汽车设计 吉林大学ppt课件

1、第二章 离合器设计第一节 概述第二节 离合器的构造方案分析第三节 离合器主要参数的选择第四节 离合器的设计与计算第五节 改动减振器的设计第六节 离合器的支配构造第七节 离合器主要零部件的构造设计.第一节 概述一、功用1、保证汽车平稳起步；2、换挡时可减少齿轮轮齿间的冲击；3、防止传动系零部件过载损坏；4、降低传动系的振动和噪声。第一节 概述二、组成包括自动部分、从动部分、压紧机构和支配构造四部分P52图第一节 概述三、设计要求1. 能可靠地传送发动机最大转矩2. 主、从动部分分别要彻底3. 接合平顺，确保起步平稳4. 从动部分转动惯量小5. 吸热才干强，散热性能好6. 防止扭振，并具有吸振、缓

2、冲、减少噪声的才干7. 支配轻便、准确，以减轻驾驶员疲劳8. 作用到摩擦衬片上的正压力和摩擦系数变化要小9. 应有足够强度和良好的动平衡,保证任务可靠,寿命长10 .构造简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便第二节 离合器的构造方案分析一、分类第二节 离合器的构造方案分析二、从动盘数的选择第二节 离合器的构造方案分析三、膜片弹簧离合器特点优点1有较理想的非线性特性，弹簧压力在衬片磨损范围内根本不变，因此传送转矩大致不变；2兼起压紧弹簧和分别杠杆的作用，构造简单紧凑，零件数目少，质量小；3高速旋转时压紧力下降极小，性能稳定4压力分布均匀，摩擦片磨损均匀5通风散热好，运用寿命长6膜

3、片弹簧中心与离合器中心重合，平衡性好缺陷制造工艺复杂 ，本钱高，对材质和精度要求高第二节 离合器的构造方案分析三、膜片弹簧离合器特点第二节 离合器的构造方案分析三、膜片弹簧离合器拉式和推式第二节 离合器的构造方案分析三、膜片弹簧离合器拉式和推式主要区别膜片弹簧安装方向相反，支承方式不同第二节 离合器的构造方案分析三、膜片弹簧离合器拉式和推式当离合器尺寸、Temax一样时 。第二节 离合器的构造方案分析三、膜片弹簧离合器支承方式推式膜片弹簧的支承方式双支承环单支承环无支承环拉式膜片弹簧的支承方式无支承环单支承环第二节 离合器的构造方案分析四、压盘的驱动方式凸块窗口式传力销式 键块式 弹性传动片式

4、第三节 离合器主要参数的选择一、离合器传送转矩的才干1、取决于摩擦面间的静摩擦力矩：Tc=fFZRc式中：F为任务压力；f为摩擦因数，0.250.30；Z为摩擦面数；Rc为平均摩擦半径。2、平均摩擦半径假设压力分布均匀，将分布力等效为集中力，得：当d/D0.6时，有：第三节 离合器主要参数的选择一、离合器传送转矩的才干3、摩擦面的单位压力p0：得到静摩擦力矩4、离合器的后备系数 离合器所能传送的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比， =Tc/Temax。为了保证可靠地传送发动机的最大转矩，要求必需大于1。第三节 离合器主要参数的选择二、后备系数的选择思索以下要素，不宜选取过大。防止传动系过载紧急

5、接合离合器，T传23Temax不松开离合器、紧急制动，T传=1520Temax保证离合器尺寸小，构造简单。减少踏板力，支配轻便。单位压力小发动机缸数多，转矩平稳， 可取小些。膜片弹簧离合器可以取小。压紧力稳定第三节 离合器主要参数的选择二、后备系数的选择以下要素要求不宜选取过小。衬片磨损后，仍能可靠传送Temax，宜取大些。防止离合器接合时滑磨过大，导致寿命下降；运用条件恶劣，有拖挂，为提高起步才干；柴油机因任务粗暴，转矩不平稳，宜取大些。 第三节 离合器主要参数的选择三、单位压力p0资料 p0 MPa石棉基资料 0.100.35粉末冶金资料 0.350.50金属陶瓷 0.701.50第三节

