某拖拉機離合器設(shè)計
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某拖拉機離合器設(shè)計
1 緒論
1.1引言
拖拉 機 是 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可替代的動力機械。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中拖拉機與相應的農(nóng)具配合具有廣泛的用途:大型拖拉機可以滿足開荒、整地、深松耕作和聯(lián)合式機械作業(yè)的需要，可以進行農(nóng)田基本建設(shè)、改造低產(chǎn)田、進行農(nóng)業(yè)開發(fā)和農(nóng)村山、水、林、田、路的工程建設(shè)等;中型拖拉機既可以搞播種、中耕、施肥、噴霧和收獲等田間作業(yè)，又可以搞排灌、脫粒、農(nóng)副產(chǎn)品加工等固定作業(yè)，還可以擔負農(nóng)村繁重的農(nóng)田運輸和流通領(lǐng)域的運輸任務:小型拖拉機適于家庭農(nóng)副業(yè)開發(fā)、運輸?shù)取?
離合器看似結(jié)構(gòu)簡單、工作原理淺薄，但是其結(jié)構(gòu)的發(fā)展卻經(jīng)歷了上百年，融合了幾代人的智慧和心血才達到今天的地步，其設(shè)計理論也從傳統(tǒng)的機械、力學領(lǐng)域深入到熱、電、材料、控制等眾多領(lǐng)域。今天，技術(shù)已發(fā)展到電子化、信息化，離合器的發(fā)展也面臨著用新的技術(shù)進行改造和提高。查閱了大量文獻發(fā)現(xiàn)汽車離合器的設(shè)計文獻很多，但拖拉機離合器的文獻卻很少。
1.2離合器的作用
離合器主要的功用是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機對傳動系的動力傳遞，保證拖拉機起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保拖拉機平穩(wěn)起步；在換檔時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換檔齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動系各零件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲
1.3離合器的發(fā)展
在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它是將發(fā)動機飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動件，采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀20年代中葉，對當時來說，錐形離合器的制造比較容易，摩擦面容易修復，摩擦材料曾用過駝毛帶、皮革帶等。那時也曾出現(xiàn)過蹄一鼓式離合器來替代錐形離合器，該結(jié)構(gòu)采用的是內(nèi)蹄一鼓式，這種結(jié)構(gòu)型式有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面，蹄一鼓式離合器所用的摩擦元件為木塊、皮革帶等，其質(zhì)量較錐形離合器小。無論錐形離合器或蹄一鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動件根本無法分離的自鎖現(xiàn)象?，F(xiàn)在所用的盤片式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，是直到1925年以后才出現(xiàn)的。其主要優(yōu)點是：起步時離合器的接合比較平順、無沖擊。石棉基摩擦材料的引入和改進使得盤片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。
此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。如今，單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面相當完善，廣泛用于大、中、小各類車型中，早期的單片干式離合器有與錐形離合器相類似的問題，即離合器接合時不夠平順。第一次世界大戰(zhàn)后，單片離合器的從動盤金屬片上是沒有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動件飛輪和壓盤上，彈簧布置在中央，通過杠桿放大后作用在壓盤上，后來改用多個直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤上，使壓盤上彈簧的工作壓力分布更均勻，成為現(xiàn)在的螺旋彈簧布置方法。
1.4對所設(shè)計離合器的要求
拖拉機廣泛采用片式摩擦離合器，其結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合后傳遞動力時幾乎沒有功率損失，對離合器的基本要求：
1） 在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備，又能防止過載。
2） 接合時要完全、平順、柔和，保證起初起步時沒有抖動和沖擊。
3） 分離時要迅速、徹底。
4） 從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換檔時變速器齒輪間的沖擊，便于換檔和減小同步器的磨損。
5） 應有足夠的吸熱能力和良好的通風效果，以保證工作溫度不致過高，延長壽命。
6） 操縱方便、準確，以減少駕駛員的疲勞。
7） 具有足夠的強度和良好的動平衡，一保證其工作可靠、使用壽命長。
1.5離合器的類型的選用及結(jié)構(gòu)
1.5.1 離合器的類型
所設(shè)計的離合器突出兩個特性:具有高性能的質(zhì)量和有相對便宜的價格。
拖拉機上目前廣泛采用摩擦式離合器。它可按摩擦面的工作條件分為干式和濕式；按片數(shù)可分為單片，雙片和多片式；按壓緊方式分為彈簧壓緊式、杠桿壓緊式和液力壓緊式；按離合器在傳動系中的作用分為單作用和雙作用
干式離合器的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用比較可靠，但在使用中也發(fā)現(xiàn)它存在摩擦系數(shù)不穩(wěn)定和磨損較大，影響使用壽命;濕式離合器的工作可靠，壽命更長，使用中無需經(jīng)常調(diào)整，由于摩擦表面用油冷卻，溫度較低，有較強的起步能力，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，使用壽命長，但是濕式離合器優(yōu)點的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實現(xiàn)的，超過這一溫度范圍將起負面效應，正因為有較嚴的要求，所以濕式離合器的結(jié)構(gòu)要比干式復雜得多，這正是造成了一般情況下盡量采用干式離合器的主要原因。.
單片干式摩擦離合器具有從動部分轉(zhuǎn)動慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點:而雙片和多片式離合器接合雖較平順，但分離不徹底、從動部分轉(zhuǎn)動慣量大、中間壓盤散熱不良，一般只應用在徑向尺寸受限或采用單片時摩擦轉(zhuǎn)矩不夠的場合.離合器的摩擦材料我國以石棉基的摩擦襯面用得較多，適于在中、輕載荷下工作，制造容易，成本低:粉末冶金襯面適宜于重載荷下工作，制造成本高。
彈簧壓緊式離合器的壓緊力可由布置在圓周上的若干個旋轉(zhuǎn)彈簧產(chǎn)生，也可由碟形彈簧、膜片彈簧或由一個中央螺旋彈簧產(chǎn)生。在離合器中應用較多的是圓柱螺旋彈簧、碟形彈簧和膜片彈簧
綜上最終設(shè)計的離合器為圓柱彈簧單片干式離合器。
1.5.2離合器的結(jié)構(gòu)
1）主動部分 包括飛輪、離合器蓋和壓盤，它與發(fā)動機曲軸一起旋轉(zhuǎn)。離合器蓋用螺釘固定在飛輪上，壓盤一般通過凸臺或傳動片與離合器蓋聯(lián)接，由飛輪帶動旋轉(zhuǎn)。分離或接合離合器時，壓盤作少量的軸向移動。
2）從動部分 包括從動盤和離合器軸。從動盤安裝在飛輪與壓盤之間，從動盤通過轂孔內(nèi)花鍵與離合器聯(lián)接，可作少量軸向移動。離合器軸用聯(lián)軸器聯(lián)接到變速器的主動軸上。
3）壓緊機構(gòu) 由裝在壓盤與離合器蓋之間的螺旋彈簧組成，螺旋彈簧在壓盤四周方向上均勻分布。
4）操縱機構(gòu) 由分離軸承、分離軸承座、分離杠桿、踏板、撥叉等組成。分離軸承座活套在離合器軸上，并可軸向移動。分離杠桿支撐在離合器蓋上，通過分離杠桿與壓盤聯(lián)接。分離杠桿沿壓盤圓周均布。
2 離合器主要參數(shù)的確定
片式摩擦離合器的主要參數(shù)是：離合器儲備系數(shù)β、摩擦面所受壓緊力F、摩擦面外徑D2 和內(nèi)徑D1。已知技術(shù)參數(shù)：發(fā)動機轉(zhuǎn)速：1500r/min，發(fā)動機功率：55kw，發(fā)動機標定轉(zhuǎn)矩：Teb為351.2N·m
2.1離合器的儲備系數(shù)β
儲備系數(shù)β是離合器的最大摩擦轉(zhuǎn)矩TLmax與發(fā)動機標定轉(zhuǎn)矩Teb之比，
可寫成：β=TLmax/Teb
儲備系數(shù)β的大小對離合器的工作性能影響很大:β太小,在壓緊力或摩擦系數(shù)降低時,使離合器不能可靠地傳遞發(fā)動機全部轉(zhuǎn)矩,并會使滑磨功增加;增大β可減少滑磨功，減輕發(fā)熱和磨損，但離合器尺寸變大，傳動系過載保護減弱，操縱功增加。對于彈簧壓緊式和帶有補償彈簧的杠桿式離合器，一般β=2.4~2.6;剛性杠桿壓緊式干式離合器β=2.8~3.5；濕式離合器β=2.0~2.5.雙作用離合器中的副離合器的儲備系數(shù)可低于主離合器，但不宜小于2.0.在工作繁重、離合頻繁或發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，β應取較大些；如果摩擦系數(shù)和壓緊力較穩(wěn)定，則β可取小些。為了符合履帶拖拉機的實際工作情況，選擇離合器的儲備系數(shù)為β=2.5。其中有發(fā)動機的標定轉(zhuǎn)矩Teb為351.2N·m，從而得到離合器的最大摩擦轉(zhuǎn)矩：
TLmax=β·Teb=2.5·351.2=878 N·m。
2.2摩擦襯面外徑D2 和內(nèi)徑D1
對于采用石棉襯面的單片干式離合器，摩擦襯面外徑D2 （ mm）可參考經(jīng)驗公式初選： D2= KD
式中 KD———直徑系數(shù)。查手冊初選KD值為55。所以有：
D2= KD=55× =55×7.055=388.025mm≈388 mm
當摩擦片外徑D2確定后，摩擦片內(nèi)徑D1可根據(jù)D1/ D2在0.53～0.70之間來確定當D1/ D2=0.53時，求得D1=205.64mm，根據(jù)離合器內(nèi)部和壓盤的內(nèi)徑大小，我們?nèi)1=204mm 。
當發(fā)動機標定轉(zhuǎn)矩Teb較大，按上式初選的D2受到飛輪結(jié)構(gòu)尺寸的限制難以實現(xiàn)時，可考慮采用雙片結(jié)構(gòu)，以發(fā)動機標定轉(zhuǎn)矩之半代入上式。KD值可取較大值以初選D2。
