依维柯S45_10拉式膜片弹簧离合器的设计(汽车设计课程设计)

目录

1 离合器主要参数的选择 0

1.1 摩擦片外径D、径d和厚度b的选择 0

1.2 单位压力p

的选择 0

1.3 摩擦因数f和摩擦面数Z的选择 (1)

1.4 后备系数β的选择 (1)

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)

2.3.1 摩擦片最大圆周速度v

D

(2)

2.3.2 摩擦片的、外径比c (2)

2.3.3 后备系数β (2)

2.3.4 摩擦片径d (2)

2.3.5 单位压力p

(3)

3 膜片弹簧的设计与计算 (4)

3.1 膜片弹簧基本参数的选择 (4)

3.1.1 比值H／h和h的选择 (4)

3.1.2 R／r比值和R、r的选择 (4)

3.1.3 α的选择 (4)

3.1.4 膜片弹簧工作点位置的选择 (4)

3.1.5 分离指数目n的选取 (4)

3.1.6 膜片弹簧小端半径r

0及分离轴承作用半径r

f

的确定 (4)

3.1.7 切槽宽度δ

1、δ

2

及半径r

e

的确定 (5)

3.1.8 压盘加载点半径R

1和支撑环加载点半径r

1

的确定 (5)

3.2 膜片弹簧的弹性特性 (5)

3.3 膜片弹簧的强度计算 (6)

4 扭转减震器的设计 (6)

4.1 扭转减震器基本参数的选择 (6)

4.1.1 极限转矩T

(7)

j

4.1.2 扭转角刚度k

(7)

φ

4.1.3 阻尼摩擦转矩T

(7)

μ

(7)

4.1.4 预紧转矩T

n

4.1.5 减振弹簧的位置半径R

(7)

(7)

4.1.6 减振弹簧个数Z

j

4.1.7 减振弹簧总压力F

(7)

∑

4.2 减震弹簧的计算 (7)

(8)

4.2.1 减振弹簧的分布半径R

1

4.2.2 单个减振器的工作压力P (8)

4.2.3 减振弹簧尺寸 (8)

4.2.4 从动片相对从动盘股的最大转角α (9)

(9)

4.2.5 限位销与从动盘股缺口侧边的间隙λ

1

4.2.6 限位销直径d＇ (9)

5 从动盘总成的设计 (9)

5.1 从动盘毂 (10)

5.2 摩擦片 (10)

5.3 从动片 (11)

5.4 波形片和减震弹簧 (11)

6 离合器盖总成 (11)

6.1 离合器盖 (11)

6.2 压盘 (12)

6.2.1 压盘传动方式的选择 (12)

6.2.2 压盘几何尺寸的确定 (12)

6.3 传动片 (12)

6.4 分离轴承 (13)

6.5 支撑环 (13)

参考文献 (13)

1 离合器主要参数的选择

1.1 摩擦片外径D 、径d 和厚度b 的选择

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。

摩擦片外径D 可根据发动机最大转矩T emax （N ·m ）按经验公式(1.1)选用

max e D T K D

(1.1)

式中，K D 为直径系数，取值围见表1-1。

表1-1 直径系数K D 的取值围 车型 直径系数K D

乘用车

14.6

最大总质量为1.8~14.0t 的商用车 16.0~18.5（单片离合器） 最大总质量为1.8~14.0t 的商用车 13.5~15.0（双片离合器）

最大总质量大于14.0t 的商用车

22.5~24.0

依维柯S45.10属于总质量小于6t 的商用车，发动机的最大转矩一般不大，在不知尺寸容许的条件下，离合器通常只设有一片从动盘，取K D =17.5，则摩擦片外径D=265.4mm 。根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版）表3.2.1可知，取D=280mm ，d=165mm,，b=3.5mm 。

1.2 单位压力p 0的选择

单位压力p 0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、发动机后背功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。

当摩擦片采用不同的材料时，p 0取值围见表1-2。

表1-2 摩擦片单位压力p 0的取值围 摩擦片材料 单位压力p 0／MP 石棉基材料 模压 0.15~0.25 石棉基材料 编织 0.25~0.35 粉末冶金材料 铜基 0.35~0.50 粉末冶金材料

铁基

0.35~0.50

金属瓷材料0.70~1.50

取摩擦片材料为石棉基材料模压，单位压力取0.21MP。

1.3 摩擦因数f和摩擦面数Z的选择

摩擦片的摩擦因数f取决于摩擦片所用的材料及其工作温度、单位压力和滑磨速度等因素。摩擦片的材料主要有石棉基材料、粉末冶金材料和金属瓷材料等。石棉基材料的摩擦因数f受工作温度、单位压力和滑磨速度的影响较大，而粉末冶金材料和金属瓷材料的摩擦因数f较大且稳定。各种摩擦材料的摩擦因数f的取值围见表1-3。

1-3 摩擦材料的摩擦因数f的取值围

摩擦材料摩擦因数f

石棉基材料模压0.20~0.25

石棉基材料编织0.25~0.35

粉末冶金材料铜基0.25~0.35

粉末冶金材料铁基0.35~0.50

金属瓷材料0.4

取摩擦片材料为石棉基材料模压，摩擦因数取0.19。

1.4 后备系数β的选择

摩擦离合器是靠存在于主、从动部分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T

c

为

T

c =πfZp

D3(1-c3)／12=365.06(N·m) (1.2)

为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机最大转矩，设计时T

c

应大于发动机最大转矩，即

T c =βT

emax

(1.3)

计算得β=1.59。符合最大总质量小于6t的商用车的后备系数β在1.20~1.75的围。