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CAD图纸+文档 0011 柴油 动力 货车 传动轴 离合器 操纵 机构 设计 CAD 图纸 文档

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外文资料译文离合器如何工作如果您驾驶手动变速器的汽车，您可能会惊讶地发现它不仅仅有一个离合器。也会发现人们拥有的自动变速器的汽车离合器。事实上，有很多离合器可能就是你每天看到或者是使用的东西：许多无绳钻头，有一个离合器， 链锯有离心式离合器，甚至一些yo- yos有一个离合器。 Clutch Image Gallery 离合器图像廊 示意图显示，汽车离合器的位置。 看到更多的离合器的图像 。 在这篇文章中，您将了解为什么你需要一个离合器，如何离合器在您的汽车工程，并找出一些有趣的，也许令人惊讶，离合器的地方可以找到。 .离合器是有用的装置，有两个旋转轴。 在这些装置，其中的轴通常是驱动马达或滑轮，和其它轴的驱动器的另一个设备 在演练中，举例来说，一轴驱动马达和其他驱动器一钻夹头。 离合器连接两槽，使他们可以被锁在一起，自旋在相同的速度，或脱钩和自旋以不同的速度。 在一个汽车里，你需要一个离合器，因为发动机旋转的所有时间，但汽车的轮子不。 在为了让车停止杀死该引擎，车轮必须断开从发动机有点。 离合器使我们能够顺利进行旋转引擎，以一个非纺传输通过控制它们之间的延误。 了解如何离合器工程，它有助于知道一点点关于摩擦 ，这是一个措施是何等的难，以幻灯片的对象之一，另一。 摩擦所带来的高峰和低谷是的一部分，每一个表面-甚至很光滑表面仍然有微观的高峰和低谷 。这些较大的高峰和低谷，就越难是幻灯片的对象。 您可以了解更多关于摩擦在如何刹车的工作。离合器工程，因为之间的摩擦离合器板和飞轮。 我们将研究如何在这些零件的携手合作，在未来的一节。 飞车轮，离合器片和摩擦在汽车的离合器，飞轮连接到发动机，离合器板连接到传输。你可以看到什么，这看起来像在这个数字以下。 当您的脚是关闭的踏板，弹簧推动压力板对离合器的光盘，这反过来又对压力机飞轮。 这锁引擎传输输入轴，使他们自旋在相同的速度。 金额武力的离合器可容纳取决于对之间的摩擦离合器片和飞轮，有多少力量的弹簧了对压力板。 摩擦力在离合器工程就像座中描述的摩擦节如何刹车的工作 ，除了弹簧压力机对离合器板，而非重量迫切块进入地面。 当离合器踏板的压力，电缆或液压活塞推动关于释放交岔路口，按投掷出轴承对中膜片弹簧。 As the middle of the diaphragm spring is pushed in, a series of pins near the outside of the spring causes the spring to pull the pressure plate away from the clutch disc (see below).作为中膜片弹簧是推在了一系列引脚附近以外的弹簧，弹簧的原因撤出的压力板脱离离合器。注意：弹簧在离合器板。这些弹簧的帮助，以隔离传输的冲击，离合器从事。这通常是工程设计不错，但它确实有几个缺点。常见问题从20世纪50年代至70年代，你可以指望得到五万和七万英里之间从您的汽车的离合器。 .离合器现在可以去年多八点零万英里如果您使用他们轻轻地和他们保持良好。如果没有照顾，离合器就可以开始打破三五万英里。 卡车是一贯超载或经常拖重物也可以有问题，相对较新的离合器。 最常见的问题与离合器是摩擦材料对光盘磨损。 摩擦材料对离合器光盘是非常相似的摩擦材料对港口及机场发展策略的一盘式制动器 ，或鞋一鼓式制动器 -时间后，它穿了。当大部分或所有的摩擦材料是走了，离合器将开始滑移，并最终将不会传送任何权力，从发动机到车轮 。 当离合器踏板的压力，电缆或液压活塞推动关于释放交岔路口，按投掷出轴承对中膜片弹簧。作为中膜片弹簧是推在了一系列引脚附近以外的弹簧，弹簧的原因撤出的压力板脱离离合器。 照片礼貌卡罗莱纳州的野马 Clutch plate 离合器板 注意：弹簧在离合器板。 这些弹簧的帮助，以隔离传输的冲击，离合器从事。 这通常是工程设计不错，但它确实有几个缺点。 我们将看看共同离合器的问题和其他用途离合器在以下各节。 离合器只穿着，而离合器光盘和飞轮是纺纱以不同的速度。 当他们锁定两者合计，摩擦材料是举行紧紧对飞轮，和他们自旋的同步。 它的，只有当离合器光盘是滑倒对飞轮表示戴上发生。因此，如果您是类型的司机看多的离合器很多了，那么您的离合器会更快的。 有时，问题不在于下滑，但与坚持。 如果您的离合器将不会公布得当，它将继续把输入轴。 这可能会导致磨削，或完全防止您的汽车从进入齿轮。 破碎或拉伸离合器电缆 -电缆的需求额正确的紧张局势，以推拉有效。 漏泄或有缺陷的奴隶和/或主离合器气瓶 -泄漏保持气瓶从建设必要数额的压力。 空气中的液压线 -空气影响水力以空间流体需要建立的压力。 misadjusted的联系 -当您的脚打踏板，联系传达错误的金额武力。 输错离合器组件 -并非所有的售后零件的工作与您的离合器。 “硬”离合器也是一种常见的问题。 所有离合器需要一些金额以武力压低充分。 如果您有新闻界的努力，踏板，可能会有一些错误的。 坚持或有约束力的在踏板的联系，电缆，交叉轴，或枢轴球是常见的原因。 有时堵塞或磨损密封在液压系统也可能导致硬离合器。 . 另一个问题是相关的离合器是一个破旧投掷出轴承 ，有时被称为离合器释放轴承 。这关系到适用的力量，手指的纺纱压力板释放离合器。 如果您听到隆隆声音时，离合器搞，您可能有一个问题，与投掷出。 离合器的诊断测试 如果您发现您的离合器已经失效，这是一个在家的诊断测试，任何人都可以执行： 1. 启动汽车，设置停车休息，并把汽车在中立的。 2. 与您的汽车空转，听取了咆哮的噪音，没有推动离合器英寸，如果你听到的东西，它最有可能的问题与传输。 如果您没有听到噪音，进行步骤3 。 3. 与汽车仍然在中性，开始把离合器和听噪音。 如果您听到啁啾的噪音，您按下，它最有可能的离合器释放，或投掷出轴承。 如果您没有听到噪音，进行步骤4 。 4. 推动离合器的所有方法在地上。 如果您听到尖叫噪音，这可能是试验轴承或衬套。 如果您没有听到任何噪音，在这四个步骤，那么您的问题可能是没有离合器。 如果您听到噪音，闲置不用离开时，离合器压，它可能是一个问题，在接触点之间的交岔路口枢轴球。 各类离合器有许多其他类型的离合器在您的汽车在您的车库。 一自动变速器包含几个离合器。 这些离合器进行和脱钩的各套行星齿轮 。 每个离合器投入使用的议案加压液压油。 