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外文資料譯文
離合器如何工作
如果您駕駛手動(dòng)變速器的汽車，您可能會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)它不僅僅有一個(gè)離合器。也會(huì)發(fā)現(xiàn)人們擁有的自動(dòng)變速器的汽車離合器。事實(shí)上，有很多離合器可能就是你每天看到或者是使用的東西：許多無(wú)繩鉆頭，有一個(gè)離合器， 鏈鋸有離心式離合器，甚至一些yo- yos有一個(gè)離合器。
Clutch Image Gallery 離合器圖像廊
示意圖顯示，汽車離合器的位置。 看到更多的離合器的圖像 。
在這篇文章中，您將了解為什么你需要一個(gè)離合器，如何離合器在您的汽車工程，并找出一些有趣的，也許令人驚訝，離合器的地方可以找到。
.離合器是有用的裝置，有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。 在這些裝置，其中的軸通常是驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或滑輪，和其它軸的驅(qū)動(dòng)器的另一個(gè)設(shè)備 在演練中，舉例來(lái)說(shuō)，一軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和其他驅(qū)動(dòng)器一鉆夾頭。 離合器連接兩槽，使他們可以被鎖在一起，自旋在相同的速度，或脫鉤和自旋以不同的速度。
在一個(gè)汽車?yán)?，你需要一個(gè)離合器，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的所有時(shí)間，但汽車的輪子不。 在為了讓車停止殺死該引擎，車輪必須斷開(kāi)從發(fā)動(dòng)機(jī)有點(diǎn)。 離合器使我們能夠順利進(jìn)行旋轉(zhuǎn)引擎，以一個(gè)非紡傳輸通過(guò)控制它們之間的延誤。
了解如何離合器工程，它有助于知道一點(diǎn)點(diǎn)關(guān)于摩擦 ，這是一個(gè)措施是何等的難，以幻燈片的對(duì)象之一，另一。 摩擦所帶來(lái)的高峰和低谷是的一部分，每一個(gè)表面-甚至很光滑表面仍然有微觀的高峰和低谷 。這些較大的高峰和低谷，就越難是幻燈片的對(duì)象。 您可以了解更多關(guān)于摩擦在如何剎車的工作。離合器工程，因?yàn)橹g的摩擦離合器板和飛輪。 我們將研究如何在這些零件的攜手合作，在未來(lái)的一節(jié)。
飛車輪，離合器片和摩擦
在汽車的離合器，飛輪連接到發(fā)動(dòng)機(jī)，離合器板連接到傳輸。你可以看到什么，這看起來(lái)像在這個(gè)數(shù)字以下。
當(dāng)您的腳是關(guān)閉的踏板，彈簧推動(dòng)壓力板對(duì)離合器的光盤，這反過(guò)來(lái)又對(duì)壓力機(jī)飛輪。 這鎖引擎?zhèn)鬏斴斎胼S，使他們自旋在相同的速度。
金額武力的離合器可容納取決于對(duì)之間的摩擦離合器片和飛輪，有多少力量的彈簧了對(duì)壓力板。 摩擦力在離合器工程就像座中描述的摩擦節(jié)如何剎車的工作 ，除了彈簧壓力機(jī)對(duì)離合器板，而非重量迫切塊進(jìn)入地面。
當(dāng)離合器踏板的壓力，電纜或液壓活塞推動(dòng)關(guān)于釋放交岔路口，按投擲出軸承對(duì)中膜片彈簧。 As the middle of the diaphragm spring is pushed in, a series of pins near the outside of the spring causes the spring to pull the pressure plate away from the clutch disc (see below).作為中膜片彈簧是推在了一系列引腳附近以外的彈簧，彈簧的原因撤出的壓力板脫離離合器。
注意：彈簧在離合器板。這些彈簧的幫助，以隔離傳輸?shù)臎_擊，離合器從事。這通常是工程設(shè)計(jì)不錯(cuò)，但它確實(shí)有幾個(gè)缺點(diǎn)。
常見(jiàn)問(wèn)題
從20世紀(jì)50年代至70年代，你可以指望得到五萬(wàn)和七萬(wàn)英里之間從您的汽車的離合器。 .離合器現(xiàn)在可以去年多八點(diǎn)零萬(wàn)英里如果您使用他們輕輕地和他們保持良好。如果沒(méi)有照顧，離合器就可以開(kāi)始打破三五萬(wàn)英里。 卡車是一貫超載或經(jīng)常拖重物也可以有問(wèn)題，相對(duì)較新的離合器。
最常見(jiàn)的問(wèn)題與離合器是摩擦材料對(duì)光盤磨損。 摩擦材料對(duì)離合器光盤是非常相似的摩擦材料對(duì)港口及機(jī)場(chǎng)發(fā)展策略的一盤式制動(dòng)器 ，或鞋一鼓式制動(dòng)器 -時(shí)間后，它穿了。當(dāng)大部分或所有的摩擦材料是走了，離合器將開(kāi)始滑移，并最終將不會(huì)傳送任何權(quán)力，從發(fā)動(dòng)機(jī)到車輪 。
當(dāng)離合器踏板的壓力，電纜或液壓活塞推動(dòng)關(guān)于釋放交岔路口，按投擲出軸承對(duì)中膜片彈簧。作為中膜片彈簧是推在了一系列引腳附近以外的彈簧，彈簧的原因撤出的壓力板脫離離合器。
照片禮貌卡羅萊納州的野馬
Clutch plate 離合器板
注意：彈簧在離合器板。 這些彈簧的幫助，以隔離傳輸?shù)臎_擊，離合器從事。
這通常是工程設(shè)計(jì)不錯(cuò)，但它確實(shí)有幾個(gè)缺點(diǎn)。 我們將看看共同離合器的問(wèn)題和其他用途離合器在以下各節(jié)。
離合器只穿著，而離合器光盤和飛輪是紡紗以不同的速度。 當(dāng)他們鎖定兩者合計(jì)，摩擦材料是舉行緊緊對(duì)飛輪，和他們自旋的同步。 它的，只有當(dāng)離合器光盤是滑倒對(duì)飛輪表示戴上發(fā)生。因此，如果您是類型的司機(jī)看多的離合器很多了，那么您的離合器會(huì)更快的。
有時(shí)，問(wèn)題不在于下滑，但與堅(jiān)持。 如果您的離合器將不會(huì)公布得當(dāng)，它將繼續(xù)把輸入軸。 這可能會(huì)導(dǎo)致磨削，或完全防止您的汽車從進(jìn)入齒輪。
· 破碎或拉伸離合器電纜 -電纜的需求額正確的緊張局勢(shì)，以推拉有效。
· 漏泄或有缺陷的奴隸和/或主離合器氣瓶 -泄漏保持氣瓶從建設(shè)必要數(shù)額的壓力。
· 空氣中的液壓線 -空氣影響水力以空間流體需要建立的壓力。
· misadjusted的聯(lián)系 -當(dāng)您的腳打踏板，聯(lián)系傳達(dá)錯(cuò)誤的金額武力。
· 輸錯(cuò)離合器組件 -并非所有的售后零件的工作與您的離合器。
“硬”離合器也是一種常見(jiàn)的問(wèn)題。 所有離合器需要一些金額以武力壓低充分。 如果您有新聞界的努力，踏板，可能會(huì)有一些錯(cuò)誤的。 堅(jiān)持或有約束力的在踏板的聯(lián)系，電纜，交叉軸，或樞軸球是常見(jiàn)的原因。 有時(shí)堵塞或磨損密封在液壓系統(tǒng)也可能導(dǎo)致硬離合器。
. 另一個(gè)問(wèn)題是相關(guān)的離合器是一個(gè)破舊投擲出軸承 ，有時(shí)被稱為離合器釋放軸承 。這關(guān)系到適用的力量，手指的紡紗壓力板釋放離合器。 如果您聽(tīng)到隆隆聲音時(shí)，離合器搞，您可能有一個(gè)問(wèn)題，與投擲出。
離合器的診斷測(cè)試
如果您發(fā)現(xiàn)您的離合器已經(jīng)失效，這是一個(gè)在家的診斷測(cè)試，任何人都可以執(zhí)行：
1. 啟動(dòng)汽車，設(shè)置停車休息，并把汽車在中立的。
2. 與您的汽車空轉(zhuǎn)，聽(tīng)取了咆哮的噪音，沒(méi)有推動(dòng)離合器英寸，如果你聽(tīng)到的東西，它最有可能的問(wèn)題與傳輸。 如果您沒(méi)有聽(tīng)到噪音，進(jìn)行步驟3 。
3. 與汽車仍然在中性，開(kāi)始把離合器和聽(tīng)噪音。 如果您聽(tīng)到啁啾的噪音，您按下，它最有可能的離合器釋放，或投擲出軸承。 如果您沒(méi)有聽(tīng)到噪音，進(jìn)行步驟4 。
4. 推動(dòng)離合器的所有方法在地上。 如果您聽(tīng)到尖叫噪音，這可能是試驗(yàn)軸承或襯套。
如果您沒(méi)有聽(tīng)到任何噪音，在這四個(gè)步驟，那么您的問(wèn)題可能是沒(méi)有離合器。 如果您聽(tīng)到噪音，閑置不用離開(kāi)時(shí)，離合器壓，它可能是一個(gè)問(wèn)題，在接觸點(diǎn)之間的交岔路口樞軸球。
各類離合器
有許多其他類型的離合器在您的汽車在您的車庫(kù)。
一．自動(dòng)變速器包含幾個(gè)離合器。 這些離合器進(jìn)行和脫鉤的各套行星齒輪 。 每個(gè)離合器投入使用的議案加壓液壓油。 當(dāng)壓力下降，彈簧導(dǎo)致離合器釋放。均勻間隔的山脊，所謂的樣條線內(nèi)外離合器鎖定到齒輪和離合器的殼。您可以閱讀更多關(guān)于這些離合器在自動(dòng)變速器如何工作 。
二．空調(diào)壓縮機(jī)在汽車內(nèi)有一個(gè)電磁離合器。 這使得壓縮機(jī)關(guān)閉，甚至，而引擎正在運(yùn)行。 當(dāng)電流流經(jīng)磁場(chǎng)線圈的離合器，離合器從事。 盡快當(dāng)前站，例如當(dāng)您關(guān)閉您的空調(diào)，離合器disengages 。
大部分車有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇有一個(gè)thermostatically控制粘性離合器 -溫度的流體驅(qū)動(dòng)器，其實(shí)離合器。 這離合器是定位于樞紐的風(fēng)扇，在氣流的未來(lái)，通過(guò)散熱器。 這種類型的離合器是有很多像粘性聯(lián)軸器 ，有時(shí)發(fā)現(xiàn)在所有的四輪驅(qū)動(dòng)車。 流體在離合器得到較厚，因?yàn)樗郎?，造成風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度要趕上與發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)車是冷，流體在離合器仍然寒冷及風(fēng)扇轉(zhuǎn)速慢，讓發(fā)動(dòng)機(jī)迅速升溫，以適當(dāng)?shù)牟僮鳒囟取?
