轻型卡车离合器

轻型卡车离合器设计说明书组员：202324211张亚兰202324206曹娇娇202324207陈旭阳202324208崔然涛202324210：110名目\l“_TOC_250016“绪论 3\l“_TOC_250015“概述 3\l“_TOC_250014“汽车离合器的进展 4\l“_TOC_250013“汽车离合器存在的主要问题及故障分析 5\l“_TOC_250012“离合器打滑 3\l“_TOC_250011“离合器特别问题 6离合器分别不彻底 7\l“_TOC_250010“从动盘毂设计 8\l“_TOC_250009“从动盘毂花键的尺寸的选取 8\l“_TOC_250008“花键强度校核 9\l“_TOC_250007“摩擦片设计 10\l“_TOC_250006“后备系数β 10离合器的静摩擦力矩TC. 10单位压力p0和摩擦因数f. 11\l“_TOC_250005“摩擦片外径D、内径d和厚度b. 12\l“_TOC_250004“离合器根本参数的校核 13\l“_TOC_250003“扭转减震器的设计 15\l“_TOC_250002“扭转减震器的作用 15极限转矩 15扭转角刚度 15\l“_TOC_250001“弹簧尺寸确实定 16\l“_TOC_250000“压盘和离合器盖设计 17压盘设计 17压盘几何尺寸确实定 17压盘温升的校核 17附：设计车型参数 191绪论概述换挡时，轮齿间发生猛烈的冲击；防止传动系中各零部件由于过载而损坏。202322070000A3202312161840A8518245〔本报曾报道。昨日，成都客车厂通报了事故缘由，称此次事故是由离合器压盘材料质量33速，增加离合器传递转矩的力气和简化操纵，已成为离合器进展趋势。计的主要特点。汽车离合器的进展在早期研发的离合器构造中，锥形离合器最为成功。它的原形设计曾装在1889简洁修复。它的摩擦材料曾用过驼毛带、皮革带等。那时也曾消灭过蹄-鼓式离合器来代替锥形离合器。但无论锥形离合器、还是蹄-鼓式离合器，都简洁造成分别不彻底甚至消灭主、从动件根本无法分别的自锁现象。1925时，很多其他离合器还在原创阶段，性能很不稳定。合器。造成了单片离合器在结合时不够平顺等问题。但是，单片干式离合器构造紧凑，开发了价格廉价的冲压件离合器盖以后更是如此。多年的实际阅历和技术上的改进使人们渐渐趋向于首先单片干式摩擦离合此现在广泛用于大、中、小各类车型中。了传动系统的扭转共振，减小了传动系统噪声和动载荷。低一些。70%以上。构造，摩擦外表温度较低(不超过93℃)，因此，起步时长时间打滑也不致烧损5-6汽车离合器存在的主要问题及故障分析离合器打滑(1)造成离合器打滑的缘由(2)故障排解挨次和方位动，如有松动，应予扭紧;洗并烘干，然后找出油污来源并排解之;应更换片，更换的磨擦片不得有裂纹或破损，铆钉的深度应符合规定;⑤检查离合器总泵回油孔，如回油孔堵塞应予以疏通;有削减，长度差异不大，可在弹簧下面加减垫片调整。离合器特别问题1、留意离合器是否打滑，造成此类现象的缘由有几种，其主要缘由是离合1、留意离合器是否打滑，造成此类现象的缘由有几种，其主要缘由是离合态。或者是离合器压盘弹簧过软或有折断，离合器与飞轮连接的螺丝松动等。态。或者是离合器压盘弹簧过软或有折断，离合器与飞轮连接的螺丝松动等。离合器踏板，车辆开头行驶，这都说明该车的离合器分别不彻底。3/4到有阻力时的高度，两个数值的差就是该车离合器行程数值。4、假设在使用离合器过程中消灭异响也是不正常的。其故障缘由是分别轴承磨损严峻、轴承回位弹簧过软或折断、膜片弹簧支架有故障等。离合器分别不彻底1、离合器分别不彻底有以下两种现象：机熄火。2、发生离合器分别不彻底的主要缘由有：①离合器踏板自由行程太大;②分别杠杆内端不在同一平面上，个别分别杠杆变形、折断、磨损严峻;③离合器从动盘翘曲，铆钉松脱，或者更换的离合键齿间隙过小或卡住，造成移动困难。3、发生此类故障的诊断方法是：驾驶员一人，可以用一根木棍将离合器踏板压下去，并顶住(拉起制动手柄，使手制动发生作用)。在飞轮壳下面孔内，用螺丝刀推动离合器片，假设能轻轻地推动，说明离合器还能切断，假设推不动，说明离合器分别不开。其实，离合器分别不好的主要缘由是离合器踏板的自由行程太大。再就是综上所述，离合器的设计确定要抑制离合器打滑、分别不彻底、特别响动汽车在正常行驶时是否发生安全事故。2从动盘毂设计从动盘毂花键的尺寸的选取依据摩擦片的外径与发动机的最大转矩Temax

