某拖拉機(jī)離合器設(shè)計(jì)

某拖拉機(jī)離合器設(shè)計(jì),某拖拉機(jī)離合器設(shè)計(jì),拖拉機(jī),離合器,設(shè)計(jì) 某拖拉機(jī)離合器設(shè)計(jì) 1 緒論 1.1引言 拖拉 機(jī) 是 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可替代的動(dòng)力機(jī)械。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中拖拉機(jī)與相應(yīng)的農(nóng)具配合具有廣泛的用途:大型拖拉機(jī)可以滿(mǎn)足開(kāi)荒、整地、深松耕作和聯(lián)合式機(jī)械作業(yè)的需要，可以進(jìn)行農(nóng)田基本建設(shè)、改造低產(chǎn)田、進(jìn)行農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)和農(nóng)村山、水、林、田、路的工程建設(shè)等;中型拖拉機(jī)既可以搞播種、中耕、施肥、噴霧和收獲等田間作業(yè)，又可以搞排灌、脫粒、農(nóng)副產(chǎn)品加工等固定作業(yè)，還可以擔(dān)負(fù)農(nóng)村繁重的農(nóng)田運(yùn)輸和流通領(lǐng)域的運(yùn)輸任務(wù):小型拖拉機(jī)適于家庭農(nóng)副業(yè)開(kāi)發(fā)、運(yùn)輸?shù)取? 離合器看似結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作原理淺薄，但是其結(jié)構(gòu)的發(fā)展卻經(jīng)歷了上百年，融合了幾代人的智慧和心血才達(dá)到今天的地步，其設(shè)計(jì)理論也從傳統(tǒng)的機(jī)械、力學(xué)領(lǐng)域深入到熱、電、材料、控制等眾多領(lǐng)域。今天，技術(shù)已發(fā)展到電子化、信息化，離合器的發(fā)展也面臨著用新的技術(shù)進(jìn)行改造和提高。查閱了大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)汽車(chē)離合器的設(shè)計(jì)文獻(xiàn)很多，但拖拉機(jī)離合器的文獻(xiàn)卻很少。 1.2離合器的作用 離合器主要的功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證拖拉機(jī)起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保拖拉機(jī)平穩(wěn)起步；在換檔時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換檔齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系各零件因過(guò)載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲 1.3離合器的發(fā)展 在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動(dòng)件，采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀(jì)20年代中葉，對(duì)當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，錐形離合器的制造比較容易，摩擦面容易修復(fù)，摩擦材料曾用過(guò)駝毛帶、皮革帶等。那時(shí)也曾出現(xiàn)過(guò)蹄一鼓式離合器來(lái)替代錐形離合器，該結(jié)構(gòu)采用的是內(nèi)蹄一鼓式，這種結(jié)構(gòu)型式有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面，蹄一鼓式離合器所用的摩擦元件為木塊、皮革帶等，其質(zhì)量較錐形離合器小。無(wú)論錐形離合器或蹄一鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動(dòng)件根本無(wú)法分離的自鎖現(xiàn)象?，F(xiàn)在所用的盤(pán)片式離合器的先驅(qū)是多片盤(pán)式離合器，是直到1925年以后才出現(xiàn)的。其主要優(yōu)點(diǎn)是：起步時(shí)離合器的接合比較平順、無(wú)沖擊。石棉基摩擦材料的引入和改進(jìn)使得盤(pán)片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。 此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。如今，單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善，廣泛用于大、中、小各類(lèi)車(chē)型中，早期的單片干式離合器有與錐形離合器相類(lèi)似的問(wèn)題，即離合器接合時(shí)不夠平順。