6、离合器主要参数的选择四、摩擦片外径D、内径d和厚度b当离合器构造方式及摩擦资料选定，发动机最大转矩知，适中选取后备系数和单位压力，可估算：摩擦片外径也可根据发动机最大转矩按阅历公式选用式中KD为直径系数，取值见表2-3。第三节 离合器主要参数的选择四、摩擦片外径D、内径d和厚度b当D确定后，d可按d/D在0.530.70来确定；D不变时，假设d取小时：摩擦面积添加，Tc添加；但压力分布不均匀；内外圆圆周速度差别大；减振器安装困难。D、d、b应符合国标GB/T5764-1998。所选D应使摩擦片最大圆周速度不超越65-70m/s，以免摩擦片发生飞离。第三节 离合器主要参数的选择五、摩擦因数f、摩

7、擦面数Z和间隙t摩擦因数取决于摩擦片所用资料及其任务温度、单位压力和滑磨速度等要素摩擦片资料主要有石棉基资料、粉末冶金和金属陶瓷等。石棉基资料摩擦因数受任务温度、单位压力和滑磨速度影响较大，而粉末冶金和金属陶瓷的摩擦因数较大且稳定。各种资料的f见表2-3。第三节 离合器主要参数的选择五、摩擦因数f、摩擦面数Z和间隙t摩擦面数为离合器从动盘数的两倍，决议于离合器所需传送转矩的大小及构造尺寸。离合器间隙是指离合器处于正常接合形状、分别套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全接合，在分别轴承和分别杠杆内端之间留有的间隙，普通为3-4mm。第四节 离合器的设计与计算一、

8、离合器根本参数的优化1.设计变量=Tc/Temax=fFZRc/ Temax；取决于F、D、d。 p0=4F/(D2-d2)，p0取决于 F、D、d。离合器根本参数的优化设计变量为：第四节 离合器的设计与计算一、离合器根本参数的优化2.目的函数参数优化设计的目的是，在保证性能的条件下构造尺寸D、d尽能够小。即目的函数：第四节 离合器的设计与计算一、离合器根本参数的优化3.约束条件1)D应保证 Vd 6570m/s2)0.53c0.703)1.2 4.04)d2R0+50，R0为减振弹簧位置半径5)单位面积传送的转矩6)7)单位摩擦面积的滑磨功w第四节 离合器的设计与计算二、膜片弹簧的弹性特性1

9、. 碟簧子午断面坐标系 膜片弹簧受载后，碟簧子午断面绕O点转动，该点切向应变与应力均为零，称之为中性点。将坐标原点取在中性点处。第四节 离合器的设计与计算二、膜片弹簧的弹性特性2. 膜片弹簧的变形第四节 离合器的设计与计算二、膜片弹簧的弹性特性3. 碟簧变形与载荷的关系 式中：H内截锥高；h板厚； R、r自在形状时大、小端半径； R1 、 r1压盘、支撑环加载点半径；第四节 离合器的设计与计算二、膜片弹簧的弹性特性4.分别指变形与载荷的关系第四节 离合器的设计与计算三、膜片弹簧的强度计算1.切向应力在碟簧子午断面中的分布=0的等应力线：y=(-/2)xK点为一切等应力线交点：-e,- (-/2

10、)e 第四节 离合器的设计与计算三、膜片弹簧的强度计算2.碟簧最大切向应力点最大压应力在B点-(e-r), h/2变形过程中，压应力最大值对应的夹角：最大拉应力出如今A点第四节 离合器的设计与计算三、膜片弹簧的强度计算3.B点的当量应力在分别轴承推力作用下，B点还受弯曲作用。弯曲应力：根据最大切应力实际，B点的当量应力为：60Si2MnA资料的许用应力为15001700MPa。第四节 离合器的设计与计算四、膜片弹簧根本参数的选择1.H/h 和 hH/h决议了膜片弹簧弹性特性曲线的外形。引荐 H/h =1.52.0， h =24mm第四节 离合器的设计与计算四、膜片弹簧根本参数的选择2. R/r

