离合器设计1.doc

离合器设计1.离合器主要参数选择1.1初选摩擦片外径D，内径d，厚度b. 根据汽车离合器书中式3.2.1，可知 本车小轿车：， 则： 根据汽车离合器书取：，1.2后备系数 当选者时，应考虑摩擦片在使用中磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩，防止离合器滑磨时间过长，防止传动系过载以及操纵轻便。根据其工作压力，参考汽车设计表2-1（离合器后备系数的取值范围），初选。1.3单位压力 根据汽车离合器书，对小轿车时，时， 因为本车，所以取 根据汽车设计表2-2（摩擦片单位压力 的取值范围），材料取石棉基材料。1.4摩擦因数，离合器间隙 根据汽车设计表2-4（摩擦材料的摩擦因数的取值范围），取，摩擦面数。2.离合器基本参数优化2.1设计变量优化 后备系数 取决于离合器工作压力 和离合器的主要尺寸参数D和d。单位压力可由公式确定, 也取决于F和D及d。因此，离合器基本参数的优化设计变量选为2.2目标函数确定 离合器基本参数优化设计追求的目标，是在保证离合器性能要求的条件下使其结构尺寸尽可能小，即目标函数为：2.3约束条件2.3.1最大圆周速度根据汽车设计式2-10可知：故本车满足此要求。2.3.2摩擦片内、外径之比C内外径之比C应在0.530.70范围之内。本车内外径之比。满足条件。2.3.3后备系数为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，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.本车1.8L排量小轿车，初选。2.3.4扭转减振器优化摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2R约为50mm，即：，本车，减振器弹簧位置半径由式，取，取整。，符合要求：的优化条件。2.3.5单位摩擦面积传递的转矩根据汽车设计式2-11得：根据汽车设计式2-7得：。故。根据汽车设计表2-5（单位摩擦面积传递转矩的许用值）知：当时，因为，符合要求。2.3.6单位压力为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，选取单位压力的范围为。因为本车，故符合要求。3膜片弹簧的设计3.1膜片弹簧基本参数的选择、 3.1.1比值和的选择 为保证离合器压紧力变化不大合操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的一般为1.52.0，板厚h为24mm. 本车初选，则。3.1.2 的比值和、的选择 根据结构布置和压紧力的要求，一般为1.201.35。 根据汽车设计书式2-5可知：。 R值满足关系为： 故取，结合实际情况取则。3.1.3的选择膜片弹簧自由状态下圆锥角与内锥角高度H关系密切，一般在范围内。本车，故满足要求。、3.1.4分离指数目n的选取 分离指数目n常取18，大尺寸的膜片弹簧可取24，小尺寸的膜片弹簧可取12.。 本车取3.1.5膜片弹簧小端内径及分离轴承作用半径的确定取决于变速器一轴的输入端花键轴的外径。据机械设计书中，取，则。3.1.6膜片弹簧切槽宽度、及半径一般，取值应满足本车取，由得故。3.1.7压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定由汽车设计公式、知：和满足条件，故取，。3.2膜片弹簧弹性特性曲线（MATLAB）3.2.1程序： 则可知： ， ， ，则： 一般取，取。 则后备系数。3.2.2离合器分离时，膜片弹簧大端变形量（压盘行程，）压盘刚开始分离时，。3.3强度校核 。由式：4.扭转减振器设计4.1扭转减振器的主要参数4.1.1极限转矩 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，式中，商用车系数取1.5；乘用车系数取2.0。 本车取4.1.2扭转角刚度 为了避免引起传动系统的共振，要合理选择减振器的扭转角刚度使共振现象不发生在发动机常用的工作转速范围内。 由汽车设计经验公式，初选。4.1.3阻尼摩擦转矩为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必需合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩。一般可按下式初选：。本车选：。4.1.4预紧转矩研究表明，增加，共振频率将向减小频率的方向移动，这是有利的。但是不应大于。故取。本车选： 因为，故取：。4.1.5减振弹簧位置半径的尺寸应尽可能大些，一般取。本车取：，取整。4.1.6减振弹簧个数按汽车设计表2-6（减振弹簧个数的选取）来选择。本车取：个。4.1.7减振弹簧总压力 根据汽车设计公式2-39得：。4.2减振弹簧的计算4.2.1减振弹簧的分布半径 由汽车离合器书中知，尺寸应尽可能大些，一般取。 本车取。4.2.2单个减振弹簧的工作压力 4.2.3减振弹簧尺寸1）弹簧中经 由汽车离合器书知其一般由布置结构决定，通常。 本车取：。 2）弹簧钢丝直径d 由公式，。 本车取，故。 3）减振弹簧刚度K 由汽车离合器公式4.7.13知：。 本车。4）减振弹簧有效圈数 由汽车离合器书知：。 故本车：。5）减振弹簧的总圈数由式减振弹簧最小高度：。弹簧总变形量：。 减振弹簧总变形量：。 减振弹簧预变形量：。 减振弹簧安装的工作高度：。6）从动片相对于从动盘毂的最大的转角 ， 本车：7）限位销与从动盘股缺口侧边的间隙，通常取2.54mm 本车取：，故。8）限位销的直径 通常，故本车取：。5.从动盘总成的设计5.1从动盘股 从动盘股轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，一般取1.01.4倍的花键轴直径。从动盘股一般采用锻钢（如35、45、40Cr等），并经调质处理，表面和心部硬度一般在2632HRC。 本车取轴向长度为。 根据D及汽车设计书中表2-7（从动盘股花键的尺寸），由。 得到花键的尺寸：，。5.2从动片 从动片要求质量轻，具有轴向弹性，硬度和平面度要求高。材料常用中碳钢板（如50号）或低碳钢板（如10号）。一般厚度为1.32.5mm，表面硬度为3540HRC. 本车取厚度值为：2mm。5.3波形片和减振弹簧波形片一般采用65Mn，厚度小于1mm，硬度为4046HRC，并经过表面发蓝处理。减振弹簧常采用60Si2MnA、50CrVA、65Mn等弹簧钢丝。本车波形片厚度取0.8mm，减振弹簧材料取60Si2MnA。6.压盘设计6.1离合器盖6.1.1对离合器盖结构设计要求1）应具有足够的刚度，板厚一般取2.54.0mm。2）应与飞轮保持良好的对中，以免影响总成的平衡和正常的工作。3）盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。4）为了便于通风散热，防止摩擦表面温度过高，可在离合器盖上开较大的通风孔，或在盖上加设通风扇片。6.1.2乘用车和载质量较小的商用车的离合器盖一般用08、10钢等低碳钢板。6.2压盘6.2.1压盘传动方式的选择、由于窗口突块式存在间隙，所以选择传动片式6.2.2压盘几何尺寸确定传动片采用3组，每组3片。具体尺寸：宽25mm，厚17mm。两孔间距：l=22mm。孔直径d=10mm。弹性模量：E=.6.3传动片 由于各传动片沿圆周均匀分布，它们的变形不会影响到压盘的对中性和离合器的平衡。传动片常用34组，每组23片，每片厚度为0.51.0mm，一般由弹簧钢带65Mn制成。 本车传动片选3组，每组3片，每片厚1mm。6.4分离轴承 因为，因为速度快，离心力较大，径向力很大，所以采用角接触式径向推力轴承。7离合器的操纵机构7.1对离合器操纵机构的要求1）踏板力要尽可能小。乘用车为80150N，商用车为150200N。2）踏板行程一般在80150mm，最大不超过180mm。3）应有踏板行程调整装置，以证摩擦片磨损后分离轴承的自由