2.3壓緊力F（N）的確定
由公式 F=
式中 RP———摩擦合力作用半徑（mm）;
可取RP=;
代入數(shù)據(jù) D2 =388mm , D1=204mm, 可得RP≈152.8mm
n——摩擦面對數(shù)，單片n=2，雙片n=4；
μ——摩擦系數(shù)，通常干式石棉摩擦襯面取μ=0.3 見下表1
將以上數(shù)據(jù)代入上式有：
離合器摩擦襯面的磨損與單位壓力P有關(guān)。
P=
驗算的單位壓力P應在表1所給的范圍內(nèi)。當摩擦襯面直徑較大時，相對滑磨速度大，P應取小些。
驗算：
表1 摩擦系數(shù)μ和許用單位壓力［P］
摩擦副材料
μ
［P］(Mpa)
干式
濕式
干式
濕式
鋼、鑄鐵對鋼
0.15~0.18
0.03~0.08
0.25~0.40
0.6~1.0
鋼、鑄鐵對石棉
0.25~0.3
0.08~0.15
0.10~0.25
0.2~0.5
鋼、鑄鐵對粉末冶金
0.25~0.4
0.06~0.12
0.40~0.60
1.2~2.0
鋼、鑄鐵對紙基襯面
—
0.10~0.13
0.5~2.5
驗算：
得到的P在0.10~0.25的范圍內(nèi)。符合要求。
3.離合器滑磨功、溫升的驗算
3.1離合器滑磨功驗算
離合器結(jié)合過程中由于主、從動片轉(zhuǎn)速不同，產(chǎn)生相對滑磨，滑磨產(chǎn)生的熱量使離合器的摩擦元件溫度升高，摩擦系數(shù)降低，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力下降，甚至導致摩擦襯面因過熱而燒損。可見離合器結(jié)合過程中，滑動功產(chǎn)生的熱量是影響離合器壽命的重要因素。
離合器結(jié)合一次的滑磨功W（J）用下式估算：
W= =37623.73（J）
式中 ——發(fā)動機曲軸的標定轉(zhuǎn)速（rad/s）;1500 rad/s
β——離合器儲備系數(shù)；
——換算到曲軸上的發(fā)動機運動部分的轉(zhuǎn)動慣量，一般按飛輪轉(zhuǎn)動慣量Jm的1.2倍計算（kgm2）;
JT ——換算到離合器軸上的拖拉機機組的轉(zhuǎn)動慣量（kgm2）；
JT =
——拖拉機機組質(zhì)量，一般按拖拉機使用時整機質(zhì)量與所帶滿載拖車質(zhì)量之和計算（kg）；
——驅(qū)動輪的動力半徑（m）;
——傳動系總傳動比，輪式拖拉機按能帶拖車由靜止起步各檔中最高檔計算。
為40.3
通常以單位摩擦面積的滑動功（單位滑磨功）ω來評價離合器的耐磨性：
ω= (J/mm2)
符合要求。式中 n——摩擦面對數(shù)。
3.2離合器溫升驗算
驗算受熱最嚴重的零件在離合器接合一次中溫升Δτ。當采用石棉襯面時，應驗算壓盤（單片式）或中間壓盤（雙片或多片式）的溫升。
Δτ= （°C）
式中：
——所驗算零件吸收熱量占總熱量的百分比，單片式=0.5；雙片或多片式的中間壓盤=；
——驗算零件的質(zhì)量（kg）
c——比熱容，鋼、鐵比熱容為481.5J/kg·°C
離合器大概質(zhì)量為100Kg,代入數(shù)據(jù)可得：
Δτ= 符合要求
如果Δτ過大，應采取措施加強通風散熱或加大零件質(zhì)量，保證摩擦表面的最高溫度不致過高，防止摩擦系數(shù)急劇降低導致襯面燒損。也可改用高溫下性能較穩(wěn)定的粉末冶金襯面或采用濕式離合器。
4 離合器主要零件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計
4.1壓緊彈簧
布置在圓周上的螺旋彈簧個數(shù)z一般為3的倍數(shù)，在此去15個彈簧。離合器接合時，每個彈簧產(chǎn)生的壓緊力F0=F/z ；分離時，由于彈簧變形量增加，彈簧壓力增大至 F0+ΔF0 = F0 +nk·ΔS。式中k為彈簧剛度，一般在25~40N/mm范圍內(nèi)；ΔS為分離時每對摩擦面間的間隙；n為摩擦面對數(shù)。當n=2（單片式）時，ΔS=0.75~1.0mm；n=4 (雙片式)時，ΔS=0.5~0.9mm；n＞4(多片式)時，ΔS=0.3~0.45mm。當襯面間裝有波狀彈簧片時，ΔS應相應增大。
離合器徹底分離時，彈簧變形量最大，其剪切應力τ（Mpa）也最大，可按下式計算:
式中 DP——彈簧圈中徑（mm）；
d——彈簧鋼絲直徑（mm）,尺寸應符合標準；
K——彈簧的曲度系數(shù)，
=1.28 =5.4.
