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密 級(jí)
分類(lèi)號(hào)
編 號(hào)
成 績(jī)
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)
外 文 翻 譯
原 文 標(biāo) 題
The role of the clutch in the manual transmission
of the car
譯 文 標(biāo) 題
離合器在手動(dòng)擋汽車(chē)中的作用
作者所在系別
機(jī)電工程學(xué)院
作者所在專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
作者所在班級(jí)
B13142
作 者 姓 名
李碩
作 者 學(xué) 號(hào)
201322317
指導(dǎo)教師姓名
何濤
指導(dǎo)教師職稱(chēng)
副教授
完 成 時(shí) 間
2017
年
3
月
北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制
譯文標(biāo)題
離合器在手動(dòng)擋汽車(chē)中的作用
原文標(biāo)題
The role of the clutch in the manual transmission of the car
作 者
Alice
譯 名
愛(ài)麗絲
國(guó) 籍
美國(guó)
原文出處
Popular Mechanics
對(duì)于手動(dòng)擋的車(chē)型而言，離合器是汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的重要部件，它擔(dān)負(fù)著將動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行切斷與連接的工作。在城市道路或者復(fù)雜路段駕駛時(shí)，離合器成了我們最頻繁使用的部件之一，而離合器運(yùn)用的好壞，直接體現(xiàn)了駕駛水平的高低，也體現(xiàn)了對(duì)于車(chē)輛保護(hù)的好壞。正確使用離合器，掌握離合器的原理以在特殊情況下利用離合器來(lái)解決問(wèn)題，是每個(gè)駕駛手動(dòng)擋車(chē)型的車(chē)友應(yīng)該掌握的。
所謂離合器，顧名思義就是說(shuō)利用“離”與“合”來(lái)傳遞適量的動(dòng)力。離合器由摩擦片，彈簧片，壓盤(pán)以及動(dòng)力輸出軸組成，布置在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間，用來(lái)將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上儲(chǔ)存的力矩傳遞給變速箱，保證車(chē)輛在不同的行駛狀況下傳遞給驅(qū)動(dòng)輪適量的驅(qū)動(dòng)力和扭矩，屬于動(dòng)力總成的范疇。在半聯(lián)動(dòng)的時(shí)候，離合器的動(dòng)力輸入端與動(dòng)力輸出端允許有轉(zhuǎn)速差，也就是通過(guò)其轉(zhuǎn)速差來(lái)實(shí)現(xiàn)傳遞適量的動(dòng)力。
離合器分為三個(gè)工作狀態(tài)，即不踩下離合器的全連動(dòng)，部分踩下離合器的半連動(dòng)，以及踩下離合器的不連動(dòng)。當(dāng)車(chē)輛在正常行駛時(shí)，壓盤(pán)是緊緊擠靠在飛輪的摩擦片上的，此時(shí)壓盤(pán)與摩擦片之間的摩擦力最大，輸入軸和輸出軸之間保持相對(duì)靜摩擦，二者轉(zhuǎn)速相同。當(dāng)車(chē)輛起步時(shí)，司機(jī)踩下離合器，離合器踏板的運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)壓盤(pán)向后靠，也就是壓盤(pán)與摩擦片分離，此時(shí)壓盤(pán)與飛輪完全不接觸，也就不存在相對(duì)摩擦。
最后一種，也就是離合器的半連動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，壓盤(pán)與摩擦片的摩擦力小于全連動(dòng)狀態(tài)。離合器壓盤(pán)與飛輪上的摩擦片之間是滑動(dòng)摩擦狀態(tài)。飛輪的轉(zhuǎn)速大于輸出軸的轉(zhuǎn)速，從飛輪傳輸出來(lái)的動(dòng)力部分傳遞給變速箱。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間相當(dāng)于一種軟連接狀態(tài)。
一般來(lái)說(shuō)，離合器是在車(chē)輛起步和換擋的時(shí)候發(fā)揮作用，此時(shí)變速箱的一軸和二軸之間存在轉(zhuǎn)速差，必須將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力與一軸切開(kāi)以后，同步器才能很好的將一軸的轉(zhuǎn)速保持與二軸同步，擋位掛進(jìn)以后，再通過(guò)離合器將一軸與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力結(jié)合，使動(dòng)力繼續(xù)得以傳輸。
在離合器中，還有一個(gè)不可或缺的緩沖裝置，它由兩個(gè)類(lèi)似于飛輪的圓盤(pán)對(duì)在一起，在圓盤(pán)上打有矩形凹槽，在凹槽內(nèi)布置彈簧，在遇到激烈的沖擊時(shí)，兩個(gè)圓盤(pán)之間的彈簧相互發(fā)生彈性作用，緩沖外界刺激。有效的保護(hù)了發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器。在離合器的各個(gè)配件中，壓盤(pán)彈簧的強(qiáng)度，摩擦片的摩擦系數(shù)，離合器直徑，摩擦片位置以及離合器數(shù)目就是決定離合器性能的關(guān)鍵因素，彈簧的剛度越大，摩擦片的摩擦系數(shù)越高，離合器的直徑越大，離合器性能也就越好。
起步時(shí)需要有一定的半聯(lián)動(dòng)時(shí)間，以保證起步的平順。坐新手開(kāi)的車(chē)都有這樣的體會(huì)，要么起步時(shí)熄火，要么是一顫一顫出去的，這些都是半聯(lián)動(dòng)技巧沒(méi)有掌握好的表現(xiàn)。汽車(chē)在起步的時(shí)候，變速箱的二軸是靜止的，當(dāng)我們掛一擋以前，需要踩下離合器，此時(shí)變速箱的一軸與動(dòng)力分開(kāi)，通過(guò)同步器掛上一擋以后，一軸也同樣變?yōu)殪o止。動(dòng)力從飛輪出來(lái)是有一定轉(zhuǎn)速的，此時(shí)與一軸存在巨大的轉(zhuǎn)速差，這也就是為何起步時(shí)對(duì)于半聯(lián)動(dòng)的要求要比換擋時(shí)高得多的主要原因，離合器的前后部件一個(gè)靜止一個(gè)運(yùn)動(dòng)。
這樣的轉(zhuǎn)速差必須由半聯(lián)動(dòng)來(lái)消化，也就是動(dòng)力開(kāi)始的時(shí)候部分傳遞給一軸，使車(chē)輛能以較平穩(wěn)的姿態(tài)起步，一旦車(chē)輛行駛起來(lái)，轉(zhuǎn)速差就會(huì)變得很小，此時(shí)將離合器完全抬起，就不會(huì)有沖擊了。
坡道起步需要較高的半聯(lián)動(dòng)技巧。半聯(lián)動(dòng)可以消化發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車(chē)輪之間的轉(zhuǎn)速差，也就是說(shuō)可以有在動(dòng)力已經(jīng)傳遞到車(chē)輪上，但車(chē)輪并不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)，這種情況常常發(fā)生在坡道。一般對(duì)于駕駛技術(shù)不熟練的駕駛員而言，在坡道起步時(shí)會(huì)拉起手剎，然后讓離合器處于半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)，松下手剎，車(chē)輛保持靜止，防溜車(chē)殃及后車(chē)。而車(chē)輛向后滑行的重力是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力來(lái)抗衡的，而離合器則負(fù)責(zé)消除這里存在的轉(zhuǎn)速差。
車(chē)輛處于這種情況下，駕駛員就能很輕松的起步了，繼續(xù)踩下油門(mén)踏板讓轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提升獲得足夠的扭力，車(chē)輛就順利坡起了。此時(shí)對(duì)于半聯(lián)動(dòng)的技巧要求較高，如果半聯(lián)動(dòng)力度太弱，就可能在松開(kāi)手剎時(shí)車(chē)輛向后滑動(dòng)，容易造成新手的驚慌失措，如果半聯(lián)動(dòng)力度過(guò)強(qiáng)則容易是車(chē)輛加速過(guò)猛而撞到前車(chē)。所以對(duì)于新手而言，此時(shí)可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速略高，并采用較大的半聯(lián)動(dòng)力度，使車(chē)輛有個(gè)向前走的趨勢(shì)時(shí)，再松開(kāi)手剎。
新手駕駛的時(shí)候會(huì)存在一些離合器使用上的錯(cuò)誤操作。作為新手，由于駕駛技術(shù)的不熟練，很難將油離很好的配合，導(dǎo)致在使用離合器的時(shí)候出現(xiàn)一些有損離合器的操作方法，而這些情況同樣是出現(xiàn)在半聯(lián)動(dòng)的時(shí)候。
避免離合器長(zhǎng)時(shí)間處于半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)才能有效的保護(hù)離合器。有些新手剛上路時(shí)由于緊張，油離配合不好，害怕自己在起步時(shí)熄火滅車(chē)，于是就轟大油門(mén)而離合器卻壓得很低，半天也不全部抬起實(shí)現(xiàn)全聯(lián)動(dòng)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與一軸的轉(zhuǎn)速存在巨大的轉(zhuǎn)速差，而車(chē)輛則是慢慢起步的，這些巨大的轉(zhuǎn)速差全部由離合器的半聯(lián)動(dòng)消化，這是非常毀離合器的做法。為了避免頻繁的坡道起步，用腳半踩離合，這樣能用半聯(lián)動(dòng)來(lái)控制車(chē)的行駛速度，也就是俗稱(chēng)悶著離合器走。
整個(gè)過(guò)程離合器都是發(fā)生滑動(dòng)摩擦的，這種長(zhǎng)時(shí)間的滑動(dòng)摩擦也會(huì)損害離合器。開(kāi)車(chē)上路總喜歡把左腳放到離合器踏板上，從而導(dǎo)致不自覺(jué)的壓下了離合器踏板，車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間處于半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。所有這些操作都會(huì)加速離合器片的磨損，對(duì)車(chē)輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都會(huì)造成損失。