第一次世界大戰(zhàn)后，單片離合器的從動(dòng)盤(pán)金屬片上是沒(méi)有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動(dòng)件飛輪和壓盤(pán)上，彈簧布置在中央，通過(guò)杠桿放大后作用在壓盤(pán)上，后來(lái)改用多個(gè)直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤(pán)上，使壓盤(pán)上彈簧的工作壓力分布更均勻，成為現(xiàn)在的螺旋彈簧布置方法。 1.4對(duì)所設(shè)計(jì)離合器的要求 拖拉機(jī)廣泛采用片式摩擦離合器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)合后傳遞動(dòng)力時(shí)幾乎沒(méi)有功率損失，對(duì)離合器的基本要求： 1） 在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又能防止過(guò)載。 2） 接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證起初起步時(shí)沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。 3） 分離時(shí)要迅速、徹底。 4） 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換檔時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換檔和減小同步器的磨損。 5） 應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)效果，以保證工作溫度不致過(guò)高，延長(zhǎng)壽命。 6） 操縱方便、準(zhǔn)確，以減少駕駛員的疲勞。 7） 具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，一保證其工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。 1.5離合器的類(lèi)型的選用及結(jié)構(gòu) 1.5.1 離合器的類(lèi)型 所設(shè)計(jì)的離合器突出兩個(gè)特性:具有高性能的質(zhì)量和有相對(duì)便宜的價(jià)格。 拖拉機(jī)上目前廣泛采用摩擦式離合器。它可按摩擦面的工作條件分為干式和濕式；按片數(shù)可分為單片，雙片和多片式；按壓緊方式分為彈簧壓緊式、杠桿壓緊式和液力壓緊式；按離合器在傳動(dòng)系中的作用分為單作用和雙作用 干式離合器的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，使用比較可靠，但在使用中也發(fā)現(xiàn)它存在摩擦系數(shù)不穩(wěn)定和磨損較大，影響使用壽命;濕式離合器的工作可靠，壽命更長(zhǎng)，使用中無(wú)需經(jīng)常調(diào)整，由于摩擦表面用油冷卻，溫度較低，有較強(qiáng)的起步能力，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，但是濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過(guò)這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)，正因?yàn)橛休^嚴(yán)的要求，所以濕式離合器的結(jié)構(gòu)要比干式復(fù)雜得多，這正是造成了一般情況下盡量采用干式離合器的主要原因。. 單片干式摩擦離合器具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn):而雙片和多片式離合器接合雖較平順，但分離不徹底、從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、中間壓盤(pán)散熱不良，一般只應(yīng)用在徑向尺寸受限或采用單片時(shí)摩擦轉(zhuǎn)矩不夠的場(chǎng)合.離合器的摩擦材料我國(guó)以石棉基的摩擦襯面用得較多，適于在中、輕載荷下工作，制造容易，成本低:粉末冶金襯面適宜于重載荷下工作，制造成本高。 彈簧壓緊式離合器的壓緊力可由布置在圓周上的若干個(gè)旋轉(zhuǎn)彈簧產(chǎn)生，也可由碟形彈簧、膜片彈簧或由一個(gè)中央螺旋彈簧產(chǎn)生。在離合器中應(yīng)用較多的是圓柱螺旋彈簧、碟形彈簧和膜片彈簧 綜上最終設(shè)計(jì)的離合器為圓柱彈簧單片干式離合器。 1.5.2離合器的結(jié)構(gòu) 1）主動(dòng)部分 包括飛輪、離合器蓋和壓盤(pán)，它與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸一起旋轉(zhuǎn)。離合器蓋用螺釘固定在飛輪上，壓盤(pán)一般通過(guò)凸臺(tái)或傳動(dòng)片與離合器蓋聯(lián)接，由飛輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。