注意:按照课程设计的要求完成,一般对以下部分详细计算: 1) 离合器基本结构尺寸、参数的选择 2) 膜片弹簧的参数计算和选择 3) 从动盘(摩擦片的计算选择) 4) 操纵机构计算
绘图时必须按照设计计算参数绘制,未详细计算部分参考选择,但是必须保证结构正确,无工作干涉,方便加工!
膜片弹簧离合器设计计算(某中型轿车举例)
2摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择
已知条件:某中型轿车发动机数据: 缸数:4缸 排量:1.7升 点火系统:1-3-4-2
最大功率 96/5000 KW/rpm 最大扭矩 220/3500 N·m/rpm
2.1离合器基本性能关系式
为了能可靠地传递发动机最大转矩?cmax,离合器的静摩擦力矩?c应大于发动机最大转矩,而离合器传递的摩擦力矩?c又决定于其摩擦面数Z、摩擦系数f、作用在摩擦面上的总压紧力PΣ与摩擦片平均摩擦半径Rm,即
?c???emax?ZfPrReN?m【1】 (2-1) 式中:?—离合器的后备系数。
f—摩擦系数,计算时一般取0.25~0.30。
Z—摩擦面数
2.2摩擦片外径D与内径d的选择
当按发动机最大转矩?emax(N·m)来确定D时,有下列公式可作参考:
D?100Temax/A【1】
(2-2)
式中A反映了不同结构和使用条件对D的影响,在确定外径D时,有下列经验公式可供初选时使用:
D?KD?Temax轿车:KD=14.5
【1】
(2-3)
轻、中型货车:单片KD=16.0~18.5
双片KD=13.5~15.0
重型货车:KD=22.5~24.0
本次设计所设计的是中型轿车(Temax/nT为220Nm/3500rpm、Pemax/nP为96kw/5000rpm)的膜片弹簧离合器。所设计的离合器摩擦片为单片,选择KD =14.5。所以
D=14.5?220?215mm
按?emax初选D以后,还需注意摩擦片尺寸的系列化和标准化,表2-1为我国摩擦片尺寸标准。
表2-1 离合器摩擦片尺寸系列和参数
外径
内径
厚度
内外径之比d/D
0.687 0.694 0.700 0.667 0.620 0.589 0.583
单位面积
F/mm2
D/mm
160 180 200 225 250 280 300
d/mm
110 125 140 150 155 165 175
h/mm
3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
10600 13200 16000 22100 30200 40200 46600
查出本车将使用单片式离合器,且离合器摩擦片外径为215mm。再查表2-1即可得到摩擦片的具体参数,如下:
摩擦片外径D=225mm 摩擦片内径d=150mm 摩擦片厚度h=3.5mm 摩擦片内外径比d/D=0.667
单面面积F=22100mm2
2.3 离合器后备系数的确定
在开始设计离合器时,一般是参照统计资料,并根据汽车的使用条件,离合器结构形式的特点,初步选定后备系数β。
表2-2 后备系数表
车型 后备系数 轿车、轻型货车 1.30~1.75 中、重型货车 1.60~2.25 越野车、牵引车 2.0~3.5 本设计是中型轿车离合器的设计,该车型属于轿车类型,故选择本次设计的后备系数β在1.30~1.75之间选择。因为该车型为中轿车,取?=1.50。因此有离合器的转矩容量Tc=??cmax=1.5×220=330 N.M
2.4 单位压力P的确定
摩擦面上的单位压力P0值和离合器本身的工作条件,摩擦片的直径大小,后备系数,摩擦片的材料及质量等因素有关。离合器使用频繁,发动机后备功率较小时,P0应取小些;当摩擦片外径较大时,为降低摩擦片外缘热载荷,P0应取小些;后备系数较大时,可适当增大。
当摩擦片采用不同材料时,P0按下列范围选取: 石棉基材料 P0 =0.10~0.35MP 粉末冶金材料 P0 =0.35~0.60MP 金属陶瓷材料 P0 =0.70~1.50MP 本次设计中我们选取摩擦片的材料为石棉基材料。 离合器摩擦力矩根据摩擦定律可表示为:
Tc=fFZRc (2-4)
式中,Tc-------静摩擦力矩;
f--------摩擦面间的静摩擦因素,计算时一般取0.25~0.30;选取f=0.25 F--------压盘施加在摩擦面上的工作压力; Rc ------摩擦片的平均半径;
Z--------摩擦面数,是从动盘的两倍; 所以,Z=2
假设摩擦片上工作压力均匀,则有: