应力的计算公式如下：Z=1,nhlFjyaMP3南京农业大学工学院课程设计说明书7F=ZdDTe)''(2max=3014.63Nh=2/)''(dD=2.5mm5.2从动盘钢片的设计选取整体式弹性从动盘钢片。从动盘钢片一般比较薄，通常1.3～2.0mm，取钢片厚2mm。为了进一步减小从动盘钢片的转动惯量，有时将从动盘钢片外缘的盘形部分磨薄至0.65～1.0mm,使其质量分布更加靠近旋转中心，取边缘厚为1.2mm.5.3从动盘摩擦片的设计外径D内径d厚度C'1-C'3单面面积160mm110mm3.2mm0.6870.676106mm2