分離或接合離合器時(shí)，壓盤(pán)作少量的軸向移動(dòng)。 2）從動(dòng)部分 包括從動(dòng)盤(pán)和離合器軸。從動(dòng)盤(pán)安裝在飛輪與壓盤(pán)之間，從動(dòng)盤(pán)通過(guò)轂孔內(nèi)花鍵與離合器聯(lián)接，可作少量軸向移動(dòng)。離合器軸用聯(lián)軸器聯(lián)接到變速器的主動(dòng)軸上。 3）壓緊機(jī)構(gòu) 由裝在壓盤(pán)與離合器蓋之間的螺旋彈簧組成，螺旋彈簧在壓盤(pán)四周方向上均勻分布。 4）操縱機(jī)構(gòu) 由分離軸承、分離軸承座、分離杠桿、踏板、撥叉等組成。分離軸承座活套在離合器軸上，并可軸向移動(dòng)。分離杠桿支撐在離合器蓋上，通過(guò)分離杠桿與壓盤(pán)聯(lián)接。分離杠桿沿壓盤(pán)圓周均布。 2 離合器主要參數(shù)的確定 片式摩擦離合器的主要參數(shù)是：離合器儲(chǔ)備系數(shù)β、摩擦面所受壓緊力F、摩擦面外徑D2 和內(nèi)徑D1。已知技術(shù)參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：1500r/min，發(fā)動(dòng)機(jī)功率：55kw，發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩：Teb為351.2N·m 2.1離合器的儲(chǔ)備系數(shù)β 儲(chǔ)備系數(shù)β是離合器的最大摩擦轉(zhuǎn)矩TLmax與發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩Teb之比， 可寫(xiě)成：β=TLmax/Teb 儲(chǔ)備系數(shù)β的大小對(duì)離合器的工作性能影響很大:β太小,在壓緊力或摩擦系數(shù)降低時(shí),使離合器不能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)全部轉(zhuǎn)矩,并會(huì)使滑磨功增加;增大β可減少滑磨功，減輕發(fā)熱和磨損，但離合器尺寸變大，傳動(dòng)系過(guò)載保護(hù)減弱，操縱功增加。對(duì)于彈簧壓緊式和帶有補(bǔ)償彈簧的杠桿式離合器，一般β=2.4~2.6;剛性杠桿壓緊式干式離合器β=2.8~3.5；濕式離合器β=2.0~2.5.雙作用離合器中的副離合器的儲(chǔ)備系數(shù)可低于主離合器，但不宜小于2.0.在工作繁重、離合頻繁或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，β應(yīng)取較大些；如果摩擦系數(shù)和壓緊力較穩(wěn)定，則β可取小些。為了符合履帶拖拉機(jī)的實(shí)際工作情況，選擇離合器的儲(chǔ)備系數(shù)為β=2.5。其中有發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)矩Teb為351.2N·m，從而得到離合器的最大摩擦轉(zhuǎn)矩： TLmax=β·Teb=2.5·351.2=878 N·m。 2.2摩擦襯面外徑D2 和內(nèi)徑D1 對(duì)于采用石棉襯面的單片干式離合器，摩擦襯面外徑D2 （ mm）可參考經(jīng)驗(yàn)公式初選： D2= KD 式中 KD———直徑系數(shù)。查手冊(cè)初選KD值為55。所以有： D2= KD=55× =55×7.055=388.025mm≈388 mm 當(dāng)摩擦片外徑D2確定后，摩擦片內(nèi)徑D1可根據(jù)D1/ D2在0.53～0.70之間來(lái)確定當(dāng)D1/ D2=0.53時(shí)，求得D1=205.64mm，根據(jù)離合器內(nèi)部和壓盤(pán)的內(nèi)徑大小，我們?nèi)1=204mm 。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩Teb較大，按上式初選的D2受到飛輪結(jié)構(gòu)尺寸的限制難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，可考慮采用雙片結(jié)構(gòu)，以發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之半代入上式。KD值可取較大值以初選D2。 2.3壓緊力F（N）的確定 由公式 F= 式中 RP———摩擦合力作用半徑（mm）; 可取RP=; 代入數(shù)據(jù) D2 =388mm , D1=204mm, 可得RP≈152.8mm n——摩擦面對(duì)數(shù)，單片n=2，雙片n=4； μ——摩擦系數(shù)，通常干式石棉摩擦襯面取μ=0.3 見(jiàn)下表1 將以上數(shù)據(jù)代入上式有： 離合器摩擦襯面的磨損與單位壓力P有關(guān)。 P= 驗(yàn)算的單位壓力P應(yīng)在表1所給的范圍內(nèi)。當(dāng)摩擦襯面直徑較大時(shí)，相對(duì)滑磨速度大，P應(yīng)取小些。 