(整理)离合器设计_很好很强大
- 格式:doc
- 大小:696.50 KB
- 文档页数:18
离合器参数设计范文离合器是机械设备中常见的重要部件,它负责实现动力的传递与分离,因此对离合器的参数设计要求较高。
在离合器的参数设计过程中,需考虑工作条件、使用环境、传动需求等因素,为确保离合器性能的稳定可靠,下面将从离合器参数设计的角度展开讨论。
首先,离合器的温度参数设计是十分重要的。
温度参数的确定主要涉及离合器的散热性能和热稳定性能。
为了确保离合器能够在工作过程中保持合适的温度,需结合机器设备的使用条件和工作环境的温度范围,选择合适的散热方式,如散热片、散热风扇等,并确定散热孔的尺寸和位置,以提高离合器的散热效果。
其次,离合器的传动参数设计也是十分重要的。
传动参数主要包括扭矩容量、离合器盘片的材料和结构设计、摩擦特性等。
在传动参数的设计过程中,需考虑到机器设备的实际工作扭矩和转速要求,选择适合的离合器型号和规格。
同时,在盘片材料的选择上,要考虑到其耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性等因素,以确保离合器的长期稳定工作。
此外,在摩擦特性设计上,应根据机器设备的使用环境和要求,确定摩擦片的摩擦系数和摩擦片面积,以提高离合器的传动效率和传动性能。
最后,离合器的结构参数设计也需合理考虑。
结构参数的设计主要包括离合器盘片的数量、直径和厚度、离合器压盘的材料和压力、操纵机构的设计等。
在结构参数的设计上,要充分考虑到离合器的可靠性、承受能力和操控性,选择合适的离合器盘片数量和直径,以及合适的离合器压盘材料和压力。
同时,操纵机构的设计上,要注重其灵活性和可靠性,以提高离合器的操控性和使用效果。
综上所述,离合器参数设计是一个综合性的工作,需充分考虑到离合器的温度参数、传动参数和结构参数等因素。
在设计过程中,要结合机械设备的实际情况和使用环境,确保离合器的性能稳定可靠。
同时,还需根据离合器的设计要求和技术规范,选择合适的离合器型号和规格,并合理选择材料和结构,以提高离合器的传动效率和使用寿命。
通过合理的参数设计,可以使离合器的性能得到充分发挥,提高机械设备的整体工作效率和稳定性。
离合器结构设计
离合器是一种用于连接和断开发动机与变速器之间的传动装置。
它允许驾驶员在换挡时暂时断开发动机与变速器的连接,从而实现平稳的换挡操作。
以下是一些常见的离合器结构设计考虑因素:
1. 摩擦材料:离合器的摩擦材料通常由摩擦片和压盘组成。
摩擦片与飞轮接触,通过摩擦力传递转矩。
选择合适的摩擦材料非常重要,以确保离合器具有足够的摩擦力和耐磨性。
2. 压盘:压盘是离合器的关键部件之一,它通过弹簧或其他力量机构对摩擦片施加压力,以确保摩擦力的产生。
压盘的设计需要考虑压力分布的均匀性和稳定性。
3. 离合器分离器:离合器分离器用于断开发动机与变速器之间的连接。
它通常由踏板、连杆和分离轴承组成。
设计分离器时需要考虑操作力的大小、踏板行程和分离器的可靠性。
4. 传动轴:传动轴将离合器的转矩传递给变速器。
它的设计需要考虑强度、刚度和传动轴的平衡,以减少振动和噪音。
5. 润滑:离合器的部件需要适当的润滑,以确保正常的运转和寿命。
设计中需要考虑润滑剂的类型、润滑方式和润滑系统的设计。
6. 热管理:离合器在工作过程中会产生热量,因此需要考虑散热问题。
设计中可以采用散热片、散热孔或冷却系统等方式来有效管理离合器的温度。
7. 轻量化设计:在不影响强度和性能的前提下,尽量减轻离合器的重量可以提高燃油经济性和动态性能。
这只是离合器结构设计的一些基本考虑因素,实际的设计还需要根据具体的应用和要求进行详细的工程分析和优化。
离合器的设计需要综合考虑性能、可靠性、耐久性和成本等因素,以满足车辆的动力传输需求。
目录1 离合器主要参数的选择 (2)2 离合器基本参数的优化 (2)2.1 设计变量 (2)2.2 目标函数 (2)2.3 约束条件 (2)3 膜片弹簧的设计 (3)3.1 膜片弹簧的基本参数的选择 (3)3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线 (4)3.3 强度校核 (7)4 扭转减振器的设计 (7)4.1 扭转减振器主要参数 (7)4.2 减振弹簧的计算 (8)5 从动盘总成的设计 (10)5.1 从动盘毂 (10)5.2 从动片 (10)5.3 波形片和减振弹簧 (10)6 压盘设计 (10)6.1 离合器盖 (10)6.2 压盘 (10)6.3 传动片 (10)6.4 分离轴承 (10)7 小结 (11)参考文献 (11)文献检索摘要 (12)1 离合器主要参数的选择1.1 初选摩擦片外径D 、内径d 、厚度b根据《汽车离合器》(徐石安,江发潮编著,清华大学出版社出版)式3.2.1,有D =A T e max 100,对于小轿车 A=47,得D==203.689mm , 根据《汽车离合器》(徐石安,江发潮编著,清华大学出版社出版)表3.2.1可知,取D=225mm,d=150mm, b=3.5mm1.2 后备系数β由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器,在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小(开始时还有些增加),再加上小轿车的后备功率比较大,使用条件较好,宜取较小值,故取β=1.3。