通常取C=5~8,對碳素彈簧鋼絲和60SiMn等材料，許用剪切應力［τ］=600～800Mpa,最大不超過900 Mpa.
彈簧的剛度k 為：
（N/mm）
式中 G ——鋼的剪切彈性模量， G =Mpa；
——彈簧的有效工作圈數(shù)。
彈簧鋼絲直徑 =5mm。
彈簧中徑DP=D-d=32-5=27mm。D為彈簧外徑取值為32mm。
彈簧有效的工作圈數(shù)=
將上述數(shù)據(jù)代入=460（Mpa）≤［τ］=600～800Mpa符合要求。
如增加 可使彈簧剛度下降，操縱省力，但因受結(jié)構(gòu)布置或彈簧穩(wěn)定性的限制，不宜過大。通常把ΔF0 /F0 =0.2作為一個指標來初步確定彈簧剛度，然后求。彈簧總?cè)?shù)N=+（1.5~2）。
當彈簧壓力不夠，增加彈簧個數(shù)又受結(jié)構(gòu)布置限制時，為避免因采用較粗的彈簧鋼絲導致剛度過大，常采用組合彈簧，即兩個中徑不同，旋向相反的內(nèi)外彈簧套在一起，內(nèi)、外彈簧需分別定位。
4.2離合器軸
離合器軸的結(jié)構(gòu)取決于離合器的類型和傳動系的布置。
1.選擇軸的材料為，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理查得
2.求主動齒輪上功率P，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T。
P的確定：
其中P=
式中 Po—發(fā)動機的功率。 因此P=55kw。
N的確定：取拖拉機一檔時的轉(zhuǎn)速為計算依據(jù)：由n=。
式中—發(fā)動機在額定功率下的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩的確定：
=9550000x=9550000xN。
初步確定軸的最小直徑：由于軸屬于轉(zhuǎn)軸只受轉(zhuǎn)矩的作用，應按扭轉(zhuǎn)強度條件計算軸的直徑。
扭轉(zhuǎn)強度條件為。
式中：—軸的扭轉(zhuǎn)切應力，T—軸所受的扭矩Nmm，n—軸的轉(zhuǎn)速n/ 分鐘，—軸的抗扭截面摸量，，P—軸所傳遞的功率kw, —軸的許用扭轉(zhuǎn)切應力。
對實心軸=，以此代入上式可得軸的直徑（mm）
式中c為取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)切應力的系數(shù) 把數(shù)據(jù)代入上式得：
輸入主動軸的最小直徑顯然是右端螺桿處的直徑，為了使所 選的軸直徑d與螺母的內(nèi)螺紋孔相適應，故需同時選取螺母，查機械設(shè)計手冊選軸徑為d=27mm。
1、 按彎扭合成應力校核軸的強度
（1） 求作用在花鍵的力
因已知花鍵的直徑為
d=36mm。
式中 —花鍵所受的圓周力。
—花鍵所受的徑向力。
—花鍵所受的軸向力。
（2） 求作用于軸上支反力：
將，，三個力分解到水平和垂直兩個平面來進行分析：
求垂直面的支承反力：
求水平面的支承反力：
求垂直面彎矩并作彎矩圖：
求水平面彎矩并作彎矩圖：
求合成彎矩并作彎矩圖
2、 軸的轉(zhuǎn)矩T=2323739Nmm
3、
4、 求危險截面的當量彎矩，有圖可見齒輪中間截面為危險截面，其當量彎矩力如認為軸的扭切應力是脈動循環(huán)變應力，取折合系數(shù)a=0.6,代入上式可得
5、 校核軸的強度
已知軸的計算彎矩后即可針對某些危險截面（即計算彎矩大而直徑可能不足的截面）作為強度校核計算，通常只校核軸上承受最大計算彎矩的截面的強度。
式中w—彎矩 值為代入上式可得
=故符合要求。
5 壓盤、離合器蓋、分離杠桿與從動盤
5.1壓盤
壓盤應具有足夠的質(zhì)量和散熱能力，以減少離合器接合過程中的溫升。壓盤應具有較大的剛度，保證彈簧對摩擦面的壓緊力分布均勻，并減少受熱后的變形。壓盤在飛輪或離合器蓋的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，因此要進行靜平衡，一般不平衡度不大于800g·mm。