離合器是汽車(chē)上一個(gè)頻繁摩擦的部件，它會(huì)隨著使用時(shí)間和使用頻率的增加而產(chǎn)生磨損，就會(huì)產(chǎn)生離合器打滑現(xiàn)象。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員是可以提早發(fā)現(xiàn)的，比如判斷離合器是否打滑我們可以在原地著車(chē)時(shí)掛入一擋，這時(shí)不要松手剎，然后慢慢抬離合器直至完全抬起，如果在離合器抬起時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火這就證明你的離合器不打滑，反正如果離合器都完全抬起了而車(chē)還不熄火就證明你的離合器有問(wèn)題了。
還有就是在起步時(shí)明顯感覺(jué)到離合器位置突然變高了，也是離合器打滑的前兆，再有就是我們?cè)诩奔铀贂r(shí)只是感覺(jué)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在不斷升高，而車(chē)速卻沒(méi)有升高等等這些情況都是離合器打滑的征兆。當(dāng)出現(xiàn)離合器磨損或打滑時(shí)我們要及時(shí)檢查、更換，否則這會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力不能有效的傳遞給輸出軸上，而是將動(dòng)力損失在離合器片與飛輪之間的滑動(dòng)摩擦上，并將相互之間的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟牡?，這樣會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力傳輸下降，同時(shí)還會(huì)費(fèi)油增加用車(chē)的成本。
附錄：
Stick to the car, clutch is an important component of the auto power system, it bears will power and the engine cut and connection between the work. In urba n road sections or complex, our most frequently used clutch became one of th e components, and clutch, use directly reflects the driving of level, but also refl ects the good protection for vehicles. Used correctly, principle of clutch clutch i n special circumstances using clutch to solve problems, each block is driving t he car manual should master enthusiasm.
So-called clutch, just as its name implies is using "from" and "close" to deliver the amount of power. By friction clutch, shrapnal, pressure plate and dynamic output shaft, decorate in the engine and transmission between, used to be the flywheel storage engine torque to gearbox, ensure vehicles in different driving conditions apply to drive wheels, belong to the driving force and torque power train category. In half the time of the clutch, linkage power input and output po wer is allowed, namely through rotational speed to realize the amount of powe r transmission.
The clutch is divided into three working condition, not on the clutch type on th e part of the clutch, under half step down, and the type of clutch type. When th e vehicle in normal operation, the pressure plate is tightly packed on the frictio n of friction, pressure plate and the friction between the biggest slice, input sh aft and the output shaft remains relatively static friction between both speed a nd in the same. When the vehicle, the driver started on the clutch pedal, clutc h platen movement by pulling back, also is the pressure plate and friction slice s, pressure plate and the separation of the flywheel no contact will not exist rel atively friction.
Finally, also is a type of clutch. At this time, the pressure plate and the friction in small type. Clutch disc friction slices with flywheel is sliding friction between state. The flywheel speed than the output shaft speed, the power transmissio n from the flywheel part to the gearbox. This engine and driving wheel is equiv alent to a soft connection between state. Generally speaking, the clutch is star ted and shift in vehicles, at the time of transmission shaft and a second shaft r otation difference exists between the power of the engine, must be with a shaf t cut, can be very good synchronizer will keep a shaft speed and synchronous , block into later, again with a shaft through clutch of engine power, power con tinue to transmit.
In the clutch, and an indispensable buffering device, it consists of two similar t o the flywheel disc disc playing together, in rectangular groove is decorated in the slots in the spring, the impact of fierce encounter between the two disks, s pring, mutual happen elastic cushion external stimuli. Effective protection of e ngine and clutch. In all parts of the clutch platen, intensity of spring, the frictio n coefficient, clutch friction, diameter and clutch position number is the key fac tor decision clutch performance, the stiffness of hydropneumatic spring, the fri ction coefficient is higher, the diameter of the clutch, clutch performance is better.
When beginning to have time, to ensure the linkage of half started smoothly. S it novice car have such experience, or remove, or started a quiver yishan, the se are not good skills andlinkage. The car at the start of the second shaft, gea rbox, when we are still hang a block, need on the clutch, a transmission axis a nd power, through the synchronizer hang a block, a shaft also become motionl ess. Power is out from the flywheel, there must be a rotating shaft with great s peed, which is why started to half of requirements than the shift much when th e main reason, clutch before a stationary components, a movement.
So the speed of the poor by half linkage to digest must, is at the beginning of t he power transmission shaft, and give a part of the vehicle to a smooth start p osture, once the vehicle, speed difference will become small, at this time will c lutch, there won't be fully up the impact. Start to higher ramps and linkage ski lls.
