2022年北京切诺基越野汽车离合器设计方案.docx
《2022年北京切诺基越野汽车离合器设计方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年北京切诺基越野汽车离合器设计方案.docx(27页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第 1 章 绪 论1.1 离合器的设计要求在任何条件下行驶,既能牢靠的传递的发动机最大转矩,并有适当的转矩储备,有能防止传动系过载,接合时要完全,平顺,柔和,保证汽车起动时没有抖动和冲 击,分别时要快速,完全,从动部分转动惯量要小,以减轻换挡时的变速器齿轮间的冲击,便于换挡和削减同步器的磨损;应有足够的吸热才能和良好的通风才能,以保证工作时的温度不致过高,延长其使用寿命;应能防止和衰减传动系的扭转与振动, 并且具有吸取振动,缓和冲击和降低噪声的才能;操纵轻巧,精确,以减轻驾驶员的疲惫;作用在从动盘的总压力和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小,以保证有稳固的工作性能;具有足够的强
2、度与动态平稳,以保证其工作牢靠,使用寿命长;结构简洁,紧凑,质量小,制造工艺性好,拆装,修理,调整便利等;11.2 离合器的工作原理当离合器工作时,发动机飞轮是离合器的主动部件,带有摩擦片的从动盘和从动盘毂借滑动花键与变速器第一轴式中: Tc 离合器静摩擦力矩; 后备系数; f 摩擦因数; Z:摩擦面数; po 单位压力; D 摩擦片外径; c 内外径之比;有了上面的关系式,对于肯定的离合器结构而言,只要合理挑选其中的参数,并能满意上面的关系式,就可估算出所设计的离合器是否合适4;2.2 离合器后备系数的挑选后备系数 是离合器一个重要设计参数,它反映了离合器传递发动机最大转矩的牢靠程度;明显,
3、为牢靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长,不宜选的太小;为是离合器尺寸不致过大,削减传动系过载,保证操纵轻巧,不宜选的太大; 当发动机后备功率较大、使用条件较好时,可选的小一些;当使用条件恶劣、需要拖带挂车时,为提高起步才能,削减离合器滑磨,可选的大一些;汽车总质量大,也应选得越大;在挑选时,应保证离合器应能牢靠地传递发动机最大转矩、要防止离合器滑磨过大、要能防止传动系过载;其数值按表2.1 选取,而设计本车的离合器其要求比较的大,初步挑选为 1.60;表 2.1离合器后备系数 的取值范畴车型后备系数乘用车及最大总质量小于6t 的商用车1.20 1.75最大总质量为 6 14t 的商用
4、车1.50 2.25挂车1.80 4.002.3摩擦材料中单位压力和摩擦因数的挑选石棉基摩擦材料的密度小,制造简洁、价格低廉等优点,但受工作温度、单位压力、滑磨速度影响大,主要用于中、轻载荷的工作条件下,而粉末冶金材料的传热性好、热稳固性与耐磨性好、摩擦因数高,故在挑选摩擦片材料是粉末冶金材料中的铁基 ;初选 po 依据表 2.2 中可得:为 0.5MPa,f 为 0.5;5表 2.2摩擦材料中单位压力和摩擦因数的取值摩擦片材料石棉基材料单位压力 po/MPa 0.15 0.250.25 0.35粉末冶金材料模压编织铜基铁基0.35 0.50金属陶瓷材料0.70 1.50摩擦因数 f0.20
5、0.250.25 0.300.25 0.300.35 0.500.42.4 本章小结在离合器的基本性能关系式中我们得知要用到后备系数;摩擦因数;单位压力等一些参数;通过查阅资料,工具用书,图表等我能、我们可以对一些参数取值;为我们接下来的设计运算供应肯定帮忙;第3章 离合器从动盘总成设计3.1 摩擦片的设计摩擦片设计要求:摩擦因数较高且较稳固,工作温度,单位压力,滑磨速度的变化对其影响要小;具有足够的机械强度与耐磨性;密度要小,以削减从动盘的转动惯量;热稳固性好,在高温下分别出粘合剂力,无味,不易烧焦;磨合性能好,不致刮伤飞轮和压盘表面;接合时应平顺,而不产生 “咬合”或“抖动 ”现象;长期停
6、放后,摩擦面间不发生“粘着”现象;离合器摩擦片所用的材料主要有石棉基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和金属陶瓷摩擦材料;石棉基摩擦材料具有摩擦因数较高、密度较小、制造简洁、价格低廉等优点;但它性能不够稳固、摩擦因数受工作温度、单位压力、滑磨速度的影响大,故目前主要应用于中、轻载荷下工作;由于石棉在生产和使用过程中对环境有影响,对人体有害,故以玻璃纤维、金属纤维来代替石棉纤维;粉末冶金和金属陶瓷摩擦材料具有传热性好、热稳固性与耐磨性好、摩擦因数较高且稳固、能承担的单位压力较高以及寿命较长等优点,但价格较贵,密度较大,接合平顺性较差,主要应用于载荷质量较大的商用车上;摩擦片与从动片的连接方式有铆接和粘接