壓盤與飛輪應保持良好對中，并由飛輪或離合器蓋驅(qū)動。一般驅(qū)動方式有：螺栓驅(qū)動、凸塊驅(qū)動、銷驅(qū)動，鍵驅(qū)動和花鍵驅(qū)動。這些驅(qū)動方式在壓盤軸向移動時都有摩擦和磨損。
當采用螺旋彈簧壓緊離合器時，為防止彈簧受熱退火，在彈簧與壓盤之間加隔熱墊片。
5.2離合器蓋
一般采用鋼板沖壓或灰鑄鐵制造，我們采用鑄鐵制造，剛度足夠，否則影響離合器的工作特性，增大操縱時的分離行程，減小壓盤升程，嚴重時使摩擦面不能徹底分離。要與飛輪軸線保持良好的對中，以免影響總成的平衡和正常的工作，要進行靜平衡，不平衡度不應大于500 g·mm。在離合器蓋的周圍上，在不影響去剛度、強度要求條件下，為了便于通風散熱，防止摩擦表面溫度過高，可在離合器蓋上開較大的通風窗孔，或在蓋上加設(shè)通風扇片等。
5.3分離杠桿
分離杠桿用三根，徑向布置，分離杠桿采用簡單鉸鏈支承，離杠桿的結(jié)構(gòu)形狀應保證有足夠的剛度;要有調(diào)整裝置以使各杠桿內(nèi)端與分離軸承端面有相等的間隙；杠桿支撐處的摩擦損失要小；注意減少杠桿離心力對鉸支點的力矩，若此力矩使杠桿內(nèi)端經(jīng)常抵壓分離軸承，會使軸承很快損壞，若此力矩使杠桿內(nèi)端向遠離分離軸承方向轉(zhuǎn)動，又會使離合器的壓緊力降低。在實際中應使杠桿質(zhì)心接近支點，同時利用反壓彈簧限制杠桿內(nèi)端甩向分離軸承。
5.4從動盤
從動盤 目前國產(chǎn)拖拉機離合器中采用鉚有石棉摩擦襯面的從動盤較多，它由從動盤港片、摩擦襯面和花鍵轂構(gòu)成。而帶有扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤正日益增多地被用在拖拉機離合器上。
摩擦襯面應具有較高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)；耐磨、熱穩(wěn)定性好；摩擦面間不易發(fā)生膠合現(xiàn)象；具有足夠的機械強度。摩擦襯面按制造工藝、粘結(jié)劑和填料不同而有許多品種， 粉末冶金襯面有銅基和鐵基兩大類、模壓型石棉基摩擦襯面、干式粉末冶金襯面。其中模壓型石棉基的摩擦襯面用的較多。石棉襯面由石棉纖維加銅絲（或銅末）、粘結(jié)劑（通常用樹脂或橡膠）和特種添加劑熱壓而成。它具有較高的摩擦系數(shù)(μ=0.3~0.4),密度小，低溫時性能穩(wěn)定，耐磨，具有必要的強度，制造容易，成本低，適用于中、輕載下工作。因此我們選用該品種的摩擦襯面。
6 離合器軸制動器
6.1設(shè)計制動器原因
拖拉機行駛速度低，行走裝置本身的行走阻力很大，一旦離合器分離切斷發(fā)動機向傳動部分的動力輸出，拖拉機將很快減速停車，此時與整車相連的變速箱第二軸(變速箱的從動軸，動力輸出軸)及第二軸上的齒輪也隨之停轉(zhuǎn)。但這時，離合器的從動部分及其相連的傳動軸聯(lián)軸節(jié)，變速箱第一軸（變速箱的主動軸，動力的輸入軸）和第一軸上的齒輪在慣性作用下仍在轉(zhuǎn)動。
踩下離合器踏板，在很短的時間內(nèi)就換擋，會因為變速箱第一軸上的齒輪在轉(zhuǎn)動，第二軸上的齒輪不轉(zhuǎn)，待嚙合的齒輪之間存在著較大的線速度差，使掛檔打齒或換擋時間拖的很長（踏下離合器踏板以后，經(jīng)較長的時間等待，待第一軸上的齒輪也停轉(zhuǎn)之后才能掛上檔）。
拖拉機離合器小制動器的作用，正是在離合器分離以后，立即制動離合器軸，讓與之相連的變速箱第一軸及第一軸上的齒輪立即停轉(zhuǎn)，與不轉(zhuǎn)的變速箱第二軸齒輪線速度相適應，實現(xiàn)順利換擋。
6.2制動器工作原理