許多汽車有限支路的差異，或粘性耦合器，這兩項(xiàng)研究使用離合器，以幫助增加牽引。 一車輪的旋轉(zhuǎn)速度比其他，這使汽車難以處理。 該滑差速器彌補(bǔ)認(rèn)為，借助其離合器。 當(dāng)一個(gè)車輪的旋轉(zhuǎn)速度比其他情況下，離合器從事緩慢下來(lái)，并配合其他3 。 駕駛超過(guò)水坑的水或冰補(bǔ)丁也可以自旋您的輪子。 .您可以了解更多關(guān)于差別和粘性偶合器在如何差距的工作 。
氣體動(dòng)力鏈鋸和雜草吃有離心式離合器 ，使連鎖店或字串可以停止紡紗您不需要關(guān)掉引擎。 這些離合器的工作，自動(dòng)通過(guò)使用離心力。 .輸入連接到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。 輸出可驅(qū)動(dòng)鏈條，皮帶或軸。 作為輪換，每分鐘增加，加權(quán)武器移出，并迫使離合器進(jìn)行 。離心式離合器，也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在草坪割草機(jī)，卡丁車，輕便摩托車和迷你自行車。 甚至一些yo-yos制造與離心離合器。
汽車空調(diào)壓縮機(jī)具有磁性離合器
分析所有類型的摩擦離合器和剎車使用相同的一般程序。下列步驟是必要的：
?假設(shè)或確定分布?jí)毫?duì)摩擦表面。
?尋找關(guān)系最大壓力和壓力，在任何一點(diǎn)
?申請(qǐng)條件的靜力平衡，以尋找（一）驅(qū)動(dòng)力， （二）轉(zhuǎn)矩，及（三）支持的反應(yīng)。
雜項(xiàng)離合器包括幾種類型，如正面接觸式離合器，超負(fù)荷釋放離合器，超越離合器，磁流體離合器等。
離合器安裝
如果你是一名賽車手，你知道離合器是發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間至關(guān)重要的聯(lián)系。如果您沒(méi)有安裝或調(diào)整正確，您可能失去馬力和磨損離合器過(guò)早。 為了幫助您正確的，循環(huán)的軌道雜志安裝了離合器在一個(gè)賽車向您展示它如何的要做工作。
第一步，在安裝我們的離合器是要重視7 -6.3英寸按鈕飛輪向flexplate對(duì)后面的曲軸和扭矩到的地方。其次，離合器大會(huì)是放在一起。 這特別是離合器大會(huì)是一個(gè)7 -6 .3英寸， 3盤委員會(huì)P ro系列一套從四分之一碩士。 里面包含三個(gè)獨(dú)立的離合器光碟及隨之而來(lái)的浮子光盤是夾心一起內(nèi)房屋和離合器封面（同時(shí)作為一個(gè)壓力板）是在前面。 三個(gè)離合器光碟設(shè)計(jì)，與二月底光盤去的每一側(cè)與大會(huì)中心在光盤中。 年底光碟需要安裝的，所以花鍵中心向外擴(kuò)展，來(lái)自中東。 該中心光盤可以面對(duì)任何方向。組裝離合器，然后放置于螺栓延長(zhǎng)從按鈕飛輪。 大會(huì)面前的是螺栓的地方，精簡(jiǎn)環(huán)也下滑到釘。年底一輸入軸從一歲的傳輸，可切斷用來(lái)作為對(duì)齊工具。 我們插入此路線的工具，通過(guò)離合器大會(huì)進(jìn)入試點(diǎn)關(guān)系到年底曲軸和舉行，它為本，而螺栓舉行離合器大會(huì)是扭轉(zhuǎn)下跌。
與離合器大會(huì)在地方清拆之間的投擲出軸承和前排的傳輸需要進(jìn)行檢查。 如果沒(méi)有足夠的清關(guān)時(shí)， bellhousing是螺栓上，它將推動(dòng)了離合器的封面和部分釋放離合器。 檢查這關(guān)， bellhousing首先需要加以螺栓在地方。接下來(lái)，我們采取測(cè)量，從外邊緣的bellhousing向投擲出軸承。 在為了得到一個(gè)準(zhǔn)確的測(cè)量，投擲出軸承的需要，被關(guān)押在正常經(jīng)營(yíng)的立場(chǎng)，反對(duì)離合器涵蓋的范圍。 第二，測(cè)量從前方的表面，傳輸房屋向外界（前）的軸承保持是采取。 該bellhousing到投擲出軸承的測(cè)量需求，以大于家臣在前面的傳輸。 如果不是，那么家臣將推動(dòng)了投擲出軸承，部分釋放離合器和創(chuàng)造延誤。 這個(gè)結(jié)果在1匹馬力的損失。
在我們的情況下，關(guān)是關(guān)閉的一個(gè)第八的一英寸。 清拆應(yīng)介于0.063和0.125英寸。以正確的通關(guān)，我們需要以消除3 shims （在第十六- -一英寸每個(gè)）之間的投擲出軸承及液壓釋放房屋。 三sixteenths英寸，我們所取得的消除shims給我們的十六分之一- -一英寸的清關(guān)之用。bellhousing是螺栓，然后回到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和測(cè)量奪回來(lái)驗(yàn)證適當(dāng)?shù)那尻P(guān)之用。
現(xiàn)在，您的新離合器是安裝和調(diào)整了很多關(guān)，所以沒(méi)有機(jī)會(huì)延誤。 沒(méi)有出現(xiàn)任何延誤，是指沒(méi)有損失的馬力。 按照指引，我們?cè)诖碎g強(qiáng)調(diào)，你將永遠(yuǎn)不會(huì)有問(wèn)題對(duì)您的離合器。
7
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ）任 務(wù) 書(shū)
學(xué)生姓名
專業(yè)班級(jí)
指導(dǎo)教師
課題類型
設(shè)計(jì)（論文）題目
3噸柴油動(dòng)力貨車設(shè)計(jì)(傳動(dòng)軸、離合器及操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì))
主要研
究?jī)?nèi)容
貨車的基本參數(shù)為：選用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，最高車速為95Km/h，最小轉(zhuǎn)彎半徑≤5.5米，乘員人數(shù)2人，擋位數(shù)4+1，載重量為3噸。
參照相應(yīng)車型的整體布局參數(shù)（網(wǎng)上可以查到，如慶鈴系列輕型貨車等）、東風(fēng)3噸輕型貨車實(shí)物（車輛與交通實(shí)驗(yàn)室整車陳列間內(nèi)）和其他有關(guān)車型（到院資料室查閱），完成貨車的傳動(dòng)軸、離合器及操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)。
主要技
術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo))
完成貨車的傳動(dòng)軸、離合器及操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成總和不少于3張零號(hào)圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、裝配圖和零件圖，其中應(yīng)包含用計(jì)算機(jī)繪制（或手工繪制）的具有中等難度的1號(hào)圖紙一張以上。
按要求格式獨(dú)立撰寫(xiě)不少于12000字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，應(yīng)有中英文摘要（摘要不少于400字），全部用計(jì)算機(jī)打?。ň幣乓蟮胶幽峡萍即髮W(xué)教務(wù)處網(wǎng)站查：《河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)手冊(cè)》），查閱與課題相關(guān)的文獻(xiàn)資料15篇以上，獨(dú)立完成總量10000以上印刷符號(hào)與本人題目相關(guān)的外文資料譯文。
進(jìn)度計(jì)劃
（6~7周）全組集體討論，確定總體方案。每個(gè)學(xué)生確定自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容與繪圖數(shù)量。在進(jìn)行調(diào)研、搜集、分析資料的基礎(chǔ)上，完成開(kāi)題報(bào)告（4月14日交）。
（8~9周） 整理本設(shè)計(jì)內(nèi)容的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行必要的理論計(jì)算，擬出說(shuō)明書(shū)草稿，搜集相關(guān)外文資料并翻譯。
（10~11周）完成主要總圖設(shè)計(jì)。（5月5日下午至少完成一張零號(hào)草圖）。
（12~13周）完成零、部件圖設(shè)計(jì)，并完成機(jī)繪圖。（5月23日下午之前完成）。
（14~15周）按要求整理、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
（ 16周）整理圖紙及全部設(shè)計(jì)文件，準(zhǔn)備上交。（6月13日下午四點(diǎn)交全部設(shè)計(jì)資料）
（17周）審閱、評(píng)閱設(shè)計(jì)資料，答辯，評(píng)定成績(jī)。
主要參
考文獻(xiàn)
汽車構(gòu)造； 汽車?yán)碚摚?
