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（终稿）CA1091中型载货汽车膜片弹簧离合器设计（全套完整有CAD）

窗口尺寸做的比从动盘毂上的窗口尺寸稍大些，如图.所示。图.从动盘窗口尺寸简图般推荐。这样，当地面传来冲击时，开始只有部分弹簧参加工作，刚度较小，有利于缓和冲击。本设计取.，.，。.本章小结本章介绍了扭转减振器的特性以及扭转减振器的参数选取，对减振弹簧的尺寸进行了确定，还对从动片相对从动盘毂的最大转角限位销与从动盘缺口侧边的间隙限位销直径从动盘毂缺口宽度及安装窗口尺寸进行了详细的计算，并且列出了必要的公式。第章离合器操纵机构的设计汽车离合器操纵机构是驾驶员用来离合器分离使之柔和接合的套机构。它始于离合器壳体内的分离轴承。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。轻便包括两个方面，是加在离合器踏板上的力不应该过大，另方面是应该有踏板形成的校核机构。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液压式等等。本设计选取操纵形式为液力操纵式。在众多的操纵机构中，气压助力液压式操纵机构具有操纵轻便，布置简单而被中重型汽车广泛采用。液压式传动操纵的工作原理简单踩下踏板，由主缸产生的油压经管路传输至分缸，由分缸中的推杆推动分离叉使离合器分离。离合器操纵系统功能是，把驾驶员对离合器的踏板的输入变成分离轴承上的输出，来控制离合器的接合和分离，从而完成对汽车传动系统的动力切断或传递。因此，离合器踏板的布置位置相关尺寸作用力以及行程大小都要符合人体工程学的要求。综合起来，设计离合器操纵系统需要考虑如下些因素操纵系统的输出对输入的放大比率周边工作环境对系统的影响时间因素对系统性能的综合影响。.离合器的踏板位置行程和踏板力踏板位置离合器踏板的操纵通常设计为由左脚控制，因此，踏板的最佳位置应和左脚保持处在条直线上最为舒适，为此，离合器踏板在车内的位置就要更偏左，它给车内左侧留下的横向剩余空间要小些。考虑到这些因素，大部分离合器踏板实际布置位置还需适当靠右，即靠向人体中间部位。具体布置应该以人体左右对称为准向左偏移，作为离合器踏板中心线的位置。踏板行程踏板行程是指从踏板最高点至其最低点所划过的距离。踏板最佳行程受许多因素影响，其中要考虑人群应从分位的女性到分位的男性。从有关方面获得的人体工程学资料为踏板最大行程应小于。踏板力对于定的离合器总成，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离合器操纵的轻便性。般来说，对于轿车和轻型卡车，其踏板力可取较轻的踏板力较重的踏板力离合器踏板位置高度及其形成对踏板力的影响也要考虑，因踏板离地板高且行程大的车辆，操作离合器时，脚要完全离开地板，大腿要抬离坐椅。这种情况下踏板就要就要能支持脚和腿的重量，轻的踏板力就会使踏板轻易地移动使离合器动作，而且由于脚和腿没有支撑，轻的踏板力反而使离合器的控制变得更为困难，若有较大的踏板力可以部分支撑脚和腿的重量，就能更安全舒适地操作。若离合器踏板离地较近且行程短，操纵时脚跟可不离开地板，脚完全依靠在坐椅上，此时，踏板只需支撑脚的部分重量，采用轻的踏板力是适当的，操纵也很舒适。.操纵系统的传动比计算在设计操纵系统时，为满足前述对踏板力和踏板行程的要求.取.则代入数值，得.。宽度系数，为代入数值.，.。弯曲附加变形由分离指受力引起.代入有关数值，得.，故.强度校核膜片弹簧大端的最大变形量为离合器彻底分离时的变形量.把有关数值代入上式，得，通常强度不大于，故认为强度条件适合。.本章小结本章对离合器主要参数后备系数单位压力和摩擦片的主要尺寸进行了选择，主要计算了膜片弹簧离合器的主要参数，和对膜片弹簧尺寸的合理选择，并且对膜片弹簧进行了详细认真的校核，使其能更好的与实际相结合。第章扭转减振器的设计计算汽车传动系扭转振动减振器，按其所在位置可分为两类类装在从动盘总成中，另类装在飞轮处。两者都和离合器的结构有关。本设计采用第类。汽车行驶中，传动系传递发动机转矩时，由于内燃机工作不均衡，转矩周期性地变化会引起传动系扭转振动。如果传动系发生扭转共振，将会使传动系零件的应力成倍增加，而这种应力具有交变的性质，会使传动系零件的疲劳寿命大大下降。扭转振动还是引起齿轮噪声的重要原因，尤引人注目。.扭转减振器的特性及主要参数的选取图.为离合器扭转减振器特性曲线图例。图中反映了扭转减振器特性的些参数，其中斜线表示扭转力矩，朝上方共有段斜线，表示有级刚度垂直线表示从级进入另级需要克服的预紧力矩两斜线间的间隔反映了减振器工作时的摩擦离合器减振器特性曲线在水平坐标上的距离表示离合器从动盘毂花键中的间隙图.扭转减振器特性曲线示例扭转减振器的角刚度减振器扭转角刚度决定于减振弹簧的线刚度及结构布置尺寸，按下列公式初选角刚度.式中，为极限转矩按下式计算.式中，.适用乘用车，.适用商用车，本设计为商用车，选取.，为发动机最大扭矩，代入数值得.，.本设计初选•。减振器摩擦力矩由于减振器扭转刚度受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩。般可按下式初选为.取.，本设计按其选取.。预紧力矩减振弹簧安装时应有定的预紧。这样，在传递同样大小的极限转矩它将降低减振器的刚度，这是有利的，但预紧力值般不应该大于摩擦力矩否则在反向工作时，扭转减振器将停止工作。般选取.减振弹簧的分布半径减振弹簧的分布尺寸的尺寸应尽可能大些，般取.膜片弹簧基本参数的选择膜片弹簧尺寸计算可参考图.中所示去设计计算。图.