湿式离合器设计计算

湿式离合器设计计算3.2多片湿式离合器的设计3.2.1摩擦副元件材料与形式离合器的结构中，摩擦片对离合器工作性能影响很大，而摩擦片材料的选择就尤为重要。下面进行摩擦副元件的选择：离合器摩擦副元件由摩擦元件及对偶元件两部分组成。其特点是：可在主、从动轴转速差较大的状态下接合，而且接合时平稳、柔顺。离合器摩擦副（又称摩擦对偶）可分为两大类：第一类是金属性的，它的摩擦衬面具有金属性质，如钢对钢，钢对粉末冶金等；第二类是非金属性的，它的摩擦衬面摩擦材料具有非金属性质，如石墨树脂等，它们的对偶可用钢和铸铁。对于坦克离合器摩擦副，由于其工况和传递动力的要求，选择金属型摩擦材料。目前广泛应用的是铜基粉末冶金，它的主要优点是：有较高的摩擦系数，单位面积工作能力为0.22千瓦/厘米；在较大温度变化范围内，摩擦系数变化不大；允许表面温度高，可达，非金属在以下。故高温耐磨性好，使用寿命长；机械强度高，有较高的比压力；导热性好，加上表面开槽可获得良好冷却，允许较长时间打滑而不致烧蚀。此次设计选择摩擦副材料为钢对铜基粉末冶金，根据坦克设计180页表6—1可得：可取摩擦副的摩擦系数μ=0.08，许用压强=4。3.2.2摩擦转矩计算多片摩擦离合器的摩擦转矩与摩擦副数、摩擦系数、压紧力和作用半径有关。其关系式为：式中—摩擦转矩；—摩擦系数，从动力换档传递扭矩出发，取动摩擦系数；—摩擦片压紧力；—换算半径，将摩擦力都换算为都作用在这半径上；—摩擦副数。下面求换算半径：（如下图示）一对摩擦副上一个单元圆环的摩擦转矩为：式中—单位压力或比压；—圆环半径；—单位圆环面积。而带入前式可得摩擦副全部面积的摩擦转矩为式中、—分别为摩擦片的内外半径。单位圆环上的压紧力为摩擦片上全部压紧力为㎜，摩擦片总数Z=13，换算作用半径re=224.9。3.2.4摩擦片的压紧力根据上面所得出的基本参数的尺寸，由摩擦片的压紧力的公式：将数据带入得摩擦面的比压公式将所得数据带入得查手册表得许用压强，即满足，符合设计要求。3.2.5压板行程多片式离合器分离时，各摩擦表面间隙并不均匀，但可以用平均间隙来衡量。值按统筹学在初步计算时取。故压板行程3.3液压油缸压力的计算油缸是实现离合器工作的重要元件，关于油缸的设计和压力计算如下：油缸的结构一般如下图示可初步选取R2=132㎜。由设计任务知离合器操纵系统压力为，取计算。主油压作用在活塞上的压力------------=1\*GB3①式中P—离合器操纵油压，取；而活塞缸压紧力F应满足式：-----------=2\*GB3②其中—密封圈的摩擦阻力。—复位弹簧力封圈的摩擦阻力，对于型圈，由式：-------=3\*GB3③对于转动缸复位弹簧力，其计算式为：------------------------------------=4\*GB3④—排油需要的压力。且有式----------------------------=5\*GB3⑤式中—排油需要压力，通常取。将式=1\*GB3①、=2\*GB3②、=3\*GB3③、=4\*GB3④、=5\*GB3⑤联力解得96㎜则复位弹簧力可由：得。且活塞缸压紧力F为：3.4回位弹簧的设计选择在离合器中，弹簧对离合器的整体性能有很大影响，当弹簧设计不当时，会使离合器产生阻滞现象和离合器早期打滑失效。根据离合器结构的要求，离合器弹簧可分为拉伸弹簧和压缩弹簧两种，根据此次设计的要求，选择压缩弹簧，且为圆柱螺旋压缩弹簧。选用代号为的热卷压缩弹簧，两端并紧并磨平。对于弹簧的材料选择，因需回位力较大，故选用弹簧材料为油淬火回火硅锰弹簧钢丝；在根据弹簧受负荷的性质，，受到变载荷作用，次数在之间，故为第类弹簧。查机械设计手册表，得出：该弹簧的许用切应力。3.4.1弹簧平均直径D和钢丝直径d的确定一般圆截面圆柱螺旋弹簧的主要尺寸有：平均直径，弹簧的钢丝直径，有效圈数和自由长度等。当外径和钢丝直径中有一个决定后，按卷绕比来确定另一个。卷绕比由式：得出。由，可得：式中—弹簧的最大外径。对于坦克离合器用的压缩弹簧，其卷绕比通常取为，在此取。初步确定钢丝直径为，弹簧数量为弹簧的静强度条件为：式中—曲度系数，计算公式为：将数据带入可得。由此可以检验弹簧钢丝直径：=2.27㎜故选取钢丝直径为满足要求。则有,圆整取3.4.2确定弹簧圈数n和长度l及刚度弹簧参数与刚度的关系为：其中—材料的剪切弹性模数，查机械手册表得。由上式和公式可得弹簧工作圈数：式中—弹簧压缩到最大行程时，比离合器分离时负荷增加的百分数，通常取。将数据带入可得：查机械设计手册表，圆整得。弹簧总圈数为工作圈数与死圈数之和，死圈数常取为圈，取其为。则有最大负荷下的圈间间隙取为，取，此时弹簧长度为：其工作长度。式中为弹簧行程，根据活塞行程取。带入上式可