汽車設(shè)計(jì)； 汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)；
車身造型； 汽車車型手冊(cè)；
有關(guān)汽車行業(yè)雜志。 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)
研究所（教研室）主任簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
（學(xué)生填表）
課題名稱
3噸柴油動(dòng)力貨車（傳動(dòng)軸、離合器及操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)）
學(xué)生姓名
曹殿波
專業(yè)班級(jí)
車輛043班
課題類型
工程設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
李水良/ 馬心坦
職稱
副教授
課題來(lái)源
1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義
隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)離合器的要求也越來(lái)越高。離合器作為汽車主要傳動(dòng)系的組成部分必然也得與時(shí)俱進(jìn)，從傳統(tǒng)的推片式彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步向拉片式膜片彈簧離合器發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱機(jī)構(gòu)正向自動(dòng)操縱的形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操縱機(jī)構(gòu)變成發(fā)展趨勢(shì)。
? 國(guó)家適時(shí)出臺(tái)《汽車零部件再制造試點(diǎn)管理辦法》更是對(duì)節(jié)能減排這一工作方針的具體實(shí)施。汽車零部件再制造對(duì)推進(jìn)我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加快資源節(jié)約型社會(huì)建設(shè)意義重大。據(jù)資料顯示，美國(guó)汽車再制造是世界最大的再制造市場(chǎng)，其范圍已覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、離合器、起動(dòng)機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)等，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超過(guò)750億美元。但是在我國(guó)這樣的再循環(huán)建設(shè)可以說(shuō)還在起步階段，像離合器等報(bào)廢了一般走進(jìn)廢鐵回收站買點(diǎn)小錢，對(duì)資源是一種巨大的浪費(fèi)，也很可能對(duì)生態(tài)造成污染和破壞。同時(shí)我們也得看出解決的最終辦法就是提高科研能力，生產(chǎn)的離合器既要符合發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)速的要求，還要滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、制造工藝好等等?？萍紕?chuàng)新是關(guān)鍵。
關(guān)于萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸，它在汽車上的應(yīng)用很廣泛，據(jù)了解某萬(wàn)向傳動(dòng)軸公司技術(shù)發(fā)展部在2007年共有83個(gè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目和63個(gè)QC攻關(guān)項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收。這些創(chuàng)新項(xiàng)目在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)備技改、工藝攻關(guān)、管理創(chuàng)新等多個(gè)方面為公司節(jié)約成本300多萬(wàn)元，新增業(yè)務(wù)上千萬(wàn)元?？萍紕?chuàng)新和項(xiàng)目攻關(guān)作為傳動(dòng)軸公司持續(xù)開(kāi)展的重點(diǎn)工作，多年來(lái)取得了巨大的成績(jī)，目前傳動(dòng)軸公司在微、輕、中、重系列化生產(chǎn)上在國(guó)內(nèi)OEM配套市場(chǎng)上名列前茅，不少科研單位因此也慕名前來(lái)求教。所以對(duì)于科學(xué)發(fā)展，我們一定要以創(chuàng)新的角度來(lái)看問(wèn)題，不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平，在國(guó)際舞臺(tái)上占有一席之地。
2. 國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述
（1）國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)情況：根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，我們傳統(tǒng)汽車離合器的市場(chǎng)需求量仍然在一直增長(zhǎng)，2007年我國(guó)汽車離合器的產(chǎn)量已經(jīng)突破1000萬(wàn)套。我國(guó)汽車產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)、汽車保有量的增加、出口市場(chǎng)需求的擴(kuò)張等三大因素繼續(xù)推動(dòng)我國(guó)汽車離合器行業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展，尤其DCT技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展，將使我國(guó)摩擦片汽車離合器行業(yè)獲得新的發(fā)展機(jī)遇。雙質(zhì)量飛輪是我國(guó)傳統(tǒng)汽車離合器發(fā)展的一方向，目前我國(guó)已經(jīng)有Luk、Excedy等外資企業(yè)開(kāi)始組裝生產(chǎn)雙質(zhì)量飛輪，吉林大華、湖北三環(huán)的雙質(zhì)量飛輪也將于今年進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。液力變矩器需求隨著我國(guó)汽車自動(dòng)檔比重的增加而加大，國(guó)內(nèi)除上海薩克斯早已量產(chǎn)液力變矩器產(chǎn)品外，2007年，廣州優(yōu)達(dá)佳、上海Excedy、南京Valeo等外資企業(yè)相繼開(kāi)始組裝生產(chǎn)液力變矩器。由于我國(guó)AT技術(shù)的本土化存在很大困難，發(fā)展液力變矩器對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)仍存在很高的風(fēng)險(xiǎn)。
（2）國(guó)外發(fā)展情況和趨勢(shì)：大眾汽車最近發(fā)明出比傳統(tǒng)自動(dòng)變速箱更省油，比普通手動(dòng)變速箱響應(yīng)更快——DSG 雙離合器變速箱，它是目前世界上最先進(jìn)的、具有革命性的變速器系統(tǒng)。DSG巧妙地把手動(dòng)變速器的靈活性和傳統(tǒng)自動(dòng)變速器的方便性結(jié)合在一起，采用了雙離合器和6個(gè)前進(jìn)檔的齒輪變速器作為動(dòng)力的傳送部件，實(shí)現(xiàn)更為順暢的換檔，令駕駛者體會(huì)到更強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)快感，同時(shí)，卻付出了更低的油耗。同時(shí)電子技術(shù)也進(jìn)入了離合器系統(tǒng)也是趨勢(shì)所在，一種由控制單元（ECU）控制的離合器已經(jīng)應(yīng)用在多款的轎跑車上。其ECU匯集油門踏板、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器等信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)機(jī)構(gòu)施行自動(dòng)變速。汽車變速系統(tǒng)技術(shù)整體上是由手動(dòng)換檔向自動(dòng)換檔發(fā)展，尤其是現(xiàn)階段高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于換檔變速系統(tǒng)，使汽立自動(dòng)變速技術(shù)得到了快速的發(fā)展。
（3）遇到的問(wèn)題：如今我們也時(shí)長(zhǎng)聽(tīng)到哪個(gè)公司召回有問(wèn)題的汽車的消息，比如伊蘭特離合器存在的問(wèn)題：“哨聲”問(wèn)題，原因出自離合器和中心軸連接的花件套所致。有一小批的曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)塑料質(zhì)地的原因。原來(lái)的都是銅質(zhì)地。那一批中間夾了塑料，導(dǎo)致了此類問(wèn)題出現(xiàn)。全國(guó)不完全統(tǒng)計(jì)就幾百輛車子需要更換。
我認(rèn)為有些新技術(shù)雖然發(fā)明出來(lái)了，但是沒(méi)有合適的市場(chǎng)定位，加上人們使用習(xí)慣和觀念的不易接受，暫時(shí)還沒(méi)有用武之地，但是確實(shí)是科學(xué)的進(jìn)步，就我的設(shè)計(jì)課題而言，我認(rèn)為盡量采用技術(shù)成熟價(jià)格合適的產(chǎn)品為上選。
3. 課題設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容
貨車的基本參數(shù)為：用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，最高車速為95km/h,最小轉(zhuǎn)彎半徑《5.5米，乘員人數(shù)2人，檔位數(shù)4+1，載重量為3噸。設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：
（1）離合器及操縱機(jī)構(gòu)：采用技術(shù)比較成熟的拉式膜片彈簧離合器和相應(yīng)的帶有助力的液壓式操縱機(jī)構(gòu)。
（2）萬(wàn)向傳動(dòng)軸：根據(jù)前后懸架采用非獨(dú)立式懸架，只需在轉(zhuǎn)向輪附近安裝一個(gè)十字軸式萬(wàn)向節(jié)，傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)注意到運(yùn)動(dòng)干涉，并就是否加入中間支撐機(jī)構(gòu)展開(kāi)分析討論。
參考相應(yīng)車型的參數(shù)，（網(wǎng)上查到，慶鈴系列輕型貨車等）、東風(fēng)3噸輕型貨車實(shí)物（車輛與交通實(shí)驗(yàn)室整車陳列室整車陳列間）和其他有關(guān)車型，完成貨車的傳動(dòng)軸、離合器及操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)。要求如下：
（1）圖紙工作量：完成繪制離合器總成1張A0圖紙及其零件圖A1圖紙，傳動(dòng)軸總成1張A1圖紙，手繪離合器操縱機(jī)構(gòu)A0圖紙，總工作量折合不少于3張A0圖紙。
（2）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，包括：封面、任務(wù)書(shū)、中文摘要、英文摘要、目錄、符號(hào)說(shuō)明、前言、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)（不少于15篇）、致謝、附錄、封底。內(nèi)容有：設(shè)計(jì)綜述，離合器，轉(zhuǎn)動(dòng)軸總成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能參數(shù)的選擇，主要零、部件的強(qiáng)度計(jì)算。內(nèi)容不少于12000字，中文摘要不少于400字，英文摘要不少于300個(gè)詞。
（3）獨(dú)立完成10000以上印刷符號(hào)的與專業(yè)有關(guān)的外文譯文。
4. 設(shè)計(jì)（或研究）方法
（1）通過(guò)熟悉離合器及操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理，初步選擇合適的離合器和操縱機(jī)構(gòu)，選擇離合器的主要參數(shù)并優(yōu)化；對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、基本參數(shù)選擇、材料和制造工藝和優(yōu)化設(shè)計(jì)；對(duì)扭轉(zhuǎn)減震器進(jìn)行剛度和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算；對(duì)操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析，設(shè)計(jì)合理機(jī)構(gòu)；對(duì)離合器主要零部件的結(jié)構(gòu)：從動(dòng)盤總成、離合器蓋總成、分離軸承總成進(jìn)行結(jié)構(gòu)和相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算。
（2）通過(guò)對(duì)萬(wàn)向傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)方案分析，初步確定選用的傳動(dòng)軸類型，并對(duì)萬(wàn)向傳動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和受力分析，還要通過(guò)討論來(lái)確定是否增加中間支撐結(jié)構(gòu)。
5. 實(shí)施計(jì)劃
（6~7周）全組集體討論，確定總體方案。確定自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容與繪圖數(shù)量。在進(jìn)行調(diào)研、搜集、分析資料的基礎(chǔ)上，完成開(kāi)題報(bào)告。
（8~9周）整理本設(shè)計(jì)內(nèi)容的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行相關(guān)的理論計(jì)算，擬出說(shuō)明書(shū)草稿，搜集相關(guān)外文資料并翻譯。
（10~11周）完成主要總圖設(shè)計(jì)。
(12~13周)完成零、部件圖設(shè)計(jì)，并完成機(jī)繪圖。
（14~15周）按要求整理、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
（16周）整理圖紙及全部設(shè)計(jì)文件，準(zhǔn)備上交。
（17周）審閱、評(píng)閱、設(shè)計(jì)資料，答辯，評(píng)定成績(jī)。
工作地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)大樓地下室
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室意見(jiàn)
教研室主任簽字： 年 月 日
車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
第一章 前 言
全書(shū)共5章，主要闡述了3噸柴油貨車中的離合器及操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)。各章的主要內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足的主要要求、結(jié)構(gòu)方案分析和選擇、主要參數(shù)的選擇、離合器的設(shè)計(jì)和計(jì)算、扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)、離合器的操縱機(jī)構(gòu)和主要結(jié)構(gòu)原件的分析、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算和結(jié)論。
本書(shū)在體系和內(nèi)容方面，主要參考了第三版《汽車設(shè)計(jì)》、第三版《汽車構(gòu)造》和《離合器設(shè)計(jì)》叢書(shū)。結(jié)合我國(guó)今年來(lái)汽車工業(yè)得到迅速發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，本書(shū)積極引用其介紹的優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等新的設(shè)計(jì)方法。
由于本人的學(xué)識(shí)有限，書(shū)中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和疏漏之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。
第二章 離合器概述
§2.1離合器設(shè)計(jì)要求
對(duì)于以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的，它是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。它主要包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分，組成如下：
1. 主動(dòng)部分：飛輪、離合器蓋、壓盤；
2. 從動(dòng)部分：從動(dòng)盤；
3. 壓緊機(jī)構(gòu)：壓緊彈簧；
4. 操縱機(jī)構(gòu)：分離叉、分離軸承、離合器踏板、傳動(dòng)部件。
主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)是使主、從動(dòng)部分分離的裝置。
為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計(jì)離合器應(yīng)滿足如下基本要求：
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,又能防止傳動(dòng)系過(guò)載.
