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花键尺寸选定后应进行强度校核。
由于花键损坏的主要形式是由于表面受挤压过大而破坏,所以花键要进行挤压应力计算,挤压应力的计算公式.式中花键的齿侧面压力,。
它由下式确定.式中,分别为花键外径及内径,从动盘毂的数目发动机最大转矩,•花键齿数花键齿工作高度,花键有效长度,。
代入公式.得代入公式.得经校核所选尺寸符合强度要求。
.压盘设计对压盘结构设计的要求压盘应具有较大的质量,以增大热容量,减小温升,防止其产生裂纹和破碎,有时可设置各种形状的散热筋或鼓风筋,以帮助散热通风。
中间压盘可铸出通风槽,也可采用传热系数较大的铝合金压盘。
压盘应具有较大的刚度,使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减小受热后的翘曲变形,以免影响摩擦片的均匀压紧及与离合器的彻底分离,厚度约为。
与飞轮应保持良好的对中,并要进行静平衡,压盘单件的平衡精度应不低于•。
压盘高度从承压点到摩擦面得距离公差要小。
压盘参数的选择和校核压盘的材料选用铸造制成。
它要有定的质量和刚度,以保证足够的热容量和防止温度升高而产生的弯曲变形。
压盘应与飞轮保持良好的对中,并进行静平衡。
压盘的摩擦工作面需平整光滑,其端面粗糙不低于.。
压盘壳用螺栓将其端固定在飞轮端面上,另端固定在压盘端面上。
压盘的外径可根据摩擦片的外径由结构确定。
为了使每次接合的温升不致过高,压盘应具有足够大的质量以吸收热量为了保证在受热情况下不致翘曲变形,压盘应具有足够大的刚度且般都较厚载货汽车的离合器压盘,其厚度般不小于。
本设计初选压盘厚为。
压盘的外径略大于摩擦片外径,取压盘外径为,内径略小于摩擦片内径,取压盘内径为。
此外,压盘的结构设计还应注意其通风冷却要好,例如在压盘体内铸出导风槽。
压盘的厚度初步确定后,应校核离合器次接合的温升不应超过温升的校核按式为.式中温升,传到压盘的热量所占的比率。
对单片离合器,.压盘的质量,。
.式中铸铁密度为。
代入公式.式中压盘的比热容,铸铁的比热容为.•滑磨功,。
式中离合器开始滑磨时发动机角速度.汽车整车质量转化为相当的转动惯量。
.式中汽车总质量,车轮滚动半径,主减速器传动比.变速器传动比。
.代入公式.得.代入公式.得选择压盘厚度为,外径,内径。
代入公式.进行校核计算,.符合要求,压盘厚度选择的合理。
传动片设计传动片在膜片弹簧离合器中要承担传递发动机的转矩,还有依靠传动片的弹性作用使压盘分离。
利用传动片来分离压盘,在离合器结构设计上要简单些,但传动片受力状况要复杂得多,传动片的负荷也更严重,故必须仔细地对它进行强度校核。
压盘通过传动片和离合器盖相连而被驱动。
根据对传力片的功能要求,决定了它端用铆钉固定在压盘上,另端用螺钉与离合器盖相连,它们沿圆周切向布置,本设计布置组,而每组由个弹性薄片组成。
这里取长为,宽为,片厚为保证其既有足够的轴向弹性使压盘容易分离,又有足够的强度不至于因弯曲拉压而断裂。
在布置传动片是要注意,通常情况下即发动机正向输出转矩传动片应该受拉力,但是当由车轮驱动发动机时,传动片将受压,此时要当心它受压时的压杆稳定性问题。
传动片与压盘离合器连接时的安装高度,这样设计在离合器彻底分离时,压盘由传动片拉离至极端位置,此时,传动片应处于或接近于非弯曲状态平直状态,相当于弯曲应力为零。
