离合器设计说明书.doc

第1章 绪 论1.1 离合器的用途及分类1.1.1 离合器的简介离合器是机械传动系统中一种重要的传动装置。主要用于原动机和工作机之间、机械内部的主动件和从动件之间实现运动和动力的传递和脱离。随着离合器结构的不断完善，它在各种机械中与其它装置相配合还可完成更多的工作。一般地说，离合器可以实现机械的起动和停车、齿轮箱速度的变换、传动轴间在运动中的同步和相互超越、机器起动时和超载时的安全保护，此外，还可以防止从动轴的逆转、控制传递扭矩的大小和满足接合时间等方面的要求。因此，离合器在各类机器设备中，诸如冶金、矿山、机械、航空、兵器、水电、化工、轻纺和交通运输等各个领域都得到十分广泛的应用。离合器的传动原理主要是依靠本身的工作元件在接合时的啮合或摩擦作用来传递转速和扭矩，也有依靠磁力和液力来起连接作用的，如磁滞离合器和液力变矩器。但习惯上可以把磁滞离合器并入调速电机一类，而液力变矩器在分类上已不属于离合器，是另一类重要的传动装置。1.1.2 离合器的分类随着现代工业的高速发展，离合器的种类日益繁多。由于使用要求不同，选择离合器的结构形式、操纵方式也就有所不问。为此，对离合器进行分类，以便了解离合器的构成状况。离合器的分类方法一般是按接合元件的性质(如：分为啮合式、摩损式)；按操纵方式(如：分为外力操纵、自行操纵。外力操纵又可分为机械、气动、液压、电磁操纵等)；按元件数量(机单盘、多盘)，按离合器润滑方式(灿干式、湿式)；按某些重要零件的有无(如：带弹簧：无弹簧，带滑环、无滑环)；按冷却方式(如：普通型、气冷型、水冷型)等来分类。但到目前为止，还没有统一的方法，表(ll)所示为按常用习惯加以归纳。表1-1随着装载机发动机转速和功率的不断提高、电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式圆柱螺旋离合器结构正逐步地向拉式结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和使用寿命，增加传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。1.1.3几种常见式离合器1机械式离合器的动作原理离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。1- 飞轮 2-从动盘 3-压盘 4-圆柱螺旋图1-1-12液力离合器结构与动作原理1-叶轮 2-输出轮 3-油 4-油的流向图1-1-2液力偶合器靠工作液（油液）传递转矩，外壳与泵轮连为一体，是主动件；涡轮与泵轮相对，是从动件。当泵轮转速较低时，涡轮不能被带动，主动件与从动件之间处于分离状态；随着泵轮转速的提高，涡轮被带动，主动件与从动件之间处于接合状态.3磁粉式电磁离合器的动作原理1-粉末 2-输入侧 3-输出侧 4-激磁线圈 5-线型粉末 6-磁通图1-1-3 电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。在主动与从动件之间放置磁粉，可以加强两者之间的接合力，这样的离合器称为磁粉式电磁离合器12离合器的工作过程离合器的工作过程随操纵方式和接合元件的不同而有所不同。使用最广泛的常开式可操纵离合器的工作过程一般为接合工作脱开的循环过程。如图(1-1)所示,图1-2-4 离合器基本组成和工作原理示意图首先是通过操纵装置(手柄、气缸、液压缸、电磁铁等)对接合元件的主动或从动部分施力，使两者作相对移动并啮合或压紧，靠啮合或摩擦传力使主动轴带动从动袖一起旋转，最后达到规定的转速并承担负载扭矩，这个过程就是接合过程。当需要脱开时，操纵装置按相反的方向作用，接合元件的主动件就可迅速和从动部分脱开。对于常闭式可操纵离合器(例如装载机离合器)，其工作过程和常开式有所不同，通常为工作脱开接合的循环过程。由于是常闭状态所以使离合器经常处于承担负载的状态。只有在偶然或较短暂的时间条件下，才需要通过操纵装置加力使接合元件的主动部分和从动部分脱离即操纵装置对主动接合元件所施的力为脱开力，而离合器所需的重新接合压紧力则是由弹簧力来实现的。对于不需外力操纵的自动离合器，其工作过程可以是常开式的(如离心离合器)，也可以是常闭式的(如安全离合器)。此种离合器改变原始接合状态的操纵力是来自其内部某些工作参数的变化，如安全离合器的脱开依靠负载的变化获得超限定的扭矩。