2. 接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步時(shí)沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。
3. 分離要迅速、徹底。
4. 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋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分散熱效果，以保證工作溫度不至于過(guò)高，延長(zhǎng)其使用壽命。
6.應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和降低噪聲的能力。
7、操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。
8、作用在從動(dòng)盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作過(guò)程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。
9、具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。
10、結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。
§2.2 離合器的工作原理
發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪是離合器的主動(dòng)件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤和從動(dòng)轂借滑動(dòng)花鍵與從動(dòng)軸（即變速器的主動(dòng)軸）相連。壓緊彈簧則將從動(dòng)盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上，再由此經(jīng)過(guò)從動(dòng)軸和傳動(dòng)系中一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。
由于汽車在行駛過(guò)程中，需經(jīng)常保持動(dòng)力傳遞，而中斷傳動(dòng)只是暫時(shí)的需要，因此汽車離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分是經(jīng)常處于接合狀態(tài)的。摩擦副采用彈簧壓緊裝置即是為了適應(yīng)這一要求。當(dāng)希望離合器分離時(shí)，只要踩下離合器操縱機(jī)構(gòu)中的踏板，套在分離套筒的環(huán)槽中的撥叉便推動(dòng)分離叉克服壓緊彈簧的壓力向松開(kāi)的方向移動(dòng)，而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動(dòng)力的傳遞。
當(dāng)需要重新恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，為使汽車速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化比較平穩(wěn)，應(yīng)該適當(dāng)控制離合器踏板回升的速度，使從動(dòng)盤在壓緊彈簧壓力作用下，向接合的方向移動(dòng)與飛輪恢復(fù)接觸。二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸增加。當(dāng)飛輪和從動(dòng)盤接合還不緊密，二者之間摩擦力矩比較小時(shí)，二者可以不同步旋轉(zhuǎn)，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動(dòng)盤接合緊密程度的逐步增大，二者轉(zhuǎn)速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時(shí)，汽車速度方能與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。
§2.3 離合器的功用及分類
離合器是車輛（汽車）與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連的部件。離合器在汽車上大部分時(shí)間是處與接合狀態(tài)，只有需要時(shí)才暫時(shí)的切斷動(dòng)力傳遞。所以其功用主要有以下幾點(diǎn)：
1．在汽車起步時(shí)，通過(guò)離合器主、從動(dòng)部分之間的滑磨 、轉(zhuǎn)速的逐漸接近，確保汽車起步平穩(wěn)。
2．當(dāng)變速器換擋時(shí)，通過(guò)離合器主、從動(dòng)部分的迅速分離來(lái)切斷動(dòng)力的傳遞，以減輕齒輪齒間的沖擊，保證換擋時(shí)工作平順。
3．當(dāng)傳給離合器的轉(zhuǎn)矩超過(guò)其所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，其主、從動(dòng)部分之間將產(chǎn)生滑磨，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載。
現(xiàn)代各類汽車上應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合器，可按從動(dòng)盤數(shù)目不同、壓緊彈簧布置形式不同、壓緊彈簧結(jié)構(gòu)形式不同和分離時(shí)作用力方向不同分類如下：
1.按從動(dòng)盤數(shù)分類：?jiǎn)纹?、雙片、多片；
2.按彈簧布置形式分類：圓周布置、中央布置、斜向布置；
3.按彈簧形式分類：圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧、膜片彈簧；
4.按作用力方向分類：推式、拉式。
§2.4離合器的結(jié)構(gòu)方案
汽車使用的離合器大部分都是摩擦式離合器，從它的分離受作用力來(lái)看可分為拉式和推式兩種；按從動(dòng)盤數(shù)可分為單片、雙片和多片，按其壓緊彈簧布置可分為圓周布置、中央布置和斜置式三種；按其壓緊彈簧可分為圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧。
一、盤的選擇
對(duì)轎車和輕型、微型貨車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般不大，在布置尺寸允許的條件下，離合器通常只設(shè)有一片從動(dòng)盤。單片離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，散熱良好，維修太哦正方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能保證分離徹底、結(jié)合平順。
故在本次設(shè)計(jì)中選用了單片摩擦離合器。
二、彈簧布置形式的選擇
周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易，因此用較為廣泛。壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時(shí)周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力隨之降低。此外，彈簧靠到它的定位面上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至出現(xiàn)彈簧斷裂的現(xiàn)象。
中央彈簧離合器采用一至兩個(gè)圓柱螺旋或用一個(gè)圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心，此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。
膜片彈簧的結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是采用一個(gè)膜片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺旋彈簧和分離杠桿。起結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：
1、膜片彈簧的軸向尺寸較小而徑向尺寸很大,這有利于在提高離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力的情況下離合器的軸向尺寸。
2、膜片彈簧的分離指器分離杠桿的作用，故不需專門的分離杠桿，使離合器結(jié)構(gòu)大大的簡(jiǎn)化，零件數(shù)目少，質(zhì)量輕。
3、由于膜片彈簧軸向尺寸小，所以可以適當(dāng)增加壓盤的厚度，提高熱容量；而且還可以在壓盤上增設(shè)散熱筋及在離合器蓋上開(kāi)設(shè)較大的通風(fēng)孔來(lái)改善散熱條件。
4、膜片彈簧離合器的主要部件形狀簡(jiǎn)單，可以采用沖壓加工，大批量生產(chǎn)時(shí)可以降低生產(chǎn)成本。
故在本設(shè)計(jì)中選用了膜片彈簧離合器。
三、離合器按它的結(jié)構(gòu)形式選擇
根據(jù)膜片彈簧分離指在分離時(shí)所受的力是推力還是受拉力，可分為推式和拉式彈簧離合器。拉式與推式離合器最明顯的特征就是膜片彈簧安裝方向相反。
拉式膜片彈簧離合器與推式有其明顯的優(yōu)點(diǎn)：
1、減少中間支撐，零件數(shù)目相對(duì)要少。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊、質(zhì)量較輕。
2、由于取消了中間支撐，減少了摩擦損失，傳動(dòng)效率高，使分離時(shí)的踏板力更少，
3、拉式膜片彈簧無(wú)論在接合還是在分離時(shí)，膜片彈簧都與離合器蓋接觸，不會(huì)產(chǎn)生噪聲和沖擊。
4、由于拉式膜片彈簧是以其中部壓緊壓盤，在壓盤大小相同的條件下可使用直徑相對(duì)較大的膜片彈簧，從而實(shí)現(xiàn)在不增加分離時(shí)的操縱力的前提下，提高壓盤的壓緊力和傳遞轉(zhuǎn)矩的能力；或在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的條件下，減小壓盤的尺寸。
5、使用壽命相對(duì)要長(zhǎng)。
所以在本設(shè)計(jì)中選擇拉式離合器。
四、扭轉(zhuǎn)減振器的選擇
它能降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系扭振固有頻率，增加傳動(dòng)系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振，控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器的扭振與噪聲，緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷和改善離合器的接合平順性。
故要有扭轉(zhuǎn)減振器。
五、壓盤驅(qū)動(dòng)形式選擇
窗孔式、銷釘式、鍵塊式它們?nèi)秉c(diǎn)是在聯(lián)接件間有間隙，在驅(qū)動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊噪聲，而且零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低離合器傳動(dòng)效率。傳動(dòng)片式此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對(duì)中性好，使用平衡性好，簡(jiǎn)單可靠，壽命長(zhǎng)。
故選擇傳動(dòng)片式。
六、操縱機(jī)構(gòu)的選擇
液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由吊掛式離合器踏板、主缸、工作缸、管路系統(tǒng)和回位彈簧等部分組成，具有傳遞效率高、質(zhì)量小、布置方便、便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)和駕駛室或車架變形不會(huì)影響其正常工作離合器接合較柔和等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于各種形式的汽車中。
所以在本次設(shè)計(jì)種選用了液壓式傳動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)。
第三章 離合器設(shè)計(jì)計(jì)算
§3.1 離合器參數(shù)的選擇
一、摩擦片外徑的確定
摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定的關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要參數(shù)，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)選定D時(shí)，有下列公式可得：
（3-1）
根據(jù)所設(shè)計(jì)的車型和采用單片摩擦片，則A=36。由（3-1）得
查摩擦片尺寸的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，選取標(biāo)準(zhǔn)摩擦片外徑D=325mm,內(nèi)徑d=190mm,厚度h=3.5mm,內(nèi)外徑之比，單位面積.