當駕駛員踏下離合器踏板的時候，由于杠桿原理，會導致分離軸承座1往左邊運動，同時帶動制動壓盤6往左運動，這時雖然離合器已經(jīng)分離，但離合器軸由于慣性仍在轉(zhuǎn)動，當制動壓盤接觸到制動器摩擦片5的時候，在摩擦力的作用下，會讓與摩擦片鉚接在一起的制動盤2產(chǎn)生一個和離合器軸轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，這個轉(zhuǎn)矩的大小足以讓離合器軸在駕駛員踏下離合器踏板，離合器壓盤分離的同時停轉(zhuǎn)下來。
7 聯(lián)軸節(jié)
由于通常將離合器和變速器依次剛性聯(lián)接并安裝在車架上，離合器輸出軸軸線與變速器輸入軸軸線，無論是從設(shè)計制造要求，還是從裝配使用效果，都難以使兩軸線達到較理想的重合，故在離合器和變速器之間采用聯(lián)軸器。
7.1設(shè)計聯(lián)軸器應滿足要求
① 當所連接兩軸的相對位置在預計的范圍內(nèi)變動時，應能可靠地傳遞動力。
② 連接的兩軸能夠盡量接近均勻地等速運轉(zhuǎn)，由于萬向節(jié)的夾角變化而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應在允許的范圍內(nèi)。
③ 動效率高，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便和維修容易。
7.2 聯(lián)軸器類型選用
目前拖拉機上常用的聯(lián)軸節(jié)有彈性聯(lián)軸節(jié)和剛性聯(lián)軸節(jié)。剛性聯(lián)軸節(jié)又分套筒式、十字軸式萬向節(jié)、準等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)。
根據(jù)彈性元件的材料、形狀不同，彈性聯(lián)軸節(jié)有不同的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)拖拉機工作情況：被連接的兩軸夾角α（3°～4°）不大和微量徑向位移Δ（1~2mm）時選用彈性聯(lián)軸節(jié)利用彈性元件傳遞動力，它結(jié)構(gòu)簡單，不需保養(yǎng)，常用在傳動系中，并且彈性元件能吸收沖擊和振動能量，它能減少傳動系中高峰沖擊載荷，扭轉(zhuǎn)振動及共振現(xiàn)象，有利于提高傳動系的可靠性和壽命。故所設(shè)計拖拉機離合器和變速器之間選用橡膠金屬套筒式彈性聯(lián)軸節(jié)。
它包括兩個彈性聯(lián)軸節(jié)，其中左邊一個與離合器相連，右邊一個與變速器輸入軸相連，兩軸又通過傳動軸5互相聯(lián)接。在兩個鉚合在一起的聯(lián)接盤2內(nèi)，裝有四個橡膠塊3和空心銷10。鋼絲網(wǎng)層12與橡膠塊制成一體，并焊接在空心銷上。其中兩個空心銷用螺栓9聯(lián)接在聯(lián)軸節(jié)叉4上;另兩個用螺栓聯(lián)接在聯(lián)軸節(jié)叉11上，兩個聯(lián)軸節(jié)叉互成十字形。另一個聯(lián)軸節(jié)叉6和傳動軸5制成一體。傳動軸5與與聯(lián)軸節(jié)叉4用花鍵聯(lián)接，這樣即便于安裝，又能容許連個聯(lián)軸節(jié)有少量的軸向移動。當離合器軸與變速器輸入軸軸線有一定的偏斜時，這種聯(lián)軸器依靠橡膠塊的彈性變形仍能可靠的傳遞轉(zhuǎn)矩。
工作原理如下圖：
8 離合器的工作原理
當駕駛員踏下踏板1，利用杠桿原理，可實現(xiàn)主離合器分離叉2逆時針旋轉(zhuǎn)一個角度，也就是向左擺動，就帶動分離軸承座3向左運動，分離軸承座就壓在均布于主離合器蓋上的分離杠桿4，帶動分離桿螺栓5向左移動，實現(xiàn)從動盤6與飛輪7的分離，實現(xiàn)動力傳輸?shù)那袛唷?
