离合器盖说明书
单片推式膜片弹簧离合器盖设计说明书
学 院:汽车与交通工程学院 班 级: 车 辆 0806 姓 名: 学 号:
2012年3月1日
目 录
一. 设计任务 ...................................................................................... 3 二. 离合器盖的介绍及实物图示 . ..................................................... 4 三. 离合器基本参数及尺寸选择 . ..................................................... 8
1 离合器后备系数β
的确定……………………………………………9
2单位压力p 0的确定及其他参数确定…………………………….10 3摩擦片外径D 、内径d ……………………………………………….11 四. 离合器盖设计的相关注意问题 . .............................................. 12 五. 参考文献……………………………………………………………………………13
一.设计任务
根据朱老师给定的如上表格,我们组选择:
货车类 4.751L排量 发动机转矩T e max =390N ⋅m
最大转矩时发动机转速n =1400 1600r /min
通过查阅参考资料补充数据:
满载总质量m a =9290kg
驱动桥主减速比i 0=6.33
变速器一档速比i 1=7.31
驱动轮滚动半径R r =482.6mm
第一节 离合器盖总成
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。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。
目前,汽车上广泛采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器,称为膜片弹簧离合器[4]。离合器盖如下图中1所示。
图1-2膜片离合器盖总成零件分解
1、 离合器盖 2、4、支撑环3、膜片弹簧 5、压盘 6、铆钉 7、支
撑铆钉
离合器盖结构简图如下:
图2-1 膜片弹簧离合器结构简图
1,3-平头铆钉 2-传动片 4-支承环 5-膜片弹簧 6-支承铆钉
7-离合器压盘 8-离合器盖
如下为离合器实物图片:
注:离合器盖总成(离合器盖,压盘,膜片弹簧均未拆分)
俯视图
注:图中9段圆弧凹槽用来做上支撑环的作用,同时加强了离合器盖的结构刚度。本设计中使用双支撑环,顾略去此结构。
侧视图
注:在汽车的使用过程中,驾驶员操纵离合器的次数是很多的,
这就导致离合器中由于摩擦面间频繁地相对滑磨而产生大量的热量。
离合器接合越柔和,产生的热量越大。这些热量如不及时地散发出去,对离合器的工作将产生严重影响,因此在侧面多出开孔以便散发摩擦产生的热量。
3 离合器基本参数及尺寸选择
摩擦离合器是靠摩擦表面间的摩擦力矩来传递发动机转矩的。离合器的静摩擦力矩根据摩擦定律可以表示为
T c =fFZR c ( a ) 式中,T c 为静摩擦力矩;f 为摩擦面间的静摩擦因数,计算时一般取0.25~0.30;F 为压盘施加在摩擦面上的工作压力;R c 为摩擦片的平均摩擦半径;Z 为摩擦面数,是从动盘数目的两倍。在该设计中,f 取0.3,Z 取2。
假设摩擦片上工作压力均匀,则有
F=p 0A =p 0π(D 2-d 2) /4 ( b )
p 0:摩擦面单位压力 A:摩擦面的面积 D:摩擦片外径 d:摩擦片内径 摩擦片的平均摩擦半径R c 根据压力均匀的假设,可以表示为
R c = (D 3-d 3) /3(D 2-d 2) ( c ) 当d/D≥0.6时,R c 可相当准确地由下式计算
R c =(D+d)/4 ( d ) 将式( b )、式( c )代入式 ( a )得
T c =πfZp 0D 3(1-c 3) /12 ( e ) 式中,c 为摩擦片内外径之比,c=d/D,一般在0.53~0.70之间
为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩,设计时
T c 应该大于发动机最大转矩,即
T c =βT e max ( f ) 式中,T e max 为发动机的最大转矩;β为离合器的后备系数,定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比,β必须大于1。