驗(yàn)算摩擦片最大圓周速度：
（3-2）
式中：D--摩擦片外徑，mm;
n--發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速，r/min;
V--摩擦片最大圓周速度，m/s;
即滿足設(shè)計(jì)要求。
二、離合器后備系數(shù)的確定
后備系數(shù)是離合器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)到的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
摩擦片在使用中磨損后，離合器還能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；
要能防止離合器滑磨過(guò)大；
要能防止傳動(dòng)系過(guò)載。
為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過(guò)大，不易選取太小，當(dāng)使用條件惡劣，為提高起步能力，減小離合器滑磨，應(yīng)選取大些；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取值應(yīng)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，可選取小些。
考慮以上影響因素和所設(shè)計(jì)車型為3噸貨車，采用4缸柴油機(jī)，一般情況下不拖掛，基本上在公路上行駛，根據(jù)的取值范圍β=1.7～2.25，同時(shí)參考其它同類車型選取1.8。
三、單位壓力
單位壓力對(duì)離合器工作性能和使用壽命有很大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件，發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率大小，摩擦片尺寸，材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小時(shí)，應(yīng)取小些；
當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為降低摩擦片外源出的熱負(fù)荷，應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增大。
采用有機(jī)材料（金屬陶瓷摩擦材料鋼基）時(shí)，。
四、離合器壓盤力的計(jì)算
摩擦離合器是靠摩擦表面的摩擦力矩來(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的。離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為：
(3-3)
式中：--為靜摩擦力矩，單位N.m;
f--摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，取f=0.30;
F--壓盤施加在摩擦面上的工作壓力，單位：N;
Z—摩擦面數(shù)，單片離合器的Z=2;
—摩擦片的平均摩擦半徑，單位：mm.
假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有：
（3-4）
式中：--摩擦面單位壓力，單位：；
A--一個(gè)摩擦面的面積；
D—摩擦片外徑，單位：mm;
d—摩擦片內(nèi)徑，單位：mm.
摩擦片的平均摩擦半徑Rc根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示
（3-5）
將式（3-4）與（3-5）代入（3-3）得：
（3-6）
式中：c—摩擦片內(nèi)外徑之比，c=0.585.即在0.53-0.70之間。
為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即
（3-7）
則根據(jù)以上相應(yīng)計(jì)算公式及相關(guān)數(shù)據(jù)可得：
由（3-7）得：
由（3-6）驗(yàn)算單位壓力，則：
，在所要求范圍內(nèi)。
由式（2—5）：
由公式（2—3）：
五、單位面積滑磨功
為了減少汽車起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)高而發(fā)生燒傷，每一次接合的單位摩擦面計(jì)劃磨功應(yīng)小于其需用值，即：
（3-8）
式中: w—單位摩擦面積滑磨功（
[w]—許用單位摩擦面積劃磨功，輕型貨車：[w]=0.33;
Z—摩擦面數(shù)，Z=2;
D—摩擦片外徑，D=325mm;
d—摩擦片內(nèi)徑，d=190mm;
W—汽車起步時(shí)離合器接合一次產(chǎn)生總滑磨功（J）
汽車起步時(shí)離合器接合一次產(chǎn)生總滑磨功（J）為：
（3-9）
式中：--汽車總質(zhì)量，單位：.；
--輪胎滾動(dòng)半徑，單位（m）；
--起步時(shí)所用變速器擋位的傳動(dòng)比。此時(shí)計(jì)算用一擋起步；
--主減速器傳動(dòng)比。；
--發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。。
由公式（3-9）可得：
由公式（3-8）可得：
即滿足要求。
六、單位面積傳遞的轉(zhuǎn)矩
為了反映離合器傳遞轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即
（3-10）
式中各參數(shù)以及數(shù)值與前計(jì)算相同，則：
即
滿足要求。
§3.2 從動(dòng)盤總成
從動(dòng)盤有兩種結(jié)構(gòu)型式，帶扭轉(zhuǎn)減震器的和不帶扭轉(zhuǎn)減震器的 。本次設(shè)計(jì)從動(dòng)盤為帶扭轉(zhuǎn)減震器的型式。
從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求：
為了減少變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能??；
為了保證汽車平穩(wěn)起步，摩擦面片上的壓力分布更均勻等，從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性；
為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減震器；具有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。
一、從動(dòng)片
設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)，應(yīng)盡量減輕其重量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分布盡可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)片一般都做得比較薄，通常使用1.3-2.0mm厚的鋼板沖制而成。本次設(shè)計(jì)的3噸貨車行使速度不高，最高車速不超過(guò)95Km/h.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速。故取從動(dòng)片厚度為1.5mm.
為了使離合器接合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。這樣，在離合器的接合過(guò)程中，助動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的壓力是逐漸增加的。
具有軸向彈性的從動(dòng)片有整體式、分開(kāi)式和組合式三種型式。比較三種形式的優(yōu)缺點(diǎn)，本次所設(shè)計(jì)從動(dòng)片采用整體式彈性從動(dòng)片。整體式彈性從動(dòng)片能達(dá)到軸向彈性的要求，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。
二、從動(dòng)盤轂
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是經(jīng)從動(dòng)盤轂的花鍵孔輸出，變速器輸入軸就插在該花鍵孔內(nèi)。從動(dòng)盤轂和變速器輸入軸的花鍵接合方式采用齒側(cè)定心的矩形花鍵。
設(shè)計(jì)花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)參照國(guó)標(biāo)GB1144-1974的花鍵標(biāo)準(zhǔn)，從動(dòng)盤轂花鍵尺寸如下：花鍵齒數(shù)：n=10;花鍵外徑：D=40mm；花鍵內(nèi)徑:d=32mm;
齒厚：b=5mm; 有效尺長(zhǎng)：l=45mm.
為了保證從動(dòng)盤轂在變速器輸入軸上滑動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生歪斜，影響離合器的徹的分離，從動(dòng)盤轂的軸向長(zhǎng)度不宜過(guò)小，一般取其尺寸與花鍵外徑大小相同，對(duì)在復(fù)雜情況下工作的離合器，其盤轂長(zhǎng)度更大?？紤]所設(shè)計(jì)3噸貨車，工作條件較一般，所以取從動(dòng)盤轂長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.040=40mm。
由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過(guò)大而全破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計(jì)算。由公式：
（3-11）
式中:P—花鍵的齒側(cè)面壓力，由下式確定：
（3-12）
式中：d,D—花鍵的內(nèi)外徑，mm;
Z---從動(dòng)盤轂的數(shù)目；
--發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N.m;
n—花鍵齒數(shù)；
h—花鍵工作高度,m.h=(D+d)/2;
l—花鍵有效長(zhǎng)度，m.