2-1====40mm从动盘发动机转矩花键从动盘发动机转矩花键花键花键键齿有效挤压外径 /Nm 齿数外径内径 宽 齿长 应力D/mmemaxnD/mmd/mmb/mml/mm/MPa16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.2彻底。从动盘毂的轴向工作长度应满足以下两个方面的要求。1.4当增加花键毂的轴向长度。等)，并经调质处理，外表和心部r硬度一般在26~32HRC.为提高花键内孔外表硬度和耐磨性，可承受镀铬工艺，对减振弹簧窗口及与从动片协作处，应进展高频淬火处理。花键强度校核如下：P 挤压nhl

(2-1)P—花键的齿侧面压力，N。它由下式确定：4TP emax(D”d”)ZdD”—分别为花键的内外径Z—从动盘毂的数目Temax

—发动机最大转矩n—花键齿数h—h(D”d/2由公式〔2-1〕8T emax

8285挤压 11040(40所以满足设计要求。3摩擦片设计3.1β后备系数β反映了离合器传递发动机最大转矩的牢靠程度。β为使离合器尺寸不致过大，削减传动系过载，保证操纵轻松，β又不宜选得太大；当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β可选取小些；当使用条件恶劣时，为提高起步力气，削减离合器滑磨，β应选取大些；汽车总质量越大，β也应选得越大；承受柴油机时，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可选的越小；膜片弹簧离合器由于摩擦片磨损后压力保持较稳定，选取β值可比螺旋弹簧离合器小些；双片离合器β值应大于单片离合器。各类汽车离合器β的取值范围见表3-1。3-1离合器后备系数β的取值范围车型6～14t挂车

后备系数β1.20～1.751.50～2.251.80～4.00考虑到所设计轻型卡车承受4缸柴油机、膜片弹簧单片离合器，β选取为1.50。离合器的静摩擦力矩TCTC为：Tc=π12

𝑓𝑍𝑝0𝐷3(1−𝑐3)0.25~0.3;Z=2Z=4；p——单位摩擦面上所承受的压力；poD——摩擦片外径；c——摩擦片内、外径之比，D〔7。为保证离合器在任何工况下都能牢靠地传递发动机的最大转矩，设计时Tc应大于发动机的最大转矩，常依据阅历公式计算，即：Tc=βTemaxTemax285N·m因此，代入数据得：Tc=βTemax=1.50×285=428N·m单位压力p0

和摩擦因数f摩擦片材料单位压力p /MPa0石棉基材料模压摩擦片材料单位压力p /MPa0石棉基材料模压0.15～0.25编织0.25～0.35粉末冶金材料模压0.35～0.50编织金属陶瓷材料0.70～1.50p0较小为好。当摩擦片的外0p0应随摩擦片外径的增加而降低。选取时应考虑离合器的工当摩擦片承受不同的材料时，p03-2。3-2p0的取值范围0.14～0.23MPa,城市其中小值对应于使用频繁和载重大的汽车。摩擦片的摩擦因数fff3-3。3-3f的取值范围摩擦材料摩擦材料摩擦因数f石棉基材料模压0.20～0.25编织0.25～0.35粉末冶金材料 金属陶瓷材料

0.25～0.350.30～0.500.4〔铜基高温下摩擦系数和寿命都较高，选取摩擦片材料为粉末冶金材料〔铜基p00.35f0.30。D、内径d和厚度b摩擦片外径对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有打算性的影响。当离合器构造形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩Temax，摩擦片外径Temax(N·m)按如下阅历公式选用TemaxDTemaxDKD3-4。表3-4 直径系数KD的取值范围

DKTeTemax

18.0

304车型车型KD乘用车14.61.8～14.0t16.0～18.5(单片离合器)13.5～15.0(双片离合器)最大总质量大于14.0t的商用车22.5～24.0285TemaxD以后，还需要留意摩擦片尺寸应符合尺寸系列标准。表2853-5为我国摩擦片尺寸的标准。D\mmD\mm厚度/mmC”dD1C”31601802002252502803003251101251401501551651751903.23.53.53.53.53.53.53.50.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.800cm2106132cm2106132160221302402466546离合器摩擦片内径： d=175mm离合器摩擦片厚度： b=3.5mm摩擦片的内外径比： c=0.583单面的摩擦片面积： F=466cm2离合器根本参数的校核𝐯𝐃65～70m/s𝐯𝐃=𝛑𝟔𝟎