驗(yàn)算： 表1 摩擦系數(shù)μ和許用單位壓力［P］ 摩擦副材料 μ ［P］(Mpa) 干式 濕式 干式 濕式 鋼、鑄鐵對(duì)鋼 0.15~0.18 0.03~0.08 0.25~0.40 0.6~1.0 鋼、鑄鐵對(duì)石棉 0.25~0.3 0.08~0.15 0.10~0.25 0.2~0.5 鋼、鑄鐵對(duì)粉末冶金 0.25~0.4 0.06~0.12 0.40~0.60 1.2~2.0 鋼、鑄鐵對(duì)紙基襯面 — 0.10~0.13 0.5~2.5 驗(yàn)算： 得到的P在0.10~0.25的范圍內(nèi)。符合要求。 3.離合器滑磨功、溫升的驗(yàn)算 3.1離合器滑磨功驗(yàn)算 離合器結(jié)合過(guò)程中由于主、從動(dòng)片轉(zhuǎn)速不同，產(chǎn)生相對(duì)滑磨，滑磨產(chǎn)生的熱量使離合器的摩擦元件溫度升高，摩擦系數(shù)降低，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力下降，甚至導(dǎo)致摩擦襯面因過(guò)熱而燒損?？梢?jiàn)離合器結(jié)合過(guò)程中，滑動(dòng)功產(chǎn)生的熱量是影響離合器壽命的重要因素。 離合器結(jié)合一次的滑磨功W（J）用下式估算： W= =37623.73（J） 式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的標(biāo)定轉(zhuǎn)速（rad/s）;1500 rad/s β——離合器儲(chǔ)備系數(shù)； ——換算到曲軸上的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，一般按飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jm的1.2倍計(jì)算（kgm2）; JT ——換算到離合器軸上的拖拉機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kgm2）； JT = ——拖拉機(jī)機(jī)組質(zhì)量，一般按拖拉機(jī)使用時(shí)整機(jī)質(zhì)量與所帶滿(mǎn)載拖車(chē)質(zhì)量之和計(jì)算（kg）； ——驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力半徑（m）; ——傳動(dòng)系總傳動(dòng)比，輪式拖拉機(jī)按能帶拖車(chē)由靜止起步各檔中最高檔計(jì)算。 為40.3 通常以單位摩擦面積的滑動(dòng)功（單位滑磨功）ω來(lái)評(píng)價(jià)離合器的耐磨性： ω= (J/mm2) 符合要求。式中 n——摩擦面對(duì)數(shù)。 3.2離合器溫升驗(yàn)算 驗(yàn)算受熱最嚴(yán)重的零件在離合器接合一次中溫升Δτ。當(dāng)采用石棉襯面時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算壓盤(pán)（單片式）或中間壓盤(pán)（雙片或多片式）的溫升。 Δτ= （°C） 式中： ——所驗(yàn)算零件吸收熱量占總熱量的百分比，單片式=0.5；雙片或多片式的中間壓盤(pán)=； ——驗(yàn)算零件的質(zhì)量（kg） c——比熱容，鋼、鐵比熱容為481.5J/kg·°C 離合器大概質(zhì)量為100Kg,代入數(shù)據(jù)可得： Δτ= 符合要求 如果Δτ過(guò)大，應(yīng)采取措施加強(qiáng)通風(fēng)散熱或加大零件質(zhì)量，保證摩擦表面的最高溫度不致過(guò)高，防止摩擦系數(shù)急劇降低導(dǎo)致襯面燒損。也可改用高溫下性能較穩(wěn)定的粉末冶金襯面或采用濕式離合器。 4 離合器主要零件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 4.1壓緊彈簧 布置在圓周上的螺旋彈簧個(gè)數(shù)z一般為3的倍數(shù)，在此去15個(gè)彈簧。離合器接合時(shí)，每個(gè)彈簧產(chǎn)生的壓緊力F0=F/z ；分離時(shí)，由于彈簧變形量增加，彈簧壓力增大至 F0+ΔF0 = F0 +nk·ΔS。式中k為彈簧剛度，一般在25~40N/mm范圍內(nèi)；ΔS為分離時(shí)每對(duì)摩擦面間的間隙；n為摩擦面對(duì)數(shù)。當(dāng)n=2（單片式）時(shí)，ΔS=0.75~1.0mm；n=4 (雙片式)時(shí)，ΔS=0.5~0.9mm；n＞4(多片式)時(shí)，ΔS=0.3~0.45mm。當(dāng)襯面間裝有波狀彈簧片時(shí)，ΔS應(yīng)相應(yīng)增大。 離合器徹底分離時(shí)，彈簧變形量最大，其剪切應(yīng)力τ（Mpa）也最大，可按下式計(jì)算: 式中 DP——彈簧圈中徑（mm）； d——彈簧鋼絲直徑（mm）,尺寸應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)； K——彈簧的曲度系數(shù)， =1.28 =5.4. 