由已知條件：
從動(dòng)盤轂由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)11.4。故所選花鍵尺寸滿足要求。
§3.3 壓盤和離合器蓋計(jì)算
一、壓盤傳力方式的選擇
壓盤和飛輪間常用的連接方式有凸臺(tái)式連接、鍵式連接和銷式連接。本次設(shè)計(jì)采用凸臺(tái)式連接方式但是以上的設(shè)計(jì)方式都有共同的缺陷：連接件之間都有間隙，在窗傳動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動(dòng)效率。
現(xiàn)在廣泛采用傳力片的傳動(dòng)方式，有彈簧鋼帶制成的傳力片一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上。為了改善傳力片的受力狀況，它一般都是沿圓周切向布置，這種傳力片的連接方式還簡(jiǎn)化了壓盤的結(jié)構(gòu)，減低了對(duì)裝配精度要求，并且還有利于壓盤的定中。
二、壓盤幾何尺寸的確定
在摩擦片的尺寸確定后，與它摩擦相接觸的壓盤內(nèi)外徑尺寸也就基本確定下來(lái)了。這樣，壓盤幾何尺寸最后歸結(jié)為如何去確定它的厚度。
壓盤厚度的確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)：1）壓盤應(yīng)具有足夠的質(zhì)量，使每次接合時(shí)的溫升不致過(guò)高：2)壓盤應(yīng)具有較大的剛度，以保證在受熱的情況下不致因產(chǎn)生翹曲變形而影響離合器的徹底分離和磨擦片的均勻壓緊。
鑒于以上兩原因，本次設(shè)計(jì)壓盤厚度取15mm。在初步確定壓盤厚度以后，應(yīng)校核離合器接合一次時(shí)的溫升，它不應(yīng)超過(guò)。
校核計(jì)算公式：
（3-13）
式中：--溫升，；
L—滑磨功，N.m;
--分配到壓盤上的滑磨功所占的百分比，單片離合器壓盤；
c—壓盤的熱容量，對(duì)鑄鐵壓盤：；
m—壓盤質(zhì)量， ．
℃
壓盤由鑄鐵鑄成．由此部分可選擇摩擦飛輪的厚度為18ｍｍ．此厚度必然也滿足所需要求。
三、離合器蓋設(shè)計(jì)
離合器蓋與飛輪用螺栓固定在一起，通過(guò)它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩給壓盤。此外它還是離合器壓緊彈簧和分離桿的支承殼體。離合器分離桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，則當(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會(huì)降低離合器操縱部分的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會(huì)造成變速器換擋困難。
離合器蓋常采用厚度約為的碳鋼板沖壓而成。
§3.4拉式膜片彈簧設(shè)計(jì)
圖3-1 膜片彈簧
一、膜片彈簧主要參數(shù)的選擇
1. 比值H/h和h的選擇
圖3-2 不同H/h值的無(wú)因次特性曲線 圖3-3 膜片彈簧的彈性變性特性
為保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧H/h一般為1.5～2.2，板厚h為2～4mm，據(jù)分析選為
h=3.5mm H＝5.6mm
2 . R/r比值和R、r的選擇
研究表明，R/r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲線受直徑誤差的影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r一般為1.20～1.35，初取1.25拉式膜片彈簧r值宜取為大于或等于
取r＝125mm
R=120x1.25=157.5mm
3. 膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角α與內(nèi)錐高度H關(guān)系密切
α＝arctan H／(R-r) ≈H／(R-r), 一般在9°～15°范圍內(nèi)。
α＝arctan 5.6／(157.5-126) ≈°
4 . 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇
膜片彈簧的彈性特性曲線，如（圖3-3）所示。該曲線的拐點(diǎn)H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且λ1H= (λ1M +λ1N)／2。新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)B一般取在凸點(diǎn)M和拐點(diǎn)H之間，且靠近或在H點(diǎn)處，一般λ1B =(0.8～1.0) λ1H，以保證摩擦片在最大磨損限度△λ范圍內(nèi)壓緊力從F1B到F1A變化不大。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從B變到C，為最大限度地減小踏板力，C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近N點(diǎn)。
圖3-4 膜片彈簧的彈性特性曲線
5 . 分離指數(shù)目n取為18
6. 切槽寬度=4mm，窗孔槽寬=10mm，半徑=108mm
7. 支承環(huán)作用半徑=152mm,與壓盤接觸半徑=131mm
§3.5 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)
膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)就是要確定一組彈簧的基本參數(shù)，使其彈性特性滿足離合器的使用性能要求，而且彈簧強(qiáng)度也滿足設(shè)計(jì)要求，以達(dá)到最佳的綜合效果。
一、 目標(biāo)函數(shù)
目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)主要有以下幾種；
彈簧工作時(shí)的最大應(yīng)力為最小。
在從動(dòng)盤摩擦片磨損前后，彈簧壓緊力之差的絕對(duì)值為最小。
在分離過(guò)程中，駕駛員作用在分離軸承上的分離操縱力的-平均值為最小。
在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對(duì)值的平均值為最小。
選3）和4）兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。
為了即保證離合器使用過(guò)程中傳遞轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性，又不致嚴(yán)重過(guò)載，且能保證操縱省力，選取5）作為目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)分配不同的權(quán)重來(lái)協(xié)調(diào)它們之間的矛盾，并用轉(zhuǎn)換函數(shù)將兩個(gè)目標(biāo)合成一個(gè)目標(biāo)，構(gòu)成統(tǒng)一的總目標(biāo)函數(shù)，則
f(x)=(x)+(x)
式中，和分別為兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)(x)和(x)的加權(quán)因子，視設(shè)計(jì)要求選定。
二、 設(shè)計(jì)變量
圖3-5 子午斷面繞中性點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)
圖3-6 膜片彈簧在不同狀態(tài)時(shí)的變形
a)自由狀態(tài) b)壓緊狀態(tài) c）分離狀態(tài)
假設(shè)膜片彈簧在承載過(guò)程中，其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3-5。
通過(guò)支承環(huán)和壓盤加在膜片彈簧上的載荷F1集中在支承點(diǎn)處，加載點(diǎn)間的相對(duì)軸向變形為λl，如圖3-6，則有關(guān)系式
（3-14）
從膜片彈簧載荷變形特性公式可以看出，應(yīng)選取H、h、R、r、R1、r1這六個(gè)尺寸參數(shù)以及在接合工作點(diǎn)相應(yīng)于彈簧工作壓緊力F1B的大端變形量λ1B為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，即
X = [ x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 ]T= [ H h R r R1 r1 λ1B ]T
三、 約束條件
1) 應(yīng)保證所設(shè)計(jì)的彈簧工作壓緊力與要求壓緊力相等，即
= （3-15）
要求壓緊力 ＝＝
2) 為了保證各工作點(diǎn)A、B、C有較合適的位置(A點(diǎn)在凸點(diǎn)M左邊，B點(diǎn)在拐點(diǎn)H附近，C點(diǎn)在凹點(diǎn)N附近，如圖2-11所示)，應(yīng)正確選擇λ1B相對(duì)于拐點(diǎn)λ1H的位置，一般λ1B／λ1H=0.8～1.0，則有
符合要求。
3) 保證摩擦片磨損后仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力F1A應(yīng)大于或等于新摩擦片時(shí)的壓緊力F1B，即
F1A≥F1B （3-16）
符合要求。
4) 為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的H／h與初始底錐角
α=應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即：
1.6≤H／h≤2.2 9°≤α≤15°
5.6/3.5=1.6 α==°
符合要求。
5) 彈簧各部分有關(guān)尺寸比值應(yīng)符合一定的范圍，即
1.20≤R／r≤1.35 3.5≤R／r0≤5.0 （3-17）
R/r=157.5/126=1.25 R/=157.5/45=3.5
符合要求。
6) 為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑r1應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即
(D+d)／4≤r1≤D／2 （3-18）
(D+d)/4=128.75mm =131mm D/2=162.5mm
符合要求
7) 根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置的要求，R1與R、r1與r、rf與r0之差應(yīng)在一定范圍，即
1≤R1-R≤7 0≤r1-r≤6 0≤rf-r0≤4 （3-19）
，符合要求
8) 膜片彈簧的杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即
拉式：3.5≤ ≤9.0
符合要求
四、強(qiáng)度校核
分析表明，B點(diǎn)的應(yīng)力最高，通常只計(jì)算B點(diǎn)應(yīng)力來(lái)校核碟簧的強(qiáng)度。
1. 膜片彈簧工作位置B點(diǎn)的最大壓應(yīng)力為：
= （3-20）
cos （3-21）
（3-22）
式中 b是膜片彈簧圓心點(diǎn)到子午斷面上的中性點(diǎn)的距離（mm）
是達(dá)到極大值是的轉(zhuǎn)角（°）
其它參數(shù)已知。
把已知數(shù)據(jù)代入（3-21）和（3-22），得
=10.02o
然后把所有有關(guān)的數(shù)據(jù)代入（3-20）式中，得
=358.76N
2. 膜片彈簧工作位置B點(diǎn)還受彎曲應(yīng)力，其值為
= （3-23）
式中 是分離指根部寬度；其它參數(shù)已知。
代入已知參數(shù)，得 =562.30N
3. 根據(jù)最大切應(yīng)力理論,一般不大于1500~1700N。工作位置B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為：
921.06N
以上計(jì)算表明，所設(shè)計(jì)的膜片彈簧符合強(qiáng)度要求。
§3.6 扭轉(zhuǎn)減震器計(jì)算
一、極限轉(zhuǎn)矩
極限轉(zhuǎn)矩為減震器在消除限位銷與從動(dòng)盤轂缺口間的間隙時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩 。
二、減震彈簧的位置半徑R1
R1=（0.6~0.75）d/2
因?yàn)镽<70mm,由d=190mm
所以R1=57~71.25mm,且R<70mm.