离合器的基本参数主要有性能参数β和p 0,尺寸参数D 和d 以及摩擦片厚度b 。
3.1 离合器后备系数β的确定
后备系数β是离合器设计时用到的一个重要参数,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,应该考虑到以下几点:
(1)摩擦片在使用中磨损后,离合器还应能可靠地传递发动机最大转矩。 (2)要防止离合器滑磨过大。 (3)要能防止传动系过载。
显然,为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大,β不宜选取太小;为使离合器尺寸不致过大,减少传动系过载,保证操纵轻便,β不宜选取太大;当发动机后备功率较大、使用条件较好时,β可选取小些;当使用条件恶劣,需要拖带挂车时,为了提高起步能力、减少离合器滑磨,β应选取大些;货车总质量越大,β也应该选取得越大;采用柴油机时,由于工作比较粗暴,转矩较不平稳,选取的β值应比汽油机大些;发动机缸数越多,转矩波动越小,β可选取小些;膜片弹簧离合器由于摩擦片磨损后压力保持较稳定,选取的β值可比螺旋弹簧离合器小些;双片离合器的β值应该大于单片离合器。
各类汽车β值的取值范围通常为:
轿车和微型、轻型货车 β=1.20~1.75 中型和重型货车 β=1.50~2.25 越野车、带拖挂的重型汽车和牵引汽车 β=1.80~4.00 本设计中选取
=2.0
3.2 单位压力p 0的确定
单位压力p 0对离合器工作性能和使用寿命有很大影响,选取时应该考虑离合器的工作条件,发动机后备功率大小,摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。离合器使用频繁,发动机后备系数较小时,p 0应该取小些;当摩擦片外径较大时,为了降低摩擦片外缘处的热负荷,p 0应该取小些;后备系数较大时,可以适当增加p 0。
当摩擦片采用不同材料时,p 0按下列范围选取:
石棉基材料 p 0=0.10~0.35MPa 粉末冶金材料 p 0=0.35~0.60MPa 金属陶瓷材料 p 0=0.70~1.50MPa 在该设计中p 0取0.20MPa 。
3.3其他参数确定
根据参考资料中提到的推荐取值: 摩擦材料的摩擦因数f =0.3 摩擦片单位压力p 0=0.2
c =
d
=0.6D
Z =2
3.4 摩擦片外径D 、内径d
磨擦片外径是离合器的基本尺寸, 它关系到离散合器的结构重量和使用寿命, 它和离合器所需传递的转矩大小有一定的关系。显然,传递大的转矩,就需要有大的尺寸。发动机转矩是重要的参数,当按发动机的最大转矩T e max (N ·m )来选定D 时,有下列公式,可作参考:
D =
摩擦片的外径
=317mm
圆整得D =325mm 查表得:
表3.1 离合器摩擦片尺寸系列和参数(即GB1457—74)
摩擦片的内径d =190mm 摩擦片的厚度t =3.5mm 摩擦片单面面积a =54604.8mm
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四 离合器盖设计的注意问题
离合器盖一般都与飞轮固定在一起,通过它传递发动机的一部分转矩。此外,它还是离合器压紧弹簧和分离杠杆的支承壳体。因此,在设计中应注意以下几个问题:
(1)离合器的刚度问题
离合器分离杠杆支承在离合器盖上,如果盖的刚度不够,即当离合器分离时,可能会使盖产生较大的变形,这样就会降低离合器操纵机构的传动效率,严重时还可能造成离合器分离不彻底,引起摩擦片的早期磨损,还会造成变速器的换档困难。因此为了减轻重量和增加刚度,该离合器盖采用厚度约为6㎜的低碳钢板(如08钢板)冲压成带加强筋和卷边的复杂形状。
(2)离合器的通风散热问题
为了加强离合器的冷却离合器盖必须开有许多通风窗口,通常在离合器压紧弹簧座处开有通风窗口。
(3)离合器的对中问题
离合器盖内装有分离杠杆、压盘、压紧弹簧等重要零件,因此它相对与飞轮必须有良好的对中,否则会破坏离合器的平衡,严重影响离合器的工作。 离合器盖的对中方式有两种,一种是用止口对中,另一种是用定位销或定位螺栓对中,本设计选用的是定位销或定位螺栓对中,因而离合器盖上开有3个定位作用的定位销空.
五 参考文献
1. 王望予-汽车设计 第4版-北京:机械工业出版社 2011年 2. 宋宝玉-简明机械设计手册 –哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社
2008.8
3. 徐石安,江发潮-汽车离合器 –北京:清华大学出版社 2005.8 4. 王国权 龚国庆-汽车设计课程设计指导书 -北京:机械工业出版
社 2009年