通常取C=5~8,對(duì)碳素彈簧鋼絲和60SiMn等材料，許用剪切應(yīng)力［τ］=600～800Mpa,最大不超過(guò)900 Mpa. 彈簧的剛度k 為： （N/mm） 式中 G ——鋼的剪切彈性模量， G =Mpa； ——彈簧的有效工作圈數(shù)。 彈簧鋼絲直徑 =5mm。 彈簧中徑DP=D-d=32-5=27mm。D為彈簧外徑取值為32mm。 彈簧有效的工作圈數(shù)= 將上述數(shù)據(jù)代入=460（Mpa）≤［τ］=600～800Mpa符合要求。 如增加 可使彈簧剛度下降，操縱省力，但因受結(jié)構(gòu)布置或彈簧穩(wěn)定性的限制，不宜過(guò)大。通常把ΔF0 /F0 =0.2作為一個(gè)指標(biāo)來(lái)初步確定彈簧剛度，然后求。彈簧總?cè)?shù)N=+（1.5~2）。 當(dāng)彈簧壓力不夠，增加彈簧個(gè)數(shù)又受結(jié)構(gòu)布置限制時(shí)，為避免因采用較粗的彈簧鋼絲導(dǎo)致剛度過(guò)大，常采用組合彈簧，即兩個(gè)中徑不同，旋向相反的內(nèi)外彈簧套在一起，內(nèi)、外彈簧需分別定位。 4.2離合器軸 離合器軸的結(jié)構(gòu)取決于離合器的類(lèi)型和傳動(dòng)系的布置。 1.選擇軸的材料為，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理查得 2.求主動(dòng)齒輪上功率P，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T。 P的確定： 其中P= 式中 Po—發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。 因此P=55kw。 N的確定：取拖拉機(jī)一檔時(shí)的轉(zhuǎn)速為計(jì)算依據(jù)：由n=。 式中—發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率下的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩的確定： =9550000x=9550000xN。 初步確定軸的最小直徑：由于軸屬于轉(zhuǎn)軸只受轉(zhuǎn)矩的作用，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑。 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為。 式中：—軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，T—軸所受的扭矩Nmm，n—軸的轉(zhuǎn)速n/ 分鐘，—軸的抗扭截面摸量，，P—軸所傳遞的功率kw, —軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。 對(duì)實(shí)心軸=，以此代入上式可得軸的直徑（mm） 式中c為取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的系數(shù) 把數(shù)據(jù)代入上式得： 輸入主動(dòng)軸的最小直徑顯然是右端螺桿處的直徑，為了使所 選的軸直徑d與螺母的內(nèi)螺紋孔相適應(yīng)，故需同時(shí)選取螺母，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選軸徑為d=27mm。 1、 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 （1） 求作用在花鍵的力 因已知花鍵的直徑為 d=36mm。 式中 —花鍵所受的圓周力。 —花鍵所受的徑向力。 —花鍵所受的軸向力。 （2） 求作用于軸上支反力： 將，，三個(gè)力分解到水平和垂直兩個(gè)平面來(lái)進(jìn)行分析： 求垂直面的支承反力： 求水平面的支承反力： 求垂直面彎矩并作彎矩圖： 求水平面彎矩并作彎矩圖： 求合成彎矩并作彎矩圖 2、 軸的轉(zhuǎn)矩T=2323739Nmm 3、 4、 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩，有圖可見(jiàn)齒輪中間截面為危險(xiǎn)截面，其當(dāng)量彎矩力如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)a=0.6,代入上式可得 5、 校核軸的強(qiáng)度 已知軸的計(jì)算彎矩后即可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面（即計(jì)算彎矩大而直徑可能不足的截面）作為強(qiáng)度校核計(jì)算，通常只校核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度。 式中w—彎矩 值為代入上式可得 =故符合要求。 5 壓盤(pán)、離合器蓋、分離杠桿與從動(dòng)盤(pán) 5.1壓盤(pán) 壓盤(pán)應(yīng)具有足夠的質(zhì)量和散熱能力，以減少離合器接合過(guò)程中的溫升。