7、两种;铆接方式连接牢靠,更换摩擦片便利,相宜在从动片上安装波形片,但其摩擦面积利用率小,使用寿命短;粘接方式可增大实际摩擦面积,摩擦片厚度利用率高,具有较高的抗离心力和切向力的才能; 但更换摩擦片困难,且使从动盘难以安装波形片,无轴向弹性,牢靠性低;摩擦片材料:粉末冶金材料 其具有传热性好,热稳固性与耐磨性好、摩擦因数较高而且稳固、能承担的单位压力较高及寿命较长等优点);摩擦片与 从动片的连接方式:铆接 式中: Temax 发动机最大转矩; 后备系数; f 摩擦因数; Z:摩擦面数; po 单位压力; D 摩擦片外径; c 内外径之比得到 D=240mm;运算离合器的外径 D 同时参考体会公式
8、 3.2:3.2式中: A 参考系数; D 摩擦片外径; Temax发动机最大转矩;A 取 47,运算得到 D=234mm;初选 D 以后,仍需依据摩擦片尺寸的系列化和标准化进一步确定查找标准 GB145774的规定:6 ;最终确定:外径D=250mm;内径F=30200mm2 ;对摩擦片的厚度 h,我国以规定了厚度为 3.5 mm;d=155mm,内外径之比c=0.620,单片面积3 种规格: 3.2 mm,3.5 mm,4mm,这里挑选2摩擦片的校核;在初步确定完摩擦片的基本尺寸后,要对摩擦片校核:1摩擦片外 Dmm的挑选应使最大圆周速度 vD 不超过 6570m/s:3.3式中: nem
9、ax 发动机的最高转速 摩擦片的内外径比 c 应在 0.530.70 范畴内: c=0.620 0.530.70;3保证离合器牢靠地传递发动机的转矩,并防止传动系过载, 应在 1.2 1.75之间,代入式 2 1:= Tc/ Temax=1.60 1.201.75;4为了削减汽车起步过程中的离合器的滑磨,防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤,离合器每一次接合的单位面积滑磨功应小于其许用值,即:3.4式中: 单位摩擦面积滑磨功 J/mm2; 其许用值 0.4 J/mm2;W 汽车起步时离合器接合一次产生的总滑磨功 J,可以依据下式运算:3.5式中: ne 发动机转速,取 2000r/min;ma 汽
10、车总质量 kg,取 1200kg;rr 汽车轮胎滚动半径 m;i g 汽车起步时所用变速器档位的传动比 ; 数值取 3.8; i0 主减速器传动比,取 4.2;各个数值代入 3 5 式得到: W=14983J;把 W=14983J和摩擦片的各个数值代入式 3.4,得:=0.338J/mm2= 0.4J/mm2;经过校核可知,摩擦片的设计符合相应的设计要求7;3.2 从动盘毂的设计从动盘数及干、湿式的挑选单片干式摩擦离合器,这是由于结构简洁,调整便利,轴向尺寸紧凑,分别完全,从动件转动惯量小,散热性能好,采纳轴向有弹性的从动盘时也能接顺平和等优点符合离合器的设计要求发动机转矩是经从动盘毂的花键孔
11、输出,花键之间为动协作,在离合器分别和结合的过程中,从动盘毂就能在花键轴上自由滑动;我国生产的离合器,其从动盘毂花键多用 SAE 标准,其有关尺寸见表摩擦片发 动 机表 3.2从动盘毂花键的尺寸花键尺寸挤 压的外径D/mm的 最 大转矩齿数n外径内径齿厚有 效 齿长应力160491023183209.81806910262132011.620010810292342511.122514710322643011.325019610352843510.228027510353244012.530030410403254010.532537310403254511.43504711040325501
12、3.0查表 3.2 ,可选花键尺寸如下齿数n=10、外径mm、内径=28mm、齿厚=4mm、有效齿长 l=35mm花键尺寸选定后应进行强度校核;由于花键损坏的主要形式是由于表面受挤压过大而破坏,所以花键要进行挤压应力运算,当应力偏大时可适当增加花键毂的轴向长度;花键的挤压应力 j:3.6式中: Temax 发动机最大转矩; D 花键毂的外径; d花键毂的内径; n花键毂的齿数; l 花键毂的有效长度;从动盘毂一般都由中碳钢锻造而成,并经调质处理,其挤压应力不应大于30MPa;从动盘毂采纳锻钢 40Cr),采纳调质处理,表面和心部硬度在2632HRC;提高花键内孔表面硬度和耐磨度,可采纳镀铬工艺