当压力下降，弹簧导致离合器释放。均匀间隔的山脊，所谓的样条线内外离合器锁定到齿轮和离合器的壳。您可以阅读更多关于这些离合器在自动变速器如何工作 。 二空调压缩机在汽车内有一个电磁离合器。 这使得压缩机关闭，甚至，而引擎正在运行。 当电流流经磁场线圈的离合器，离合器从事。 尽快当前站，例如当您关闭您的空调，离合器disengages 。 大部分车有一个发动机驱动冷却风扇有一个thermostatically控制粘性离合器 -温度的流体驱动器，其实离合器。 这离合器是定位于枢纽的风扇，在气流的未来，通过散热器。 这种类型的离合器是有很多像粘性联轴器 ，有时发现在所有的四轮驱动车。 流体在离合器得到较厚，因为它升温，造成风扇旋转速度要赶上与发动机的旋转。 当车是冷，流体在离合器仍然寒冷及风扇转速慢，让发动机迅速升温，以适当的操作温度。 许多汽车有限支路的差异，或粘性耦合器，这两项研究使用离合器，以帮助增加牵引。 一车轮的旋转速度比其他，这使汽车难以处理。 该滑差速器弥补认为，借助其离合器。 当一个车轮的旋转速度比其他情况下，离合器从事缓慢下来，并配合其他3 。 驾驶超过水坑的水或冰补丁也可以自旋您的轮子。 .您可以了解更多关于差别和粘性偶合器在如何差距的工作 。 气体动力链锯和杂草吃有离心式离合器 ，使连锁店或字串可以停止纺纱您不需要关掉引擎。 这些离合器的工作，自动通过使用离心力。 .输入连接到发动机曲轴。 输出可驱动链条，皮带或轴。 作为轮换，每分钟增加，加权武器移出，并迫使离合器进行 。离心式离合器，也经常发现在草坪割草机，卡丁车，轻便摩托车和迷你自行车。 甚至一些yo-yos制造与离心离合器。 汽车空调压缩机具有磁性离合器 分析所有类型的摩擦离合器和刹车使用相同的一般程序。下列步骤是必要的： 假设或确定分布压力对摩擦表面。 寻找关系最大压力和压力，在任何一点 申请条件的静力平衡，以寻找（一）驱动力， （二）转矩，及（三）支持的反应。 杂项离合器包括几种类型，如正面接触式离合器，超负荷释放离合器，超越离合器，磁流体离合器等。离合器安装如果你是一名赛车手，你知道离合器是发动机和变速器之间至关重要的联系。如果您没有安装或调整正确，您可能失去马力和磨损离合器过早。 为了帮助您正确的，循环的轨道杂志安装了离合器在一个赛车向您展示它如何的要做工作。第一步，在安装我们的离合器是要重视7 -6.3英寸按钮飞轮向flexplate对后面的曲轴和扭矩到的地方。其次，离合器大会是放在一起。 这特别是离合器大会是一个7 -6 .3英寸， 3盘委员会P ro系列一套从四分之一硕士。 里面包含三个独立的离合器光碟及随之而来的浮子光盘是夹心一起内房屋和离合器封面（同时作为一个压力板）是在前面。 三个离合器光碟设计，与二月底光盘去的每一侧与大会中心在光盘中。 年底光碟需要安装的，所以花键中心向外扩展，来自中东。 该中心光盘可以面对任何方向。组装离合器，然后放置于螺栓延长从按钮飞轮。 大会面前的是螺栓的地方，精简环也下滑到钉。年底一输入轴从一岁的传输，可切断用来作为对齐工具。 我们插入此路线的工具，通过离合器大会进入试点关系到年底曲轴和举行，它为本，而螺栓举行离合器大会是扭转下跌。 与离合器大会在地方清拆之间的投掷出轴承和前排的传输需要进行检查。 如果没有足够的清关时， bellhousing是螺栓上，它将推动了离合器的封面和部分释放离合器。 检查这关， bellhousing首先需要加以螺栓在地方。接下来，我们采取测量，从外边缘的bellhousing向投掷出轴承。 在为了得到一个准确的测量，投掷出轴承的需要，被关押在正常经营的立场，反对离合器涵盖的范围。 第二，测量从前方的表面，传输房屋向外界（前）的轴承保持是采取。 该bellhousing到投掷出轴承的测量需求，以大于家臣在前面的传输。 如果不是，那么家臣将推动了投掷出轴承，部分释放离合器和创造延误。 这个结果在1匹马力的损失。 在我们的情况下，关是关闭的一个第八的一英寸。 清拆应介于0.063和0.125英寸。以正确的通关，我们需要以消除3 shims （在第十六- -一英寸每个）之间的投掷出轴承及液压释放房屋。 三sixteenths英寸，我们所取得的消除shims给我们的十六分之一- -一英寸的清关之用。bellhousing是螺栓，然后回到对发动机和测量夺回来验证适当的清关之用。 现在，您的新离合器是安装和调整了很多关，所以没有机会延误。 没有出现任何延误，是指没有损失的马力。 按照指引，我们在此间强调，你将永远不会有问题对您的离合器。7毕 业 设 计（ 论 文 ）任 务 书学生姓名专业班级指导教师课题类型设计（论文）题目3吨柴油动力货车设计(传动轴、离合器及操纵机构设计)主要研究内容货车的基本参数为：选用柴油发动机，最高车速为95Km/h，最小转弯半径5.5米，乘员人数2人，挡位数4+1，载重量为3吨。参照相应车型的整体布局参数（网上可以查到，如庆铃系列轻型货车等）、东风3吨轻型货车实物（车辆与交通实验室整车陈列间内）和其他有关车型（到院资料室查阅），完成货车的传动轴、离合器及操纵机构设计任务。主要技术指标(或研究目标)完成货车的传动轴、离合器及操纵机构设计，完成总和不少于3张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含用计算机绘制（或手工绘制）的具有中等难度的1号图纸一张以上。按要求格式独立撰写不少于12000字的设计说明书，应有中英文摘要（摘要不少于400字），全部用计算机打印（编排要求到河南科技大学教务处网站查：河南科技大学毕业设计（论文）指导手册），查阅与课题相关的文献资料15篇以上，独立完成总量10000以上印刷符号与本人题目相关的外文资料译文。进度计划（67周）全组集体讨论，确定总体方案。每个学生确定自己的设计内容与绘图数量。在进行调研、搜集、分析资料的基础上，完成开题报告（4月14日交）。（89周） 整理本设计内容的相关数据资料，进行必要的理论计算，拟出说明书草稿，搜集相关外文资料并翻译。（1011周）完成主要总图设计。（5月5日下午至少完成一张零号草图）。（1213周）完成零、部件图设计，并完成机绘图。（5月23日下午之前完成）。（1415周）按要求整理、编写设计说明书。（ 16周）整理图纸及全部设计文件，准备上交。（6月13日下午四点交全部设计资料）（17周）审阅、评阅设计资料，答辩，评定成绩。主要参考文献汽车构造； 汽车理论；汽车设计； 汽车车身结构与设计；车身造型； 汽车车型手册；有关汽车行业杂志。 机械零件设计手册研究所（教研室）主任签字： 年 月 日毕业设计（论文）开题报告（学生填表）课题名称3吨柴油动力货车（传动轴、离合器及操纵机构的设计）学生姓名曹殿波专业班级车辆043班课题类型工程设计指导教师 李水良/ 马心坦职称副教授课题来源1. 