某型拖拉机离合器的设计解析

学校代码：10410

序号：20050393

本科毕业设计

题目：某型拖拉机离合器的设计

学院：工学院

姓名：廖晓文

学号： 20050393

专业：机械设计制造及其自动化

年级： 2005届

指导教师：黎静

二OO九年五月

江西农业大学毕业设计（论文）任务书

摘要

为了提高农业机械化耕作的水平，加快实现农业现代化的步伐，根据现有某拖拉机离合器的工作情况及使用性能，完成某拖拉机离合器的设计。通过离合器的设计，使整车的性能更加优良。在设计离合器时首先应根据车型的类别、使用要求等合理选择离合器型式，并合理选择储备系数、压紧力、摩擦片尺寸等主要参数的具体值。之后进行离合器验算（主要进行磨损、滑磨功及发热验算）和对主要零件的强度计算，并完成了装配图和一些零件图的绘制。实现了离合器的良好使用性和结构工艺性。

关键词:拖拉机离合器储备系数压紧力摩擦片尺寸

Abstract

In order to increase the level of agricultural mechanization in farming, to accelerate the pace of agricultural modernization, according to the existing clutch of a tractor and use of the performance of the work to complete the design of the clutch of a tractor. Through the design of the clutch, so that more excellent performance vehicle. When the first clutch in the design should be based on the type of model, requirements for a reasonable choice to use the clutch type, and a reasonable choice reserve coefficient, compaction, and friction, such as chip size of the specific value of the main parameters. Checked after the clutch (mainly for wear, sliding wear and heat checking Gong) and the main parts of the strength calculation, and the completion of the assembly drawing and mapping a number of parts. To achieve good use of the clutch and the structure of technology.

Key words :Tractor Clutch Reserve coefficient Pressed power

Friction plate size

目录

1.绪论 (6)

1.1离合器概述 (6)

1.2离合器的功能 (6)

1.3离合器的工作原理 (6)

1.4离合器的分类 (7)

1.5离合器的设计要求 (8)

(9)

2.离合器方案的选择

3.离合器主要参数的确定及滑磨功、温升的验算 (10)

3.1离合器的储备系数β (10)

3.2摩擦衬面外径D2 和内径D1 (10)

Q（N）的确定 (12)

3.3压紧力

3.4 离合器磨损验算 (12)

3.5滑磨功的验算 (13)

3.6离合器发热验算 (15)

3.7离合器实际压紧力的影响因素 (16)

(16)

4.离合器主要零件的结构与设计

(16)

4.1离合器轴的计算

4.2压紧弹簧的计算 (18)

(20)

5.总结

(21)

参考文献

致谢 (22)

1.绪论

1.1离合器概述

离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。离合器用来传递和切断发动机传给传动系统和动力输出轴的动力，并防止传动系和动力输出轴过载。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。

1.2离合器的功能

1.保证汽车平稳起步：起步前汽车处于静止状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力突然前冲，不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大，而汽车的驱动力也逐渐增大，从而让汽车平稳地起步。

2.便于换档：汽车行驶过程中，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击，容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小，就容易分开。而待啮合的另一对齿轮，由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等，从而避免或减轻齿轮间的冲击。

3.防止传动系过载：汽车紧急制动时，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性，仍保持原有转速，这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠磨擦力来传递转矩的，所以当传动系内载荷超过磨擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，因而起到了防止传动系过载的作用。

1.3离合器的工作原理

离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质(液力偶合器)，或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。

目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使膜片弹簧大端带动压盘后移，此时从动部分与主动部分分离。

1.4离合器的分类

按操作方式，离合器可以分为外力操纵式离合器和自动离合器。外力操纵式离合器有机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气动操纵式等。机械操纵式离合器又可分为刚性、摩擦、离心和超越等几类。自动离合器能够自动进行结合或分离，不需要人来操纵。自动离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等几种。

拖拉机上目前广泛采用摩擦式离合器。它基本上是由主动部分、从动部分和压紧机构和操纵机构四部分组成。它可按摩擦面的工作条件分为干式和湿式；按片数可分为单片，双片和多片式；按压紧方式分为弹簧压紧式、杠杆压紧式和液力压紧式，现有轮式拖拉机和部分履带拖拉机都采用脚踏板操纵的弹簧压紧式；按离合器在传动系中的作用分为单作用和双作用。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传动动力的基本结构，而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装置。

发动机飞轮是摩擦离合器的主动件，带有摩擦片的从动盘和从动毂借滑动花键与从动轴（即变速器的主动轴）相连。压紧弹簧则将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上，再由此经过从动轴和传动系中一系列部件传给驱动轮。压紧弹簧的压紧力越大，则离合器所能传递的转矩也越大。

由于拖拉机在行驶过程中，需经常保持动力传递，而中断传动只是暂时的需要，因此汽车离合器的主动部分和从动部分是经常处于接合状态的。摩擦副采用弹簧压紧装置即是为了适应这一要求。当希望离合器分离时，只要踩下离合器操纵机构中

的踏板，套在从动盘毂的环槽中的拨叉便推动从动盘克服压紧弹簧的压力向松开的方向移动，而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力的传递。

当需要重新恢复动力传递时，为使拖拉机速度和发动机转速变化比较平稳，应该适当控制离合器踏板回升的速度，使从动盘在压紧弹簧压力作用下，向接合的方向移动与飞轮恢复接触。二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮和从动盘接合还不紧密，二者之间摩擦力矩比较小时，二者可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘接合紧密程度的逐步增大，二者转速也渐趋相等。直到离合器完全接合而停止打滑时，汽车速度方能与发动机转速成正比。

摩擦离合器所能传出的最大转矩取决于摩擦面间的最大静摩擦力矩，而后者又由摩擦面间最大压紧力和摩擦面尺寸及性质决定。故对于一定结构的离合器来说，静摩擦力矩是一个定值，输入转矩一达到此值，离合器就会打滑，因而限制了传动系所受转矩，防止超载。

1.5离合器的设计要求

1 在任何行驶条件下，传递发动机最大扭矩的能力有适当的储备。

2 接合要平顺，以保证汽车起步的平稳，没有抖动和冲击。

3 分离时要彻底，迅速。

4 离合器从动部件传动惯量要小，以便换档和减少换档时齿轮的冲击。

5 应设有扭转减振阻尼装置，使汽车传动系在工作转速范围内避免扭转共振，且具备

吸收振动能量，缓和冲击，降低噪声的能力，对于怠速时的振动和噪声的能力，对怠速时的振动和噪音也要引起重视。

6 具有良好的通风散热条件和必要的热容量，以保证离合器工作温度不以过高。

7 操纵轻便。

8 使用寿命要长，力求与汽车传动系其它总成等寿命。

9离合器使用过程中，摩擦扭矩变化要求，从保证离合器工作性能稳定。

10结构简单，紧凑，质量小，工艺性好，维修方便及适合大批量生产。