三、減震彈簧個(gè)數(shù)Z
摩擦片外徑D=325mm，根據(jù)推薦選取減震彈簧個(gè)數(shù)Z=6 。
四、減震彈簧總壓力
當(dāng)限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙被消除，減震彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)最大值時(shí)，減震彈簧受到的壓力為：
單個(gè)減震彈簧壓力：
§3.7 離合器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、踏板位置
離合器踏板位置以人體左右對(duì)稱中心外準(zhǔn)向左移80-100mm，作為離合器踏板中心線的位置 。
二、踏板行程
離合器踏板最大行程是指從踏板最高點(diǎn)所劃過(guò)的距離。踏板一般行程在80~150mm范圍內(nèi)，最大不應(yīng)超過(guò)180mm。
三、踏板力
對(duì)于一定的離合器總成，離合器踏板力取決于離合器分離軸承的輸出力及操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)比，加大傳動(dòng)比會(huì)使踏板力減小但行程增加。踏板力大小直接影響到對(duì)離合器操縱的輕便性。一般來(lái)說(shuō)，轎車在80~130N，載貨汽車
四、離合器操縱傳動(dòng)
不應(yīng)超過(guò)150~200N。
常用的離合器操縱傳動(dòng)由機(jī)械式和液壓式。本次設(shè)計(jì)采用液壓式傳動(dòng)。
五、離合器操縱機(jī)構(gòu)的主要計(jì)算
1、 液壓式操縱機(jī)構(gòu)示意圖
圖3-7液壓操縱機(jī)構(gòu)
2、 踏板行程
踏板行程S由自由行程和工作行程兩部分組成，即
S=+= （3-24）
式中，——分離軸承自由行程（一般為1.5自由行程一般20-30mm）;
——分別為主缸和工作缸的直徑（mm）;——為離合器分離時(shí)對(duì)偶摩擦面之間的間隙（單片：=0.85-1.30mm,雙片：=0.75-0.90）;
——杠桿尺寸。
參數(shù)選擇：
、=25mm =1.2mm. 則操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比和踏板自由行程為：
因此可以有（3-24）式,帶入數(shù)據(jù)算出踏板行程S，即
離合器踏板最大行程不超過(guò)175mm，一般為150mm，所以符合設(shè)計(jì)要求
3、 踏板力
踏板力可由下式計(jì)算得到
(3-25)
式中，為離合器分離時(shí)，壓緊彈簧對(duì)壓盤的總壓力，為克服回位彈簧1、2的拉力所需的踏板力; 、分別為操縱機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比和機(jī)械效率，取85﹪.則有一下關(guān)系踏板力（忽略回位彈簧拉力）
（）
不考慮離合器回位彈簧的作用，分離離合器所做的功
式中為離合器接合狀態(tài)下膜片彈簧的總壓緊力。=2388.51N
在規(guī)定的踏板力和行程允許的范圍內(nèi)，駕駛員分離離合器所做的功不應(yīng)大于30J。
第四章 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算
傳動(dòng)軸總成主要由傳動(dòng)軸及其兩端焊接的花鍵軸和萬(wàn)向節(jié)叉組成。傳動(dòng)軸中一般設(shè)有由滑動(dòng)叉和花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)長(zhǎng)度的變化。為了減小滑動(dòng)花鍵的軸向滑動(dòng)阻力和磨損，有時(shí)對(duì)花鍵齒進(jìn)行磷化處理或噴涂尼龍層；有的則在花鍵槽中放入滾針、滾柱或滾珠等滾動(dòng)元件，以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，提高傳動(dòng)效率。但這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。有時(shí)對(duì)于有嚴(yán)重沖擊載荷的傳動(dòng)，還采用具有彈性的傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸上的花鍵應(yīng)有潤(rùn)滑及防塵措施，花鍵齒與鍵槽間隙不宜過(guò)大，且應(yīng)按對(duì)應(yīng)標(biāo)記裝配，以免裝錯(cuò)破壞傳動(dòng)軸總成的動(dòng)平衡。
傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度和夾角及它們的變化范圍由汽車總布置設(shè)計(jì)決定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證在傳動(dòng)軸長(zhǎng)度處在最大值時(shí)，花鍵套與軸有足夠的配合長(zhǎng)度；而在長(zhǎng)度處在最小時(shí)不頂死。傳動(dòng)軸夾角的大小直接影響到萬(wàn)向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬(wàn)向傳動(dòng)的效率和十字軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性。
§4.1 萬(wàn)向傳動(dòng)的計(jì)算載荷
萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸因布置位置不同，計(jì)算載荷是不同的。本次設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸布置在變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間。計(jì)算載荷的設(shè)計(jì)方法有三種：1）按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一擋傳動(dòng)比來(lái)確定；2）按驅(qū)動(dòng)輪打滑來(lái)確定；3）按日常平均使用轉(zhuǎn)矩來(lái)確定。
在此設(shè)計(jì)中采用根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一擋傳動(dòng)比來(lái)計(jì)算。由公式：
（4-1）
式中：--傳動(dòng)軸計(jì)算載荷，單位：；
--猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，在此取=2；
--發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，單位：N.m；
K --液力變矩器變矩系數(shù)，k=1;
--變速器一擋傳動(dòng)比，；
--分動(dòng)器傳動(dòng)比，；
--發(fā)動(dòng)機(jī)到萬(wàn)向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率，％；
n—計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，為1。
由公式（3—1）：
對(duì)萬(wàn)向傳動(dòng)軸進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，計(jì)算載荷取，安全系數(shù)一般取2.5-3.0 。
§4.2 十字軸設(shè)計(jì)計(jì)算
十字軸萬(wàn)向節(jié)的損壞形式主要有十字軸軸頸和滾針軸承的磨損，十字軸軸頸和滾針軸承碗工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。一般情況下，當(dāng)磨損或壓痕超過(guò)0.15mm時(shí)，十字軸萬(wàn)向節(jié)便應(yīng)報(bào)廢。十字軸的主要失效形式是軸頸根部的斷裂，所以在設(shè)計(jì)十字軸萬(wàn)向節(jié)時(shí)，應(yīng)保證十字軸軸頸有足夠的抗彎強(qiáng)度。
本次設(shè)計(jì)參考《底盤設(shè)計(jì)》（吉林工業(yè)大學(xué)出版），根據(jù)不同噸位載重汽車的十字軸總成初選其尺寸：
十字軸：H=90mm d=20mm h=16mm
設(shè)各滾針對(duì)十字軸軸頸作用力的合力為F，則：
（4-2）
式中：--萬(wàn)向傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；
r--合力F作用線到十字軸中心之間的距離，r=37mm；
--萬(wàn)向傳動(dòng)的最大夾角，取 。
則由式（4—2）可得:
十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力應(yīng)滿足：
（4-3）
式中：--十字軸軸頸根部彎曲應(yīng)力，單位：；
--十字軸軸頸直徑，；
--十字軸油道孔直徑，；
s--合力F作用線到軸頸根部的距離，s=8mm；
--彎曲許用值，為 。
由公式（3—3）可得：
滿足強(qiáng)度要求。
十字軸軸頸的切應(yīng)力應(yīng)滿足：
（4-4）
則由已知數(shù)據(jù)可得：
滿足切應(yīng)力許用范圍 。
§4.3 十字軸滾針軸承的計(jì)算
滾針軸承中的滾針直徑一般不小于1.6mm，以免壓碎。而且差別要小，否則會(huì)加重載荷在滾針間分配的不均勻性。一般控制在0.003mm以內(nèi)。滾針軸承徑向間隙過(guò)大時(shí)，承受載荷的滾針數(shù)減少，有出現(xiàn)滾針卡住的可能性；而間隙過(guò)小時(shí)，有可能出現(xiàn)所熱卡住或因贓物阻滯卡住，合適的間隙為0.009-0.095mm .滾針軸承得軸向總間隙以0.08-0.30mm為好。滾針的長(zhǎng)度一般不超過(guò)軸頸的長(zhǎng)度。使其既有較高的承載能力，又不致因滾針果場(chǎng)發(fā)生歪斜而造成應(yīng)力集中。滾針得軸向間隙一般不超過(guò)0.2-0.4mm 。
滾針軸承的接觸應(yīng)力為：
（4-5）
式中：--滾針直徑，；
--十字軸軸頸直徑，；
--滾針工作長(zhǎng)度，。
其中，為合力F作用下一個(gè)滾針?biāo)艿淖畲筝d荷（N），可有下式求得:
(4-6)
式中：i—滾針列數(shù)，i=1；
Z—每列中滾針數(shù)，Z=22 。
則:
由公式（4-5）可得:
當(dāng)滾針和十字軸軸頸表面硬度在58HRC以上時(shí)，許用接觸應(yīng)力為3000-3200，即滿足接觸強(qiáng)度要求。
計(jì)算結(jié)果: 滾針直徑；
工作高度；
列數(shù) i=1；
單列滾針數(shù)Z=22
§4.4 萬(wàn)向節(jié)叉的設(shè)計(jì)計(jì)算
由于十字軸萬(wàn)向節(jié)主、從動(dòng)叉軸轉(zhuǎn)矩 、的作用，在主、從動(dòng)萬(wàn)向節(jié)叉上產(chǎn)生相應(yīng)的切向力 、和軸向力 、 。
圖4-1 作用在萬(wàn)向節(jié)叉及十字軸上的力
（a） 初始位置 時(shí)；（b）主動(dòng)叉軸轉(zhuǎn)角時(shí)
（4-7）
式中：R—切向力作用線與萬(wàn)向節(jié)叉軸之間的距離；
--轉(zhuǎn)向節(jié)主動(dòng)叉軸之轉(zhuǎn)角；
--轉(zhuǎn)向節(jié)主、從動(dòng)叉軸之夾角。
在十字軸軸線所在平面內(nèi)并作用于十字軸的切向力與軸向力的合力為：
（4-8）
圖（a）為主動(dòng)叉位于與初始位置的受力狀況，此時(shí) ，達(dá)最大值：
（4-9）
圖（b）為主動(dòng)叉軸轉(zhuǎn)角時(shí)的受力狀況，這時(shí) 、及均達(dá)最大值：
（4-10）
圖4-2 萬(wàn)向節(jié)叉危險(xiǎn)截面示意圖
萬(wàn)向節(jié)叉在力作用下承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，在截面B-B處，彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為：
（4-11）
式中: 、--抗彎截面系數(shù)和抗扭截面系數(shù) ，對(duì)于本設(shè)計(jì)中矩形截面：
（4-12）
根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)可知：
H=80mm b=18mm k=0.246 a=16mm e=45mm
則：
萬(wàn)向節(jié)叉由45鋼制造，其彎曲應(yīng)力不應(yīng)大于 ，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力不應(yīng)大于 。而設(shè)計(jì)計(jì)算所得結(jié)果滿足條件要求。
§4.5 傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算
萬(wàn)向傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)與其所連接的萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。通常，萬(wàn)向傳動(dòng)軸由中間部分和端部組成，中間部分可為實(shí)心軸或?yàn)榭招妮S管。本次設(shè)計(jì)采用空心軸管。空心的軸管具有較小的質(zhì)量但能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，且較實(shí)心軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速，故用作汽車傳動(dòng)系的萬(wàn)向傳動(dòng)軸。
傳動(dòng)軸管由低碳鋼板卷制的電焊鋼管制成，軸管外徑及內(nèi)徑是根據(jù)所傳遞最大轉(zhuǎn)矩、最高轉(zhuǎn)速及長(zhǎng)度按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（YB242-63）選定，并校核臨界轉(zhuǎn)速及扭矩強(qiáng)度。
傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速與其長(zhǎng)度及斷面尺寸等有關(guān)。由于沿軸管表面鋼材質(zhì)量分布的不均勻性以及在旋轉(zhuǎn)使其本身質(zhì)量產(chǎn)生的離心力所引起的靜撓度，使軸管產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，后者在一定的轉(zhuǎn)速下會(huì)導(dǎo)致軸管的斷裂。所謂傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速是指旋轉(zhuǎn)軸失去穩(wěn)定的最低轉(zhuǎn)速，它決定于傳動(dòng)軸的尺寸、結(jié)構(gòu)及其支撐情況。為了確定臨界轉(zhuǎn)速，可研究一下兩端自由支撐與剛性球鉸上的軸（見(jiàn)下圖）：
圖4-3 傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算示意圖
設(shè)軸的質(zhì)量m集中于O點(diǎn)，且O點(diǎn)偏離旋轉(zhuǎn)軸線的量為e，當(dāng)軸以角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的離心力為：
式中：y—軸在其離心力作用下產(chǎn)生的撓度。
與離心力相平衡的彈性力為：
式中：c—周的側(cè)向剛度，對(duì)于質(zhì)量分布均勻且兩端自由地支撐于球形鉸接的軸，其側(cè)向剛度為：
E—材料的彈性模量，可??；
J—軸管截面的抗彎慣性矩。
因
故有
認(rèn)為在達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速的角速度時(shí)，傳動(dòng)軸將破壞，即，則有：
（4-13）
傳動(dòng)軸管：
式中：D、d—軸管的外徑及內(nèi)徑，mm. D=80mm,d=76mm;
L—傳動(dòng)軸的支撐長(zhǎng)度，取兩萬(wàn)向節(jié)之中心距，mm；
--軸管材料的密度，對(duì)于鋼 ；
將上述c、J及m的表達(dá)式代入（3-13），令
則得傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速為：
（4-14）
由于傳動(dòng)軸動(dòng)平衡的誤差，伸縮花間聯(lián)接的間隙以及支承的非剛性等，傳動(dòng)軸的實(shí)際臨界轉(zhuǎn)速要低于所計(jì)算的臨界轉(zhuǎn)速。因此引進(jìn)安全系數(shù)K，并?。?