1.3 单位压力0P根据《汽车离合器》(徐石安,江发潮编著,清华大学出版社出版)表 3.2.1可知,对于小轿车当D=>230mm 时,则0P =1.18/D Mpa ;当D< 230mm 时,则0P =0.25Mpa.所以由于D =225mm,取0P =0.25Mpa.故根据《汽车设计》(王望予编著,机械工业出版社出版)表2-2可知, 当0.15Mpa<0P <0.35Mpa 时,摩擦片材料选择石棉基材料。
离合器设计:离合器基本结构选择离合器是一种关键性的机械部件,用于控制发动机传动的动力传递。
离合器的性能和设计与车辆的行驶性能和安全密切相关。
因此离合器的设计和选择至关重要。
本文将讨论离合器的基本结构选择,以帮助您了解如何选择最适合的离合器结构。
离合器的基本结构离合器由两个基本部分组成:驱动部分和传动部分。
驱动部分与发动机连接,通常由离合器压盘、离合器压盘弹簧、离合器分离轴、分离杆等组成。
传动部分与变速器连接,通常由离合器随动轴、离合器随动轴弹簧、分离轴承等组成。
在离合器的选择和设计过程中,下面的一些核心因素需要考虑:1. 承载容量承载容量是决定离合器中使用的材料的关键因素。
对于更高扭矩和更大功率的车辆,需要使用更强硬、更可靠的材料来承受更大的负载。
另外,离合器的设计还需要考虑到行驶环境和驾驶风格。
对于竞速车辆或越野车辆而言,离合器需要具备更高的承载能力。
2. 操作力离合器的操作力越小越好,以减少驾驶者的疲劳和提高驾驶舒适度。
而离合器的操作力取决于离合器压盘的弹簧力,一般在设计时应最大程度地减小离合器的操作力,同时平衡离合器的压紧力和承载容量,以确保可靠性和耐久性。
3. 耐久性离合器的耐久性也是一个重要因素。
离合器的寿命往往受到离合器表面磨损、离合器片的磨损和传动部分磨损的影响。
离合器的材料选择和设计都应该考虑到这些因素,并确保离合器的寿命可以长达数万公里。
4. 同步性离合器的同步性是指离合器压盘和离合器片的同步性。
为了最大程度地减少离合器的操作力,离合器的同步性也需要考虑到。
如果离合器的同步性不够完美,会导致搭错档和离合器滑动,从而降低驾驶体验和行驶安全性。
5. 安全性最后一个重要因素是离合器的安全性。
离合器的设计应该保证在各种操作和驾驶条件下都能够提供可靠的力矩传递。
另外,离合器还应该具有合理的故障保护和安全装置以确保出现问题时的行车安全。
常见的离合器结构选择盘式离合器盘式离合器是一种常见的结构,通常由几个离合器片和一个压盘组成。
学号30612109104EQ1091离合器设计教学系:汽车工程系指导教师:梅栋专业班级:车辆1093班学生姓名:二零一三年五月()任务书()开题报告注:1. 开题报告应根据教师下发的()任务书,在教师的指导下由学生独立撰写,在学院规定时间内完成;2.设计的目的及意义至少800字,基本内容和技术方案至少400字;3.指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发,阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题,达到预期的目标。
郑重声明本人郑重声明:所呈交的是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
本人签名:日期:目录摘要本设计主要分析了膜片弹簧离合器,对膜片弹簧离合器进行了分类,阐述了膜片弹簧离合器的原理和组成,及其特性。
通过详细的推导过程积累了大量的数据,并成功的绘制出了膜片弹簧离合器的成品图。
叙述了离合器的发展现状,和它的工作原理,在此过程中,经过对比结合,初步确定了合适的离合器结构形式,选取了拉式膜片弹簧离合器,并且带有扭转减振器,为后面的计算提供了理论基础。
在计算中,首先确定摩擦片外径尺寸,然后根据该尺寸对其他部件总成进行了计算和设计。
通过计算校核摩擦片外径尺寸,计算选择出其他部件的外形尺寸,再对其进行校核,确定是否能达到设计要求。
设计包括对从动盘总成的设计校核,对压盘的设计校核,对离合器盖的设计校核及离合器盖的设计校核和优化。
具体设计计算了摩擦片、扭转减振器、膜片弹簧、压盘、离合器盖、传动片等多个部件总成在上述工作完成之后,通过计算机Pro/E软件的学习运用,对离合器总体装配图、从动盘总成、压盘、膜片弹簧、摩擦片进行了绘制,在绘制的过程中对离合器的装配又有了进一步的理解,并且完善了计算部分的遗漏。