𝐧𝐞𝐦𝐚𝐱𝐃×

≤𝟔𝟓~𝟕𝟎𝐦/𝐬式中：vD摩擦片最大圆周速度〔m/s〕nemaxD——3600r/minD——300mm代入数据,𝛑𝐯𝐃=𝟔𝟎×𝟑𝟔𝟎𝟎×𝟑𝟎𝟎×𝟏𝟎𝟑 =𝟓𝟕≤𝟔𝟓~𝟕𝟎𝐦/𝐬D=300mm范围内，即0.53≤c=0.583≤0.70 符合条件5.5.3β1.2～4.0。β1.50，符合条件。d必需大于减振器弹簧位置直径2R50mm，即0d>2R0+50mmd=175mm，符合条件。小于其许用值，即：T = 4Tc ≤[T ]c0 πZ(D2−d2) c00〔Nm/mm2[0]〔Nm/mm2，D>250～325[Tc0]0.3510−2经计算得，Tc0=0.23×10−2,所以，符合条件。为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型，单位压力P依据所用的摩擦材料在确定范围内选取，选取单位压力Po

的最大范围为0.1～1.5Mpa。P0.35MPa，故符合条件。o烧伤，离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值，即w= 4W ≤[w]πZ(D2−d2)wJ/mm2[为其许用值J/mm26t[w]=0.33J/mm2W〔J，可依据下式计算iW=π2ne2(marr2)i式中，

1800 i02g2ma为汽车总质量〔kg〕——4300kg；rr为轮胎滚动半径〔m〕——0.3764m；ig为汽车起步时所用变速器挡位的传动比——4.72；i0为主减速器传动比——5.91；ne为发动机转速〔r/min〕,1500r/min。计算得，w=0.104,故符合条件。4扭转减震器的作用摩擦有效地耗散能量。极限转矩Tj它受限于减震弹簧很多的许用应力等因素，与发动机的最大转矩有关一般可取j max在该式子中，由于在该式子中为商用车因此系数取 1.5，发动机最大转矩为300N·m，故需用的极限转矩Tj扭转角刚度k

450N·m。k打算减震弹簧的刚度以及构造布置尺寸，假设减震弹簧在圆周上，由扭转角刚度的定义可得到，则：

k 1000KZR2jR为弹簧的安装位置0R (0.6~0.75)d/20.6*175/252.50式中，d为离合器摩擦片的内径。弹簧压缩到极限位置时的工作负荷。用P 表示ZP T/RZ j o

450/52.5*1038.57*103N其中每一个弹簧的负荷为：PPZ

/Z8.57*103/61.42*103Nj弹簧减振尺寸Dc

11~15mm 12mm。弹簧钢丝直径d：38PDC38*1.42*123.14*55038PDC38*1.42*123.14*550*106k应依据已选定的减振器扭转刚度值 K 及其布置尺寸R0

，依据式子：Kk

0.189(N/mm)1000R2n0减振弹簧有效圈数 ：Gd4i

8.3*104*4.24

5.6,6圈进展计算8D3k 8*123*346CG为材料的剪切弹性模量 G8.3*104MPa减振弹簧最小高度l n(d)1.1dn27.7mmmin减振弹簧总变形量 lP/k2.36mm减振弹簧自由高度 l0

lmin

l27.72.3630.06mm则弹簧的安装高度便为30.06mm压盘设计

5压盘和离合器盖设计压盘几何尺寸确实定300mm，175mm。压盘厚度t”确实定主要依据以下两点：压盘应具有足够的质量3s至会引起摩擦片和压盘的烧损。够大的质量来吸取热量。压盘应具有较大的刚度生翘曲变形而影响离合器的彻底分别和摩擦片的均匀压紧。弥补压盘因受热变形后内缘的凸起。取t”=12mm。压盘温升的校核离合器接合一次温升校核，校核计算公式如下：Wcm压式中CW—滑磨功，J=0.50c—压盘的比热容，对铸铁压盘，c=481.4J/(kgK)

(5-1)m CATIAm压

3.15kg压盘外形较简洁，要求传热性好，通常承受灰铸铁，选用HT20-40在校核离合器一次接合的温升之前，先计算一次接合过程的总滑磨功W，可依据下式计算：2n2mr2W e ar

(5-2