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抛弃传统的推式膜片弹簧离合器,设计新式的拉式膜片弹簧离合器是本次设计的主要特点。
离合器发展历史近年来各国政府都从资金技术方面大力发展汽车工业,使其发展速度明显比其它工业要快的多,因此汽车工业迅速成为个国家工业发展水平的标志。
对于内燃机汽车来说,离合器在机械传动系中作为个的总成而存在,它是汽车传动系中直接与发动机相连接听总成。
目前,各种汽车广泛采用的摩擦式离合器主要依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。
在早期研发的离合器中,锥形离合器最为成功。
现今所用的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器,它是直到年以后才出现的。
世纪年代末,直到进入年代时,只有工程车辆赛车和大功率的轿车上才采用多片离合器。
多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式离合器。
近来,人们对离合器的要求越来越高,传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展,传统的操纵形式的操纵形式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,适应发动机的高转速,增加离合器传递转矩的能力和简化操纵,已成为离合器的发展趋势。
随着汽车发动机转速功率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越来越高。
从提高离合器工作性能的角度出发,传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展,传统的操纵形式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,适应发动机的高转速,增加离合器传递转矩的能力和简化操纵,已成为离合器的发展趋势。
随着计算机的发展,设计工作已从手工转向电脑,包括计算性能演示计算机绘图制成后的故障统计等等。
离合器概述按动力传递顺序来说,离合器应是传动系中的第个总成。
顾名思义,离合器是离与合矛盾的统体。
离合器的工作,就是受驾驶员操纵,或者分离,或者接合,以完成其本身的任务。
离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构,其功用是能够在必要时中断动力的传递,保证汽车平稳地起步保证传动系换档时工作平稳限制传动系所能承受的最大扭矩,防止传动系过载。
为使离合器起到以上几个作用,目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器,摩擦离合器所能传递的最大扭矩取决于摩擦面间的工作压紧力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面状况等。
即主要取决于离合器基本参数和主要尺寸。
膜片弹簧离合器在技术上比较先进,经济性合理,同时其性能良好,使用可靠性高寿命长,结构简单紧凑,操作轻便,在保证可靠地传递发动机最大扭矩的前提下,有以下优点结合时平顺柔和,使汽车起步时不震动冲击离合器分离彻底从动部分惯量小,以减轻换档时齿轮副的冲击散热性能好高速回转时只有可靠强度避免汽车传动系共振,具有吸收震动冲击和减小噪声能力操纵轻便工作性能最大摩擦力矩和后备系数保持稳定使用寿命长。
离合器的功用离合器可使发动机与传动系逐渐接合,保证汽车平稳起步。
如前所述,现代车用活塞式发动机不能带负荷启动,它必须先在空负荷下启动,然后再逐渐加载。
发动机启动后,得以稳定运转的最低转速约为,而汽车则只能由静止开始起步,个运转着的发动机,要带个静止的传动系,是不能突然刚性接合的。
因为如果是突然的刚性连接,就必然造成不是汽车猛烈攒动,就是发动机熄火。
所以离合器可使发动机与传动系逐渐地柔和地接合在起,使发动机加给传动系的扭矩逐渐变大,至足以克服行驶阻力时,汽车便由静止开始缓慢地平稳起步了。
虽然利用变速器的空档,也可以实现发动机与传动系的分离。
但变速器在空档位置时,变速器内的主动齿轮和发动机还是连接的,要转动发动机,就必须和变速器内的主动齿轮起拖转,而变速器内的齿轮浸在黏度较大的齿轮油中,拖转它的阻力是很大的。
尤其在寒冷季节,如没有离合器来分离发动机和传动系,发动机起动是很困难的。
所以离合器的第二个功用,就是暂时分。
全部减振弹簧总的工作负荷单个减振弹簧的工作负荷式中为减振弹簧的个数,按表选择取表减振弹簧个数的选取摩擦片的外径图扭转减振器减振弹簧尺寸选择材料,计算许用应力根据机械原理与设计机械工业出版社采用弹簧钢丝,设弹簧丝直径,,。