1.3 影响离合器工作性能的几种因素131原始特性 不同的原动机具有不同的工作特性它是影响离合器工作储备能力的一个重要因素，例如使用最广泛的三相鼠笼式感应电动机具有较硬的自然机械特性，而活塞式内燃机则具有较软的机械特性。硬特性的原动机在加载后速度并不降低或降低程度不大。只要起动扭矩(负载扭矩及惯性扭矩之和)不超过原动机的最大扭矩在离合器的整个接合过程中，原动机的速度就不会降低。起动时的惯性扭矩，突出地表现在离合器主、从动摩擦片的相对打滑上。如果不希望或不允许起动时出现过长时间的打滑现象就要增加离合器工作的储备能力，使其迅速接合避免在高转差条件下相互摩擦。软特性的原动机在加裁后转速有较大的降低。离合器接合过程包括了原动机的降速过程，允许有较小的工作储备来工作，因为主、从动轴离合器是在较低的转速条件下接合并在接合后共同以一较低的转速上升到预定转速的。离合器的接合是在原动机起动后进行的，因此内燃机通常不能带负载起动，一般必须用离合器来实现与工作机的连接。132负载特性 离合器需要传递的负载扭矩有两种，一种是工作机的正常工作负载，另一种是工作机起动时包括离合器从动部分在内的所有从动质量的惯性负载。如果在起动时就有工作负载，则离合器强传递的扭矩就应包括在内。工作机的负载情况是不同的，有的是比较均匀的负载(例如钻床、磨床)，有的是冲击性负载(例如冲床、破碎机)。冲击性负载如果不采取有效缓冲措施如设置飞轮等储能装置则会因离合器瞬时性负载增加而不得不加大离合器容量，因而需加大离合器的实际尺寸。在起动时所有从动件的惯量对离合器传递扭矩的能力影响是很大的，特别是在高转差条件，接合大的从动件惯量，惯性负载可以达到很可观的数值，有时甚至使工作负载与其对比之下显得微不足道。在接合过程中，如果要求接合时间过短则可能导致离合器传递扭矩过大，因而不得不加大离合器的容量和尺寸，如果接合容量仅仅根据工作负载来选择，则导致离合器严重打滑或接合时间过长。当机械工作系统所产生的扭转振动可能出现很大的振动负载使离合器或其它传动件遭受破坏。振动的原因是系统受到周期性激振力的作用。这种激振力可以是原动机发出的(如活塞式内燃机)，也可以是工作的脉冲负载。如果系统的固有振动频率和激振频率相等，就会产生共振性振动负载。传动轴的转速达到和轴系的临界转速时就会引起共振。设计时传动轴的正常工作转速应当远离临界转速才能使离合器所在的轴系避免共振。对于重要的离合器应该考虑到振动的影响，通过计算采取必要的步骤以消除振动。133离合器结构因素 影响最大的是接合元件的接合特性。离合器的接合元件分啮合和摩擦两大类，前者属于刚性接合，后者属于柔性接合。刚性接合的元件大都是具有相当硬度和强度的金属件，所以在离合器接合瞬间时，啮合元件主、从动件之间不可避免地产生相当大的冲击裁荷，特别是对转速和传递负载越大的情况下就更为严重。此种冲击载荷可导致接合元件的迅速损坏，首先进入啮合的部位尤其如此，还会引起机械冲击和噪声，因此，刚性按合的离合器常用于主、从动轴相对转速不高的场合。否则需要先在静止状态下进行接合并在停车后才分离。 柔性接合和刚性接合不同，其传动原理主要是依靠接合元件间接触后的相互压紧，利用压紧后产生的摩擦力传递转矩。此外允许在接合过程中有一定程度的打滑。虽然相对打滑在摩擦中会引起能量的损耗，使摩擦元件的温度迅速升高，甚至有可能发展到使元件遭受很大磨耗导致损坏的程度，但是只要严格控制使用条件，仍能达到预定的寿命。柔性接合的优点是能够使从动部分的转速较缓慢地上升，减小机械冲击，使机器的工作状态比较平稳。但是，不能以恒定的传动比进行传动是柔性接合的一个缺点，而这方面又恰是刚性接合所具有的优点，这也是刚性离合器不能被代替的重要原因，所以，这两种接合形式的离合器要根据不同的工作要求来选择。134操纵方式 不同的操纵方式也影响离合器的工作性能而且在某种程度上也决定了离合器的使用范围。例如机械离合器，其操纵方法多数是靠人力通过杠杆或踏板进行，由于操纵力的限纵使机械离合器既不适应频率高的频繁操纵也不能适应对大型离合器进行操纵，因而只限于操纵功率较小的机器设备也不便于远离控制和自动控制。又如气动离合器其操纵通过压缩空气进行由于结构简单，排气无污染，具有很大的操纵力，特别适宜对大型离合器的操纵，也适于远距离操纵，还允许在易爆环境中工作气动离合器离合迅速，允许有较高的操纵频率。电磁离合器，由于接合元件直接受电磁吸力的控制，通过电路控制容易实现远距离操纵易于并入电气自控系统中与其它机件联锁控制，达到快速动化使接合性能得到进一步发挥。这些都是选择离合器时需加以考虑的。135安装位置和精度 各种离合器由于结构特点和工作性能不同，常要求一定的安装位置和精度。