这次的设计,可以对原有离合器的设计提出优化和修改的建议,对其以后的设计过程起参考作用。
第3章 离合器的设计计算及说明3.1 离合器设计所需数据表3.1 离合器原始数据汽车的驱动形式 6×6汽车最大加载质量 20550 kg 汽车的质量 11450 kg发动机位置 前置发动机最大功率 280KW 发动机最大转速 1400r/min发动机最大扭矩 ≥109kgf.m离合器形式 单片干式GF420气助力操纵形式 液压人力操纵 摩擦片最大外径 f=420mm 踏板行程 150~80mmi g1=13.04 i g2=8.48 i g3=6.04 i g4=4.39 i g5=3.43 i g6=2.47 i g7=1.76 i g8=1.28i g9=1.00 i gR =11.77(R )汽车最大时速85km/h3.2 离合器主要参数的选择后备系数β后备系数β是离合器设计中的一个重要参数,它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。
在选择β时,应考虑摩擦片在使用中的磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩、防止离合器滑磨时间过长、防止传动系过载以及操纵轻便等因素。
乘用车β选择:1.20~1.75 ,本次设计取β = 1.2。
(1)后备系数β是离合器的重要参数,反映离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度,选择β时,应从以下几个方面考虑:a. 摩擦片在使用中有一定磨损后,离合器还能确保传递发动机最大扭矩;b. 防止离合器本身滑磨程度过大;c. 要求能够防止传动系过载。
通常轿车和轻型货车β=1.2~1.75。
结合设计实际情况,故选择β=1.5。
则有β可有表3.2查得 β=2.0。
表3.2 离合器后备系数的取值范围车型后备系数β 乘用车及最大总质量小于6t 的商用车 1.20~1.75 最大总质量为6~14t 的商用车1.50~2.25 挂车1.80~4.00摩擦片的外径可有式:max e D T K D = (3.3) 求得D K 为直径系数,取值见表3.3 取16=D K 得D=221.11mm 。
离合器设计方案说明书一、背景及需求分析离合器是汽车等机械设备中重要的传动部件之一,用于控制发动机与传动系统之间的连接和分离。
通过合理设计和选用合适的材料,可以提高离合器的传动效率和寿命,降低能源消耗和成本。
本文档旨在介绍一种优化的离合器设计方案,满足以下需求: 1. 提高离合器的传动效率; 2. 增加离合器的使用寿命; 3. 降低离合器的成本。
二、设计思路基于需求分析,我们提出以下设计思路: 1. 优化材料选择:选择高强度、耐磨损和热稳定性好的材料,以提高离合器的性能和使用寿命; 2. 优化结构设计:通过改进离合器的结构和尺寸,提高转矩传递效率和减小传动损失; 3. 优化摩擦片设计:结合摩擦片表面涂层技术,提高摩擦片与离合器盘的摩擦系数,以提升传动效率; 4. 应用驱动控制技术:结合驱动控制系统,实现离合器的精确控制和自适应调节,提高驾驶性能和舒适性。
三、具体实施方案1. 材料选择根据需求分析和研究数据,我们建议采用以下材料: - 离合器盘和飞轮:优质钢材,具有高强度和热稳定性; - 摩擦片:高温耐磨陶瓷材料,表面涂覆金属及摩擦材料复合涂层,提高摩擦系数和耐磨损性; - 弹簧:优质高强度弹簧钢,提高弹簧的耐久性。
2. 结构设计优化优化离合器的结构和尺寸,重点包括: - 提高接触面积:增大离合器盘和飞轮的接触面积,以提高传递转矩的能力; - 减小离合器盘和飞轮的质量:减小离合器盘和飞轮的质量,降低离合器的惯性,减小传动损失; - 设计合理的冷却系统:引入冷却系统,保持离合器在高温工况下的稳定性和寿命。
3. 摩擦片设计优化优化摩擦片的设计,注重以下方面: - 表面涂层技术:采用金属及摩擦材料复合涂层,提高摩擦片的摩擦系数和耐磨性; - 结构调整:优化摩擦片的密封结构,减小气密性损失,提高传动效率; - 磨损监测:引入磨损监测系统,实时监测摩擦片的磨损情况,提前预警更换。
4. 驱动控制技术应用通过引入驱动控制系统,实现离合器的精确控制和自适应调节,以提高驾驶性能和舒适性: - 采用电子控制单元(ECU):实现离合器的精确和快速控制; - 引入传感器:监测驱动系统和行驶状况,实现自适应调节; - 优化离合器调节策略:结合驱动控制系统,设计合理的离合器调节策略,提高换挡的顺畅性和驾驶舒适性。
一、离合器设计的目的及离合器概述了解轿车离合器的构造,掌握轿车离合器的工作原理。
了解从动盘总成的结构,掌握从动盘总成的设计方法,了解压盘和膜片弹簧的结构,掌握压盘和膜片弹簧的设计方法,通过对以上几方面的了解,从而熟悉轿车离合器的工作原理。