Half the speed and the engine can be digested linkage between the wheel speed difference, i.e., the power can be passed to the wheel, but not running wheel, which often occurred in the ramp. General for driving technology not sk illed driver, start up the ramp when handbrake, then let the clutch is linkage, p anasonic, vehicle handbrake stationary car after disaster prevention, slip. The gravity of the slide backwards and vehicle by the engine is the power to provid e against, and clutch is responsible for eliminating the speed difference exists here.
Vehicles in this kind of circumstance, the driver can easily start, continue to tra mple accelerator pedal to obtain enough to further improve speed of torsion, v ehicle goes up the slope. Now the skills required for half a linkage, if half linka ge too weak, might efforts in the open hand brake when slide backwards, eas y to cause the vehicle's panic, if half of a joint efforts, easy is accelerating and hit limber fast-drawing. So for beginners, can let the engine speed slightly tall, and the greater half linkage, make vehicles have a walk when the trend, and l oosen the handbrake.
When will the novice driving some mistakes on the use of the clutch. As a novi ce, due to driving technology, it will be difficult to unskilled oil from good coordi nation, resulting in use when the clutch of some beneath the clutch, and these operating methods are also appeared in the half of time.
Avoid clutch at half time state can effectively protect the linkage of clutch. So me of the novice just when due to stress, oil from bad cooperation and started out in the car, then remove and clutch shot big throttle pressure very low, but also don't lift realize all along, the linkage of engine speed and a shaft rotation al speed of the huge, and vehicle speed is slowly started, the great speed of a ll poor by clutch linkage, this is very destroyed digestion. Clutch, In order to av oid using the ramp frequent trample brake, so half feet in half the speed Kong ZhiChe linkage to, or a clutch. Frowsty
The whole process of sliding friction clutch occurs, the long time of sliding fricti on will damage the clutch. Driving on the left foot in general like the clutch not consciously, resulting in the clutch pedal under pressure for a long time, the vehicles at half linkage. All of these operations can accelerate the clutch disc w ear, the dynamic performance and fuel economy of vehicle can cause damage.
The clutch is a frequent automobile parts of the friction over time, it will be incr eased frequency of use and wear, and can produce clutch skid phenomenon. For experienced pilots can be found, such as advance whether we can judge t he clutch in situ skidding car when a block, then hang soonly, and then slowly lift clutch brake up until completely, if the clutch lift, engine flameout this proof of your clutch not sliding, anyway if the clutch iscompletely lift and car is not le aving the clutch is proof that you.
There is in start when suddenly felt clutch position, also the clutch, another is t he precursor of sliding speed in urgent when we just feel engine speed in risin g, and speed, but not all of these conditions are signs of sliding clutch. When t he clutch when we want to wear or skid timely inspection, replacement, other wise will make the engine output power can effectively to the output shaft, but will power loss in the clutch plate and the sliding friction between the flywheel, and the friction between energy consume, for it will cause power transmission , also dues increase the cost of oil transport.
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指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語(yǔ)
外文翻譯成績(jī)：
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
注：1. 指導(dǎo)教師對(duì)譯文進(jìn)行評(píng)閱時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：①翻譯的外文文獻(xiàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主題是否高度相關(guān)，并作為外文參考文獻(xiàn)列入畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的參考文獻(xiàn)；②翻譯的外文文獻(xiàn)字?jǐn)?shù)是否達(dá)到規(guī)定數(shù)量（3 000字以上）；③譯文語(yǔ)言是否準(zhǔn)確、通順、具有參考價(jià)值。
2. 外文原文應(yīng)以附件的方式置于譯文之后。
北華航天工業(yè)學(xué)院
摘 要
離合器是汽車(chē)傳動(dòng)系的重要的一部分，它的構(gòu)造和傳動(dòng)系有著緊密的關(guān)系，本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文根據(jù)設(shè)計(jì)所給汽車(chē)的各項(xiàng)原參數(shù)，設(shè)計(jì)合適的膜片彈簧離合器。 膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括壓盤(pán)總成、從動(dòng)盤(pán)、摩擦片和膜片彈簧四個(gè)部分。對(duì)離合器各零件的參數(shù)、尺寸、材料及結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算選擇和設(shè)計(jì)，然后使用Solidworks作圖。
關(guān)鍵詞：離合器；膜片彈簧；從動(dòng)盤(pán)；壓盤(pán)；摩擦片
Abstract
