离合器设计基本过程

离合器设计华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].主要步骤：1、离合器概述2、离合器主要参数的选择及计算校核3、从动盘总成的设计4、离合器盖总成的设计华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].1、离合器概述1.1设计要求及其技术参数1.2结构方案分析1.3膜片弹簧的支撑形式华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].1.1设计要求及其技术参数发动机功率：发动机转矩：传动比:汽车的质量汽车的滚动半径=273mmmin/6000/39maxrkwPemin/3600/77maxrmNTe090.3gi266.40ikgma780rr华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].1.2结构方案分析从动盘数的选择：单片离合器压紧弹簧和布置形式的选择：拉式膜片弹簧离合器1.3膜片弹簧的支撑形式拉式膜片弹簧的支承形式——单支承环形式，将膜片弹簧大端支承在离合器盖中的支承环上。华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2、离合器主要参数的选择及计算校核2.1离合器主要的参数2.2离合器的设计与计算2.3扭转减振器主要参数2.4减振弹簧的计算华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.1.1后备系数后备系数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。乘用车选择：，本次设计取=1.275.1~20.1华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.1.2摩擦片外径、内径和厚度摩擦片外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。式中为汽车的最大转矩；乘用车取取摩擦片的厚度主要有三种。取1284777100max100ATeD47AmmD200mmd1407.0~53.0/Dd7.0200/140/Ddcmmmmmm0.45.3;2.3；mmb5.3mNTeTc4.92772.1max华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.1.3单位压力单位压力决定了摩擦表面的耐磨性，对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，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。选择：，由于在范围之内。式中取MPapMPa50.11.00330330)7.01(23.0772.112)1(max12pcfpTeDMPap11.003.0f2Z华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].离合器基本参数的校核华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.2离合器的设计与计算2.2.1膜片弹簧基本参数的选择2.2.2膜片弹簧的校核华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.2离合器的设计与计算华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.2离合器的设计与计算2.2.1膜片弹簧基本参数的选择1)比值和的选择为保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的H/h一般为1.5～2.0，板厚h为2～4mm。取h=2mm，=1.7，即=3.4mm。2)比值和、的选择hH/hhH/rR/Rr华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].一般为=1.20～1.35。为使摩擦片上的压力分布较均匀，拉式膜片弹簧的r值宜为大于或等于。取=85；取=1.25则=85取=1053)的选择膜片弹簧自由状态下圆锥角与内截锥高度关系密切，一般在9°～15°范围内。rR/cR8541402004dDRcrrR/RR5.10625.1华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].符合要求。4)分离指数目的选取分离指数目n常取18，大尺寸膜片弹簧n可取24，小尺寸膜片弹簧n可取12。取分离之数目n=18。5)膜片弹簧小段内半径及分离轴承作用半径的确定由离合器的结构决定，其最小值应大于变速器第一轴花键的外径。应大于。65.9)85105/(4.3arctan)/(arctanrRH0rfr0rfr0r华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].表2—7可查得第一轴的外径为29mm;取=30mm=32mm6)切槽宽度、及半径的确定=3.2～3.5mm，=9～10mm，的取值应满足r-re≥。本次设计取δ1=3.5mm，δ2=10mm，re≤r–δ2=75mm。7)压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定取=87又取0rfr12er12er21r1R85r1r105R1031R华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.2.2膜片弹簧的校核1)为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的与初始底锥角应在一定范围内，即（符合要求）2)弹簧各部分有关尺寸的比值应符合一定的范围，即3)为了使摩擦片上的压紧力分布比较均匀，拉式膜片弹簧的压盘加载点半径应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即2.27.1/6.1hH1565.9)/(9rRH35.125.1/20.1rR0.504.426/105/5.30rR2/854/)(1DrdD1r华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].4)根据弹簧结构布置要求，与，与之差应在一定范围内，即5)膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用，因此其杠杆比应在一定范围内选取，即1RRfr0r7211RR6201rr4200rrf0.943.487103321035.3111rRrRf华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].经验算校核，尺寸符合设计要求华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.3扭转减振器主要参数2.3.1极限转矩2.3.2.扭转角刚度2.3.3.阻尼摩擦转矩2.3.4.预紧转矩2.3.5.减振弹簧的位置半径2.3.6.减振弹簧个数2.3.7.减振弹簧总压力2.3.8.极限转角华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.3.1极限转矩极限转矩受限于减振弹簧的许用力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取=(1.5～2.0)对于乘用车，系数取2.0。则=2.0×＝2.0×77＝154（N·m）jTjTmaxeTmaxeT华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.3.2.扭转角刚度为了避免引起传动系统的共振，要合理选择减振器的扭转角刚度，使共振现象不发生在发动机常用的工作转速范围内≤13Tj=13x154=2002(N·m/rad)K华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.3.3.阻尼摩擦转矩由于减振器扭转刚度结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩。一般可按下式初选：=(0.06～0.17)Temax取Tu=0.1Temax=0.1*77N·m=7.7N·mKuTuT华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.3.4.预紧转矩减振弹簧在安装时都有一定的预紧。研究表明，增加，共振频率将向减小频率的方向移动，这是有利的。但是不应大于，否则在反向工作时，扭转减振器将提前停止工作，故取Tn=(0.05～0.15)Temax取Tn=0.1Temax=0.1*77N·m=7.7N·mnTnTuT华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.3.5.减振弹簧的位置半径2.3.6.减振弹簧个数jZ取=62.3.7.减振弹簧总压力当限位销与从动盘毂之间的间隙或被消除，减震弹簧传递的转矩达到最大值时，减震弹簧受到的压力为12jTF)(667.3042.0/154/0kNRTFj华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.3.8.极限转角一般通常取，对汽车平顺性要求高或发动机工作不均匀时，取上限。本次设计取10°。j12~3j华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.4减振弹簧的计算2.4.1.减振弹簧的分布半径：2.4.2.全部减振弹簧总的工作负荷2.4.3.单个减振弹簧的工作负荷：2.4.4.弹簧减振尺寸2.4.5.从动片相对从动盘毂的最大转角2.4.6.限位销与从动盘毂缺口侧边的间隙2.4.7.限位销直径华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.4.1.减振弹簧的分布半径：式中，d为离合器摩擦片的内径。mmdR422/1406.02/)75.0~6.0(02.4.2.全部减振弹簧总的工作负荷它是指在从动盘毂法兰上缺口中的间隙消除时，减振弹簧压缩到极限位置时的工作负荷。此时扭转减振器所能传递的转矩即为极限转矩,由此可得为jTzPNRTPjz60.366671042/154/30华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].2.4.3.单个减振弹簧的工作负荷NZPPjz11.6116/67.3667/2.4.4.弹簧减振尺寸1)弹簧中径；一般由结构布置来决定，通常左右。本次取12mm。2)弹簧钢丝直径：cDcDmm15~11dmmPDdc4.310550101267.36667883633式中为扭转许用应力，可取550-600MPa。本次取550MPa通常所以取mmd4~3mmd5.3华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].3)弹簧刚度：应根据已选定的减振器扭转刚度值及其布置尺寸，根据式子：4)减振弹簧有效圈数：根据式子：式中，G为材料的剪切弹性模量，对碳钢可取kK0R)/(189.0642100020021000320mmNnRKki76.41891285.3103.8834434kDGdicMPaG4103.8华南理工大学广州汽车学院丁伟华[e-mail].5)减