圆盘摩擦式离合器设计说明书

1、 林业与园林机械课程设计设计题目圆盘摩擦式离合器的设计学 院工学院专业名称机械设计制造及其自动化班 级机械08-2学 号081014201姓 名陈晓东指导教师俞国胜老师一、小型摩擦离合器设计任务书林业与园林机械课程设计 1、目的 通过本课程设计，掌握滑块离心式摩擦离合器的设计方法、步骤，进一步了解离合器的工作状况和性能，提高机械产品的设计能力。 2、时间 两周（截止于11月11日下午六时） 3、应完成的设计文件3.1 设计计算说明书（包括离合器性能曲线）3.2 完整的工程设计图（包括总装配图、部件图和零件图）要求：1. 图纸幅面和标题栏采用国标，总装配图为A3幅面复印纸，其余为A4幅面复印纸；

2、2. 总装配图为手工绘图，其余图纸可以是计算机绘制。 4·设计原始参数4.1发动机参数表发动机型号1E52F轴端定位方式内螺纹M8×40怠速(rpm)2100离合器与轴安装形式同轴最高转速(rpm)8000离合器主动面与被动面间隙11.5mm额定功率/转速(kw/rpm)5HP/7500圆盘与圆锥摩擦离合器安装轴直径25mm最大输出扭矩/转速(N.m/rpm)5.52 /6000输出功率要求1.5KW动力输出轴直径(mm)16动力输出轴连接形式6花键轴伸出长度（mm）35离心式离合器允许外经(mm)85 mm4.2、其他参数要求表机械08-2 081014201 陈晓东 圆

3、盘式摩擦离合器1E52F钢钢设计说明书具体设计步骤1. 确定总体设计方案2.确定离合器需要传递的扭矩3.圆盘摩擦离合器参数与尺寸计算4.圆盘摩擦离合器圆柱螺旋压缩弹簧参数与尺寸计算5.圆盘摩擦离合器轴用平键参数与尺寸计算6.圆盘摩擦离合器轴承参数与尺寸选用7.圆盘摩擦离合器驱动部分参数与尺寸确定六设计小结七参考资料具体设计步骤： 1. 确定总体设计方案根据要求离合器为单片干式圆盘摩擦离合器，离合器输入端与电机之间有传动比14的涡轮蜗杆减速器，离心块与被动盘间隙取为0.1mm。2.确定离合器需要传递的扭矩： 首先确定离合器安装轴转速。 由于离合器输入端与电机之间有传动比14的涡轮蜗杆减速器，离合

4、器安装轴转速，其中i为蜗轮蜗杆减速器传动比i=14,根据已知条件可知，计算得。已知离合器的设计需满足输出功率为1.5KW。根据公式可得 由已给公式Mfb·Memax（N·m）式中：b1扭矩储备系数，一般b1.22， 此处取b1.2故=3.圆盘摩擦离合器摩擦片参数与尺寸计算1）参数初定初 摩擦盘工作面平均直径计算公式为 摩擦盘工作面外直径，摩擦盘工作面内直径 但经验算与校核，所取值不能满足条件或尺寸和力过大，不能采用。因此改取摩擦盘工作面外直径，摩擦盘工作面内直径由公式得摩擦盘宽度摩擦面对数：m=1（题目要求）摩擦片脱开时所需的间隙：由题目条件给出，间隙取为1mm2）参数计算

5、 计算转矩确定： 根据公式确定计算转矩。 其中T为离合器理论转矩，可取最大工作转矩，即 K为离合器工况系数，根据机械设计手册6-222页表6-3-3查表，此处K取1.2 为离合器接合频率系数，根据机械设计手册6-222页表6-3-4查表，此处离合器接合频率低于100次每小时，因此取1 为离合器滑动速度系数，根据公式 其中 n为离合器转速，n=428.571 rpm 得 根据机械设计手册6-222页表6-3-5查表，可得=0.924 将K、代入可得 压紧力： 其中=5209（N·cm） =16cm 为摩擦面的摩擦系数，本实验采用黄铜黄铜，取0.17 m为摩擦面对数，通常干式m=16，本

6、实验取1。 代入后3）参数校核 许用传递转矩：应满足 其中为许用压强，根据机械设计手册6-232页表6-3-16查表，本实验取2040N· 为摩擦片数修正系数，根据机械设计手册6-238页表6-3-20查表，取=1 将参数代入公式得因此可知 ，满足校核条件。 摩擦面压强：应满足 将已知量代入公式可得 N· 根据机械设计手册6-232页表6-3-16查表，知黄铜黄铜的许用压强为2040N·，因此满足校核条件。4.圆盘摩擦离合器圆柱螺旋压缩弹簧参数与尺寸计算1) 原始条件 最小工作载荷= 0 N 最大工作载荷 3830 N 工作行程h = 8 mm 端部结构：端部并紧