设计（或研究）的依据与意义随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求也越来越高。离合器作为汽车主要传动系的组成部分必然也得与时俱进，从传统的推片式弹簧离合器结构正逐步向拉片式膜片弹簧离合器发展，传统的操纵机构正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵机构变成发展趋势。 国家适时出台汽车零部件再制造试点管理办法更是对节能减排这一工作方针的具体实施。汽车零部件再制造对推进我国循环经济发展和加快资源节约型社会建设意义重大。据资料显示，美国汽车再制造是世界最大的再制造市场，其范围已覆盖发动机、传动装置、离合器、起动机、空调压缩机等，产业规模已超过750亿美元。但是在我国这样的再循环建设可以说还在起步阶段，像离合器等报废了一般走进废铁回收站买点小钱，对资源是一种巨大的浪费，也很可能对生态造成污染和破坏。同时我们也得看出解决的最终办法就是提高科研能力，生产的离合器既要符合发动机功率和转速的要求，还要满足结构简单、质量小、制造工艺好等等。科技创新是关键。关于万向节传动轴，它在汽车上的应用很广泛，据了解某万向传动轴公司技术发展部在2007年共有83个科技创新项目和63个QC攻关项目通过验收。这些创新项目在新产品开发、设备技改、工艺攻关、管理创新等多个方面为公司节约成本300多万元，新增业务上千万元。科技创新和项目攻关作为传动轴公司持续开展的重点工作，多年来取得了巨大的成绩，目前传动轴公司在微、轻、中、重系列化生产上在国内OEM配套市场上名列前茅，不少科研单位因此也慕名前来求教。所以对于科学发展，我们一定要以创新的角度来看问题，不断提高机械设计制造水平，在国际舞台上占有一席之地。2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述（1）国内设计情况：根据市场调查，我们传统汽车离合器的市场需求量仍然在一直增长，2007年我国汽车离合器的产量已经突破1000万套。我国汽车产量持续增长、汽车保有量的增加、出口市场需求的扩张等三大因素继续推动我国汽车离合器行业继续向前发展，尤其DCT技术在中国的发展，将使我国摩擦片汽车离合器行业获得新的发展机遇。双质量飞轮是我国传统汽车离合器发展的一方向，目前我国已经有Luk、Excedy等外资企业开始组装生产双质量飞轮，吉林大华、湖北三环的双质量飞轮也将于今年进入产业化阶段。液力变矩器需求随着我国汽车自动档比重的增加而加大，国内除上海萨克斯早已量产液力变矩器产品外，2007年，广州优达佳、上海Excedy、南京Valeo等外资企业相继开始组装生产液力变矩器。由于我国AT技术的本土化存在很大困难，发展液力变矩器对国内企业仍存在很高的风险。（2）国外发展情况和趋势：大众汽车最近发明出比传统自动变速箱更省油，比普通手动变速箱响应更快DSG 双离合器变速箱，它是目前世界上最先进的、具有革命性的变速器系统。DSG巧妙地把手动变速器的灵活性和传统自动变速器的方便性结合在一起，采用了双离合器和6个前进档的齿轮变速器作为动力的传送部件，实现更为顺畅的换档，令驾驶者体会到更强的运动快感，同时，却付出了更低的油耗。同时电子技术也进入了离合器系统也是趋势所在，一种由控制单元（ECU）控制的离合器已经应用在多款的轿跑车上。其ECU汇集油门踏板、发动机转速传感器、车速传感器等信号，驱动伺服马达机构施行自动变速。汽车变速系统技术整体上是由手动换档向自动换档发展，尤其是现阶段高速发展的计算机技术应用于换档变速系统，使汽立自动变速技术得到了快速的发展。（3）遇到的问题：如今我们也时长听到哪个公司召回有问题的汽车的消息，比如伊兰特离合器存在的问题：“哨声”问题，原因出自离合器和中心轴连接的花件套所致。有一小批的曾经出现过塑料质地的原因。原来的都是铜质地。那一批中间夹了塑料，导致了此类问题出现。全国不完全统计就几百辆车子需要更换。 我认为有些新技术虽然发明出来了，但是没有合适的市场定位，加上人们使用习惯和观念的不易接受，暂时还没有用武之地，但是确实是科学的进步，就我的设计课题而言，我认为尽量采用技术成熟价格合适的产品为上选。3. 课题设计（或研究）的内容货车的基本参数为：用柴油发动机，最高车速为95km/h,最小转弯半径5.5米，乘员人数2人，档位数4+1，载重量为3吨。设计内容如下：（1）离合器及操纵机构：采用技术比较成熟的拉式膜片弹簧离合器和相应的带有助力的液压式操纵机构。（2）万向传动轴：根据前后悬架采用非独立式悬架，只需在转向轮附近安装一个十字轴式万向节，传动轴的设计注意到运动干涉，并就是否加入中间支撑机构展开分析讨论。参考相应车型的参数，（网上查到，庆铃系列轻型货车等）、东风3吨轻型货车实物（车辆与交通实验室整车陈列室整车陈列间）和其他有关车型，完成货车的传动轴、离合器及操纵机构设计任务。要求如下：（1）图纸工作量：完成绘制离合器总成1张A0图纸及其零件图A1图纸，传动轴总成1张A1图纸，手绘离合器操纵机构A0图纸，总工作量折合不少于3张A0图纸。 （2）编写设计说明书，包括：封面、任务书、中文摘要、英文摘要、目录、符号说明、前言、正文、结论、参考文献（不少于15篇）、致谢、附录、封底。内容有：设计综述，离合器，转动轴总成结构特点及性能参数的选择，主要零、部件的强度计算。内容不少于12000字，中文摘要不少于400字，英文摘要不少于300个词。 （3）独立完成10000以上印刷符号的与专业有关的外文译文。4. 设计（或研究）方法（1）通过熟悉离合器及操纵机构的结构和工作原理，初步选择合适的离合器和操纵机构，选择离合器的主要参数并优化；对膜片弹簧进行强度计算、基本参数选择、材料和制造工艺和优化设计；对扭转减震器进行刚度和转矩的计算；对操纵机构进行受力分析，设计合理机构；对离合器主要零部件的结构：从动盘总成、离合器盖总成、分离轴承总成进行结构和相关数据的计算。（2）通过对万向传动轴结构方案分析，初步确定选用的传动轴类型，并对万向传动进行运动和受力分析，还要通过讨论来确定是否增加中间支撑结构。5. 实施计划（67周）全组集体讨论，确定总体方案。确定自己的设计内容与绘图数量。在进行调研、搜集、分析资料的基础上，完成开题报告。（89周）整理本设计内容的相关数据资料，进行相关的理论计算，拟出说明书草稿，搜集相关外文资料并翻译。（1011周）完成主要总图设计。 (1213周)完成零、部件图设计，并完成机绘图。（1415周）按要求整理、编写设计说明书。（16周）整理图纸及全部设计文件，准备上交。