當駕駛員腳松開踏板，由于松緊彈簧8的作用，實現(xiàn)主離合器分離叉向右退回原位，解除對分離杠桿4的壓力，再由主離合器壓緊彈簧9使從動盤6與飛輪7的迅速接合，從而實現(xiàn)動力的重新傳輸。
參 考 文 獻
[1]楊明忠，朱家誠 .機械設(shè)計.武漢理工大學出版社 ， 2001.10
[2]卜炎. 機械傳動裝置設(shè)計手冊（下）. 機械工業(yè)出版社 ， 1998
[3]成大先. 機械設(shè)計圖冊零部件的結(jié)構(gòu)與組合. 化學工業(yè)出版社， 1997
[4]機械電子工業(yè)部洛陽拖拉機研究所. 拖拉機設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社， 1994
[5]李文哲 ，許綺川. 汽車拖拉機學. 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2006
[6]《拖拉機》編輯部. 拖拉機設(shè)計和計算. 上?？茖W技術(shù)文獻出版社， 1980
[7]于永泗，齊民主. 機械工程材料. 大連理工大學， 2003
[8]劉惟信. 汽車設(shè)計[M]. 清華大學出版社, 2001
[9]譚建榮，張樹有，陸國棟，施岳定。 圖學基礎(chǔ)教程。 高等教育出版社，1999
[10]曾志新，呂明. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ). 武漢理工大學出版社，2004
[11]余桂英，郭紀林. AutoCAD 2006中文版使用教程. 大連理工大學出版社，2006
[12]劉鴻文. 材料力學. 高等教育出版社， 2004
[13]邵立新，夏素民，孫江宏.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 清華大學出版社，2007
致謝
隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過一個多月的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識實在太欠缺。自己要學習的東西還太多，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。
在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學關(guān)系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。
總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。
通過這次畢業(yè)設(shè)計,我深刻體會到作為一名設(shè)計員的艱辛。設(shè)計一產(chǎn)品并不是輕面易舉的，需要付出艱辛的勞動，耗費大量腦力勞動。在我設(shè)計的這一組合銑床中，看上去十分簡單，只是一些齒輪，軸組成，但實際上不是那么簡單，從總體方案的確定到材料的選擇；從軸承的布局到標準件的選用；從參數(shù)的確定到圖紙的生成，無不凝聚了勞動的汗水。
總之，畢業(yè)設(shè)計是一塊綜合性測試。它測試我們掌握知識的全面性。有利于提高我們對知識的掌握，是對我們走進社會的一個演習。
在此要感謝我的指導老師黎靜老師和其他老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。
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外 文 翻 譯
Clutch
The clutch is located in the power train between the engine and the transmission. Its purpose is to permit the driver to couple or uncouple the engine and transmission.
The clutch is a friction-type uncoupling device. It is linked to a clutch pedal in the river’s compartment. When the driver pushes down the clutch pedal, the linkage forces a flat disk, or plate, to move. The movement releases the pressure from a friction disk. With the pressure released. There is no friction at work in the clutch. And the power flow is therefore interrupted. Then, the engine runs without transmitting power to the power train.
When the clutch is in the coupling(or normal running) position, power flows through it from the engine to the transmission. If the transmission is in gear, then power flows on through to the car wheels so that the car moves.
Essentially , then, the clutch ha the job of permitting the driver to uncouple the engine temporarily so that the gears can be shifted from one to another forward gear position (or into reverse or neutral).It is necessary to interrupt the flow of power( by uncoupling) before gears are shifted. Otherwise, gear shifting would be extremely difficult if not impossible.
The clutch contains friction disk(or driven plate)about 300millimetre in diameter. It also contains a spring arrangement and a pressure plate for pressing this disk tightly against the smooth rear face of the flywheel. The friction disk is splined to the clutch shaft. The splines consist of two sets of teeth, an internal set on the hub of the friction disk and a matching external set on the clutch shaft. They permit the friction disk to slide back and forth along the shaft but force the disk and the shaft to rotate together. All automotive clutches used with standard transmissions are very similar in construction and operation. There are some differences in the details of the linkages as well as in the pressure-plate assemblies. In addition , some clutches for heavy-duty applications have two friction disks and an intermediate pressure plate. Also, some clutches are operated by hydraulic means. Three types of clutch are the coil-pressure-spring type, diaphragm-spring type, and semicentrefugal type. Cars equipped with automatic transmission operateds automatically so that the driver is not required to use a clutch to shift gears.
離 合 器
在傳動系統(tǒng)中,離合器位于發(fā)動機與變速器之間,其作用是使駕駛員可以把發(fā)動機與變速器結(jié)合或脫離.
離合器是一種摩擦式分離裝置,與駕駛室中離合踏板相連接. 當駕駛員踩下離合器踏板時, 聯(lián)動裝置使離合器的壓盤移動. 這一運動減少了作用在摩擦盤上的壓力. 隨著壓力的減小, 離合器工作狀態(tài)下的摩擦力消失,動力被切斷. 這樣, 雖然發(fā)動機仍在轉(zhuǎn)動, 而動力卻不在傳遞到傳動系統(tǒng).