例如，离心离合器利于安装在高速轴上而不利于装在低速轴上，安全离合器则较利于安装在低速轴上而不利于装在高速轴上等。因而应该根据离合器的特点，选择好合适的安装位置。又如，多数离合器不具有对两轴间的倾斜和不平行方面的补偿能力，必须注意保证必要的安装精度，否则就会影响离合器的正常工作。第2章 离合器总体设计2.1 概述离合器是车辆传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，以保证车辆起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保装载机平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。本次设计是针对装载机弹簧离合器进行设计，如图（2-1）示，图2-1-1 膜片弹簧离合器实物图设计主要包括：离合器结构形式的选择，离合器设计计算，圆柱螺旋设计计算，扭转减振器设计计算，操纵机构的设计计算，离合器的结构元件的设计与选择。由于此次设计的离合器仍属于摩擦式,为保证其具有良好的工作性能，此离合器设计应满足如下基本要求：11. 在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备；2. 接合时要平顺柔和，以保证起步时没有抖动和冲击；3. 分离时要迅速、彻底；4. 离合器从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损；5. 应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命；6. 应使传动系避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力；7. 操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳；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，以保证有稳定的工作性能；9. 应有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、寿命长；10. 结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。 2.2离合器结构方案摩擦离合器最为常用，如图(2-2)所示,它主要由主动部分(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。图2-2-2 离合器结构图摩擦离合器同其它形式离合器相比, 它的传动平稳，联接不受转速的限制，可以保护机械不致因过载而损坏，因而应用十分广泛,本次设计的圆柱螺旋离合器也是摩擦离合器的一种。2.2.1 离合器从动盘选择对轿车和轻型、微型货车而言，发动机的最大转矩一般不大。在布置尺寸允许的条件下，离合器通常只设有一片从动盘。单片离合器，如图（2-3)所示，结构简单，轴向尺寸紧凑，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，采用轴向有弹性的从动盘可保证接合平顺。双片离合器，如图（2-4)所示，与单片离合器相比，由于摩擦面数增加一倍，因而传递转矩的能力较大；在传递相同转矩的情况下，径向尺寸较小，踏板力较小，另外接合较为平顺但中间压盘通风散热不良，两片起步负载不均，因而容易烧坏摩擦片，分离也不够彻底。设计时在结构上必须采取相应的措施。这种结构一般用在图2-2-3 单片离合器传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合。图2-2-4 双片离合器多片离合器多为湿式，它有分离不彻底、轴向尺寸和质量大等缺点，以往主要用于行星齿轮变速器换挡机构中。但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。根据设计要求，此次设计的离合器采用单片离合器。2.2.2 压紧弹簧和布置形式选择1. 周置弹簧离合器的压紧弹簧采用圆柱螺旋弹簧，其特点是结构简单、制造容易，当发动机最大转速很高时，使离合器传递转矩能力随之降低。2. 中央弹簧离合器的压紧弹簧，布置在离合器的中心。通过调整垫片或螺纹容易实现对压紧力的调整，多用于重型汽车上。 3. 