11、和R、r的选择比值R/r大，那么资料利用率低；弹簧刚度大；弹性特性曲线受直径误差影响大；应力越高。引荐R/r =1.201.35推式：R Rc摩擦片平均半径；拉式： r Rc3.= 915第四节 离合器的设计与计算四、膜片弹簧根本参数的选择4.膜片弹簧任务点位置的选择拐点H对应着膜片弹簧压平的位置；任务点B普通取在凸点M和拐点H之间，接近H点处。1B =(0.81.0)1H5. 分别指数目n12n24，普通取18第四节 离合器的设计与计算五、膜片弹簧资料及制造工艺1. 资料：60Si2MnA 或 50CrVA2. 工艺：强压处置：在分别方向上，使之过位移38次；塑性变形产生反向剩余应力，使疲劳

12、寿命提高5%30%。 凹面或双面喷丸处置：表层产生塑性变形，构成强化层，提高疲劳寿命。分别指端部高频淬火与镀铬：可提高耐磨才干膜片弹簧与压盘接触圆处挤压处置：防止产生裂纹第五节 改动减振器的设计一、组成与功用1.组成弹性元件和阻尼元件阻尼片2.功用降低传动系改动刚度；添加传动系改动阻尼，抑制改动共振振幅；控制怠速时的扭振和噪声；缓和非稳定工况下传动系的改动冲击载荷。3.弹性特性：线性和非线性第五节 改动减振器的设计二、参数选择1. 极限转矩Tj：是指减振器消除限位销与从动盘毂缺口之间间隙1时所能传送的最大转矩。 Tj =1.52.0Temax2. 改动角刚度k式中：K弹簧线刚度 Z j弹簧数R

13、0 弹簧分布半径合理的改动角刚度可以使系统的共振景象不发生在发动机常用任务转速范围内。初选时，取 k 13Tj 。第五节 改动减振器的设计二、参数选择3. 阻尼摩擦转矩T合理选择T，可以有效消除改动振动。初选T =(0.060.17)Temax4. 预紧转矩TnTn增大，共振频率将减小，但不应大于T 。初选 Tn = (0.050.15)Temax 5. 减振弹簧位置半径R0R0尽能够大一些，普通R0=0.600.75d/2。第五节 改动减振器的设计二、参数选择6. 减振弹簧个数Zj根据摩擦片外径选取。7. 减振弹簧总压力F限位销与从动盘毂之间的间隙被消除时的弹簧遭到的压力。F =Tj / R

14、08. 极限转角j L为弹簧任务变形量，通常取312 。第五节 改动减振器的设计三、双质量飞轮1. 构造第五节 改动减振器的设计三、双质量飞轮2. 特点优点：R0提高，弹簧刚度下降，允许转角变大。降低发动机变速器振动系统固有频率，防止怠速时共振。减振效果提高。从动盘上没有减振器，从动部分转动惯量下降，对换档有利。3. 缺陷弹簧安装半径大，离心力大，弹簧中段易鼓出，磨损严重。第六节 离合器的支配机构一、对支配机构的设计要求1.支配轻便。踏板力要小，踏板行程要合理。2.有踏板自在行程调整机构。3.有踏板行程限位安装，防止支配机构过载。4.有足够的刚度。5.传动效率要高。6.发动机振动，车架、驾驶室

