离合器零件结构选型和设计计算

stman

1从动盘

设计从动盘时应注意满足以下三个方面的要求：

1）为减少变速器换挡时齿轮间的冲击，从动盘的转动惯量应尽可能小。

2）为保证汽车起步平稳，从动盘在轴向应有弹性。

3）为避免传动系扭转共振和缓和冲击载荷，从动盘上应有扭转减振器。

其主要包含从动片，从动盘毂和摩擦片等零件的结构选型和设计。

(一)从动片

A结构形式常有三种典型形式：整体式、分开式和组合式弹性从动片。

B材料选择

从动片材料与所用 结构形式有关，不带波形弹簧片的从动片一般用高碳钢或弹簧刚片冲压而成，经热处理后达到硬度要求。

采用波形弹簧片时，从动片用低碳钢，波形片用弹簧钢。

C从动片基本尺寸

从动片直径对照摩擦片尺寸确定。为减小从动盘转动惯量，从动片一般较薄，通常为1.3—2mm厚钢板冲压而成，从动片的外沿部分厚度在0.65—1.0mm之间。

（二）从动毂

花键毂装在变速器第一轴前端，是离合器承受载荷最大的零件。目前，常采用齿侧定心的矩形花键，花键之间为动配合。

花键毂一般采用锻钢，表面和心部硬度为26—32HRC。

花键毂轴向长度不宜过小，一般取1.0—1.4倍花键轴直径。

从动片直径对照摩擦片尺寸确定。

从动盘外径D=240mm，由：

花键外径D’=35mm

花键内径d’=28mm

齿厚b=4mm

花键齿数n=10

有效长度l=35mm

花键侧面压力P=4Temax/(D’+d’)Z=11.24 N



花键强度校核：σ =P/nhl

式中h=(D’—d’)/2=3.5mm



从而σ =9.12Mpa<20Mpa



故满足条件。




（三）摩擦片

石棉摩擦片的摩擦系数大约为0.3左右。

摩擦片和从动盘间有两种固解方法：铆接法和粘接法。

铆接法的优点是可*及磨损后换装摩擦片很方便。粘接法可以增加摩擦片的摩擦面积，而且摩擦片厚度的利用也较好。此外，它还具有较高的抗离心力和切向力能力。但缺点是无法在从动片上安装波形弹簧片，而且修理时换装摩擦片也比较麻烦。故用铆接法。




2压盘设计



压盘的设计包括传力方式的选择及其几何尺寸的确定两个方面。

A 压盘传力方式选择

压盘是离合器的主动部分，在传递发动机扭矩时，它和飞轮一起带动从动盘转动，所以它必须和飞轮连接在一起，但这种变化应允许压盘在离合器分离过程中能自由的作轴向移动，常用的连接方式有以下几种：凸台式、键式、销式和传动片式。

压盘的结构除与传力方式有关外，还与压紧方式和分离方式有关。

B 压盘几何尺寸确定

确定了摩擦片内外径，与摩擦片相接合的压盘的内外径也就确定下来了。因此压盘几何尺寸归结为确定它的厚度。

压盘厚度确定主要依据以下两点：

1）压盘应该具有足够的质量，以吸收结合时摩擦产生的热量。

2）压盘应具有足够大的强度，以保证受热时不变形。

压盘厚度一般不小于15mm。

设计压盘时，在初步确定压盘厚度后，应校核离合器接合一次时的温什，它不应超过8—10度。若温什过高，可适当增加压盘的厚度。

校核τ０，由公式τ０=rL/427cG 获得。

JM =0.0455-0.0367+0.0278=0.0366

由J =G r /g i i 知：JB1=0.158kg m s



JB2=2.26kg m s



滑磨功

从而L =5909.9kg m



L =9152.1kg m



由于L <L ，故选L

取h=50mm

压盘质量G =ρA h=7800×0.05×106×π(D —d )/4



从而τ０=9.06



C 压盘及传动片的材料

压盘通常采用灰铸铁，即HT200,HT250,HT300,也有少量合金压铸铁。硬度为HB170—227。

传力片常采用中碳钢，硬度为HRC55—62,渗碳处理。

D 传力片的强度校核

对传动片要进行拉应力校核。





3 膜片弹簧设计



膜片弹簧是由弹簧钢板冲压而成。其设计思想是先初选一组基本几何参数，然后再进行结构设计，最后作应力校核。

(一) 膜片弹簧计算基本公式

1、 压紧力P 和膜片弹簧大端λ 变形的关系


其中： Kg/ ，

2、 当膜片弹簧小端分离轴承处作用有外加载荷时，则大端变形 与 关系如下：





由MATLAB编程得：


（二）膜片弹簧基本参数选择

1、 H/h比值选择

设计膜片弹簧时，要利用其非特性弹性变形规律，以获得最佳使用性能。汽车用膜片弹簧H/h一般在1.6-2.2之间，板厚h在2-4之间。

2、 膜片弹簧工作点位置选择

基本思想：先画出 -- 特性曲线，利用该特性曲线合理选择工作点的位置。

在保证膜片弹簧有足够的压紧力 ，此时，大端变形量 应按下式选择：

=(0.65-0.8)H



3、 R及R/r的确定

比值R/r的关系到碟形材料的利用。通常取R/r〈1.5mm，一般在1.25左右。膜片弹簧大端半径R应满足结构上的要求而和摩擦片的尺寸相适应：大于摩擦片半径d/2。近于摩擦片外半径D/2。此外，当H，h及H/h不变时，增加R将有利于降低膜片应力。

4 膜片弹簧起始圆锥底角α



α=H/（R-r），汽车膜片弹簧起始圆锥底角α约在10 左右。

5 膜片弹簧小端半径 及分离轴承作用半径

r 主要由结构决定，其最小值应大于变速器第一轴花键外径以便安装。分离轴承作用半径应大于r 。

6 爪数目n和切槽宽度 、 及半径r

汽车膜片离合器分离爪数目n>12，一般为18左右，切槽宽度 半径r 与 有关,一般说，r-r > .

7 支承环平均半径e和膜片弹簧与压盘的接触半径L

e和L大小将影响膜片弹簧的刚度，一般来说，e应尽量接近于r而略大于r,L应接近于R而略小于R。

（三）膜片弹簧及工艺

膜片弹簧材料多为60Si2MnA硅锰钢，许用应力[]1500-1700Mpa。汽车离合器膜片弹簧尺寸要求严格，弹簧自由高度、原始锥角、内径、外径、板厚及表面状态等均要严格控制，载荷公差控制在8%以内；热处理：淬火、回火，回火后硬度为HRC44-50。

greenday369

多谢stman的资料，学习一下离合器理论知识。

ynp1981

这应该是毕业设计的一部分吧？？楼主发个全的啊

autochat

不能理解斑竹，
您的资料是哪个年代的，摩擦材还在用石棉作？要死人的!!

0712zhaoxing

摩擦片早就不用石棉的了，楼主不要误导别人