（17周）审阅、评阅、设计资料，答辩，评定成绩。工作地点：实验大楼地下室指导教师意见指导教师签字： 年 月 日教研室意见教研室主任签字： 年 月 日 车辆与动力工程学院毕业设计说明书第一章 前 言全书共5章，主要阐述了3吨柴油货车中的离合器及操纵机构设计和传动轴设计。各章的主要内容包括：设计应当满足的主要要求、结构方案分析和选择、主要参数的选择、离合器的设计和计算、扭转减震器的设计、离合器的操纵机构和主要结构原件的分析、传动轴的设计与计算和结论。 本书在体系和内容方面，主要参考了第三版汽车设计、第三版汽车构造和离合器设计丛书。结合我国今年来汽车工业得到迅速发展的现实，本书积极引用其介绍的优化设计、可靠性设计等新的设计方法。 由于本人的学识有限，书中难免出现错误和疏漏之处，恳请各位老师和同学批评指正。 第二章 离合器概述2.1离合器设计要求对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构等四部分，组成如下：1. 主动部分：飞轮、离合器盖、压盘；2. 从动部分：从动盘；3. 压紧机构：压紧弹簧；4. 操纵机构：分离叉、分离轴承、离合器踏板、传动部件。 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，操纵机构是使主、从动部分分离的装置。 为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离合器应满足如下基本要求：1. 在任何行驶条件下,既能可靠地传递发动机的最大转矩,并有适当的转矩储备,又能防止传动系过载.2. 接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。3. 分离要迅速、彻底。4. 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分散热效果，以保证工作温度不至于过高，延长其使用寿命。6.应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力。7、操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。8、作用在从动盘上的总压力和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。9、具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。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 离合器的工作原理 发动机飞轮是离合器的主动件，带有摩擦片的从动盘和从动毂借滑动花键与从动轴（即变速器的主动轴）相连。压紧弹簧则将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上，再由此经过从动轴和传动系中一系列部件传给驱动轮。压紧弹簧的压紧力越大，则离合器所能传递的转矩也越大。由于汽车在行驶过程中，需经常保持动力传递，而中断传动只是暂时的需要，因此汽车离合器的主动部分和从动部分是经常处于接合状态的。摩擦副采用弹簧压紧装置即是为了适应这一要求。当希望离合器分离时，只要踩下离合器操纵机构中的踏板，套在分离套筒的环槽中的拨叉便推动分离叉克服压紧弹簧的压力向松开的方向移动，而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力的传递。 当需要重新恢复动力传递时，为使汽车速度和发动机转速变化比较平稳，应该适当控制离合器踏板回升的速度，使从动盘在压紧弹簧压力作用下，向接合的方向移动与飞轮恢复接触。二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮和从动盘接合还不紧密，二者之间摩擦力矩比较小时，二者可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘接合紧密程度的逐步增大，二者转速也渐趋相等。直到离合器完全接合而停止打滑时，汽车速度方能与发动机转速成正比。2.3 离合器的功用及分类离合器是车辆（汽车）与发动机直接相连的部件。离合器在汽车上大部分时间是处与接合状态，只有需要时才暂时的切断动力传递。所以其功用主要有以下几点： 1在汽车起步时，通过离合器主、从动部分之间的滑磨 、转速的逐渐接近，确保汽车起步平稳。2当变速器换挡时，通过离合器主、从动部分的迅速分离来切断动力的传递，以减轻齿轮齿间的冲击，保证换挡时工作平顺。3当传给离合器的转矩超过其所能传递的最大转矩时，其主、从动部分之间将产生滑磨，防止传动系统过载。现代各类汽车上应用最广泛的离合器是干式盘形摩擦离合器，可按从动盘数目不同、压紧弹簧布置形式不同、压紧弹簧结构形式不同和分离时作用力方向不同分类如下：1.按从动盘数分类：单片、双片、多片；2.按弹簧布置形式分类：圆周布置、中央布置、斜向布置；3.按弹簧形式分类：圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧、膜片弹簧；4.按作用力方向分类：推式、拉式。2.4离合器的结构方案汽车使用的离合器大部分都是摩擦式离合器，从它的分离受作用力来看可分为拉式和推式两种；按从动盘数可分为单片、双片和多片，按其压紧弹簧布置可分为圆周布置、中央布置和斜置式三种；按其压紧弹簧可分为圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧。一、盘的选择对轿车和轻型、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。单片离合器结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修太哦正方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底、结合平顺。故在本次设计中选用了单片摩擦离合器。二、弹簧布置形式的选择周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧，其结构简单制造容易，因此用较为广泛。压紧弹簧直接与压盘接触，易受热退火，且当发动机最大转速很高时周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力下降，离合器传递转矩的能力随之降低。此外，弹簧靠到它的定位面上，造成接触部位严重磨损，甚至出现弹簧断裂的现象。