学会如何查找文献资料、相关书籍,培养学生动手设计项目、自学的能力,掌握单独设计课题和项目的方法,设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器,为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。
通过这次课程设计,使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤,以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作,为即将进入社会提供了一个良好的学习机会,对于由学生向工程技术人员转变有着重大的实际意义。
离合器通常装在发动机与变速器之间,其主动部分与发动机飞轮相连,从动部分与变速器相连。
为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器,实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。
离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合,确保汽车平稳起步;在换挡时将发动机与传动系分离,减少变速器中换档齿轮间的冲击;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,以防止传动系个零部件因过载而损坏;有效地降低传动系中的振动和噪音。
1.1离合器设计的基本要求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,又能防止过载。
2)接合时要完全、平顺、柔和,保证起初起步时没有抖动和冲击。
3)分离时要迅速、彻底。
4)从动部分转动惯量要小,以减轻换档时变速器齿轮间的冲击,便于换档和减小同步器的磨损。
5)应有足够的吸热能力和良好的通风效果,以保证工作温度不致过高,延长寿命。
6)操纵方便、准确,以减少驾驶员的疲劳。
7)具有足够的强度和良好的动平衡,一保证其工作可靠、使用寿命长。
1.2技术参数及论文要求车型:三菱整车质量(Kg):1386最大扭矩/转速(N·m/rpm):108/6500主减速比:4.388一档速比:3.454滚半径:(mm):300本次课程设计的基本内容有:1.根据所给的车型及整车技术参数,选择合适离合器的结构类型,设计计算确定其相关参数与尺寸;2.绘制离合器总成工程图纸一份(A1);3.绘制离合器部件总成工程图纸一份(A2);4.绘制典型零件工程图纸三份以上(A3);完成设计计算书一份1.3膜片弹簧离合器结构膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。
目 录一、 离合器概述------------------------------------------------------- 2二、 设计要求及技术参数----------------------------------------------- 2(一) 设计基本要求------------------------------------------------- 2(二) 技术参数----------------------------------------------------- 2三、 结构方案分析----------------------------------------------------- 2(一) 从动盘数的选择----------------------------------------------- 2(二) 压紧弹簧和布置形式的选择------------------------------------- 3四、 离合器主要参数选择----------------------------------------------- 3(一) 后备系数β-----------------------------------------------------3(二) 摩擦因数f 、摩擦面数Z 和离合器间隙△t------------------------- 3(三) 单位压力P 0---------------------------------------------------- 4(四) 摩擦片外径D 、内径d 和厚度b----------------------------------- 5(五) 对所取摩擦片标准尺寸进行验证---------------------------------- 5五、 离合器的设计与计算------------------------------------------------ 6(一) 离合器基本参数的优化------------------------------------------ 