斜置弹簧离合器的显著优点是摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变。具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。此结构在重型汽车上已有采用。4. 圆柱螺旋弹簧离合器，如图（2-5)所示，其中的圆柱螺旋是一种具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟簧部分和分离指组成，它与其它形式的离合器相比具有如下优点：（1） 理想的非线性特性；（2） 弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单，轴向尺寸小；（3） 高速旋转转时，性能较稳定，而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降；（4） 由于圆柱螺旋大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀；（5） 可提高使用寿命；（6） 易于实现良好的通风散热，使用寿命长，平衡性好。段面高速旋转。图2-2-5 圆柱螺旋弹簧离合器 但圆柱螺旋的制造工艺较复杂，对材质和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，圆柱螺旋的制造已日趋成熟。因此，圆柱螺旋离合器不仅在轿车上被大量采用，而且在轻、中、重型货车以及客车上也被广泛采用。 5 .拉式圆柱螺旋离合器，如图(2-3)所示，其圆柱螺旋的安装方向与推式相反。在接合时，圆柱螺旋的大端支承在离合器盖上，而以中部压紧在压盘上。将分离轴承向外拉离飞轮，即可实现分离。与推式相比，拉式圆柱螺旋离合器具有如下优点：(1)由于取消了中间支承各零件，并只用一个或不用支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小。 (2)由于拉式圆柱螺旋是以中部与压盘相压，因此在同样压盘尺寸条件下可采用直径较大的圆柱螺旋，从而提高了压紧力与传递转矩的能力，而并不增大踏板力。 (3)在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，故分离效率更高。 (4)拉式的杠杆比大于推式杠杆比，且中间支承少，减少了摩擦损失，传动效率较高，使踏板操纵更轻便。拉式踏板力比推式一般约可减少2530。综合分析并根据设计要求，本次设计采用圆柱螺旋弹簧离合器。第3章 离合器主要参数及尺寸的选择摩擦离合器是靠摩擦表面间的摩擦力矩来传递发动机转矩的。离合器的静摩擦力矩根据摩擦定律可表示为 （3-1）式中， 为静摩擦力矩； 为摩擦面间的静摩擦因数，计算时一般取025030；F为压盘施加在摩擦面上的工作压力；为摩擦片的平均摩擦半径；为摩擦面数，是从动盘数的两倍。假设摩擦片上工作压力均匀，则有 （3-2）式中， 为摩擦面单位压力，为一个摩擦面的面积；为摩擦片外径；为摩擦片内径。摩擦片的平均摩擦半径，根据压力均匀的假设，可表示为 （3-3）当dD06时，可相当准确地由下式计算 （3-4）将式(32)与式(33)代人式(31)得 （3-5）式中，为摩擦片内外径之比，一般在053070之间。为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时应大于发动机最大转矩，即 （3-6）式中，为发动机最大转矩；为离合器的后备系数，定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，必须大于1。离合器的基本参数主要有性能参数和，尺寸参数D和d及摩擦片厚度以及结构参数中的摩擦面数Z和离合器间隙t，最后还有摩擦因数。3.1 后备系数后备系数是离合器设计时用到的一个重要参数，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的最大转矩、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） 为可靠地传递发动机最大转矩，不宜选取太大；（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） 柴油机工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的值比汽油机大些；（6） 发动机缸数越多，转矩波动越小，可选取小些；（7） 螺旋弹簧离合器选取的值可比拉式弹簧大些；（8） 单片离合器的值应小于双片离合器。 