The clutch is an important part of the automobile transmission system, transmission system structure and it has a close relationship, this thesis according to the original design parameters for the automotive design, the diaphragm spring clutch diaphragm spring clutch. The appropriate design includes pressure plate assembly, clutch disc, friction plate and diaphragm the spring of four parts. The parameters of each part of the clutch size, calculate the selection and design of material and structure, and then use the Solidworks mapping.
Keywords: Clutch; diaphragm spring; follower disk; pressure plate; friction plate
目 錄
1 緒 論 1
1.1 膜片彈簧離合器論述 1
1.2 膜片彈簧離合器的功能 1
1.3 壓緊彈簧和布置形式的選擇 2
1.3.1 膜片彈簧離合器優(yōu)點(diǎn) 2
1.3.2膜片彈簧的支撐形式 2
1.3.3 壓盤(pán)傳動(dòng)方式的選擇 2
2 離合器的摩擦片設(shè)計(jì) 3
2.1 離合器設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù) 3
2.2 摩擦片主要參數(shù)設(shè)計(jì) 3
2.2.1 后備系數(shù)設(shè)計(jì) 3
2.2.2 摩擦片尺寸參數(shù)設(shè)計(jì) 3
2.2.3 摩擦因數(shù)、摩擦面數(shù)、分離間隙的確定 4
2.3 摩擦片基本參數(shù)的約束條件 5
2.4 摩擦片Solidwords三維建模 6
3 離合器的膜片彈簧設(shè)計(jì) 10
3.1 膜片彈簧主要參數(shù)的設(shè)計(jì) 10
3.2 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì) 11
3.3 特性曲線繪制 11
3.4 膜片彈簧Solidwords三維建模 13
4 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì) 16
4.1扭轉(zhuǎn)減振器的功能 16
4.2扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型 16
4.3扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)的選擇 17
5 操縱機(jī)構(gòu) 21
5.1 離合器踏板設(shè)計(jì) 21
5.2踏板力設(shè)計(jì) 22
6 離合器其它主要零件設(shè)計(jì) 24
6.1 從動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì) 24
6.2壓盤(pán)設(shè)計(jì) 25
結(jié) 論 27
參考文獻(xiàn) 28
致 謝 29
1 緒 論
1.1 膜片彈簧離合器論述
根據(jù)功率傳動(dòng)部件，離合器應(yīng)是傳動(dòng)系統(tǒng)的裝配。離合器的工作由驅(qū)動(dòng)程序控制，或是分離的，或是被接合，以便完成任務(wù)本身。在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間設(shè)置有離合器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其功能是在必要時(shí)，中斷動(dòng)力傳動(dòng)，保證車(chē)輛平穩(wěn)起動(dòng)；保證變速器系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證傳動(dòng)系統(tǒng)能承受最大扭矩，防止過(guò)載的傳遞。為了使離合器發(fā)揮好幾個(gè)作用，目前汽車(chē)廣泛使用的壓縮彈簧離合器摩擦，摩擦離合器傳遞的最大扭矩取決于摩擦表面之間的夾緊力和摩擦板的大小和摩擦表面，如。主要由離合器的基本參數(shù)和主要尺寸確定。膜片彈簧離合器轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)。在保證發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩可靠穩(wěn)定的前提下，有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）結(jié)合平穩(wěn)、柔順；
2）離合器操作輕便；
3）從動(dòng)件的慣性較小，減小了齒輪的沖擊；
4）散熱性能好；
5）可以以可靠的強(qiáng)度高速運(yùn)行；
6）避免共振的汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)，具有吸振，減沖，降噪等功能；
7）操縱性較好；
8）良好的工作性能；
9）長(zhǎng)期使用壽命。
1.2 膜片彈簧離合器的功能
離合器可以使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)接合，保證汽車(chē)平穩(wěn)起動(dòng)。
現(xiàn)代汽車(chē)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)負(fù)載時(shí)，必須先在空氣中起動(dòng)，然后逐漸加載。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，以約300~ 500r/min的最低速度穩(wěn)定運(yùn)行，且汽車(chē)只有靜態(tài)啟動(dòng)，正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)，與一個(gè)固定的傳輸系統(tǒng)是不會(huì)突然剛性節(jié)點(diǎn)的。因?yàn)槿绻且粋€(gè)突然的剛性連接，出問(wèn)題是不可避免的，這車(chē)不是出現(xiàn)事故，就是發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)慢慢軟聯(lián)起來(lái)，使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)扭矩逐漸增長(zhǎng)，用以克服行駛阻力，汽車(chē)會(huì)慢慢順暢的起動(dòng)。
雖然采用中性傳輸，也能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的分離。但變速器在中性位置，變速器傳動(dòng)齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)或連接發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，這是必要的和變速傳動(dòng)齒輪的阻力，和齒輪的傳動(dòng)齒輪在高粘度齒輪油，阻力阻力較大。特別是在寒冷的季節(jié)，如果沒(méi)有離合器分離發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難。因此,離合器的兩個(gè)功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分開(kāi),使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠啟動(dòng)。
汽車(chē)傳動(dòng)往往會(huì)轉(zhuǎn)移，即變速器內(nèi)的齒輪分離和接合規(guī)律。如在脫離接觸，由于原來(lái)的嚙合齒面壓力的存在可能會(huì)帶來(lái)困難的脫離接觸，但如果使用離合器臨時(shí)分離傳輸系統(tǒng)，它可以方便脫離。同時(shí)在連接文件中，依靠飛行員，要將齒輪的圓周速度達(dá)到同步是比較困難的，要齒輪嚙合圓周速度差會(huì)引起齒輪的沖擊甚至掛不上檔，這就需要離合器暫時(shí)單獨(dú)傳動(dòng)系統(tǒng)，以使離合器的傳動(dòng)齒輪聯(lián)軸器質(zhì)量降低，從而降低齒輪的沖擊在促進(jìn)換檔。
離合器能傳遞最大扭矩是有限的，當(dāng)汽車(chē)緊急制動(dòng)和大慣性載荷傳遞時(shí)。此時(shí)由于自動(dòng)離合器打滑，避免損壞傳動(dòng)部件和過(guò)載，起到保護(hù)作用。
1.3 壓緊彈簧和布置形式的選擇
膜片彈簧是彈簧鋼制成的圓盤(pán)彈簧，具有特殊結(jié)構(gòu)。
1.3.1 膜片彈簧離合器優(yōu)點(diǎn)
1) 具備理想的非線性彈性特性。
2) 起壓緊彈簧和分離杠桿的作用。
3) 高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力下降緩慢，性能穩(wěn)定。
4) 壓力分布均勻，摩擦片接觸好、磨損平均。
5) 通風(fēng)散熱良好。
6) 平衡性好，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
1.3.2膜片彈簧的支撐形式
離合器的支承方式是拉、推，本畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇了推式膜片彈簧離合器。
1.3.3 壓盤(pán)傳動(dòng)方式的選擇
由于傳統(tǒng)的凸臺(tái)式連接、鍵式連接以及銷(xiāo)式連接存在傳力有間隙的缺點(diǎn)，所以本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用傳動(dòng)片傳動(dòng)方式。
2 離合器的摩擦片設(shè)計(jì)
2.1 離合器設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)