6六、 膜片弹簧的设计---------------------------------------------------- 7(一) 膜片弹簧的弹性特性曲线---------------------------------------- 8(二) 膜片弹簧的基本参数的选择-------------------------------------- 8(三) 11F λ-特性曲线的绘制------------------------------------------- 9七、 膜片弹簧的强度计算与校核------------------------------------------ 12八、 膜片弹簧的优化设计------------------------------------------------ 13九、 主要零部件的设计-------------------------------------------------- 14(一) 扭转减震器的设计---------------------------------------------- 14(二) 从动盘总成的设计---------------------------------------------- 17(三) 离合器盖总成的设计-------------------------------------------- 19(四) 压盘的设计---------------------------------------------------- 19十、 离合器的操纵机构-------------------------------------------------- 20 十一、 设计小结---------------------------------------------------------- 20 十二、 参考文献---------------------------------------------------------- 21一、离合器概述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的总成。
一、离合器设计的目的及离合器概述了解轿车离合器的构造,掌握轿车离合器的工作原理。
了解从动盘总成的结构,掌握从动盘总成的设计方法,了解压盘和膜片弹簧的结构,掌握压盘和膜片弹簧的设计方法,通过对以上几方面的了解,从而熟悉轿车离合器的工作原理。
学会如何查找文献资料、相关书籍,培养学生动手设计项目、自学的能力,掌握单独设计课题和项目的方法,设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器,为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。
通过这次课程设计,使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤,以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作,为即将进入社会提供了一个良好的学习机会,对于由学生向工程技术人员转变有着重大的实际意义。
离合器通常装在发动机与变速器之间,其主动部分与发动机飞轮相连,从动部分与变速器相连。
为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器,实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。
离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合,确保汽车平稳起步;在换挡时将发动机与传动系分离,减少变速器中换档齿轮间的冲击;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,以防止传动系个零部件因过载而损坏;有效地降低传动系中的振动和噪音。
1.1离合器设计的基本要求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,又能防止过载。
2)接合时要完全、平顺、柔和,保证起初起步时没有抖动和冲击。
3)分离时要迅速、彻底。
4)从动部分转动惯量要小,以减轻换档时变速器齿轮间的冲击,便于换档和减小同步器的磨损。
5)应有足够的吸热能力和良好的通风效果,以保证工作温度不致过高,延长寿命。
6)操纵方便、准确,以减少驾驶员的疲劳。
7)具有足够的强度和良好的动平衡,一保证其工作可靠、使用寿命长。