选择旋绕比,计算曲度系数根据下表选择旋绕比表旋绕比的荐用范围确定旋绕比,曲度系数强度计算,与原来的接近,合格。
中径外径极限转角取,则刚度计算弹簧刚度其中,为最小工作力,弹簧的切变模量,则弹簧的工作圈数取,总圈数为弹簧的最小高度减振弹簧的总变形量减振弹簧的自由高度减振弹簧预紧变形量减振弹簧的安装高度定位铆钉的安装位置取,则,,,,合格。
操纵机构汽车离合器操纵机构是驾驶员用来控制离合器分离又使之柔和接合的套机构。
它始于离合器踏板,终止于离合器壳内的分离轴承。
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。
轻便性包括两个方面,是加在离合器踏板上的力不应过大,另方面是应有踏板形成的校正机构。
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机械式气压助力液压式等等。
离合器操纵机构应满足的要求是踏板力要小,轿车般在范围内,货车不大于踏板行程对轿车般在范围内,对货车最大不超过踏板行程应能调整,以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可复原应有对踏板行程进行限位的装置,以防止操纵机构因受力过大而损坏应具有足够的刚度传动效率要高发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。
机械式操纵机构有杠系传动和绳索系两种传动形式,杠传动结构简单,工作可靠,但是机械效率低,质量大,车架和驾驶室的形变可影响其正常工作,远距离操纵杆系,布置困难,而绳索传动可消除上述缺点,但寿命短,机构效率不高。
本次设计的普通轮型离合器操纵机构,采用液压式操纵机构。
液压操纵机构有如下优点液压式操纵,机构传动效率高,质量小,布置方便便于采用吊挂踏板,从而容易密封,不会因驾驶室和车架的变形及发动机的振动而产生运动干涉可使离合器接合柔和,可以降低因猛踩踏板而在传动系产生的动载荷,正由于液压式操纵有以上的优点,故应用日益广泛,离合器液压操纵机构由主缸工作缸管路系统等部分组成。
,,,,,,离合器踏板行程计算踏板行程由自由行程和工作行程组成式中,为分离轴承的自由行程,般为,取反映到踏板上的自由行程般为分别为主缸和工作缸的直径为摩擦片面数为离合器分离时对偶摩擦面间的间隙,单片,取为杠杆尺寸。
得,,合格。
图液压操纵机构示意图踏板力的计算踏板力为式中,为离合器分离时,压紧弹簧对压盘的总压力为操纵机构总传动比,为机械效率,液压式,机械式为克服回位弹簧的拉力所需的踏板力,在初步设计时,可忽略之。
,,则合格。
分离离合器所作的功为式中,为离合器拉接合状态下压紧弹簧的总压紧力,,则合格。
从动轴的计算选材调质钢可用于载荷较大而无很大冲击的重要轴,初选调质。
确定轴的直径式中,为由材料与受载情况决定的系数,见表表轴常用几种材料的及值轴的材料取,为轴的转速,,则,取。
从动盘毂从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件,它几乎承受由发动机传来的全部转矩。
它般采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第轴上,花键的尺寸可根据摩擦片的外径与发动机的最大转矩由表选取般取倍的花键轴直径。
从动盘毂般采用碳钢,并经调质处理,表面和心部硬度般。
为提高花键内孔表面硬度和耐磨性,可采用镀铬工艺对减振弹簧窗口及与从动片配合处,应进行高频处理。
取,,,,,。
验证挤压应力的计算公式为式中,为花键的齿侧面压力,它由下式确定从动盘毂轴向长度不宜过小,以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底分别为花键的内外径为从动盘毂的数目取为花键齿工作高度得,,合格。
表花健的的选取摩擦片的外径花健尺寸挤压应力齿数外径内径齿厚有效齿长分离轴承的寿命计算分离轴承的参数表分离轴承参数表型号ε则由下式得本章小结本章讲述了离合器的计算,包括摩擦片主要参数的选择与优化膜片弹簧主要参数的选择与优化通过膜片弹簧载荷与变形的关系计算离合器的压紧力与膜片弹簧的应力扭转减振器与减振弹簧的计算操纵机构与输出轴的计算选取从动盘毂,最后计算分离轴承的寿命。
本章所用原始数据为货车的数据。
结论通过以上对膜片弹簧离合器及液压操纵机构的工作原理的阐述及各构件的计算说明,可以看出离合器操纵机构的设计要从选材,尺寸约束,传递发动机扭矩,驾驶员操作等各方面的综合考虑。
计算方面离合器的主要参数结果按照基本公式运算得出并通过约束条件,检验合格。
操纵机构自由行程符合规格,总行程符合标准条件,在此前提下同时也保证了机件具有足够的刚度,在有外部压力的情况下不会轻易变形。
设计所得尺寸既符合工作机理的需求又满足安装的要求。
选材方面摩擦片选用石棉基材料,保证其有足够的强度和耐磨性热稳定性磨合性,不会发生粘着现象。
扭转减振器中的扭转弹簧选用,其中所