表2-1 離合器設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)
整備質(zhì)量
1058kg
滿載質(zhì)量
約1600kg
發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩
155N·m
發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速
4500rpm
發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率
94kw
發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速
6600rpm
一檔轉(zhuǎn)動(dòng)比
3.6
主減速比
2.6
使用工況
城鄉(xiāng)
2.2 摩擦片主要參數(shù)設(shè)計(jì)
2.2.1 后備系數(shù)設(shè)計(jì)
（1）后備系數(shù)是本設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的參數(shù)，它反映離合器的可靠性，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：1.摩擦片在一定的磨損情況下，離合器可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳遞；2.防止離合器摩擦度過(guò)大；3.防止傳輸系統(tǒng)運(yùn)行期間的過(guò)載。通常汽車(chē)和輕型貨車(chē)的β= 1.2 ~1.75。結(jié)合表2-2和實(shí)際情況設(shè)計(jì)選擇β= 1.5
表2-2 離合器后備系數(shù)的取值范圍
車(chē)型
后備系數(shù)β
乘用車(chē)和總質(zhì)量小于6t商用車(chē)
1.20～1.75
總質(zhì)量在6～14t范圍的商用車(chē)
1.50～2.25
掛車(chē)
1.80～4.00
2.2.2 摩擦片尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)
離合器摩擦片的外徑由經(jīng)驗(yàn)公式得: （2-1）
直徑的系數(shù)，取值見(jiàn)表2-3 取 得D=181.77mm。
表2-3 直徑系數(shù)的取值范圍
車(chē)型
直徑系數(shù)
乘用車(chē)
14.6
總質(zhì)量在1.8～14.0t范圍商用車(chē)
16.0～18.5(單片離合器)
13.5～15.0(雙片離合器)
總質(zhì)量大于14.0t商用車(chē)
22.5～24.0
摩擦片的尺寸已系列化和標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)如下表:
表2-4 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)
外徑D\mm
160
180
200
225
250
280
300
325
內(nèi)徑d\mm
110
125
140
150
155
165
175
190
厚度h/mm
3.2
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
0.68
0.69
0.70
0.66
0.62
0.58
0.58
0.55
0.67
0.66
0.65
0.70
0.76
0.79
0.80
0.80
單面面積cm2
106
132
160
221
302
402
466
546
由表可取摩擦片D=200 mm、d=140mm、h=3.5mm。
2.2.3 摩擦因數(shù)、摩擦面數(shù)、分離間隙的確定
摩擦片在材料使用和工作溫度、單位壓力、滑動(dòng)速度等方面的摩擦系數(shù)。表2-5取摩擦因數(shù)f為0.25。摩擦面數(shù)是離合器的2倍，確定離合器傳遞轉(zhuǎn)矩所需的尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸。一個(gè)離合器的設(shè)計(jì)標(biāo)題，因此摩擦面數(shù)為 2。離合器間隙是離合器在正常狀態(tài)下的嚙合和分離套，這是彈簧張力的極限位置，以保證摩擦片的正常磨損和撕裂的過(guò)程。離合器該裝置還可以充分地投入，分離軸承和分離桿的內(nèi)端之間存在間隙仍有正常工作的空間。Δt的差距為3 ~ 4mm。以Δt = 3.5mm。
表2-5 摩擦材料摩擦因數(shù)的范圍
摩擦材料
摩擦因數(shù)
石棉基
模壓
0.20～0.25
編織
0.25～0.35
粉末冶金
銅基
0.25～0.35
鐵基
0.30～0.50
金屬陶瓷
0.4
（2-2）
由式3-2 得：?jiǎn)挝粔毫Pa。
表2-6 摩擦片單位壓力的取值范圍
摩擦片材料
單位壓力/MPa
石棉基材料
模壓
0.15~0.25
編織
0.25~0.35
粉末冶金材料
模壓
0.35~0.50
編織
金屬陶瓷材料
0.70~1.50
2.3 摩擦片基本參數(shù)的約束條件
（1）摩擦片外徑D（mm）最大的圓周速度不應(yīng)超過(guò)65～70m/s，即
m/sm/s （2-3）
式中，v0是最大圓周速度（m/s）；nemax發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速(r/min)。
（2）摩擦片內(nèi)外徑比應(yīng)在0.53～0.70范圍內(nèi)，即
（3） 為保證離合器能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載，不同類(lèi)型的測(cè)試值控制在一定范圍內(nèi)，最大范圍為1.2～4。設(shè)計(jì)選型1.5，按照設(shè)計(jì)要求。
（4）為了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼器的安裝，摩擦片的內(nèi)直徑大于彈簧的沖擊吸收的彈簧的內(nèi)徑。
mm
（5）為了反映離合器傳動(dòng)的扭矩和防止過(guò)載能力，本單位摩擦面積的扭矩應(yīng)小于允許值，即單位摩擦面積扭矩在公式
（2-4）式中，單位摩擦面積力矩(N.m/mm2)，可按表2-7選取
經(jīng)檢查,合格。
表2-7 單位摩擦面積允許轉(zhuǎn)矩允許值
離合器規(guī)格
0．28
0．30
0．35
0．40
（6）為了減少離合器滑磨熱載荷、摩擦片防止燒傷，和不同型號(hào)的單位壓力范圍是0.11到1.50mpa。
MPaMPaMPa
（7）為了減小摩擦片表面溫度過(guò)高而使摩擦表面溫度過(guò)高，離合器的摩擦面積小于允許值。
（2-5）
式中,滑動(dòng)磨損單位摩擦面積(J/mm2)；許用值滑磨功(J/mm2)，對(duì)商用車(chē)、乘用車(chē)：J/mm2，對(duì)最大質(zhì)量為總質(zhì)量未達(dá)6.0t的商用車(chē)：J/mm2，對(duì)最大質(zhì)量為總質(zhì)量超過(guò)6.0t商用車(chē)：J/mm2：W車(chē)輛起步時(shí)總的離合器滑動(dòng)磨損（J），可根據(jù)下式計(jì)算
（2-6）
式中，車(chē)輛裝載重量(Kg)；為汽車(chē)輪胎滾動(dòng)半徑（m）；啟動(dòng)傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)比；為主減速比；為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min，在計(jì)算時(shí)乘用車(chē)宜為r/min，商用車(chē)宜為r/min。其中： m Kg代換（2-6）得J，代換（2-5）得，合格。
2.4 摩擦片Solidwords三維建模
1.首先在拉伸命令里面繪制摩擦片的草圖，如圖2-1所示：
圖2-1 摩擦片拉伸草圖
2. 完成草圖繪制后進(jìn)行拉伸后的模型如圖2-2所示
圖2-2 摩擦片拉伸后的模型
3. 為摩擦片開(kāi)設(shè)散熱槽，通過(guò)使用拉伸切除可以獲得想要的模型效果。繪制散熱槽的草圖如圖3-3所示。
圖2-3 摩擦片開(kāi)設(shè)散熱槽草圖
4. 散熱槽開(kāi)設(shè)后，并通過(guò)圓形陣型獲得整個(gè)摩擦片的散熱槽，如圖2-4所示。
圖2-4 開(kāi)設(shè)散熱槽后的模型圖
5. 最后給摩擦片開(kāi)聯(lián)接傳力片的鉚釘孔，開(kāi)設(shè)后最終成型的三維效果圖如圖2-5所示。
圖2-5 摩擦片最終成型三維圖
3 離合器的膜片彈簧設(shè)計(jì)
3.1 膜片彈簧主要參數(shù)的設(shè)計(jì)
1. 比較H/h的選擇
為了保證離合器的壓緊力盡快和操作方便，汽車(chē)離合器膜片彈簧、離合器通常在1.5～2范圍內(nèi)選擇。膜片彈簧常用的鋼板厚度為2～4mm，這次設(shè)計(jì) ，h=2mm ，所以H=4mm 。
2.比較 R/r的選擇
通過(guò)獲取信息，越小的比例，越高的應(yīng)力，越大的彈性，越大的彈性曲線的直徑的誤差的影響。離合器膜片彈簧，根據(jù)結(jié)構(gòu)的布置和所需的壓緊力，R/r通常保證在1.2～1.3 。在本設(shè)計(jì)中取，摩擦片平均半徑為mm， 取mm所以mm。
3.錐角的選擇
膜片彈簧自由狀態(tài)時(shí)，錐角α控制在°的一定范圍內(nèi)，這次設(shè)計(jì)中 得°在°之間，合格。分離指數(shù)一般取18，個(gè)別有大尺寸膜片彈簧取24，而膜片彈簧的小尺寸，也會(huì)取12，所以本設(shè)計(jì)的分離指數(shù)取18。
4.槽寬的選擇
mm，mm，取mm，mm，應(yīng)滿足的要求，=58mm。
5. 壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定
取值略大于或盡量靠近r，取值小于R或盡可能接近R。本設(shè)計(jì)中mm，mm。膜片彈簧可制成優(yōu)質(zhì)、高精度鋼板，且尺寸盤(pán)、彈簧、零件精度高。常用的碟形彈簧材料為60Si2MnA，應(yīng)達(dá)到1600 ~ 1700MP /平方毫米。
6. 膜片彈簧小端內(nèi)半徑以及分離軸承作用半徑p
離合器結(jié)構(gòu)的最小值大于傳動(dòng)軸的花鍵的外直徑。初選=25mm, f=28mm.