按照这设计思路,当离合器在结合状态并传递转矩时,传动片将在弯拉联合作用下工作。
传动片有效长度为,则为螺钉孔直径每组传动片总刚度.全部组传动片合成的总刚度为.式中为传动片的弹性模量,为代入公式.得.压盘与飞轮通过弹性传动片连接时,则传动片应进行拉伸应力的强度校核若通过凸块窗孔传力销或键连接时,则应进行挤压应力的强度校核.式中考虑发动机转矩分配到压盘上的比例系数,单片离合器取力的作用半径,.工作元件例凸块窗孔传动销键的数目,这里取组每组片接触面积这里取长为,宽为,所以。
计算得.符合标准。
离合器盖设计离合器盖的膜片弹簧支撑处须具有较大的刚度和较高的尺寸精度,压盘高度丛承压点到摩擦面的距离公差要小,支撑环和支撑铆钉的安装尺寸精度要高,耐磨性好,膜片弹簧的支撑形式采用铆钉作支承时,如果分离轴承与曲轴中心线不同心,可引起铆钉的过度磨损。
提高铆钉硬度的套筒和支承与曲轴中心线不同心,亦可引起铆钉的过度。
提高铆钉硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的结构措施,般采用厚.的低碳钢钢板冲压制造。
离合器盖的形状和尺寸由离合器的结构设计确定。
在设计时要特别注意的是刚度对中通风散热等问题。
离合器盖的刚度不够,会产生较大变形,这不仅会影响操纵系统的传动效率,还可能导致分离不彻底引起摩擦片早期磨损,甚至使变速器换档困难。
离合器盖内装有压盘分离杠杆压紧弹簧等,因此,其对于飞轮轴线的对中十分重要。
对中方式可采用定位销或定位螺栓以及止口对中。
为了加强通风散热和清除摩擦片的磨损粉末,在保证刚度的前提下,可在离合器盖上设置循环气流的入口和出口,甚至将盖设计成带有鼓风叶片的结构。
本设计离合器盖要求离合器盖内径大于离合器摩擦片外径,能将其他离合器上的部件包括其中即可,选厚度为的低碳钢。
.离合器分离装置的设计分离轴承及分离套筒分离轴承在工作中主要承受轴向力。
在分离离合器时,由于分离轴承的旋转,在离心力的作用下,它同时还承受径向力。
所以在离合器中采用的分离轴承主要有两类径向推力轴承和推力轴承。
径向推力类适用于高速低轴向负荷的情况推力类则使用低速高轴向负荷的情况。
除此之外。
在些轻型汽车上还采用由浸油的碳和石墨混合压制而成的滑动推轴承。
在以往的设计中,分离轴承的内圈通常压配在铸造的分离套筒上,而分离套筒则装在变速器第轴轴承盖套管外轴颈上,可以自由移动,分离离合器时轴承内座圈不动,外座圈旋转。
在离合器处于接合状态时,分离轴承的端面与分离杆的内端之间应留有间隙,以备在摩擦片磨损的情况下,分离杆内端后退而不致妨碍压盘继续压紧摩擦片,以保证可靠地传递发动机转矩。
由于现今大多数发动机转速超过了,离心力造成的径向力很大,因此,汽车离合器分离轴承广泛采用了角接触式的径向推力球轴承,并把它做成完全密封,充满耐高温的锂基润滑脂的轴承,而且把传统的由轴承外圈转动变成为由轴承内圈转动,这些结构措施使轴承的使用寿命更加长并免维护。
分离轴承的设计计算分离轴承选取推力球轴承,经机械设计手册查得如下尺寸额定动载荷.,额定静载荷。
轴承寿命的计算.式中当量动载荷ƒ载荷系数选取.。
.额定寿命.分离轴承在离合器彻底分离时的载荷分离轴承静强度计算.式中为静载荷安全系数,选取代入公式得.故所选分离轴承符合设计要求。
.膜片弹簧的设计膜片弹簧的大端处为完整的截锥,类似无底的碟子,和般机械上用的碟形弹簧样,故称作碟簧部分。
膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。
