东风EQ140型汽车离合器设计

东风EQ140型汽车离合器设计班级：车辆041姓名：吕程宇学好：040256指导教师：卞学良河北工业大学目录一、 离合器的结构形式、作用及工作原理TOC\o"1-5"\h\z设计离合器应满足的要求 1离合器的主要构件图 2周置弹簧离合器的工作原理 3二、 离合器主要参数的选择及计算从动盘毂数的选择 4后背系数0 4摩擦片的最大转矩TC 4摩擦片所受力F 5弹簧个数的确定N 5滑磨功的计算 6三、 扭转减震器的选择与计算 6四、 花键的校核 7五、 操纵机构的设计与校核 8六、 分离杠杆的校核 9七、 离合器轴的校核 10八、 离合器温升的计算 11九、 设计总结 12十、参考目录 14离合器的结构形式、作用及工作原理本次设计采用周置弹簧离合器，压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧，并均匀地布置在一个或同心的两个圆周上，其特点是结构简单制造容易。设计离合器应满足的基本要求如下：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，又能防止传动系过载。接合是要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。分离是要彻底、迅速。从动部分转动惯量小，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。应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证温度不致过高，延长使用寿命。应能避免和衰减传动系的扭转震动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力。操纵轻便、准确、以减轻驾驶员的疲劳。作用在从动盘上的总压力和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠，使用寿命长。结构简单、紧凑、质量小、制造工艺性好，拆装、维修、调整方便。离合器主要构件图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-离合器盖置弹簧离合器的工作原理发动机的飞轮和压盘是离合器的主动部分。离合器盖和螺钉固定在发动机的飞轮上，因此压盘能随飞轮一汽旋转。在压紧弹簧的作用下，离合器经常处于接合状态，只有在必要时才分离。位于离合器内部的分离操纵机构主要有分离杠杆、分离轴承的分离套筒和分离叉。它有4个径向安装的，永波钢板冲压制成的分离杠杆其中部以分离杠杆支撑柱的浮动销为支点，外端通过摆动支片抵靠在压盘的勾状凸起部。当分离杠杆施加一个向左的水平力时，杠杆将绕支点转动，其外端通过摆动支片推动压盘克服弹簧的作用力而后移，从而撤除对从动盘的压紧力，于是摩擦作用消失，离合器不再传递任何转矩，即离合器进入分离状态。当需要使离合器由分离状态恢复到接合状态时，驾驶员可松开离合器踏板，踏板和分离叉分别在回位弹簧的作用下退回原位，压紧弹簧又重新将从动盘压紧在压盘与飞轮之间，使离合器恢复接合状态。为了使接合柔和，驾驶员应该逐渐地放松离合器踏板。当离合器处于正常结合状态时，分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，在分离轴承的分离杠杆内部之间留有一定量的间隙△，以保证摩擦片在正常磨损过程中离合器仍能完全接合。二、离合器主要参数的选择及计算从动盘数的选择对于乘用车和最大总质量小于6t的商用车而言，发动机的转矩最大时并不大，在布置尺寸容许条件下，离合器通常只设有一片从动盘。弹片离合器结构简单，轴向尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动盘转动惯量小，在使用时能保证分离彻底采用轴向有弹性的从动盘可保证接合平顺。本次设计是东风EQ140，因此选择单盘离合器。后备系数8后备系数反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择8时，应考虑摩擦片在使用中磨损后离合器仍能可靠的传动发动机最大转矩，防止离合器滑磨时间过长，防止传动系过载及操纵轻便等因素。本次设计选取8=23. 发动机的最大转矩Temax离合器的静摩擦力矩TcTemax=9549XaPem/rPemax=99.3Kw n=3000r/minT；m：：=352.8N•mPTc=PTemax=2X352.8=705.6N•m摩擦片所受力FTc=fFERc f取0.28R：=2(R3：r3)/3(R2—r2)其中R=325/2=162.5mmR=190/2=95mmR=131.7mmcF=T/fER=9567.2N弹簧个数Nc的确定弹簧自由高度H01=67mm工作高度H=25.8mm弹簧压缩变形量为△X=H01—H=25mmD1=30d1=4.2弹簧中径D2=D]—d1=25.8mm查表d=4.0 D2=25 K’=161D2=28 K’=114d=4.5 D2=25 K’=257D2=28 K’=183取K’=184N/mm有效圈数%=6.75弹簧钢度K=K7ns1=27.26N/mm每个弹簧所受的力F’=K-△X=681.5n所需弹簧个数N=F/F’=14.04取N=15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，离合器每次结合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值。