13、;对减振弹簧窗口及从动片协作处,应进行高频处理;3.3 从动片和波形弹簧片的设计设计从动片,要尽量减轻其重量,并使其质量的分布可能地靠近旋转中心,以获得最小的转动惯量;为了减小转动惯量,从动片做的比较薄,一般在1.3mm2.2mm;依据设计的需要采纳从动片的厚度为2mm,材料为中碳钢板 50 号),表面硬度为 3540HRC,结构采纳分开式弹性从动片结构;波形片材料采纳 65Mn,厚度为 0.7mm,硬度为 4046HRC,并经过表面发蓝处理;3.4 扭转减振器的设计1 ,扭转减震器的组成与功能扭转减震器主要由弹性元件、阻尼元件等组成;弹性元件的作用是降低传动系的手段扭转刚度,从而降低传动系扭
14、转系统的某阶段固有频率,转变系统的故有振型, 使其尽可能躲开由发动机转矩主谐量鼓励引起的共振;阻尼元件的作用是有效地耗散振动能量;因此,扭转减震器具有如下功能;1)降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度,调谐传动系扭振固有频率;2)增加传动系扭振阻尼,抑制扭转共振响应振幅,并衰减因冲击而产生的瞬态频率;3)掌握动力传动系统总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振,消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭转及噪声;35010ab图 3.1扭转减振器工作示意图a 静止状态; b 工作状态1、2 减振弹簧; 3 从动盘本体; 4 阻尼片;离合器接合时,发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了从动盘两侧的摩擦片
15、,带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动;动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂;由于有弹性环节的作用,所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和;传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动,夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量,将扭转振动衰减下来9;扭转减振器的设计运算着重于减振弹簧;1减振弹簧的材料;选用 60Si2MnA 弹簧钢丝;2减振弹簧个数 Zj 的选取;依据表 3.3,由于 D=250mm,所以 Zj 取 6;3减振弹簧的位置半径 R0;减振弹簧的位置半径 R0 一般取 0.600.75d/2,同时为了保证离合器牢靠的传动
16、发动机的转矩,减振弹簧位置直径2R0 约小于摩擦片内径约 50mm,所以取 R0=55mm;4极限转矩 Tj;极限转矩是指减振器在排除了限位销与从动盘毂之间的间隙时所能传递的最大转矩,即限位销起作用时的转矩;它受限于减振弹簧的许用应力等因素,与发动机最大转矩有关,一般可取:Tj=1.52.0Temax3.7式中: Temax发动机最大转矩; Tj 极限转矩;本车取相应系数为 2.0,所以 Tj =400N m;0(5) 扭转角刚度 k ;为了防止引起传动系统的共振,要合理挑选减振器的扭转角刚度 k ,使共振现象不发生在发动机常用的工作转速范畴内;k 取决于减振弹簧的线刚度及其结构布置尺寸:jk
17、 =KZ R21033.8式中: K 每个减振弹簧的线性刚度 N/mm ; Zj 减振弹簧的个数; R0 减振弹簧位置半径 m;减振器的角刚度既要满意传递足够大的转矩的要求,又要满意为了躲开共振而尽量降低其值的要求,这在实际上是做不到的;因此,减振器的角刚度k 的最终确定,常常是结构所答应的设计结果,设计时选k 为: k 1T3j ;由于设计的是越野车的发动机,常工作时的转速是较高的,且保证发动机的工作较稳固,所以挑选 k 较小,取 k =10Tj =4 000N m;0这样每个弹簧的线性刚度为 K= k /KZj R 2=2.1 106 N/mm;6阻尼摩擦转矩 T ;由于减振器扭转刚度 k
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 北京 切诺基 越野 汽车 离合器 设计方案
限制150内