15、变形不会影响正常任务。7.任务可靠、寿命长，维修保养方便。第六节 离合器的支配机构二、构造方式选择第六节 离合器的支配机构三、支配机构的设计计算1. 踏板行程S式中：Z面数；S分别间隙2. 踏板力Ff第七节 离合器主要零部件的构造设计一、从动盘总成1.组成从动盘毂摩擦片从动片改动减振器2.应满足如下要求转动惯量小；具有轴向弹性；应装改动减振器。第七节 离合器主要零部件的构造设计一、从动盘总成3.实现轴向弹性的方法1在从动片外缘开6-12个T型槽，构成许多扇形，并将扇形部分冲压成依次向不同方向弯曲的波浪形。两侧的摩擦篇那么分别铆在每相隔一个的扇形上。T型槽还可以减少由于摩擦发热而引起的从动片翘曲

16、变形。主要用于商用车中。2将扇形波形片的左右凸起段分别与左右侧摩擦片铆接，由于波形片比从动片薄，这种构造的轴向弹性较好，转动惯量较小，适宜于高速旋转，主要运用于乘用车和总质量小于6t的商用车上。第七节 离合器主要零部件的构造设计一、从动盘总成3.实现轴向弹性的方法3利用阶梯形铆钉杆的细段将成对波形片的左片铆接在左侧摩擦片上，并交替把右片铆接在右侧摩擦片上。这种构造的弹性行程大，弹性特性比较理想，可使汽车起步极为平顺。主要运用于排量大于2.5L的乘用车上。4将接近飞轮的左侧摩擦片直接铆合在从动片上，只在接近压盘侧的从动片铆接有波形片，右侧摩擦片用铆钉与波形片铆合。这种构造的转动惯量大，但强度较高

17、，传送转矩的才干较大，适用于商用车。第七节 离合器主要零部件的构造设计一、从动盘总成4.从动盘毂接受载荷大，几乎接受由发动机传来的全部转矩。普通采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器一轴上，花键的尺寸可根据摩擦片外径和发动机最大转矩选取。从动盘毂轴向长度不宜太小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分别不彻底，普通选1.0-1.4倍的花键轴直径。从动盘毂普通采用锻钢35/45/45Cr，并经调质处置，外表和心部硬度26-32HRC。为提高花键内孔外表硬度和耐磨性，可采用镀铬工艺，对减振弹簧窗口及与从动片配合处应进展高频处置。第七节 离合器主要零部件的构造设计一、从动盘总成5.摩擦片性能要求摩擦因数高且

18、稳定，任务温度、单位压力及滑磨速度变化对其影响小足够的强度和耐磨性密度小，以减小从动盘转动惯量热稳定性好磨合性能好接合平顺，不产生咬合或抖动景象长期停放不发生粘着第七节 离合器主要零部件的构造设计一、从动盘总成5.摩擦片资料石棉基资料粉末冶金金属陶瓷第七节 离合器主要零部件的构造设计一、从动盘总成5.摩擦片与从动片衔接方式铆接衔接可靠，改换摩擦片方便，适宜在从动片上安装波形片，但其摩擦面积利用率小，运用寿命短粘接可增大实践摩擦面积，摩擦片厚度利用率高，具有较高的抗离心力和切向力的才干；但改换摩擦片困难，且使从动盘难以安装波形片，无轴向弹性，可靠性低。第七节 离合器主要零部件的构造设计一、从动盘

19、总成6.从动片要求质量轻，具有轴向弹性，硬度和平面度高。资料常用中碳钢板或低碳钢板。普通厚度1.3-2.5，外表硬度35-40HRC。7.波形片和减振弹簧波形片普通采用65Mn，厚度小于1mm，硬度40-46HRC，并经过外表发蓝处置。减振弹簧常采用60SI2MnA、50CrVA、65Mn等。第七节 离合器主要零部件的构造设计二、离合器盖总成1.组成：离合器盖、压盘、传动片、分别杠杆、支撑环等2. 离合器盖的设计要求：应具有足够的刚度；应与飞轮坚持良好的对中；膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度；开较大的通风口。乘用车和载质量较小的商用车离合器盖普通用低碳钢板，载质量较大的商用车用铸铁件或铝合金压铸件。第七节 离合器主要零部件的构造设计二、离合器盖总成3. 压盘的设计要求较大的质量；较大的刚度，保证压紧力分布均匀