壓盤(pán)應(yīng)具有較大的剛度，保證彈簧對(duì)摩擦面的壓緊力分布均勻，并減少受熱后的變形。壓盤(pán)在飛輪或離合器蓋的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，因此要進(jìn)行靜平衡，一般不平衡度不大于800g·mm。 壓盤(pán)與飛輪應(yīng)保持良好對(duì)中，并由飛輪或離合器蓋驅(qū)動(dòng)。一般驅(qū)動(dòng)方式有：螺栓驅(qū)動(dòng)、凸塊驅(qū)動(dòng)、銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)，鍵驅(qū)動(dòng)和花鍵驅(qū)動(dòng)。這些驅(qū)動(dòng)方式在壓盤(pán)軸向移動(dòng)時(shí)都有摩擦和磨損。 當(dāng)采用螺旋彈簧壓緊離合器時(shí)，為防止彈簧受熱退火，在彈簧與壓盤(pán)之間加隔熱墊片。 5.2離合器蓋 一般采用鋼板沖壓或灰鑄鐵制造，我們采用鑄鐵制造，剛度足夠，否則影響離合器的工作特性，增大操縱時(shí)的分離行程，減小壓盤(pán)升程，嚴(yán)重時(shí)使摩擦面不能徹底分離。要與飛輪軸線(xiàn)保持良好的對(duì)中，以免影響總成的平衡和正常的工作，要進(jìn)行靜平衡，不平衡度不應(yīng)大于500 g·mm。在離合器蓋的周?chē)?，在不影響去剛度、?qiáng)度要求條件下，為了便于通風(fēng)散熱，防止摩擦表面溫度過(guò)高，可在離合器蓋上開(kāi)較大的通風(fēng)窗孔，或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等。 5.3分離杠桿 分離杠桿用三根，徑向布置，分離杠桿采用簡(jiǎn)單鉸鏈支承，離杠桿的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證有足夠的剛度;要有調(diào)整裝置以使各杠桿內(nèi)端與分離軸承端面有相等的間隙；杠桿支撐處的摩擦損失要??；注意減少杠桿離心力對(duì)鉸支點(diǎn)的力矩，若此力矩使杠桿內(nèi)端經(jīng)常抵壓分離軸承，會(huì)使軸承很快損壞，若此力矩使杠桿內(nèi)端向遠(yuǎn)離分離軸承方向轉(zhuǎn)動(dòng)，又會(huì)使離合器的壓緊力降低。在實(shí)際中應(yīng)使杠桿質(zhì)心接近支點(diǎn)，同時(shí)利用反壓彈簧限制杠桿內(nèi)端甩向分離軸承。 5.4從動(dòng)盤(pán) 從動(dòng)盤(pán) 目前國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)離合器中采用鉚有石棉摩擦襯面的從動(dòng)盤(pán)較多，它由從動(dòng)盤(pán)港片、摩擦襯面和花鍵轂構(gòu)成。而帶有扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)正日益增多地被用在拖拉機(jī)離合器上。 摩擦襯面應(yīng)具有較高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)；耐磨、熱穩(wěn)定性好；摩擦面間不易發(fā)生膠合現(xiàn)象；具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。摩擦襯面按制造工藝、粘結(jié)劑和填料不同而有許多品種， 粉末冶金襯面有銅基和鐵基兩大類(lèi)、模壓型石棉基摩擦襯面、干式粉末冶金襯面。其中模壓型石棉基的摩擦襯面用的較多。石棉襯面由石棉纖維加銅絲（或銅末）、粘結(jié)劑（通常用樹(shù)脂或橡膠）和特種添加劑熱壓而成。它具有較高的摩擦系數(shù)(μ=0.3~0.4),密度小，低溫時(shí)性能穩(wěn)定，耐磨，具有必要的強(qiáng)度，制造容易，成本低，適用于中、輕載下工作。因此我們選用該品種的摩擦襯面。 6 離合器軸制動(dòng)器 6.1設(shè)計(jì)制動(dòng)器原因 拖拉機(jī)行駛速度低，行走裝置本身的行走阻力很大，一旦離合器分離切斷發(fā)動(dòng)機(jī)向傳動(dòng)部分的動(dòng)力輸出，拖拉機(jī)將很快減速停車(chē)，此時(shí)與整車(chē)相連的變速箱第二軸(變速箱的從動(dòng)軸，動(dòng)力輸出軸)及第二軸上的齒輪也隨之停轉(zhuǎn)。但這時(shí)，離合器的從動(dòng)部分及其相連的傳動(dòng)軸聯(lián)軸節(jié)，變速箱第一軸（變速箱的主動(dòng)軸，動(dòng)力的輸入軸）和第一軸上的齒輪在慣性作用下仍在轉(zhuǎn)動(dòng)。 踩下離合器踏板，在很短的時(shí)間內(nèi)就換擋，會(huì)因?yàn)樽兯傧涞谝惠S上的齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)，第二軸上的齒輪不轉(zhuǎn)，待嚙合的齒輪之間存在著較大的線(xiàn)速度差，使掛檔打齒或換擋時(shí)間拖的很長(zhǎng)（踏下離合器踏板以后，經(jīng)較長(zhǎng)的時(shí)間等待，待第一軸上的齒輪也停轉(zhuǎn)之后才能掛上檔）。 