各类值的取值范围,如表(3-1)所示：表3-1 工程机械离合器后备系数取值范围1 值 机械类型离 合 器 类 型干式湿式重型履带工程机械3.5-4.02.5-3.0轻型履带工程机械2.5-3.01.5-2.5轻胎式工程机械2.0-3.01.5-2.0参考已有的经验和统计标准，值初选值为2.5.3.2 单位压力单位压力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，加应取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷，应取小些；后备系数较大时，可适当增大。当摩擦片采用不同材料时，按表(3-2)所列范围选取.表3-2 摩擦片才采用不同的材料，其单位压力的取值范围1摩擦片材料许用比压干式湿式钢对钢020025060100钢铁对钢025040钢对钢丝石棉010025020040钢对烧结金属040060200250本离合器采用钢对钢丝石棉基材料，单位压力选取为0.2 MPa。3.3 摩擦片外径D，内径d和厚度b当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩 (本次设计的为528NM)已知，结合式（3-1）和式（3-5），适当选取后备系数和单位压力P0，即可估算出摩擦片尺寸。 摩擦片外径D(mm)也可根据发动机最大转矩 (Nm)按如下经验公式选用 （3-7）式中，为直径系数，其取值范围为：表3-32车型直径系数乘用车14.6最大总质量为614t的商用车16.018.5（单片离合器）13.515.0（双片离合器）最大总质量为15t的商用车22.524.0本离合器取 = 16.0，可计算得16.0= 368.5mm，标准化后取375mm.当摩擦片外径D确定后，摩擦片内径d可根据d/D在0.570.70之间选择确定。在选用同样的外径D时，选用较小的内径d虽可增大摩擦面积，提高传递转矩的能力，但会使摩擦面上的压力分布不均匀，使内外缘圆周的相对滑磨速度差别太大而造成摩擦面磨损不均匀，且不利于散热和扭转减振器的安装。摩擦片尺寸应符合尺寸标准系列GBT57641998推土机用离合器面片，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。根据我国摩擦片尺寸标准系列，本离合器选取d/D = 0.6，则计算得d=D0.6=3750.6 =225mm.摩擦片的厚度白上要有32mm、35mm和40mm三种，本离合器的摩擦片厚度选用b = 4mm。3.4 摩擦因数f,摩擦面数Z和离合器间隙t离合器的摩擦因数f取决于摩擦片的材料，工作温度，单位压力和滑磨速度等因素。摩擦片的材料主要有石棉基材料，粉末冶金材料和金属陶瓷材料等。石棉基材料的摩擦因数f受工作温度，单位压力和滑磨速度影响较大，而粉末冶金材料和金属陶瓷材料的摩擦因数f较大接且稳定。各种摩擦材料的摩擦因数f的取值范围如表(3-4)所示表3-4 各种摩擦材料的摩擦因数f的取值范围2摩擦片材料摩擦因数f石棉基材料模压0.200.25编织0.250.35粉末冶金材料铜基0.250.35铁基0.350.50金属陶瓷材料-0.4本次设计的离合器采用石棉基材料，摩擦因数f选取0.25。摩擦面数Z为离合器从动盘的两倍，决定于离合器所传递转矩的大小及其结构尺寸。由于此次设计的是单片离合器，因此Z = 2.离合器间隙t是指离合器处于正常结合状态时，分离套筒被拉回到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中，离合器仍然能完全结合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有间隙。该间隙一般在34 mm.本次设计的离合器间隙t选取3 mm.3.5 计算所设计离合器主要参数及尺寸已知数据：NM mm mm R=188mm r=112mm则将数据代入（3-3）得：mm初选=2.5 由 可以初步确定FN若认为压紧力F在摩擦面上均匀分布，即 （3-8）摩擦面的单位压力.MP A摩擦面的面积. 摩擦面积： （3-9） 摩擦面积损失系数，根据摩擦片上油槽的具体情况取值，一般来说径向油槽取0.80.9;螺旋油槽取0.60.7;网格油槽取0.40.6本离合器选取网格油槽=0.6故故摩擦材料选用钢对钢丝石棉，干式。