1.2技术参数及论文要求车型:三菱整车质量(Kg):1386最大扭矩/转速(N·m/rpm):108/6500主减速比:4.388一档速比:3.454滚半径:(mm):300本次课程设计的基本内容有:1.根据所给的车型及整车技术参数,选择合适离合器的结构类型,设计计算确定其相关参数与尺寸;2.绘制离合器总成工程图纸一份(A1);3.绘制离合器部件总成工程图纸一份(A2);4.绘制典型零件工程图纸三份以上(A3);完成设计计算书一份1.3膜片弹簧离合器结构膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。
1)离合器盖离合器盖一般为120°或90°旋转对称的板壳冲压结构,通过螺栓与飞轮联结在一起。
离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件,压紧弹簧的压紧力最终都要由它来承受。
2)膜片弹簧膜片弹簧是离合器中重要的压紧元件,在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径向槽,在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔,可以穿过支承铆钉,这部分称之为分离指;从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子,其截面为截圆锥形,称之为碟簧部分。
3)压盘压盘的结构一般是环形盘状铸件,离合器通过压盘与发动机紧密相连。
压盘靠近外圆周处有断续的环状支承凸台,最外缘均布有三个或四个传力凸耳。
4)传动片离合器接合时,飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动,并通过压盘与从动盘摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动;在离合器分离时,压盘相对于离合器盖作自由轴向移动,使从动盘松开。
这些动作均由传动片完成。
传动片的两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接,一般采用周向布置。
在离合器接合时,离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转;在离合器分离时,可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。
5)分离轴承总成分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。
分离轴承在工作时主要承受轴向分离力,同时还承受在高速旋转时离心力作用下的径向力。
目前国产的汽车中多使用角接触推力球轴承,采用全密封结构和高温铿基润滑脂,其端面形状与分离指舌尖部形状相配合,舌尖部为平面时采用球形端面,舌尖部为弧形面时采用平端面或凹弧形端面。
1.4膜片弹簧离合器的优点膜片弹簧离合器与其他形式离合器相比,具有一系列优点:1)膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹性特性;2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用,结构简单、紧凑,轴向尺寸小,零件数目少,质量小;3)高速旋转时,弹簧压紧力降低很少,性能较稳定;4)膜片弹簧以整个圆周与压盘接触,使压力分布均匀,摩擦片接触良好,磨损均匀;5)易于实现良好的通风散热,使用寿命长;6)膜片弹簧中心与离合器中心线重合,平衡性好1.5膜片弹簧离合器的工作原理由图可知,离合器盖与发动机飞轮用螺栓紧固在一起,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,使得压盘与从动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一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摩擦片,使从动盘总成处于分离位置,切断了发动机动力的传递。
图1.1 膜片弹簧离合器结构图二、 离合器摩擦片参数的确定2.1 摩擦片参数的选择2.1.1 初选摩擦片外径D 、内径d 、厚度b摩擦片外径是离合器基本尺寸,它关系到离合器的结构重量和寿命,它和离合器所需传递转矩大小有一定关系。
D =mm mm A T e 58.15147108100100max == 式中,maxe T 为发动机最大转矩,取m N T ⋅=108max ;A 为不同结构和使用条件对D 的影响系数,对于小轿车 取A=47。
离合器摩擦片尺寸系列和参数表1表1摩擦片标准系列尺寸,取mm 140,d mm 200D ==mm 5.3 b =700.0c =。
2.1.2 后备系数β后备系数保证了离合器能可靠地传递发动机扭矩,同时它有助于减少汽车起步时的滑磨,提高了离合器的使用寿命。
但为了离合器的尺寸不致过大,减少传递系的过载,使操纵轻便等,后备系数又不宜过大。