拖拉機(jī)離合器小制動(dòng)器的作用，正是在離合器分離以后，立即制動(dòng)離合器軸，讓與之相連的變速箱第一軸及第一軸上的齒輪立即停轉(zhuǎn)，與不轉(zhuǎn)的變速箱第二軸齒輪線(xiàn)速度相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)順利換擋。 6.2制動(dòng)器工作原理 當(dāng)駕駛員踏下離合器踏板的時(shí)候，由于杠桿原理，會(huì)導(dǎo)致分離軸承座1往左邊運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)制動(dòng)壓盤(pán)6往左運(yùn)動(dòng)，這時(shí)雖然離合器已經(jīng)分離，但離合器軸由于慣性仍在轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)制動(dòng)壓盤(pán)接觸到制動(dòng)器摩擦片5的時(shí)候，在摩擦力的作用下，會(huì)讓與摩擦片鉚接在一起的制動(dòng)盤(pán)2產(chǎn)生一個(gè)和離合器軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，這個(gè)轉(zhuǎn)矩的大小足以讓離合器軸在駕駛員踏下離合器踏板，離合器壓盤(pán)分離的同時(shí)停轉(zhuǎn)下來(lái)。 7 聯(lián)軸節(jié) 由于通常將離合器和變速器依次剛性聯(lián)接并安裝在車(chē)架上，離合器輸出軸軸線(xiàn)與變速器輸入軸軸線(xiàn)，無(wú)論是從設(shè)計(jì)制造要求，還是從裝配使用效果，都難以使兩軸線(xiàn)達(dá)到較理想的重合，故在離合器和變速器之間采用聯(lián)軸器。 7.1設(shè)計(jì)聯(lián)軸器應(yīng)滿(mǎn)足要求 ① 當(dāng)所連接兩軸的相對(duì)位置在預(yù)計(jì)的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，應(yīng)能可靠地傳遞動(dòng)力。 ② 連接的兩軸能夠盡量接近均勻地等速運(yùn)轉(zhuǎn)，由于萬(wàn)向節(jié)的夾角變化而產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。 ③ 動(dòng)效率高，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便和維修容易。 7.2 聯(lián)軸器類(lèi)型選用 目前拖拉機(jī)上常用的聯(lián)軸節(jié)有彈性聯(lián)軸節(jié)和剛性聯(lián)軸節(jié)。剛性聯(lián)軸節(jié)又分套筒式、十字軸式萬(wàn)向節(jié)、準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)和等速萬(wàn)向節(jié)。 根據(jù)彈性元件的材料、形狀不同，彈性聯(lián)軸節(jié)有不同的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)拖拉機(jī)工作情況：被連接的兩軸夾角α（3°～4°）不大和微量徑向位移Δ（1~2mm）時(shí)選用彈性聯(lián)軸節(jié)利用彈性元件傳遞動(dòng)力，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需保養(yǎng)，常用在傳動(dòng)系中，并且彈性元件能吸收沖擊和振動(dòng)能量，它能減少傳動(dòng)系中高峰沖擊載荷，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及共振現(xiàn)象，有利于提高傳動(dòng)系的可靠性和壽命。故所設(shè)計(jì)拖拉機(jī)離合器和變速器之間選用橡膠金屬套筒式彈性聯(lián)軸節(jié)。 它包括兩個(gè)彈性聯(lián)軸節(jié)，其中左邊一個(gè)與離合器相連，右邊一個(gè)與變速器輸入軸相連，兩軸又通過(guò)傳動(dòng)軸5互相聯(lián)接。在兩個(gè)鉚合在一起的聯(lián)接盤(pán)2內(nèi)，裝有四個(gè)橡膠塊3和空心銷(xiāo)10。鋼絲網(wǎng)層12與橡膠塊制成一體，并焊接在空心銷(xiāo)上。其中兩個(gè)空心銷(xiāo)用螺栓9聯(lián)接在聯(lián)軸節(jié)叉4上;另兩個(gè)用螺栓聯(lián)接在聯(lián)軸節(jié)叉11上，兩個(gè)聯(lián)軸節(jié)叉互成十字形。另一個(gè)聯(lián)軸節(jié)叉6和傳動(dòng)軸5制成一體。傳動(dòng)軸5與與聯(lián)軸節(jié)叉4用花鍵聯(lián)接，這樣即便于安裝，又能容許連個(gè)聯(lián)軸節(jié)有少量的軸向移動(dòng)。