离合器参数设计

根据离合器摩擦片的标准化,系列化原则,根据下表 3、2“离合器摩擦片尺寸系列与参数”
(即 GB1457—74)
表 3、2 离合器摩擦片尺寸系列与参数
外径 D / mm 内径 d / mm
厚度 h / mm
内外径之比 单 位 面 积
d/D
Fra Baidu bibliotekF / mm2
160
110
3、2
0、687
10600
离合器参数设计
180
125
3、5
0、694
13200
200
140
3、5
0、700
16000
225
150
3、5
0、667
22100
250
155
3、5
0、620
30200
280
165
3、5
0、589
40200
300
175
3、5
0、583
46600
325
190
3、5
0、585
54600
350
195
4
0、557
67800
簧一般起始圆锥底角 在 9°～15°之间,
=13
4、膜片弹簧小端半径 rf 及分离轴承的作用半径 rp: rf 的值主要由结构决定,最小值应大 于变速器第一轴花键外径,分离轴承作用半径 r p 大于 rf 。
5、分离指数目 n、切槽宽 、窗孔槽宽 、及半径 rc: 分离指数目 n 常取 18,大尺寸
单位压力:
(3-5) 粉末冶金铁基材料单位压力要求小于 0、35MPa,本离合器的单位压力比规定值小, 故满足要求。
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5、3 膜片弹簧基本参数的选择
1、比值 H/h 与 h 的选择:此比值对膜片弹簧的弹性特性影响极大,因此,要利用 H/ h 对弹 簧特性的影响正确地选择该比值,以得到理想的特性曲线及获得最佳的使用性能。一般汽 车的膜片弹簧 H/h 值在如下范围之内:H/h=1、5～20。 2、R 及 R/r 确定: 比值 R/r 对弹簧的载荷及应力特性都有影响,从材料利用率的角度,比值 在 1、8～2、0 时,碟形弹簧储存弹性的能力为最大,就就是说弹簧的质量利用率与好。因 此设计用来缓与冲击,吸收振动等需要储存大量弹性能时的碟簧时选用。对于汽车离合器 的膜片弹簧,设计上并不需要储存大量的弹性能,而就是根据结构布置与分离的需要来决 定,一般 R/r 取值为 1、2～1、35、对于 R,膜片弹簧大端外径 R 应满足结构上的要求与摩 擦片的外径相适应,大于摩擦片内径,近于摩擦片外径。此外,当 H,h 及 R/r 等不变时,增加 R 有利于膜片弹簧应力的下降。初步确定 R/r= 3、 膜片弹簧起始圆锥底角: 汽车膜片弹
P1=1429、3 =3、7 1
=0、852 1 -0、64 1 2+0、146 1 3
图 5、1 膜片弹簧特性曲线
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2、确定膜片弹簧的工作点位置
取离合器结合时膜片弹簧的大端变形量为
,由
特性曲线图可查得磨片弹簧的压紧力:
小于 6t 的商用车 6~14t 的商用车
后备系数
1、20～1、75 1、50～2、25 1、80~4、00
本设计就是基于一款轻型货车,故选择后备系数 1、2~1、75,取后备系数β=1、5。
3、2 摩擦片外径及其她尺寸的确定
摩擦片外径就是离合器的基本尺寸参数,它对离合器的结构尺寸、质量的大小与使用 寿命的长短都有很大的影响。
(5-1)
(5-2) (3)膜片弹簧小端分离轴承处作用有分离力 P2 时膜片弹簧压盘接触处的变形 与 P2 的 关系式
(4)在 P2 力作用下膜片弹簧小端部分轴承处的变形
(5-3) (5-4)
离合器参数设计 式中 , 为宽度系数:
设 因此式(5、1)就成为:
(5-5)
(5-6) (5-7)
把有关数值代入上述各式得
膜片弹簧可取 24,小尺寸膜片弹簧可取 12,本设计取 n=18。切槽宽 约为 4mm;窗孔槽宽
;窗孔半径 rc 一般情况下由
计算。
6、 承环的作用半径 l 与膜片与压盘接触半径 L:由于采用推式膜片弹簧,l,L 的大小将影
响膜片弹簧的刚度,一般来说,l 值应尽量靠近 r 而略大与 r。L 应接近 R 略小于 R。
摩擦片外径 D(mm)也可根据发动机最大扭矩 Temax(N、m)按如下经验公式进行初选:
(3-1)
式中:KD 为直径系数,轻卡取 17;最大总质量为 1、8～14、0t 的商用车,单片离合器取 16、 0～18、5;Temax 就是发动机最大扭矩,原始设计数据为 110N、m:
由公式(3-1)代入相关数据,取得:D=178mm
7、膜片弹簧材料:制造膜片弹簧用的材料,应具有高的弹性极限与屈服极限,高的静力强度
及疲劳强度,高的冲击强度,同时应具有足够大的塑性变形性能。按上述要求,国内常用的
膜片弹簧材料为硅锰钢 60Si2MnA。
5、4 膜片弹簧的计算
参考同种类产品,并结合本车具体情况,初步选定弹簧的一些参数与尺寸如下:
,
,
,R=112、5mm
离合器参数设计
确定膜片弹簧的所有尺寸 H=7、4mm, h=3、7mm,R=112、5mm,r=90mm,l=92mm
L=110mm,rf=27mm,rp=29mm,n=18,
,
1、根据下式(5、1)画出 P1 — 1 曲线
式中,E—弹性模数,钢材料取 E=2、0× 10 5 Mp;
—泊松比,钢材料取 0、3; h—弹簧片厚,㎜; H—碟簧部分内截锥高,㎜; 1 —大端变形,㎜; R—碟簧部分外半径(大端半径),㎜; r—碟簧部分内半径,㎜; L—膜片弹簧与压盘接触半径,㎜; l—支承环平均半径,㎜; (2)推式轴向变形的关系式
380
205
4
0、540
72900
取摩擦片外径 D=250mm,选定摩擦片的内径 d=155mm,厚度 b=3、5mm。
单位压力的确定
离合器摩擦力矩 Tc 的计算 离合器压盘施加在摩擦面上的工作压力的计算
(3-2)
施加在摩擦面的工作压力为
(3-3)
(3-4) 式中:z 为摩擦面数,单片离合器的 z=2,f 为摩擦面间的静摩擦系数,这里取 0、25。
离合器参数设计
离合器参数设计
3、1 后备系数的选择
离合器的后备系数 反映了离合器传递发动机最大扭矩的可靠度,它就是离合器设
计的一个重要参数。在选择β时,应考虑摩擦片磨损后仍能可靠地传递发动机最大扭矩、
防止离合器滑磨时间过长、防止传动系数过载以及操纵轻便等因素。
表 3、1 后备系数表
车型
乘用车及总质量 最 大 总 质 量 为 挂车