由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器,在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小(开始时还有些增加),再加上小轿车的后备功率比较大,使用条件较好,宜取较小值,故初取β=1.3。
2.1.3 离合器传递的最大静摩擦力矩T CcT ==⨯=1083.1max e T β140.4m N ⋅2.1.4 单位压力P 0摩擦面上的单位压力P 的值和离合器本身的工作条件,摩擦片的直径大小,后备系数,摩擦片材料及质量等有关。
离合器使用频繁,工作条件比较恶劣单位压力P 较小为好。
当摩擦片的外径较大时也要适当降低摩擦片摩擦面上的单位压力P 。
因为在其它条件不变的情况下,由于摩擦片外径的增加,摩擦片外缘的线速度大,滑磨时发热厉害,再加上因整个零件较大,零件的温度梯度也大,零件受热不均匀,为了避免这些不利因素,单位压力P 应随摩擦片外径的增加而降低。
选取时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。
)1(123330D dZD fp T c -=π⇒=-⨯⨯⨯⨯=-⨯=)2001401(20023.04.14012)1(123333330ππDdZD f T p ca MP .230式中,f 为摩擦因数取0.3;p 为单位压力(aMP )Z 为摩擦面数取2;D 为摩擦片外径取200mm ; d 为摩擦片内径取140mm ;摩擦片材料选择石棉基材料,p 为单位压力0.25a MP ,f 为摩擦因数取0.3。
摩擦片的工作条件比较恶劣,为了保证它能长期稳定的工作,根据汽车的的使用条件,摩擦片的性能应满足以下几个方面的要求:⑴应具有较稳定的摩擦系数,温度,单位压力和滑磨速度的变化对摩擦系数的影响小。
⑵要有足够的耐磨性,尤其在高温时应耐磨。
⑶要有足够的机械强度,尤其在高温时的机械强度应较好⑷热稳定性要好,要求在高温时分离出的粘合剂较少,无味,不易烧焦 ⑸磨合性能要好,不致刮伤飞轮及压盘等零件的表面 ⑹油水对摩擦性能的影响应最小⑺结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象由以上的要求,目前车用离合器上广泛采用石棉塑料摩擦片,是由耐热和化学稳定性能比较好的石棉和粘合剂及其它辅助材料混合热压而成,其摩擦系数大约在0.3左右,在该设计中选取的是石棉合成物制成的摩擦片。
2.2 离合器基本参数的校核2.2.1 最大圆周速度s m s m D n v e D /70/6810200650060106033max <≈⨯⨯⨯=⨯=--ππ式中, D v 为摩擦片最大圆周速度(m/s );maxe n 为发动机最高转速取6500r/min ;D 为摩擦片外径径取200mm ;故符合条件。
2.2.2 单位摩擦面积传递的转矩c0T0c T ==-)(422d D Z Tcπ)140200(24.140422-⨯⨯⨯π0043.0≈(N·m /2mm ) 式中,c T 为离合器传递的最大静摩擦力矩140.4m N ⋅;当摩擦片外径D ≤210mm 时,][0c T =0.28 N ·m /2mm >0.0043 N ·m /2mm , 故符合要求 2.2.3 单位压力0P为降低离合器滑磨时的热负荷,防止摩擦片损伤,选取单位压力0P 的最大范围为0.15~.35Mpa ,由于已确定单位压力0P =0.25Mpa ,在规定范围内,故满足要求 2.2.4单位摩擦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,离合器每一次结合的单位摩擦面积滑磨功w 应小于其许用值[w]。
汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功(J)为:W = 1800n 2e 2π(2g202r a i i r m ) = 1800200014.322⨯(2223.454388.40.31386⨯) = 11898 (J) 式中,W 为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功(J)m a 为汽车总质量取1386kg ; r r 为轮胎滚动半径0.3m ;i g 为汽车起步时所用变速器档位的传动比4.388; i 0为主减速器传动比3.454;n e 为发动机转速(r/min),乘用车n e 取2000 r/min;w =)(422d D Z W -π = )140200(214.311898422-⨯⨯ = 0.37式中,W 为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功取11898J 满足w < [w] = 0.4 0J/mm 2要求。