中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧，并且布置在离合器的中心，此结构轴向尺寸较大。膜片弹簧的结构主要特点是采用一个膜片代替传统的螺旋弹簧和分离杠杆。起结构特点如下：1、膜片弹簧的轴向尺寸较小而径向尺寸很大,这有利于在提高离合器传递转矩能力的情况下离合器的轴向尺寸。2、膜片弹簧的分离指器分离杠杆的作用，故不需专门的分离杠杆，使离合器结构大大的简化，零件数目少，质量轻。3、由于膜片弹簧轴向尺寸小，所以可以适当增加压盘的厚度，提高热容量；而且还可以在压盘上增设散热筋及在离合器盖上开设较大的通风孔来改善散热条件。4、膜片弹簧离合器的主要部件形状简单，可以采用冲压加工，大批量生产时可以降低生产成本。 故在本设计中选用了膜片弹簧离合器。三、离合器按它的结构形式选择根据膜片弹簧分离指在分离时所受的力是推力还是受拉力，可分为推式和拉式弹簧离合器。拉式与推式离合器最明显的特征就是膜片弹簧安装方向相反。拉式膜片弹簧离合器与推式有其明显的优点：1、减少中间支撑，零件数目相对要少。结构简单，紧凑、质量较轻。2、由于取消了中间支撑，减少了摩擦损失，传动效率高，使分离时的踏板力更少，3、拉式膜片弹簧无论在接合还是在分离时，膜片弹簧都与离合器盖接触，不会产生噪声和冲击。4、由于拉式膜片弹簧是以其中部压紧压盘，在压盘大小相同的条件下可使用直径相对较大的膜片弹簧，从而实现在不增加分离时的操纵力的前提下，提高压盘的压紧力和传递转矩的能力；或在传递转矩相同的条件下，减小压盘的尺寸。5、使用寿命相对要长。所以在本设计中选择拉式离合器。四、扭转减振器的选择它能降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率，增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振，控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器的扭振与噪声，缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。故要有扭转减振器。五、压盘驱动形式选择窗孔式、销钉式、键块式它们缺点是在联接件间有间隙，在驱动中将产生冲击噪声，而且零件相对滑动中有摩擦和磨损，降低离合器传动效率。传动片式此结构中压盘与飞轮对中性好，使用平衡性好，简单可靠，寿命长。故选择传动片式。六、操纵机构的选择液压式操纵机构主要由吊挂式离合器踏板、主缸、工作缸、管路系统和回位弹簧等部分组成，具有传递效率高、质量小、布置方便、便于采用吊挂踏板、驾驶室容易密封、发动机的震动和驾驶室或车架变形不会影响其正常工作离合器接合较柔和等优点，故广泛应用于各种形式的汽车中。所以在本次设计种选用了液压式传动操纵机构。第三章 离合器设计计算3.1 离合器参数的选择一、摩擦片外径的确定摩擦片外径是离合器的基本尺寸，它关系到离合器的结构和使用寿命，它和离合器所需传递的转矩大小有一定的关系。发动机转矩是重要参数，按发动机最大转矩来选定D时，有下列公式可得： （3-1）根据所设计的车型和采用单片摩擦片，则A=36。由（3-1）得 查摩擦片尺寸的系列化和标准化，选取标准摩擦片外径D=325mm,内径d=190mm,厚度h=3.5mm,内外径之比，单位面积.验算摩擦片最大圆周速度： （3-2）式中：D-摩擦片外径，mm;n-发动机最大功率时转速，r/min;V-摩擦片最大圆周速度，m/s;即满足设计要求。二、离合器后备系数的确定后备系数是离合器设计时应到的一个重要参数，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，应考虑以下几点：摩擦片在使用中磨损后，离合器还能可靠地传递发动机最大转矩；要能防止离合器滑磨过大；要能防止传动系过载。为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大，不易选取太小，当使用条件恶劣，为提高起步能力，减小离合器滑磨，应选取大些；采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取值应大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，可选取小些。考虑以上影响因素和所设计车型为3吨货车，采用4缸柴油机，一般情况下不拖挂，基本上在公路上行驶，根据的取值范围=1.72.25，同时参考其它同类车型选取1.8。三、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，应取小些；当摩擦片外径较大时，为降低摩擦片外源出的热负荷，应取小些；后备系数较大时，可适当增大。采用有机材料（金属陶瓷摩擦材料钢基）时，。四、离合器压盘力的计算摩擦离合器是靠摩擦表面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：(3-3)式中：-为静摩擦力矩，单位N.m;f-摩擦面间的静摩擦因数，取f=0.30; F-压盘施加在摩擦面上的工作压力，单位：N; Z摩擦面数，单片离合器的Z=2; 摩擦片的平均摩擦半径，单位：mm.假设摩擦片上工作压力均匀，则有：（3-4）式中：-摩擦面单位压力，单位：；A-一个摩擦面的面积；D摩擦片外径，单位：mm;d摩擦片内径，单位：mm.摩擦片的平均摩擦半径Rc根据压力均匀的假设，可表示 （3-5）将式（3-4）与（3-5）代入（3-3）得： （3-6）式中：c摩擦片内外径之比，c=0.585.即在0.53-0.70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（3-7）则根据以上相应计算公式及相关数据可得：由（3-7）得：由（3-6）验算单位压力，则：，在所要求范围内。由式（25）：由公式（23）：五、单位面积滑磨功为了减少汽车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计划磨功应小于其需用值，即： （3-8）式中: w单位摩擦面积滑磨功（w许用单位摩擦面积划磨功，轻型货车：w=0.33;Z摩擦面数，Z=2;D摩擦片外径，D=325mm;d摩擦片内径，d=190mm;W汽车起步时离合器接合一次产生总滑磨功（J）汽车起步时离合器接合一次产生总滑磨功（J）为： （3-9）式中：-汽车总质量，单位：.； -轮胎滚动半径，单位（m）；-起步时所用变速器挡位的传动比。此时计算用一挡起步；-主减速器传动比。； -发动机转速。