由式（3-5）可知：由确定实际的值由确定实际F值 第4章 压紧弹簧和扭转减振器设计4.1 压紧弹簧的设计本节着重是圆柱螺旋的设计。4.1.1 圆柱螺旋外形几何尺寸参数的初步选择和确定1. 弹簧材料由于工作过程中要求弹簧的承载压力较大，安全性和弹性能好，因此，弹簧的材料选用60SiMnA材料，对圆柱螺旋的凹面或双面进行喷丸处理起到冷作硬化的作用，同样也可提高承载能力和疲劳强度。为了提高分离指的耐磨性，可对其端部进行高频淬火，喷镀铬合金和镀铬或四氟乙烯。在圆柱螺旋与压盘接触园形处，为了防止由于拉应力的作用而产生裂纹，可对该处进行挤压处理，以消除应力源。2比值H/h和h的选择 比值H/h对圆柱螺旋特性影响极大，当H/h350车4-66-881010本离合器取 = 127减振弹簧总压力 当限位销与从动盘毂之间的间隙被消除，减振弹簧传递的转矩达到最大值时，减振弹簧受到的压力为 (4-10) 本离合器 8极限转角针减振器从预紧转矩增加到极限转矩，从动片相对从动盘毂的极限转角为 (4-11)式中，L为减振弹簧的工作变形量。通常取3O12O，对平顺性要求高或对工作不均匀的发动机，取上限。本离合器取= 6O目前通用的从动盘减振器在特性上存在如下局限性：(1) 不能使发动机、变速器振动系统的固有频率降低到怠速转速以下，因此不能避免怠速转速时的共振。(2) 发动机实用转速10002000rrain范围内，难以通过降低减振弹簧刚度得到更大的减振效果。 近年来出现了一种称为双质量飞轮的减振器(图4-6)所示。它主要由第一飞轮1、第二飞轮2与扭转减振器11组成。第一飞轮1与联结盘9以螺钉10紧固在曲轴凸缘8上，并以滚针轴承7和球轴承5支承在与离合器盖总成3紧固的同轴线的第二飞轮2的短轴6上。在从动盘4中没有减振器。图4-2-6 双质量飞轮减振器1-第一飞轮 2-第二飞轮 3-离合器盖总成 4-从动盘 5-球轴承 6-短轴 7-滚针轴承 8-曲轴凸缘 9-联结盘 10-螺钉 11-扭转减振器双质量飞轮减振器具有以下优点：(1) 以降低发动机、变速器振动系统的固有频率，以避免在怠速转速时的共振。 (2) 增大减振弹簧的位置半径，降低减振弹簧刚度K，并允许增大转角。(3) 可以减小从动盘的转动惯量，这也有利于换挡。但是它也存在一定的缺点，高速时受到较大离心力的作用，与弹簧座接触产生摩擦，使弹簧磨损严重，甚至引起早期损坏。双质量飞轮减振器主要用于发动机前置后轮驱动的转矩变化大的柴车中。24.2.3 减振弹簧的计算(1) 初选定减振器的主要参数后，可根据布置上的可能确定减振弹簧相关尺寸。减振弹簧的分布半径 已经由式(4-10)算出，分布半径值为78.5mm(2) 减振弹簧数量 由表4-1可知，减振弹簧个数取12(3) 单个减振弹簧的工作载荷P = =1031812= 860N (4-12)(4) 减振弹簧尺寸的确定a.弹簧中径 一般由结构布置来决定，通常取 = （1115mm）左右.本设计中取15 mm b. 弹簧钢丝直径d根据公式d = (4-13)式中，扭转许用应力可取550600MPa,通常d = 34 mm，本设计中d取4 mm。 c. 减振弹簧线刚度K 根据公式（Nmm） (4-14)代入相关数据并计算得K = =131（Nmm） d. 减振弹簧有效圈数 根据公式= (4-15)式中，为材料的剪切性模量，对碳钢可取 = 8.3 MPa.代入相关数据并计算得= 6.05，标准化后取6。 e. 减振弹簧总圈数一般在6圈左右，总圈数和有效圈数之间的关系为6=+（1.52） (4-16)代入相关数据并计算得=6+2=8 f. 减振弹簧最小高度根据公式= (4-17)代入相关数据并计算得= 1.1410=26.4 mm g. 减振弹簧总变形量 根据公式=PK (4-18) 代入相关数据并计算得= 860131=6.56mm h.减振弹簧自由高度根据公式=+ (4-19)代入相关数据并计算得=26.4+6.56=32.96 mm i. 减振弹簧预变形量根据公式= (4-20)代入相关数据并计算得= = 0.44 mm j. 减振弹簧安装工作高度 根据公式=- (4-21)代入相关数据并计算得=32.96-0.44 = 32.52mm(6) 从动片相对从动盘毂的最大转角 根据公式= (4-22)=2 =(7) 限位销与从动盘毂缺口侧边的间隙根据公式= (4-23)式中，为限位销的安装尺寸。值一般取2.5-4 mm，本次设计中取为3 mm。(8) 限位销直径按结构布置选定，一般=9.5-12mm，本次设计中取为12mm。