膜片弹簧的尺寸简图内截锥高度和厚度的确定内截锥高度和厚度如图.所示，为保证离合器压紧力变化不大，操纵轻便，般为之间，厚度为之间，选取.。由上述分析得比值为.故.。图.膜片弹簧内截锥示意图大端外径和小端外径的选择比值对弹簧的载荷及应力特性都有影响。从材料利用率的角度，比值在时，碟形弹簧储存弹性的能力为最大，就是说弹簧重量的利用率好。因此在设计用来缓和冲击吸收振动等需要储存大量弹性能的碟簧时选用。对于汽车离合器膜片弹簧，设计上并不要求储存大量的弹性能，而是根据结构布置与分离力的需要来决定，般取值为。对于，膜片弹簧大端外径应满足结构上的要求而和摩擦片的外径尺寸相适应，大于摩擦片内径，近于摩擦片外径。此外，当，及等不变时，增加将有利于膜片弹簧应力的下降。结合同类车型，取，取.，故。自由状态下圆锥底角的选择膜片弹簧自由状态下圆锥底角与内截锥高度关系密切。.式中，内截锥高度膜片弹簧厚度。代入数值得.，本次设计取。分离指数的选择分立指数目通常取为，大尺寸膜片弹簧可取，小尺寸膜片弹簧可取。本次设计选取膜片弹簧的小端内径及分离轴承作用半径的确定由离合器的结构决定，其最小值大于变速器第轴花键外径。第轴花键外径为.式中，经验系数为，本次设计选取.发动机最大转矩。代入数值得.，本次设计选取，应大于，选取。切槽宽度及分离半径的确定切槽宽度的范围为，本次设计选取.。窗孔槽宽，本设计选取。窗孔的内半径的取值应满足。本次设计选取。压盘加载点半径和支承环加载点半径压盘的加载点半径和支承环加载点半径影响膜片弹簧的刚度。应略大于且接近，应略小于且接近。本次设计选取，。.膜片弹簧的校核外径的校核摩擦片外径的选取应使最大圆周速度不超过。.式中，发动机的最高转速摩擦片最大圆周速度。代入数值得.，故认为摩擦片外径选取合适。滑磨功的校核为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦表面温度过高而发生烧伤，离合器每次结合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值。盖总成通过螺栓安装到发动机的飞轮上。飞轮和压盘为主动件，发动机的转矩通过这两个主动件输入。飞轮和压盘之间为从动盘总成，它作为从动件通过摩擦接受由主动件传来的输入转矩，并通过其中间的从动盘毂花键输出转矩。压紧弹簧通过压盘那从动盘总成紧紧压在飞轮上，形成工作压力。当发动机工作带动飞轮和压盘道旋转时，通过压盘上压紧弹簧产生的工作压力所形成的摩擦力，带动从动盘总成旋转，完成转矩的输出。离合器的工作原理离合器盖与发动机飞轮用螺栓紧固在起,当膜片弹簧被预加压紧,离合器处于接合位置时,由于膜片弹簧大端对压盘的压紧力,使得与从动盘摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时构成离合器主动部分,就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器起转动以传递发动机动力.要分离离合器时,将离合器踏板踏下,通过操纵机构,使分离轴承总成前移推动膜片弹簧分离指,使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力作用下离开离合片，是从动盘总成处于分离位置，切断发动机动力传递。.膜片弹簧离合器的特性本设计采用膜片弹簧离合器，在离合器设计中采用膜片弹簧离合器有很多优点膜片弹簧本身起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使零件数目减少，重量减轻其次，离合器的机构大大简化并显著地缩短了离合器的轴向尺寸膜片弹簧具有良好的线性特性，设计合适，可使摩擦片磨损到极限，压紧力仍能维持很少改变，切可减轻离合器踏板力，使操纵轻便。膜片弹簧的安装位置对离合器的旋转轴线是完全对称的，因此它的压紧力不会受离心力的影响，很适合高速旋转。膜片弹簧起弹性作用的部分是其碟簧部分。碟簧部分的弹性形变特性和螺旋弹簧的不样，它是种非线性的弹簧。其特性和碟簧的原始内截锥高度及弹簧片厚度之比有关，不同的值可以得到不同的弹性变形特性。般分成下列四种情况。如图.中的曲线，载荷增加时。变形总是不断增加。这种弹簧的刚度很大，可以承受很大的载荷，适合作为缓冲装置中的形成限制弹簧。图.对膜片弹簧弹性特性的影响如图.中的曲线，弹簧的特性曲线在中间有段很平直，变形增加时载荷几乎维持不变。此种弹簧叫做零刚度弹簧。如图.中的曲线，弹簧的特性曲线中有段负刚度区域，既当变形增加时，载荷反而减小。具有这种特性的膜片弹簧很有适用于作为离合器的压紧弹簧。因为可利用其负刚度区，达到分离离合器时载荷下降操纵省力的目的。当然，负荷刚度过大也不适宜，以免弹簧工作位置略微变动造成弹簧压紧力变化过大。本设计选取了此种情况。如图.中的曲线，这种弹簧的特性曲线中具有更大的负刚度不稳定工况区，而且具有载荷为负值的区域特性曲线穿过了横坐标，图中未示出。这种弹簧适合于汽车液力传动中的锁止机构。.离合器的设计原则离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车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较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏有效地降低传动系中的振动和噪声。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在任何行使条件下，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