离合器的设计计算及说明

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1、第3章离合器的设计计算及说明3.1离合器设计所需数据表3.1　离合器原始数据汽车的驱动形式6×6汽车最大加载质量20550kg汽车的质量11450kg发动机位置前置发动机最大功率280KW发动机最大转速1400r/min发动机最大扭矩≥109kgf.m离合器形式单片干式GF420气助力操纵形式液压人力操纵摩擦片最大外径f=420mm踏板行程mmig1=13.04ig2=8.48ig3=6.04ig4=4.39ig5=3.43ig6=2.47ig7=1.76ig8=1.28ig9=1.00igR=11.77（R

2、）汽车最大时速85km/h3.2离合器主要参数的选择后备系数β后备系数β是离合器设计中的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择β时，应考虑摩擦片在使用中的磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩、防止离合器滑磨时间过长、防止传动系过载以及操纵轻便等因素。乘用车β选择：1.20～1.75，本次设计取β=1.2。（1）后备系数β是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度，选择β时，应从以下几个方面考虑：a.摩擦片在使用中有一定磨损后，离合器还能确保传递发动机最大扭矩；b.

3、防止离合器本身滑磨程度过大；c.要求能够防止传动系过载。通常轿车和轻型货车β=1.2～1.75。结合设计实际情况，故选择β=1.5。则有β可有表3.2查得β＝2.0。表3.2　离合器后备系数的取值范围车型后备系数β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的商用车1.50～2.25挂车1.80～4.00摩擦片的外径可有式:（3.3）求得为直径系数，取值见表3.3取得D=221.11mm。表3.3　直径系数的取值范围车型直径系数乘用车14.6最大总质量为1.8～14.0t的商用车

4、16.0～18.5(单片离合器)13.5～15.0(双片离合器)最大总质量大于14.0t的商用车22.5～24.0摩擦片的尺寸已系列化和标准化,标准如下表(部分):表3.4　离合器摩擦片尺寸系列和参数外径Dmm160180200225250280300325内径dmm110125140150155165175190厚度/mm3.23.53.53.53.53.53.53.50.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.6760.6670.6570.7030.7620.7

5、960.8020.800单面面积cm2106132160221302402466546摩擦片的摩擦因数取决于摩擦片所用的材料及基工作温度、单位压力和滑磨速度等因素。可由表3.5查得：摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸。本题目设计单片离合器，因此Z=2。离合器间隙Δt是指离合器处于正常接合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙。该间隙Δt一般为3～4mm。取Δt=4mm。表3.5　摩

6、擦材料的摩擦因数的取值范围摩擦材料摩擦因数石棉基材料模压0.20～0.25编织0.25～0.35粉末冶金材料铜基0.25～0.35铁基0.30～0.50金属陶瓷材料0.4离合器的静摩擦力矩为：（3.4）与式（3.1）联立得：（3.5）代入数据得：单位压力MPa。表3.6　摩擦片单位压力的取值范围摩擦片材料单位压力/MPa石棉基材料模压0.15~0.25编织0.25~0.35粉末冶金材料模压0.35~0.50编织金属陶瓷材料0.70~1.503.3摩擦片基本参数的优化（1）摩擦片外径D（mm）的选取应使最大圆周

7、速度不超过65～70m/s，即m/sm/s（3.6）式中，为摩擦片最大圆周速度（m/s）；为发动机最高转速(r/min)。（2）摩擦片的内、外径比应在0.53～0.70范围内，即（3）为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围内，最大范围为1.2～4.0。（4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器振器弹簧位置直径约50mm，即mm（5）为反映离合器传递的转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即（3.7）式中，为单位摩擦面积传递的转矩

8、(N.m/mm2)，可按表3.6选取经检查,合格。表3.7　单位摩擦面积传递转矩的许用值离合器规格0．280．300．350．40（6）为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型，单位压力的最大范围为0.11～1.50MPa,即MPaMPaMPa（7）为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，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摩擦面积滑磨功应小于其许用值,即（3.8）式