由公式（3-9）可得：由公式（3-8）可得：即满足要求。六、单位面积传递的转矩为了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（3-10）式中各参数以及数值与前计算相同，则：即满足要求。3.2 从动盘总成从动盘有两种结构型式，带扭转减震器的和不带扭转减震器的 。本次设计从动盘为带扭转减震器的型式。从动盘总成设计时应满足以下几个方面的要求：为了减少变速器换挡时轮齿间的冲击，从动盘的转动惯量应尽可能小；为了保证汽车平稳起步，摩擦面片上的压力分布更均匀等，从动盘应具有轴向弹性；为了避免传动系的扭转共振以及缓和冲击载荷，从动盘中应装有扭转减震器；具有足够的抗爆裂强度。一、从动片设计从动片时，应尽量减轻其重量，并应使其质量的分布尽可能地靠近旋转中心，以获得最小的转动惯量。从动片一般都做得比较薄，通常使用1.3-2.0mm厚的钢板冲制而成。本次设计的3吨货车行使速度不高，最高车速不超过95Km/h.柴油发动机最高转速。故取从动片厚度为1.5mm.为了使离合器接合平顺，保证汽车平稳起步，单片离合器的从动片一般都做成具有轴向弹性的结构。这样，在离合器的接合过程中，助动盘和从动盘之间的压力是逐渐增加的。具有轴向弹性的从动片有整体式、分开式和组合式三种型式。比较三种形式的优缺点，本次所设计从动片采用整体式弹性从动片。整体式弹性从动片能达到轴向弹性的要求，且生产效率高，生产成本低。二、从动盘毂发动机转矩是经从动盘毂的花键孔输出，变速器输入轴就插在该花键孔内。从动盘毂和变速器输入轴的花键接合方式采用齿侧定心的矩形花键。设计花键的结构尺寸时参照国标GB1144-1974的花键标准，从动盘毂花键尺寸如下：花键齿数：n=10;花键外径：D=40mm；花键内径:d=32mm;齿厚：b=5mm; 有效尺长：l=45mm.为了保证从动盘毂在变速器输入轴上滑动时不产生歪斜，影响离合器的彻的分离，从动盘毂的轴向长度不宜过小，一般取其尺寸与花键外径大小相同，对在复杂情况下工作的离合器，其盘毂长度更大。考虑所设计3吨货车，工作条件较一般，所以取从动盘毂长为L=1.040=40mm。由于花键损坏的主要形式是由于表面受挤压过大而全破坏，所以花键要进行挤压应力计算。由公式： （3-11）式中:P花键的齿侧面压力，由下式确定：（3-12）式中：d,D花键的内外径，mm;Z-从动盘毂的数目；-发动机最大转矩，N.m; n花键齿数； h花键工作高度,m.h=(D+d)/2; l花键有效长度，m.由已知条件：从动盘毂由中碳钢锻造而成，并经调质处理，其挤压应力不应超过11.4。故所选花键尺寸满足要求。3.3 压盘和离合器盖计算一、压盘传力方式的选择压盘和飞轮间常用的连接方式有凸台式连接、键式连接和销式连接。本次设计采用凸台式连接方式但是以上的设计方式都有共同的缺陷：连接件之间都有间隙，在窗传动中将产生冲击和噪声，而且在零件相对滑动中有摩擦和磨损，降低了离合器的传动效率。现在广泛采用传力片的传动方式，有弹簧钢带制成的传力片一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上。为了改善传力片的受力状况，它一般都是沿圆周切向布置，这种传力片的连接方式还简化了压盘的结构，减低了对装配精度要求，并且还有利于压盘的定中。二、压盘几何尺寸的确定 在摩擦片的尺寸确定后，与它摩擦相接触的压盘内外径尺寸也就基本确定下来了。这样，压盘几何尺寸最后归结为如何去确定它的厚度。压盘厚度的确定主要依据以下两点：1）压盘应具有足够的质量，使每次接合时的温升不致过高：2)压盘应具有较大的刚度，以保证在受热的情况下不致因产生翘曲变形而影响离合器的彻底分离和磨擦片的均匀压紧。鉴于以上两原因，本次设计压盘厚度取15mm。在初步确定压盘厚度以后，应校核离合器接合一次时的温升，它不应超过。校核计算公式： （3-13）式中：-温升，； L滑磨功，N.m;-分配到压盘上的滑磨功所占的百分比，单片离合器压盘； c压盘的热容量，对铸铁压盘：； m压盘质量， 压盘由铸铁铸成由此部分可选择摩擦飞轮的厚度为18此厚度必然也满足所需要求。三、离合器盖设计离合器盖与飞轮用螺栓固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩给压盘。此外它还是离合器压紧弹簧和分离杆的支承壳体。离合器分离杆支承在离合器盖上，如果盖的刚度不够，则当离合器分离时，可能会使盖产生较大的变形，这样就会降低离合器操纵部分的传动效率，严重时可能导致分离不彻底，引起摩擦片的早期磨损，还会造成变速器换挡困难。离合器盖常采用厚度约为的碳钢板冲压而成。3.4拉式膜片弹簧设计 图3-1 膜片弹簧一、膜片弹簧主要参数的选择1. 比值H/h和h的选择 图3-2 不同H/h值的无因次特性曲线 图3-3 膜片弹簧的弹性变性特性为保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧H/h一般为1.52.2，板厚h为24mm，据分析选为 h=3.5mm H5.6mm2 . R/r比值和R、r的选择研究表明，R/r越大，弹簧材料利用率越低，弹簧越硬，弹性特性曲线受直径误差的影响越大，且应力越高。根据结构布置和压紧力的要求，R/r一般为1.201.35，初取1.25拉式膜片弹簧r值宜取为大于或等于取r125mmR=120x1.25=157.5mm3. 膜片弹簧自由状态下圆锥底角与内锥高度H关系密切arctan H(R-r) H(R-r), 一般在915范围内。arctan 5.6(157.5-126) 4 . 膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的弹性特性曲线，如（图3-3）所示。该曲线的拐点H对应着膜片弹簧的压平位置，而且1H= (1M +1N)2。新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B一般取在凸点M和拐点H之间，且靠近或在H点处，一般1B =(0.81.0) 1H，以保证摩擦片在最大磨损限度范围内压紧力从F1B到F1A变化不大。当分离时，膜片弹簧工作点从B变到C，为最大限度地减小踏板力，C点应尽量靠近N点。图3-4 膜片弹簧的弹性特性曲线5 . 分离指数目n取为186. 切槽宽度=4mm，窗孔槽宽=10mm，半径=108mm7. 支承环作用半径=152mm,与压盘接触半径=131mm3.5 膜片弹簧的优化设计膜片弹簧的优化设计就是要确定一组弹簧的基本参数，使其弹性特性满足离合器的使用性能要求，而且弹簧强度也满足设计要求，以达到最佳的综合效果。