當離合器處于結(jié)合狀態(tài)時(或者說處于正常運行狀態(tài)時),動力從發(fā)動機傳遞到變速器. 如果變速器已掛上適當?shù)臋n位,那么動力就會傳動到車輪上, 汽車即開動起來.從本質(zhì)上說, 離合器的作用是使駕駛員可以暫時地切斷發(fā)動機的動力. 這樣一來,傳動裝置就可以從某一檔換到另一檔(或者換到倒檔或空檔).在變速之前,一定要切斷動力傳遞.不然,換檔即使不是完全不可能, 也會是十分困難的.
離合器有一直徑大約300毫米, 并帶有摩擦襯片的圓盤, 還有一彈簧裝置和一壓力盤, 用來把摩擦盤緊緊地壓在飛輪光滑地壁面上. 帶有摩擦襯片的圓盤, 通過花鍵與離合器軸相連. 花鍵包括二套花鍵齒. 可以使摩擦盤沿著主軸向后或向前滑動, 又可以使圓盤和主軸同時移動.
所有使用標準傳動系統(tǒng)的汽車離合器在構(gòu)造和操作上都很相似. 只是在壓緊機構(gòu)和連動裝置的細節(jié)上稍有不同. 此外, 一些在重載荷情況下工作的離合器,有兩個帶摩擦襯片的圓盤和一個中間壓力盤. 還有一些離合器是液壓式的. 離合器的三種類型為:螺旋彈簧式, 嗼片彈簧式和半離心式.
裝有自動變速裝置的汽車一般不需要離合器. 在這些汽車上, 變速器自動操作, 因此駕駛員不必使用離合器來換檔.
Brake System
Brakes are necessary to slow or stop the car. Modern cars can travel very fast, so good brakes are essential for safety. Practically all cars use hydraulics brakes (which operate by applying pressure to a fluid). The brakes system can be divided into two principal parts, hydraulic system and wheel brake assemblies.
In most modern brake systems, there is a fluid-filled cylinder, called the master cylinder, which contains two separate sections, there is a piston in each section and both pistons are connected to a brake pedal in the driver’s compartment. When the brake pedal is pushed by the driver the two pistons move in the two sections of the master cylinder. This forces brake fluid out and through the brake lines, or tubes , to the brake mechanisms at the wheels. In a typical system, the brake fluid from one section of the master cylinder goes to the two front-wheel brakes. The brake fluid from the other section goes to the two rear-wheel brakes. The purpose of this is that, if one section fails, the other section will still provide braking.
There are two different types of brake mechanisms at the wheels, the drum-and-shoe type of brake , and the disk type. In the drum-and-shoe type, there is a wheel brake cylinder with two pistons. When brake fluid is forced into the brake cylinder by the action at the master cylinder , the two pistons are forced outward. This causes the curved brake shoes to move into contact with the brake drum. The brake shoes apply friction to the brake drum, forcing it and the wheel to slow or stop.
In the disk type, a rotating disk, attached to the wheel , is positioned between flat brake shoes. One or more pistons, actuated by the brake fluid from the master cylinder , force the shoes into contact with the rotating disk and this slows or stops the car.
制 動 系 統(tǒng)
制動系統(tǒng)必須能夠強制汽車減速或停車. 現(xiàn)代汽車速度很快, 良好的制動系統(tǒng)是安全的基本保證. 實際上所有的汽車都使用液壓制動(通過向液體加壓來完成的).制動系統(tǒng)可以分為兩個基本部分: 液壓系統(tǒng)和車輪制動總成.
大多數(shù)現(xiàn)代制動系統(tǒng)中具有充滿液體的油缸, 叫做主缸, 主缸有兩套各自獨立的管路,每套管路各有一活塞, 并且兩個活塞都與駕駛室中的制動踏板相連接. 當駕駛員踩動踏板時, 主缸的這兩套管路中的兩個活塞移動. 制動液從主缸中壓出, 經(jīng)油管進入各個車輪的制動裝置中. 其目的是,如果其中一條管路失靈, 那么另一條關(guān)路仍然能夠提供制動.
車輪上有兩種不同的制動機構(gòu): 蹄-鼓式制動器和盤式制動器. 在蹄-鼓式制動器中,有一個帶有兩個活塞的制動輪缸. 當制動液由于主缸的作用強制進入輪缸時,推動兩個活塞向外側(cè)移動. 這使得圓弧狀的制動蹄與制動鼓想接觸. 制動蹄對制動鼓所產(chǎn)生的摩擦力迫使制動鼓和車輪減速或停車.
在盤式制動器中, 制動盤位于制動蹄之間, 與車輪相連接, 隨車輪一起轉(zhuǎn)動. 主缸的制動液推動一個或多個活塞, 將制動蹄片壓在轉(zhuǎn)動的制動盤上, 使汽車減速或停下.
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