式中：--相應(yīng)于最高車速時(shí)傳動(dòng)軸最大轉(zhuǎn)速，r/min;
--傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速,r/min;
在本次設(shè)計(jì)中，已知D=80mm，d=76mm,L=1200mm;
已知發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。
安全系數(shù)。
§4.6 軸管強(qiáng)度計(jì)算
萬(wàn)向傳動(dòng)軸的尺寸除了要有足夠的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，傳動(dòng)軸的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力可按下式計(jì)算：
（4-15）
式中：--發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N.m;
--變速器一擋傳動(dòng)比；
--動(dòng)載系數(shù)；
--抗扭截面系數(shù)。
傳動(dòng)軸采用空心結(jié)構(gòu)，則：
（4-16）
式中：T—傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩，T=2598820N.mm；
D d—傳動(dòng)軸管的外徑和內(nèi)徑，D=80mm,d=76mm;
傳動(dòng)軸管扭轉(zhuǎn)應(yīng)力不大于，安全系數(shù) 。
§4.7 傳動(dòng)軸花鍵軸的計(jì)算
對(duì)于傳動(dòng)軸上的花鍵軸，應(yīng)保證在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)有足夠的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。通常以底徑計(jì)算其扭轉(zhuǎn)且應(yīng)力。
（4-17）
式中: --傳動(dòng)花鍵軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；
--傳動(dòng)軸傳遞載荷；
--花鍵軸的花鍵內(nèi)徑；
軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為，可初取花鍵軸直徑計(jì)算，然后進(jìn)行強(qiáng)度校核。取，則：
安全系數(shù)為 ，安全系數(shù)一般在2-3左右。即滿足要求。
傳動(dòng)軸滑動(dòng)花鍵采用矩形花鍵，齒側(cè)擠壓應(yīng)力為：
（4-18）
式中：--花鍵處轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)。=1.3-1.4 ；
--花鍵外徑，取 ；
--花鍵內(nèi)徑，取 ；
--花鍵的有效工作長(zhǎng)度， ；
--花鍵齒數(shù)， ； 則：
對(duì)于齒面硬度大于35HRC的滑動(dòng)花鍵，齒側(cè)許用擠壓應(yīng)力為 。故安全系數(shù) ，滿足要求強(qiáng)度。
根據(jù)以前計(jì)算傳動(dòng)軸管強(qiáng)度，可取滑動(dòng)叉軸直徑為56mm 。
第五章 結(jié) 論
在本次設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，首先要做的是對(duì)所設(shè)計(jì)整車有一個(gè)全面的、系統(tǒng)的、整體的認(rèn)識(shí)，明確各自的任務(wù)以及與整車設(shè)計(jì)過(guò)程中的聯(lián)系。在這次設(shè)計(jì)中，我個(gè)人承擔(dān)了離合器及傳動(dòng)軸連部分的設(shè)計(jì)任務(wù)。
離合器是汽車傳動(dòng)系中的重要組成部分它的性能好壞直接影響整車的整體性能。在本次設(shè)計(jì)中，首先對(duì)離合器的類型和各自的特點(diǎn)進(jìn)行分析，然后結(jié)合所設(shè)計(jì)整車的性能要求確定離合器的結(jié)構(gòu)型式。接下來(lái)根據(jù)所確定離合器的形式，按照離合器設(shè)計(jì)要求，對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。其中最重要的是確定離合器的后備系數(shù)、摩擦片的內(nèi)外徑大小、從動(dòng)盤轂連接花鍵齒、壓盤厚度以及離合器蓋等的各個(gè)參數(shù)。并在計(jì)算過(guò)程中，注重個(gè)零部件之間的相互聯(lián)系，即滿足相互之間的約束條件關(guān)系。本次設(shè)計(jì)的拉式膜片彈簧離合器經(jīng)計(jì)算校核能夠滿足所需設(shè)計(jì)要求。而在離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算中也遇到了困難，比如找各個(gè)參數(shù)和杠桿力等等，還有踏板行程和踏板力。
傳動(dòng)軸同離合器一樣，在汽車傳動(dòng)系中起著重要的作用。傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的就是傳動(dòng)軸的動(dòng)平衡以及臨界轉(zhuǎn)速的校核。此次設(shè)計(jì)的3噸柴油貨車，根據(jù)其使用要求和使用條件，同時(shí)參考同類車型的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中采用十字軸式萬(wàn)向節(jié)。通過(guò)一系列參數(shù)的計(jì)算和校核，十字軸式萬(wàn)向節(jié)能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。傳動(dòng)軸連接花鍵的設(shè)計(jì)也是設(shè)計(jì)過(guò)程中重要的一環(huán)。花鍵齒強(qiáng)度和有效接合長(zhǎng)度直接決定傳動(dòng)軸是否能夠有效地傳遞轉(zhuǎn)矩。因此在設(shè)計(jì)中對(duì)傳動(dòng)花鍵進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算之后，要進(jìn)行必要的校核，以確定其能滿足設(shè)計(jì)需要。
此次設(shè)計(jì)，是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次全面回顧和掌握的過(guò)程，同時(shí)也是對(duì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的一次鍛煉。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，是我認(rèn)識(shí)到了自己知識(shí)的缺乏，使我明白了在以后工作過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)的重要性。由于自身知識(shí)和能力的限制，此次設(shè)計(jì)難免存在不足之處。例如，某些計(jì)算部分不夠完整，計(jì)算數(shù)據(jù)不夠合理，整體設(shè)計(jì)不夠合理等。這些都有待日后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)提高。
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[12]孫恒,陳作模. 機(jī)械原理第六版 北京：高等教育出版社，2004
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[18]劉鴻文. 簡(jiǎn)明材料力學(xué) 北京：高等教育出版社 ，2005
致 謝
此次設(shè)計(jì)，是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次全面回顧和掌握的過(guò)程，同時(shí)也是對(duì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的一次鍛煉。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，是我認(rèn)識(shí)到了自己知識(shí)的缺乏，使我明白了在以后工作過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)的重要性。由于自身知識(shí)和能力的限制，此次設(shè)計(jì)難免存在不足之處。例如，某些計(jì)算部分不夠完整，計(jì)算數(shù)據(jù)不夠合理，整體設(shè)計(jì)不夠合理等。
在設(shè)計(jì)中，李水良老師提出的要求和建議使我們學(xué)到了如何認(rèn)真的對(duì)待一項(xiàng)工作，也使我們養(yǎng)成了對(duì)待任何事情都要認(rèn)真、嚴(yán)肅的態(tài)度，同時(shí)也使我們學(xué)會(huì)了如何在工作中克服浮躁心理。李水良老師本人治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度給我們留下了非常深刻的印象，從他的身上我們學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的寶貴經(jīng)驗(yàn)，這一切使我們受益匪淺。還有馬心坦老師在修改我的說(shuō)明書(shū)時(shí)給予了很大的幫助，他嚴(yán)格認(rèn)真細(xì)致的態(tài)度給我留下了很深的印象，我想會(huì)對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作有很大的影響。
此外，在本次設(shè)計(jì)中，我得到了同班其他同學(xué)的大力幫助，更得到了車輛研究所多位老師的熱情指導(dǎo)，他們給我提供了許多寶貴的建議，在這里特此以我向他們致以最誠(chéng)摯的謝意！
再次感謝設(shè)計(jì)過(guò)程中關(guān)心和幫助過(guò)我的老師和同學(xué)！
感謝參與評(píng)審的老師！
曹殿波
2008年5月30日
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