即w=4W/nZ(D2-d2)W[w]W=n2ne2marr2/1800i02i2Ma=9290kg汽车总质量rr=D/2=509mmi=6.54i0=6.33ne=1500r/minW=1.73X104J [w]=0.25J/mm2Dm=325 dm=190 w=0.159J/mm2<[w]T：=4Tc/nZ(D2—d2)三、扭转减震器的参数Tj=(1.5〜2.0)Temax=529.2〜705.6N•m取Tj=705.6N•mJ位置半径Ro=(260〜0.75)d/2=66.5取E.为8个°扭转角刚度K的选取 D2=20mm中径查表得弹簧总刚度K=K7ma=131N/mmK=1000Ke.Ro2=4634.5N•m/rad"5. 减震器弹簧总压力Fz=T./Ro=10.61X103N6.极限转角4Z.◎,一般取3〜12本次设计取中.=8减震器从预紧转矩Tn增加到极限转矩巨T.时，从动片相对从动盘毂的极限转角中.为中,=2arcsin(Al/R。)△l=13.9mm每个弹簧所承受的总压力F’=KAl=184.2N-mm所能承受的总压力F=F’Ej=1.46X104N>q四、 花键的校核 J Z1. 根据从动盘谷花键的尺寸表选取如下参数齿数n=10外径D’=40mm内径d’=32mm齿厚t=5mm 有效齿长l=45mm2qc=2TX103何Ehldm<[a]c取中=0.8E=10h=D—d/2=4mmT=705.6N•mdm=36mm查表[O]c=10〜20MpaOc=13.6Mpa<[O]c五、 操纵机构的计算与校核c Ca=450mmb=43mmc=90mmd=40mme=65mmf取18mm分离轴承的自由行程取3mm 取^s=1mms=s1+s2=126.49mm踏板力Ff=F7/izn+FsF’为离合器分离时，压紧弹簧对压盘的总压力F’=KAx’N△x=Ax’+fso/e=25.83mmiZ为操纵机构总传动比iz=eca/fdb=85.04n为机械效率为0.75Fs取0Ff=165.3N分离离合器时，所作的功Wl=0.5(F+F7)EAs/n=26.847<30J六、 分离杠杆的校核 LFa=264.47NFb=73.238NM=FA•L=47528.5N•mmW=nd3/32=169.65mm3o=M/W=280Mpa选取轴的材料为45钢调质Os=355Mpa七、 离合器轴的校核T=Tc=705.6N•mRc=131.7mmF=Tc/Rc=10.7KNFA=5.88KN Fb=4.82KN弯矩图M=Fa•39.5=232.26N•m扭矩图a={[M2+(aT)2]/W}0.5=12.2Mpa<[a]-1其中a取1[a]1=275MPa八、 离合器温升计算压盘对压盘结构的设计要求压盘应有足够大的质量已增大热容量，减小温升，防止其产生裂纹和破碎。有时可设置各种形状的散热筋或鼓风筋以帮助散热通风，中间压盘可铸出通风槽，也可采用传热系数大的铝合金压盘。压盘应有足够大的刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减小受热后的翘曲变形，以免影响摩擦片的均匀压紧即离合器的彻底分离，厚度约为15~25mm飞轮应保持良好的对中，并要进行精平衡，压盘单件的平衡精度应不低于15~20g•cm压盘高度公差要小选取压盘厚度为b=18mm，据下式校核离合器一次接合的温升t=rW/mCt为压盘的温升不应超过8〜10°CC为压盘的比热容铸铁：C=481.4J(kg•C)m为压盘的质量r为传到压盘的热量所占比例r=0.5 W滑磨功1.7.X104Jm=pV=8.22Kg t=rW/mC=2.2C<8C摩擦片单位压力的计算Po为了降低离合器的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型单位压力Po根据所用的摩擦材料在一定范围内选取。0.10MpaWPoW1.50MpaPo=4F/n(Dm2-dm2)F=Tc/f2Rc=9567.2NDm=325mmdm=190mmPo=0.175Mpa<[P]九、 设计总结离合器时将发动机的动力传递给驱动轮的关键构件，他的功能的优劣直接影响到汽车的经济性和动力性。离合器由分为螺旋弹簧式的离合器和膜片弹簧式的离合器。本次设计采用周置螺旋弹簧离合器。它通过布置在摩擦片上的弹簧传递转矩，结构简单。设计内容主要是离合器主要参数的选择，如摩擦片数，后备系数，螺旋

弹簧的个数等等，还有考虑到散热的离合器温升的计算，单位压力的计算以及影响到操纵轻便性的踏板形成和计算。最后是对离合器主要零件校核，包括压紧弹簧的校核，扭转减震器的弹簧校核，离合器轴及花键的校核，分离杠杆的校核。本次设计是对所学专业知识的一个深化，对汽车上的某一主要总成有了深入全面的理解，通过设计，一方面暴露了我们平时理论学习时的一些缺陷。对知识掌握想不到够彻底，不够深刻。另一方面，又称弥补我们的感性认识和理性认识，使学有所用，学以致用。设计过程本身对于提高我们自己的能力就是一个质的飞跃，在