一、 目标函数目前，国内关于膜片弹簧优化设计的目标函数主要有以下几种；弹簧工作时的最大应力为最小。在从动盘摩擦片磨损前后，弹簧压紧力之差的绝对值为最小。在分离过程中，驾驶员作用在分离轴承上的分离操纵力的-平均值为最小。在摩擦片磨损极限范围内，弹簧压紧力变化的绝对值的平均值为最小。选3）和4）两个目标函数为双目标。为了即保证离合器使用过程中传递转矩的稳定性，又不致严重过载，且能保证操纵省力，选取5）作为目标函数，通过两个目标函数分配不同的权重来协调它们之间的矛盾，并用转换函数将两个目标合成一个目标，构成统一的总目标函数，则f(x)=(x)+(x)式中，和分别为两个目标函数(x)和(x)的加权因子，视设计要求选定。二、 设计变量图3-5 子午断面绕中性点的转动图3-6 膜片弹簧在不同状态时的变形a)自由状态 b)压紧状态 c）分离状态假设膜片弹簧在承载过程中，其子午断面刚性地绕此断面上的某中性点O转动，如图3-5。通过支承环和压盘加在膜片弹簧上的载荷F1集中在支承点处，加载点间的相对轴向变形为l，如图3-6，则有关系式 （3-14）从膜片弹簧载荷变形特性公式可以看出，应选取H、h、R、r、R1、r1这六个尺寸参数以及在接合工作点相应于弹簧工作压紧力F1B的大端变形量1B为优化设计变量，即X = x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 T= H h R r R1 r1 1B T 三、 约束条件1) 应保证所设计的弹簧工作压紧力与要求压紧力相等，即 = （3-15）要求压紧力 2) 为了保证各工作点A、B、C有较合适的位置(A点在凸点M左边，B点在拐点H附近，C点在凹点N附近，如图2-11所示)，应正确选择1B相对于拐点1H的位置，一般1B1H=0.81.0，则有 符合要求。3) 保证摩擦片磨损后仍能可靠地传递转矩，摩擦片磨损后弹簧工作压紧力F1A应大于或等于新摩擦片时的压紧力F1B，即F1AF1B （3-16） 符合要求。4) 为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的Hh与初始底锥角=应在一定范围内，即：1.6Hh2.2 9155.6/3.5=1.6 = 符合要求。5) 弹簧各部分有关尺寸比值应符合一定的范围，即1.20Rr1.35 3.5Rr05.0 （3-17） R/r=157.5/126=1.25 R/=157.5/45=3.5 符合要求。6) 为了使摩擦片上的压紧力分布比较均匀，拉式膜片弹簧的压盘加载点半径r1应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即(D+d)4r1D2 （3-18）(D+d)/4=128.75mm =131mm D/2=162.5mm符合要求7) 根据弹簧结构布置的要求，R1与R、r1与r、rf与r0之差应在一定范围，即1R1-R7 0r1-r6 0rf-r04 （3-19），符合要求8) 膜片弹簧的杠杆比应在一定范围内选取，即拉式：3.5 9.0 符合要求四、强度校核分析表明，B点的应力最高，通常只计算B点应力来校核碟簧的强度。1. 膜片弹簧工作位置B点的最大压应力为：= （3-20） cos （3-21） （3-22）式中 b是膜片弹簧圆心点到子午断面上的中性点的距离（mm） 是达到极大值是的转角（）其它参数已知。把已知数据代入（3-21）和（3-22），得=10.02然后把所有有关的数据代入（3-20）式中，得=358.76N2. 膜片弹簧工作位置B点还受弯曲应力，其值为 = （3-23）式中 是分离指根部宽度；其它参数已知。代入已知参数，得 =562.30N3. 根据最大切应力理论,一般不大于15001700N。工作位置B点的当量应力为：921.06N以上计算表明，所设计的膜片弹簧符合强度要求。3.6 扭转减震器计算 一、极限转矩极限转矩为减震器在消除限位销与从动盘毂缺口间的间隙时所能传递的最大转矩 。二、减震弹簧的位置半径R1 R1=（0.60.75）d/2 因为R70mm,由d=190mm所以R1=5771.25mm,且R70mm.三、减震弹簧个数Z摩擦片外径D=325mm，根据推荐选取减震弹簧个数Z=6 。四、减震弹簧总压力当限位销与从动盘毂之间的间隙被消除，减震弹簧传递转矩达最大值时，减震弹簧受到的压力为：单个减震弹簧压力：3.7 离合器操纵机构设计一、踏板位置离合器踏板位置以人体左右对称中心外准向左移80-100mm，作为离合器踏板中心线的位置 。二、踏板行程离合器踏板最大行程是指从踏板最高点所划过的距离。踏板一般行程在80150mm范围内，最大不应超过180mm。三、踏板力对于一定的离合器总成，离合器踏板力取决于离合器分离轴承的输出力及操纵系统的传动比，加大传动比会使踏板力减小但行程增加。踏板力大小直接影响到对离合器操纵的轻便性。一般来说，轿车在80130N，载货汽车四、离合器操纵传动不应超过150200N。常用的离合器操纵传动由机械式和液压式。本次设计采用液压式传动。 五、离合器操纵机构的主要计算1、 液压式操纵机构示意图图3-7液压操纵机构2、 踏板行程踏板行程S由自由行程和工作行程两部分组成，即S=+= （3-24）式中，分离轴承自由行程（一般为1.5自由行程一般20-30mm）;分别为主缸和工作缸的直径（mm）;为离合器分离时对偶摩擦面之间的间隙（单片：=0.85-1.30mm,双片：=0.75-0.90）;杠杆尺寸。参数选择： 、=25mm =1.2mm. 则操纵机构总传动比和踏板自由行程为： 因此可以有（3-24）式,带入数据算出踏板行程S，即 离合器踏板最大行程不超过175mm，一般为150mm，所以符合设计要求3、 踏板力踏板力可由下式计算得到 (3-25)式中，为离合器分离时，压紧弹簧对压盘的总压力，为克服回位弹簧1、2的拉力所需的踏板力; 、分别为操纵机构的总传动比和机械效率，取85.则有一下关系踏板力（忽略回位弹簧拉力） （）不考虑离合器回位弹簧的作用，分离离合器所做的功 式中为离合器接合状态下膜片弹簧的总压紧力。=2388.51N在规定的踏板力和行程允许的范围内，驾驶员分离离合器所做的功不应大于30J。第四章 传动轴设计计算传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。为了减小滑动花键的轴向滑动阻力和磨损，有时对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；有的则在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件，以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率。