7、，磨平，两端支撑圈各一圈 弹簧材料：碳素弹簧钢丝C级2）参数计算 初算弹簧刚度P ： 工作极限载荷 ： 为1类载荷，故=3830 N 弹簧材料直径d及弹簧中径D与有关参数 根据与D条件从机械设计手册11-24页表11-2-19查表得dD104046152.9911543有效圈数n ： 圈 按照机械设计手册11-17页表11-2-10取标准值为n=3.25 总圈数 ： 圈 弹簧刚度 P ： 工作极限载荷下的变形量节距 t ：自由高度 根据机械设计手册11-17页表11-2-12取标准值为弹簧外径弹簧内径螺旋角展开长度L： 3）验算 最小载荷时的高度： 最大载荷时的高度： 极限载荷时的高度： 实际

8、工作行程： 高径比： 符合条件，不必进行稳定性验算。5.圆盘摩擦离合器轴用平键参数与尺寸计算1）摩擦盘用平键参数选择 根据要求，离合器轴与摩擦片间连接采用平键连接。 其中，；离合器主动摩擦盘安装轴直径为20mm，按照机械设计手册5-228页表5-3-18查表选用如下尺寸的平键:轴的公称直径d键尺寸b*h键槽深度半径轴t1毂t2最小最大17226*63.52.80.160.25长度L282）键连接的强度计算 根据题目要求，此处为平键的静联接，应用的计算公式为 其中 T：为转矩 T=52090N·mm D：轴的直径 D=20 mm k：键与轮毂的接触高度 k=2.8mm，即t2, l：键

9、的工作长度 mm，选用B型平键，l=L =28mm ：许用挤压应力 MPa，按照机械设计手册5-227页表5-3-17查表得取100120MPa 代入公式得 满足校核条件。2）蜗轮蜗杆减速器用平键参数选择 根据要求，离合器轴与蜗轮蜗杆减速器间连接采用平键连接。 其中，；离合器安装轴直径为25mm，按照机械设计手册5-228页表5-3-18查表选用如下尺寸的平键:轴的公称直径d键尺寸b*h键槽深度半径轴t1毂t2最小最大22308*74.03.30.160.25长度L282）键连接的强度计算 根据题目要求，此处为平键的静联接，应用的计算公式为 其中 T：为转矩 T=52090N·mm

10、D：轴的直径 D=25 mm k：键与轮毂的接触高度 k=3.3mm，即t2, l：键的工作长度 mm，选用B型平键，l=L =28mm ：许用挤压应力 MPa，按照机械设计手册5-227页表5-3-17查表得取100120MPa 代入公式得 满足校核条件。6.圆盘摩擦离合器轴承参数与尺寸选用此处轴承的作用是传递轴向力，因此选用推力球轴承。轴直径d=25mm，按照机械设计手册7-418页表7-2-94查表，选用以下单向推力球轴承：基本尺寸/mmd25D42T11基本额定载荷/kNCa15.230.2最小载荷常数A0.005极限转速r/min脂4300油6000质量 /kgW0.055轴承代号5

11、1000型51105其他尺寸/mmd126D142r0.6安装尺寸/mmda35Da32ra0.6此型号推力球轴承满足离合器使用要求。7.圆盘摩擦离合器驱动部分参数与尺寸确定 本次设计采用人力驱动提供压紧力，但由于压紧力过大，人力无法提供，因此采用一杠杆凸轮机构减小驱动力。 机构简图如下所示： 摩擦离合器所需的压紧力由人拉拉杆所提供的圆周方向拉力提供，人拉动手柄形成力矩，此力矩与凸轮凸面与凹面间的正压力乘以摩擦表面的摩擦系数所得的摩擦力所形成的力矩相平衡，而压紧力凸轮凸面与凹面间的正压力在轴向方向上的分力，从而可通过一个较小的人拉力形成一较大的压紧力，从而达到压紧离合器的目的。 设压紧力与正压

12、力间的夹角为45°，压紧力Q=3830N，因此正压力。摩擦面采用铜基粉末冶金钢、湿式，摩擦系数取f=0.05，因此摩擦力。凸轮盘直径取150mm，可知摩擦力臂长为43.75mm。手柄长度（手柄端部至轴心距离）取100mm，通过公式算得 校核强度：（60100） 因此，人所需拉力为118.48N，手柄长为100mm，凸轮盘直径为150mm，凸轮盘上共有六个凸轮，沿圆周均匀分布。凸轮截面为顶角90°的等腰三角形。8.圆盘摩擦离合器其他参数与尺寸确定1）轴端面螺栓、垫片尺寸确定垫片：根据离合器安装轴尺寸，查机械设计手册5-150页表5-1-157 ，选取平垫圈C级（GB/T952002）公称直径d=12mm，外径d2=24mm，内径d1=13.5mm，厚度h=2.5mm螺栓：根据离合器安装轴尺寸，查机械设计手册5-86页表5-1-83 ，选取M12的螺栓。六设计小结七参考资料：机械设计 高等教育出版社 主编 濮良贵 纪名刚机械原理 高等教育出版社 主编 孙桓 陈作模