3.2 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)
（1）為了滿足離合器性能的要求，彈簧和初始錐角應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即
(3-1)
(3-2)
（2）每一部分的彈簧的大小應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即
(3-3)
(3-4)
（3）對(duì)于摩擦片在夾緊力上的分布均勻，推板式膜片彈簧離合器壓力板加載半徑（或拉膜片彈簧離合器壓盤(pán)載荷半徑r1）應(yīng)介于摩擦片的平均半徑和外半徑之間，即
推式： (3-5)
拉式： (3-6)
（4）根據(jù)膜片彈簧的構(gòu)造，與，與之差應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，即
(3-7)
(3-8)
(3-9)
（5）膜片彈簧離合器起到分離，杠桿的功能，杠桿率在一定范圍內(nèi)控制，即
推式： (3-10)
拉式： (3-11)
3.3 特性曲線繪制
碟簧的形狀，如錐型墊片，見(jiàn)圖3-1，它具有獨(dú)特的彈性，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。膜片彈簧是一種特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，彈簧小端延伸出由徑向槽隔開(kāi)的多個(gè)懸掛部件。彈性性能和大小作為碟形彈簧膜片彈簧的一部分（在同一時(shí)間加載點(diǎn)的時(shí)候）。因此，設(shè)計(jì)公式的碟簧也適用于膜片彈簧。支撐環(huán)和沿圓周分布的膜片彈簧的載荷壓盤(pán)位于支撐點(diǎn)上，λ1為F1、加載點(diǎn)之間的相對(duì)變形（軸向），壓緊力F1和相對(duì)變形λ之間的關(guān)系：
（3-12）
式中： E——彈性模量，對(duì)于鋼材，
μ——泊松比，鋼，= 0.3
H——膜片彈簧在自由狀態(tài)下，碟形彈簧的內(nèi)錐高度
h——彈簧鋼厚
R——當(dāng)彈簧是自由的時(shí)，碟形彈簧的大端半徑
r——當(dāng)彈簧是自由的時(shí)，碟形彈簧的小端半徑
R1——加載點(diǎn)半徑
r1——支撐環(huán)的負(fù)荷點(diǎn)的半徑
圖3-1 膜片彈簧的尺寸簡(jiǎn)圖
表3-1膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù)
R
r
R1
r1
H
h
86
68
85
70
4
2
初選了上述參數(shù)以后，可根據(jù)式（3-12)利用Microsoft office Excel軟件表格計(jì)算見(jiàn)表3-2和繪制曲線功能畫(huà)出F1-λ1特性曲線見(jiàn)圖3-2。
表3-2 λ1-F1 計(jì)算值
λ1
0.26
0.52
0.78
1.04
1.3
1.56
1.82
2.08
2.34
2.6
2.86
3.12
F1
1134.7
2053.9
2775.8
3318.8
3700.9
3940.4
4055.6
4064.7
3985.9
3837.5
3637.6
3404.5
λ1
3.38
3.64
3.9
4.16
4.42
4.68
4.94
5.2
5.46
5.72
5.98
6.24
F1
3156.5
2911.8
2688.6
2505.1
2379.5
2330.2
2375.3
2533.0
2821.6
3259.4
3864.0
4655.1
圖3-2 h=2mm的特性曲線
3.4 膜片彈簧Solidwords三維建模
1. 通過(guò)Solidwords旋轉(zhuǎn)命令創(chuàng)建膜片彈簧的基本形狀，首先繪制草圖如圖3-2所示。
圖3-2 創(chuàng)建膜片彈簧旋轉(zhuǎn)的草圖
2. 完成草圖，成功創(chuàng)建膜片彈簧的基本形狀如圖3-3所示。
圖3-3 膜片彈簧旋轉(zhuǎn)后的基本形狀
3. 為膜片彈簧開(kāi)支撐槽后如圖3-4所示。
圖3-4 膜片彈簧三維成型效果圖
4 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)
4.1扭轉(zhuǎn)減振器的功能
扭振減振器是由彈性元件和阻尼元件組成的。彈性元件的主要功能是減小傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度，降低傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，改變系統(tǒng)固有模態(tài)。為了避免引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧波激勵(lì)引起的共振，阻尼元件的主要功能是吸收振動(dòng)能量。因此，扭轉(zhuǎn)阻尼器具有以下功能：
1）降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)整傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。
2）提高傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振的響應(yīng)振幅，并衰減由沖擊產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振。
3）控制傳動(dòng)系統(tǒng)，離合器和傳動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，減少變速器的怠速噪聲，減少主減速器和傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振產(chǎn)生的噪聲。
4）在不穩(wěn)定的情況下，降低傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，提高離合器在離合器中的乘坐舒適性。
4.2扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型
扭振減振器具有線性和非線性特性。單級(jí)線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性，如圖4-1所示，其彈性元件一般采用圓柱螺旋彈簧，大部分在汽油機(jī)上的應(yīng)用。柴油機(jī)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速不大，往往造成齒輪齒的傳動(dòng)往往受到?jīng)_擊，造成傳動(dòng)噪聲。在扭振減振器中，另一組在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下，采用小彈簧操作，消除了怠速噪聲。在這種情況下，可以得到的2個(gè)階段的非線性特性，第一階段是少，被稱(chēng)為怠速速度，和第二階段的剛度是比較大的。目前，在柴油機(jī)上廣泛使用的是一種具有怠速二級(jí)或三級(jí)的非線性扭振減振器。
圖4-1 單級(jí)線性阻尼器的抗扭性能 圖4-2三級(jí)線性阻尼器的抗扭性能
4.3扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)的選擇
減振器的扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩是兩個(gè)主要參數(shù)。其設(shè)計(jì)參數(shù)還包括極限轉(zhuǎn)矩、預(yù)緊轉(zhuǎn)矩和極限轉(zhuǎn)角等。
（1）極限轉(zhuǎn)矩Tj
在限位銷(xiāo)消除減震器和從動(dòng)盤(pán)轂之間的間隙間隙Δ1轉(zhuǎn)矩極限（圖4-1）能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，從而限制扭矩的引腳功能。它與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩有關(guān)： 圖4-3 減振器尺寸簡(jiǎn)
(4-1)
本設(shè)計(jì)選取
（2）扭轉(zhuǎn)角剛度是kφ
為了避免系統(tǒng)的共振，應(yīng)合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)剛度，從而避免了發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的共振現(xiàn)象。
確定了阻尼彈簧的線剛度和結(jié)構(gòu)布置。(圖4-3)。
減振彈簧分布在RO的半徑，當(dāng)相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂轉(zhuǎn)過(guò)的弧度，相應(yīng)的彈簧變形Ro。在這個(gè)時(shí)候，所需的扭矩被添加到驅(qū)動(dòng)板是
式中：T——相對(duì)扭矩從動(dòng)盤(pán)離合器盤(pán)轂與所需的拐彎弧度(N·m)；
K——每一個(gè)隔振器的直線剛度(N／mm)；
Zj——減振彈簧個(gè)數(shù)；
Ro——阻尼彈簧位置半徑(m)。
根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度的定義，則
式中：為減振器扭轉(zhuǎn)剛度(N·m／rad)。
設(shè)計(jì)時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)來(lái)初選是