与碟形弹簧不同的是在膜片弹簧上还有径向开槽部分,形成许多称为分离指起分离杠杆作用的弹性杠杆。
分离指与碟簧部分小端交接处的径向槽较宽且呈长方孔,分离指根部的过渡圆角半径应大于.,以减少分离指根部的应力集中,长方孔又可用来安置销钉固定膜片弹簧。
膜片弹簧结构形状的特点膜片弹簧是由弹簧钢板冲制而成的。
膜片弹簧在结构形状上分成两部分,第部分在膜片弹簧大端处,为完整的截锥体,它的形状像个无底的碟子,是膜片弹簧实际起弹性作用的部分,它和般机械上所有的碟形弹簧完全类似,故把它称为膜片弹簧的碟簧部分。
碟形弹簧的工作原理为沿碟簧的轴线方向加载,碟簧受到轴向载荷逐渐变平,卸载后又恢复原形。
这就是碟形弹簧的弹性作用所反映出来的弹性表现现象。
膜片弹簧的变形特性膜片弹簧的弹性特性是由其碟簧部分所决定,是非线性的,与自由状态下碟簧部分的内锥高及弹簧的钢板厚有关。
不同的值有不同的弹性特性见图.。
当时,为增函数,这种弹簧的刚度大适于承受大载荷并用作缓冲装置中的行程限制。
当,特性曲线上有拐点,若.,则特性曲线中段平直,即变形增加但载荷几乎不变,故这种弹簧称零刚度弹簧。
当,则特性曲线中有段负刚度区域,即变形增加而载荷反而减小。
这种特性很适于作为离合器的压紧弹簧。
因为可利用其负刚度区使分离离合器时载荷下降,达到操纵省力的目的。
当然,负刚度也不宜过大,以免弹簧工作位置略微变动就引起弹簧压紧力过大的变化。
为兼顾操纵轻便及压紧力变化不大,汽车离合器膜片弹簧通常取.。
当,则特性曲线具有更大的负刚度区且具有载荷为负值的区域。
这种弹簧适于汽车液力传动中的锁止机构。
图.不同时的无弹性特性曲线膜片弹簧基本参数的选择比值的选择和的确定为膜片弹簧内截锥高,为膜片弹簧钢板厚度,比值对膜片弹簧的弹性特性影响极大,因此,要利用对弹簧特性的影响正确地选择该比值,以得到理想的特性曲线及获得最佳的使用性能。
般汽车的膜片弹簧离合器多取钢板厚度为之间。
选取,比值为.则膜片弹簧原始内截锥高.。
和的选择为膜片弹簧大端半径。
为膜片弹簧分离指半径。
膜片弹簧的大端半径应根据结构要求和摩擦片的尺寸来确定。
大于摩擦片内径,近于摩擦片外径。
比值的选定影响到材料的利用效率。
愈小,则弹簧材料的利用效率愈好。
碟形弹簧储存弹性能的能力在为最大,用于缓和冲击吸收振动等需要储存大量弹性能的碟簧最佳。
但对汽车离合器膜片弹簧来说,并不要求储存大量的弹性能,而应根据结构布置及压紧力的需要,通常取即.左右。
本设计选取.计算得。
膜片弹簧在自由状态下的圆锥底角膜片弹簧在自由状态下的圆锥底角与膜片弹簧内截锥高关系密切,般在范围内选择。
取。
分离指的数目的选择汽车离合器膜片弹簧的分离指数目,般在左右,采用偶数,便于制造时模具分度取。
膜片弹簧小端半径及分离轴承作用半径膜片弹簧小端半径由离合器的结构决定,其最小值应大于变速器第轴的花键外径。
变速器第轴的花键外径为,取膜片弹簧小端半径。
分离轴承作用半径应大于。
按花键外径选用.。
切槽宽度窗孔槽宽及半径的确定.支承圈作用半径和膜片弹簧与压盘的接触半径支承圈平均半径与膜片弹簧与压盘的接触半径的取值将影响膜片弹簧的刚度。
应略大于且尽量接近应略小于且尽量接近于。
.膜片弹簧参数的校核摩擦片外径的选取应使最大圆周速度不超过所以摩擦片外径选取合适。
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