但这种结构较复杂，成本较高。有时对于有严重冲击载荷的传动，还采用具有弹性的传动轴。传动轴上的花键应有润滑及防尘措施，花键齿与键槽间隙不宜过大，且应按对应标记装配，以免装错破坏传动轴总成的动平衡。传动轴的长度和夹角及它们的变化范围由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。4.1 万向传动的计算载荷 万向节传动轴因布置位置不同，计算载荷是不同的。本次设计传动轴布置在变速器与驱动桥之间。计算载荷的设计方法有三种：1）按发动机最大转矩和一挡传动比来确定；2）按驱动轮打滑来确定；3）按日常平均使用转矩来确定。在此设计中采用根据发动机最大转矩和一挡传动比来计算。由公式： （4-1）式中：-传动轴计算载荷，单位：；-猛接离合器所产生的动载系数，在此取=2； -发动机最大转矩，单位：N.m； K -液力变矩器变矩系数，k=1; -变速器一挡传动比，； -分动器传动比，； -发动机到万向传动轴之间的传动效率，； n计算驱动桥数，为1。由公式（31）：对万向传动轴进行静强度计算时，计算载荷取，安全系数一般取2.5-3.0 。4.2 十字轴设计计算 十字轴万向节的损坏形式主要有十字轴轴颈和滚针轴承的磨损，十字轴轴颈和滚针轴承碗工作表面出现压痕和剥落。一般情况下，当磨损或压痕超过0.15mm时，十字轴万向节便应报废。十字轴的主要失效形式是轴颈根部的断裂，所以在设计十字轴万向节时，应保证十字轴轴颈有足够的抗弯强度。本次设计参考底盘设计（吉林工业大学出版），根据不同吨位载重汽车的十字轴总成初选其尺寸：十字轴：H=90mm d=20mm h=16mm 设各滚针对十字轴轴颈作用力的合力为F，则： （4-2）式中：-万向传动的计算转矩，； r-合力F作用线到十字轴中心之间的距离，r=37mm； -万向传动的最大夹角，取 。则由式（42）可得:十字轴轴颈根部的弯曲应力应满足： （4-3）式中：-十字轴轴颈根部弯曲应力，单位：； -十字轴轴颈直径，； -十字轴油道孔直径，； s-合力F作用线到轴颈根部的距离，s=8mm； -弯曲许用值，为 。由公式（33）可得：满足强度要求。十字轴轴颈的切应力应满足： （4-4）则由已知数据可得：满足切应力许用范围 。4.3 十字轴滚针轴承的计算滚针轴承中的滚针直径一般不小于1.6mm，以免压碎。而且差别要小，否则会加重载荷在滚针间分配的不均匀性。一般控制在0.003mm以内。滚针轴承径向间隙过大时，承受载荷的滚针数减少，有出现滚针卡住的可能性；而间隙过小时，有可能出现所热卡住或因赃物阻滞卡住，合适的间隙为0.009-0.095mm .滚针轴承得轴向总间隙以0.08-0.30mm为好。滚针的长度一般不超过轴颈的长度。使其既有较高的承载能力，又不致因滚针果场发生歪斜而造成应力集中。滚针得轴向间隙一般不超过0.2-0.4mm 。滚针轴承的接触应力为： （4-5）式中：-滚针直径，； -十字轴轴颈直径，； -滚针工作长度，。其中，为合力F作用下一个滚针所受的最大载荷（N），可有下式求得: (4-6)式中：i滚针列数，i=1； Z每列中滚针数，Z=22 。则:由公式（4-5）可得:当滚针和十字轴轴颈表面硬度在58HRC以上时，许用接触应力为3000-3200，即满足接触强度要求。计算结果:滚针直径； 工作高度； 列数 i=1； 单列滚针数Z=224.4 万向节叉的设计计算由于十字轴万向节主、从动叉轴转矩 、的作用，在主、从动万向节叉上产生相应的切向力 、和轴向力 、 。图4-1 作用在万向节叉及十字轴上的力（a） 初始位置 时；（b）主动叉轴转角时 （4-7）式中：R切向力作用线与万向节叉轴之间的距离；-转向节主动叉轴之转角； -转向节主、从动叉轴之夹角。在十字轴轴线所在平面内并作用于十字轴的切向力与轴向力的合力为： （4-8）图（a）为主动叉位于与初始位置的受力状况，此时 ，达最大值： （4-9）图（b）为主动叉轴转角时的受力状况，这时 、及均达最大值： （4-10） 图4-2 万向节叉危险截面示意图万向节叉在力作用下承受弯曲和扭转载荷，在截面B-B处，弯曲应力和扭转应力分别为： （4-11）式中: 、-抗弯截面系数和抗扭截面系数 ，对于本设计中矩形截面： （4-12）根据相关设计参数可知： H=80mm b=18mm k=0.246 a=16mm e=45mm 则： 万向节叉由45钢制造，其弯曲应力不应大于 ，扭转应力不应大于 。而设计计算所得结果满足条件要求。4.5 传动轴临界转速计算万向传动轴的结构与其所连接的万向节的结构有关。通常，万向传动轴由中间部分和端部组成，中间部分可为实心轴或为空心轴管。本次设计采用空心轴管。空心的轴管具有较小的质量但能传递较大的转矩，且较实心轴具有更高的临界转速，故用作汽车传动系的万向传动轴。传动轴管由低碳钢板卷制的电焊钢管制成，轴管外径及内径是根据所传递最大转矩、最高转速及长度按有关标准（YB242-63）选定，并校核临界转速及扭矩强度。传动轴的临界转速与其长度及断面尺寸等有关。由于沿轴管表面钢材质量分布的不均匀性以及在旋转使其本身质量产生的离心力所引起的静挠度，使轴管产生弯曲应力，后者在一定的转速下会导致轴管的断裂。所谓传动轴的临界转速是指旋转轴失去稳定的最低转速，它决定于传动轴的尺寸、结构及其支撑情况。为了确定临界转速，可研究一下两端自由支撑与刚性球铰上的轴（见下图）：图4-3 传动轴临界转速计算示意图设轴的质量m集中于O点，且O点偏离旋转轴线的量为e，当轴以角速度旋转时，产生的离心力为： 式中：y轴在其离心力作用下产生的挠度。与离心力相平衡的弹性力为： 式中：c周的侧向刚度，对于质量分布均匀且两端自由地支撑于球形铰接的轴，其侧向刚度为：E材料的弹性模量，可取；J轴管截面的抗弯惯性矩。因 故有 认为在达到临界转速的角速度时，传动轴将破坏，即，则有： （4-13）传动轴管： 式中：D、d轴管的外径及内径，mm. D=80mm,d=76mm; L传动轴的支撑长度，取两万向节之中心距，mm； -轴管材料的密度，对于钢 ；将上述c、J及m的表达式代入（3-13），令 则得传动轴的临界转速为： （4-14）由于传动轴动平衡的误差，伸缩花间联接的间隙以及支承的非刚性等，传动轴的实际临界转速要低于所计算的临界转速。因此引进安全系数K，并取： 式中：-相应于最高车速时传动轴最大转速，r/min; -传动轴临界转速,r/min;在本次设计中，已知D=80mm，d=76mm,L=1200mm; 已知发动机额定转速。安全系数。4.6 轴管强度计算万向传动轴的尺寸除了