≤13 （4-2）
因此：≤13×201.5=2619.5。
本設(shè)計(jì)選取=2600 N.m/rad。
（3）扭轉(zhuǎn)減振器的摩擦力矩Tf
阻尼器的扭轉(zhuǎn)剛度受結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的限制，可能是非常低的，所以為了在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效的阻尼必須一般按類(lèi)型作為主合理選擇減振器阻尼摩擦力矩： （4-3）
本設(shè)計(jì) N.m
（4）預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Ty
對(duì)于減震器的線性特性，應(yīng)在安裝時(shí)安裝減震彈簧。和沒(méi)有預(yù)緊力矩時(shí)相比。當(dāng)兩個(gè)角剛度和極限轉(zhuǎn)速是相同的，預(yù)緊力矩限制較大，使減振器可以在很寬的范圍內(nèi)的扭矩工作；當(dāng)極限扭矩和角度都是一樣的，角剛度低。這顯然是有利的。但預(yù)載力矩值不應(yīng)大于摩擦力矩：
N.m （4-4）
（5）阻尼彈簧位置半徑Ro
Ro盡可能大點(diǎn)，如圖2—15所示，一般取
（4-5）
式中：D為摩擦片的內(nèi)徑。
本設(shè)計(jì)中：選取Ro=45mm 。
（6）減振彈簧個(gè)數(shù)Zj
參照表3-2中選取。
表4-1 減振器彈簧個(gè)數(shù)選擇
摩擦片外直徑D／mm
<225-250
250--325
325--350
>350
減振器的彈簧個(gè)數(shù)
4-6
6--8
8～10
>10
本設(shè)計(jì)中選取=4。
（7）減振彈簧總壓力FΣ
當(dāng)輪轂與從動(dòng)件之間的間隙和從動(dòng)件Δ1或Δ2被消除時(shí)，阻尼彈簧是最大傳輸轉(zhuǎn)，減振彈簧所受的應(yīng)力為
（4-6）
FΣ=201.5×103/45=4477.8N
（8）最大工作壓力為每一個(gè)振動(dòng)阻尼器F
FΣ/Zj
計(jì)算得：F=1119.45 N
（9）減振彈簧尺寸設(shè)計(jì)
1）彈簧的平均直徑Dc
Dc一般從構(gòu)造中決定，通常=11～15 mm。本設(shè)計(jì)選取=12 mm。
2）彈簧鋼絲的直徑d1
(4-7)
式中：扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)用取為5500～6000公斤/厘米2 ，本設(shè)計(jì)中計(jì)算選取=6000公斤/厘米2。
代入已知數(shù)據(jù)計(jì)算得：＝1.787，圓整為＝2mm 。
設(shè)計(jì)一般一般在2～4mm之間，因此設(shè)計(jì)的參數(shù)合理。
3）減振彈簧的剛度Ｋ
(4-8)
代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：Ｋ=321.0N.mm
4）減振彈簧的有效圈數(shù)
(4-9)
代入已知數(shù)據(jù)計(jì)算得：＝3.75，圓整為＝4。G為材料的剪切彈性模量，對(duì)碳鋼可取G=8.3×104MPa。
5）減振彈簧總?cè)?shù)n
n=i+(1.5～2) (4-10)
一般n為4圈，則設(shè)計(jì)為n=4+2=6圈。
6）減振彈簧最小長(zhǎng)度lm
減振彈簧在最大工作壓力P時(shí)的最小長(zhǎng)度為：
(4-11)
式中，——彈簧圈之間的間隙，必要時(shí)還可取得小一些。
計(jì)算得：=1.1×2×6=13.2mm 。
7）減振彈簧總變形量
(4-12)
計(jì)算得：=1119.45/321.0=3.50 mm 。
8）減振彈簧自由高度l0
(4-13)
計(jì)算得：=16.7
9）減振彈簧預(yù)變形量
(4-14)
計(jì)算得：=0.32 mm
10）減振彈簧安裝后的工作高度
(4-15)
計(jì)算得：=16.4 mm 。
11）減振彈簧的工作變形量
(4-16)
計(jì)算得：=3.5-0.32=3.18 mm 。
（10）極限轉(zhuǎn)角
減振器預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的極限轉(zhuǎn)角為：
(4-17）
通常為3°～4.5°,該設(shè)計(jì)直接取3.5°。
（11）限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)缺口測(cè)邊的間隙
一般為2.5～4 mm，本設(shè)計(jì)選取=3.6。
（4-18）
式中：為限位銷(xiāo)的安裝半徑。
（12）限位銷(xiāo)直徑
按結(jié)構(gòu)布置選定，一般=9.5～12mm，本設(shè)計(jì)選取=11mm 。
5 操縱機(jī)構(gòu)
離合器的工作機(jī)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)控制離合器分離和接合的一套機(jī)構(gòu)。它控制著從離合器開(kāi)始的踏板，在離合器殼中結(jié)束。由于離合器的頻繁使用，離合器的控制機(jī)構(gòu)要求操作輕。可移植性主要包括2個(gè)方面：1在離合器踏板上施加的力不能太大，2是提供一個(gè)踏板間隙的校正機(jī)構(gòu)。離合器控制機(jī)構(gòu)根據(jù)所需的能量分離不同，可分為機(jī)械式、液壓式、彈簧式增壓器、氣動(dòng)增壓器、機(jī)械式和氣動(dòng)增壓器等。
汽車(chē)離合器控制機(jī)構(gòu)應(yīng)符合以下要求[3]：
1）踏板力小，汽車(chē)一般在80 ~ 150N，卡車(chē)不能超過(guò)150 ~ 200N；
2）踏板行程，汽車(chē)一般在毫米范圍內(nèi)，和卡車(chē)最大不能超過(guò)180mm；
3）踏板行程由調(diào)節(jié)裝置提供，以確保摩擦板的自由行程可通過(guò)調(diào)整恢復(fù)；
4）提供一個(gè)踏板行程限位裝置，以防止因過(guò)度用力造成的控制機(jī)構(gòu)損壞；
5）具有足夠的剛度；
6）高傳輸效率；
7）發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，車(chē)架或駕駛室的變形不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
機(jī)械式控制機(jī)構(gòu)有桿傳動(dòng)系統(tǒng)和鋼絲繩傳動(dòng)和螺旋傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、機(jī)械效率低、車(chē)架和駕駛室變形等影響正常工作、遙控杠桿、難以安排、和繩傳動(dòng)可以消除的缺點(diǎn)，但壽命短、機(jī)構(gòu)效率不高。
普通輪型離合器控制機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用液壓控制機(jī)構(gòu)。液壓控制機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，高質(zhì)量小，布置方便；易于使用踏板掛，易于密封，不是由于駕駛室與車(chē)架和發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)變形的干預(yù)；
2）可以使離合器接合更加柔軟，可減少變速器的動(dòng)載荷時(shí)的踏板。由于液壓控制具有上述優(yōu)點(diǎn)，它被廣泛使用，離合器液壓控制機(jī)構(gòu)主要由主缸、工作缸、管路系統(tǒng)等部分組成。
mm，mm，mm，mm
mm，mm，mm，mm
5.1 離合器踏板設(shè)計(jì)
踏板行程由自由行程和工作行程組成：
（5-1）
式中，是分離軸承自由行程，一般為mm，取mm；反映到踏板上的自由行程一般為mm；、分別是主缸和工作缸直徑；Z是摩擦片面數(shù)；是離合器分離時(shí)，對(duì)偶摩擦面間的間隙，單片：mm，取mm；、、、、、為杠桿尺寸。
得：mm，mm，合格。
圖5-1液壓操縱機(jī)構(gòu)示意圖
5.2踏板力設(shè)計(jì)
踏板力為
?。?-2）
式中，為離合器分離時(shí)，壓緊彈簧對(duì)壓盤(pán)的總壓力；為操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比，；為機(jī)械效率，液壓式：%，機(jī)械式：%；為克服回位彈簧1、2的拉力所需的踏板力，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可忽略之。N，，%；則
N
合格。
分離離合器所作的功為
式中，為離合器拉接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力，N，則
J
合格。
6 離合器其它主要零件設(shè)計(jì)
6.1 從動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì)
從動(dòng)盤(pán)轂是離合器片的最大載荷的離合器的部件，它幾乎所有的都承擔(dān)著發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩來(lái)了。一般用在齒側(cè)的矩形花鍵上安裝在傳動(dòng)軸上，花鍵的大小可以根據(jù)外直徑的摩擦盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩由表6-1選?。?