第5章 约束条件 5.1 摩擦片外径D，内外径比C的校核摩擦片的外径D(mm)的选取应使最大圆周速度不超过6570ms，即 (5-1)式中，为摩擦片最大圆周速度(ms)；为发动机最高转速(rmin),即= 1800375 = 35.33，符合要求。摩擦片的内外径比c应在0.530.70范围内，即0.530.60.70，符合要求。5.2 后备系数校核为保证离合器可靠传递转矩，并防止传动系过载，不同车型的值应在一定范围内，最大范围为1.24.0，即本设计中值为3.1，及1.23.14.0，符合要求。5.3摩擦片内径d校核为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2加50mm，即d2+50mm即270278.5+50 = 207mm，符合要求。5.4 离合器单位摩擦面积传递的转矩校核为反映离合器传递转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即 (5-2)式中，为单位摩擦面积传递的转矩(Nm)； 为其允许值(Nm)，按表5-1选取。将相关数据代入计算得=0.150.40，符合要求。表5-1 单位摩擦面积传递转矩的许用值(Nm)7离合器规Dmm210-250250325325/0280300350405.5 单位压力校核为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，单位压力p。对于不同车型，根据所用的摩擦材料在一定范围内选取，最大范围为010150MPa，即在设计中010MPa0.18150MPa，符合要求。5.6 摩擦片接合的单位摩擦面积滑磨功校核为了减少装载机起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤，每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值，即 (5-3)式中，为单位摩擦面积滑磨功(J)； 为其许用值(J)，对于轿车： =040J，对于轻型货车： =033J，对于重型货车： =025J; W为推土机起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功(J)，可根据下式计算 (5-4)式中，ma为推土机总质量(kg)；rr为轮胎滚动半径(m)；ig为起步时所用变速器挡位的传动比；i0为主减速器传动比；ne为发动机转速(rmin)，计算时轿车取2000rmin，推土机取1800rmin。以上数据结合实际推土机技术数据并参考，经分析计算知，摩擦片接合的单位摩擦面积滑磨功，符合要求。第6章 离合器操纵机构选择推土机离合器操纵机构是驾驶员用来控制离合器分离和接合的一套机构,是为驾驶员控制离合器分离与接合程度的一套专设机构，它是由位于离合器壳内的分离杠杆（在圆柱螺旋离合器中，圆柱螺旋兼起分离杠杆的作用）、分离轴承、分离套筒、分离叉、回位弹簧等机件组成的分离机构和位于离合器壳外的离合器踏板及传动机构、助力机构等组成,如图(6-1)所示.它始于离合器踏板,终止于离合器壳内的分离轴承。由于离合器使用频繁,因此离合器操纵机构首先要求操作轻便。轻便性包括两个方面,一是加在离合器踏板上的力不应过大,另一方面是应有踏板形成的校正机构。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. 11-离合器分离踏板 2-偏心弹簧 3-支承A 4-离合器拉线自动调整机构 5-传动器壳体上的支承B 6-离合器操纵臂 7-离合器分离臂 8-离合器分离轴承 9-离合器分离推杆图6-1-1离合器操纵机构构成6.1对操纵机构的要求 (1)踏板力要尽可能小，乘用车一般在80150N范围内，商用车不大于150200N。 (2)踏板行程一般在80150mm范围内，最大不应超过180mm。 (3)踏板行程应有调整装置，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可以复原。 (4)应有对踏板行程进行限位的装置，以防止操纵机构因受力过大而损坏。 (5)应具有足够的刚度。 (6)传动效率要高。 (7)发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。 (8)工作可靠、寿命长，维修保养方便。6.2 操纵机构结构形式选择常用的离合器操纵机构主