當(dāng)離合器軸與變速器輸入軸軸線(xiàn)有一定的偏斜時(shí)，這種聯(lián)軸器依靠橡膠塊的彈性變形仍能可靠的傳遞轉(zhuǎn)矩。 工作原理如下圖： 8 離合器的工作原理 當(dāng)駕駛員踏下踏板1，利用杠桿原理，可實(shí)現(xiàn)主離合器分離叉2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，也就是向左擺動(dòng)，就帶動(dòng)分離軸承座3向左運(yùn)動(dòng)，分離軸承座就壓在均布于主離合器蓋上的分離杠桿4，帶動(dòng)分離桿螺栓5向左移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從動(dòng)盤(pán)6與飛輪7的分離，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳輸?shù)那袛唷? 當(dāng)駕駛員腳松開(kāi)踏板，由于松緊彈簧8的作用，實(shí)現(xiàn)主離合器分離叉向右退回原位，解除對(duì)分離杠桿4的壓力，再由主離合器壓緊彈簧9使從動(dòng)盤(pán)6與飛輪7的迅速接合，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的重新傳輸。 參 考 文 獻(xiàn) [1]楊明忠，朱家誠(chéng) .機(jī)械設(shè)計(jì).武漢理工大學(xué)出版社 ， 2001.10 [2]卜炎. 機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)（下）. 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1998 [3]成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)零部件的結(jié)構(gòu)與組合. 化學(xué)工業(yè)出版社， 1997 [4]機(jī)械電子工業(yè)部洛陽(yáng)拖拉機(jī)研究所. 拖拉機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 [5]李文哲 ，許綺川. 汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué). 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2006 [6]《拖拉機(jī)》編輯部. 拖拉機(jī)設(shè)計(jì)和計(jì)算. 上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社， 1980 [7]于永泗，齊民主. 機(jī)械工程材料. 大連理工大學(xué)， 2003 [8]劉惟信. 汽車(chē)設(shè)計(jì)[M]. 清華大學(xué)出版社, 2001 [9]譚建榮，張樹(shù)有，陸國(guó)棟，施岳定。 圖學(xué)基礎(chǔ)教程。 高等教育出版社，1999 [10]曾志新，呂明. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 武漢理工大學(xué)出版社，2004 [11]余桂英，郭紀(jì)林. AutoCAD 2006中文版使用教程. 大連理工大學(xué)出版社，2006 [12]劉鴻文. 材料力學(xué). 高等教育出版社， 2004 [13]邵立新，夏素民，孫江宏.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 清華大學(xué)出版社，2007 致謝 隨著畢業(yè)日子的到來(lái)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)實(shí)在太欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我深刻體會(huì)到作為一名設(shè)計(jì)員的艱辛。設(shè)計(jì)一產(chǎn)品并不是輕面易舉的，需要付出艱辛的勞動(dòng)，耗費(fèi)大量腦力勞動(dòng)。在我設(shè)計(jì)的這一組合銑床中，看上去十分簡(jiǎn)單，只是一些齒輪，軸組成，但實(shí)際上不是那么簡(jiǎn)單，從總體方案的確定到材料的選擇；從軸承的布局到標(biāo)準(zhǔn)件的選用；從參數(shù)的確定到圖紙的生成，無(wú)不凝聚了勞動(dòng)的汗水。 總之，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一塊綜合性測(cè)試。它測(cè)試我們掌握知識(shí)的全面性。有利于提高我們對(duì)知識(shí)的掌握，是對(duì)我們走進(jìn)社會(huì)的一個(gè)演習(xí)。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師黎靜老師和其他老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 - 16 -