一般取1到1.4倍花鍵軸的直徑。離合器盤(pán)轂一般采用碳鋼，淬火，硬度為26 ~ 32hrc。為了提高樣條內(nèi)孔的表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝。取，mm，mm，mm，mm，MPa。
驗(yàn)證：擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式：
式中，P為花鍵齒外徑壓力，它由下式確定：
離合器盤(pán)轂軸向長(zhǎng)度不宜太小，以免花鍵軸分離的偏轉(zhuǎn)滑動(dòng)是不完整的，
，分別為花鍵的內(nèi)、外直徑；
Z從動(dòng)盤(pán)轂個(gè)數(shù)；取Z=1
h花鍵齒工作高度；
得N，MPaMPa，合格。
表6-1花健的的選取
摩擦片的外徑
/mm
/N.m
花健尺寸
擠壓應(yīng)力
/MPa
齒數(shù)
n
外徑
/mm
內(nèi)徑
/mm
齒厚
/mm
有效齒長(zhǎng)
/mm
160
49
10
23
18
3
20
9．8
180
69
10
26
21
3
20
11．6
200
108
10
29
23
4
25
11．1
225
147
10
32
26
4
30
11．3
250
196
10
35
28
4
35
10．2
280
275
10
35
32
4
40
12．5
300
304
10
40
32
5
40
10．5
325
373
10
40
32
5
45
11．4
350
471
10
40
32
5
50
13．0
6.2壓盤(pán)設(shè)計(jì)
（1）壓盤(pán)設(shè)計(jì)的功用
1）壓力板應(yīng)具有很大的質(zhì)量，提高熱容量，并減少溫度上升，防止裂紋和斷裂，有時(shí)可以設(shè)置各種形狀的肋骨或肋骨，以幫助通風(fēng)散熱。中間板可以投出通風(fēng)槽，也可以用鋁合金熱傳導(dǎo)系數(shù)的壓力板。
2）壓力板應(yīng)具有較大的剛度。
3）和飛輪應(yīng)保持良好的對(duì)中，并應(yīng)進(jìn)行靜態(tài)平衡。
4）壓盤(pán)高度（從壓力點(diǎn)到摩擦表面的公差?。?
（2）壓盤(pán)幾何尺寸設(shè)計(jì)
1）壓盤(pán)內(nèi)、外直徑設(shè)計(jì)
在前面，我們已經(jīng)計(jì)算出的摩擦板的內(nèi)外直徑。一般而言，壓力板的直徑略小于摩擦板的直徑，壓力板直徑略大于摩擦片外徑。
故本設(shè)計(jì)壓盤(pán)外直徑D =202mm，壓盤(pán)內(nèi)直徑=138mm。
2）壓盤(pán)厚度設(shè)計(jì)（）
壓盤(pán)厚度設(shè)計(jì)主要根據(jù)以下兩點(diǎn)：
①壓盤(pán)的質(zhì)量
在離合器接合過(guò)程中，由于滑動(dòng)摩擦功不小，接合時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，并且接合時(shí)間短（約3秒左右），所以熱不低于所有蔓延到周?chē)諝庵?，這將不可避免地導(dǎo)致摩擦副溫升。在使用頻繁和困難的離合器條件下，溫度上升更為嚴(yán)重。它不僅會(huì)引起摩擦系數(shù)的下降，磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)斐蓳p害的摩擦板和壓力板。
由于采用石棉材料制成的摩擦片導(dǎo)熱系數(shù)很差，在吸收過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦熱主要由飛輪和壓力板等部分組成，在一段時(shí)間內(nèi)從事溫度上升不高，有助于要求，壓力板具有較大的吸收熱量。
②壓盤(pán)的剛度
壓力板應(yīng)具有足夠的剛度和壓力對(duì)摩擦表面的壓力分布和減少加熱后的翹曲變形，以免影響均勻壓縮和離合器摩擦片完全分離，其厚度約為15～25mm 。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用15mm。
2）壓盤(pán)質(zhì)量計(jì)算
由公式ρ(ρ-鑄鐵的密度,7.8g/cm3)，得：
由上述計(jì)算所得，壓盤(pán)質(zhì)量為2.0kg。
3）檢查離合器接合的溫度上升時(shí)間
結(jié)合離合器會(huì)立即產(chǎn)生熱量，摩擦生熱來(lái)說(shuō)。溫升不應(yīng)超過(guò)8至10攝氏度。溫度上升很低，可減少壓力板厚度，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量溫升公式為：
（6-1）
式中：——溫升（℃）；
W——滑磨功（N·m）；
γ——分配給壓力板上滑動(dòng)率的工作（單片離合器壓盤(pán)γ=0.50；雙片離合器壓盤(pán)γ=0.25；雙片離合器中間壓盤(pán)γ =0.50）
C——壓盤(pán)的比熱，C=481.4J/（kg·℃）（鑄鐵壓盤(pán)）：
——壓盤(pán)重量（kg）。
本設(shè)計(jì)選取=8℃，即：
=2.50℃≤=8℃ （6-2）
符合設(shè)計(jì)要求。
結(jié) 論
通過(guò)以上的膜片彈簧離合器和液壓操縱機(jī)構(gòu)的工作原理和組成的計(jì)算表明，它可以看出，離合器的工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，從材料，尺寸約束，從發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞，司機(jī)操作的綜合考慮。
計(jì)算：離合器的β，P0，d，D的主要參數(shù)，按照基本公式，通過(guò)約束條件計(jì)算結(jié)果、試驗(yàn)?？刂谱杂尚谐谭弦?guī)格，總行程131MM＜180mm符合標(biāo)準(zhǔn)條件，在此前提下也保證了零件有足夠的剛度，在外部壓力不易變形。設(shè)計(jì)的尺寸不僅符合工作機(jī)構(gòu)的要求，而且符合安裝要求。
材料選用：摩擦板選用石棉基材料，以保證其具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，熱穩(wěn)定性，運(yùn)轉(zhuǎn)中，無(wú)粘連現(xiàn)象。扭轉(zhuǎn)減振器彈簧使用65si2mna含硅成分，提高彈性部件，含錳和加強(qiáng)耐高溫；設(shè)計(jì)了離合器的順利通過(guò)溫度檢查，防止摩擦元件過(guò)度磨損和高溫?zé)龎摹?
以上全部符合設(shè)計(jì)要求：（1）完全分離；（2）軟接合；（3）操縱輕和工作特性穩(wěn)定；（4）驅(qū)動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小設(shè)計(jì)點(diǎn)，所有數(shù)據(jù)通過(guò)約束檢查，原材料基本符合磨損，抗壓性和高溫要求和離合器尺寸適宜，最高效率傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，完全符合計(jì)劃和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但我的設(shè)計(jì)中還存在著許多的錯(cuò)誤和不足，比如加工精度等。
在我的設(shè)計(jì)中，我希望我的同學(xué)和老師對(duì)錯(cuò)誤之處進(jìn)行指導(dǎo)和批評(píng)。
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致 謝
總算成功完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，除了自己的汗水，還指導(dǎo)老師的辛勤工作。在這里我要特別感謝指導(dǎo)老師，感謝他們?cè)诎倜χ薪o我指導(dǎo)，使我在向一個(gè)方向更高更遠(yuǎn)的路學(xué)習(xí)和工作！
實(shí)驗(yàn)室免費(fèi)開(kāi)放，為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供實(shí)物和模型。在此，向?qū)嶒?yàn)室老師表示感謝。
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