设计题目锥面式摩擦离合器的设计学院一、小型摩擦离合器设计任务书《林业与园林机械》课程设计1.目的通过本课程设计，掌握锥面式摩擦离合器的设计方法、步骤，进一步了解离合器的工作状况和性能，提高机械产品的设计能力。
2.时间两周（截止于11月11日下午六时）3.应完成的设计文件3.1 设计计算说明书（包括离合器性能曲线）3.2 完整的工程设计图（包括总装配图、部件图和零件图）要求：1. 图纸幅面和标题栏采用国标，总装配图为A3幅面复印纸，其余为A4幅面复印纸；2. 总装配图为手工绘图，其余图纸可以是计算机绘制。
4.设计原始参数4.1发动机参数表发动机型号B&S-10.5轴端定位方式内螺纹M10×60怠速(rpm) 1650 离合器与轴安装形式同轴最高转速(rpm) 3200 离合器主动面与被动面间隙1～1.5mm额定功率/转速(kw/rpm) 6/2800 圆盘与圆锥摩擦离合器安装轴直径Ф25mm最大输出扭矩/转速(N.m/rpm) 12.5/2500 输出功率要求 1.5kW 动力输出轴直径(mm) Ф25动力输出轴连接形式6mm宽单键连接轴伸出长度（mm）75离心式离合器允许外经(mm) Φ125 mm4.2 其他参数要求表离合器设计类型配用的发动机型号摩擦表面摩擦系数锥面式摩擦离合器B&S-10.5 铸铁-铸铁f＝0.155.设计参考步骤5.1 确定离合器需要传递的扭矩M f ＝β·Memax（N·m）式中：β≥1─扭矩储备系数，一般β＝1.2～25.2 圆锥式摩擦离合器设计参照《机械设计手册》第4卷第29篇第7章“圆锥摩擦离合器”设计。
设计说明书设计步骤1.确定总体设计方案2.确定离合器需要传递的扭矩3.初定摩擦面尺寸参数具体设计内容：1. 确定总体设计方案根据要求离合器为锥面式摩擦离合器，离合器输入端与电机之间有传动比为14的涡轮蜗杆减速器，离心块与被动盘间隙取为1mm。
2.确定离合器需要传递的扭矩2.1离合器的理论转矩T由于离合器的设计需满足输出功率为1.5kW，根据公式：9550PTn=，其中rpmnkWP200142800,5.1===故cmNmNT⋅=⋅=⨯=5.7162625.712005.195502.2计算离合器需要传递的转矩cT根据公式cT=vmKKKT，查《机械设计手册》知:工况系数3.1=K，离合器结合频率系数00.1=mK，滑动速度系数35.1=vK（smvm/1=）故cmNTc⋅=⨯⨯=689735.100.15.71623.13.初定摩擦面尺寸结论或结果3.1摩擦面平均直径p D()()cmmm mm d D D D p 101002546~42/21==⨯==+=3.2摩擦锥的半锥角α︒==>53.815.0arctan arctan μα取摩擦角半锥角 20=α 3.3摩擦面宽度b()cmcm D D b p p )7~4(107.0~4.0)7.0~4.0(=⨯===ψ由图中摩擦面的几何关系可知：()bD D 220sin 21-=则cm b D D )79.4~74.2(20sin )7~4(220sin 221=⨯⨯=⨯=- 因为所选的锥角稍大，所以D1-D2稍微取大一点取cm D D 621=-，又cm D D 2021=+，所以cm D cm D 7,1321== 故cmcm b 8.820sin 26=⨯=3.4离合器脱开间隙δ mm 5.1~1=δ，取mm 1=δ3.5摩擦锥行程xmmx 0.320sin /1sin /===αδ4.转矩校核5.摩擦面压强校核6.轴向力的计算7.平键的选择3.6摩擦面上的平均圆周速度vsmnDv p/16000200106000=⨯⨯==ππ4.转矩校核计算许用传递转矩cpT：CpPcpTmNpbDT>⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==8.82934015.08.810212122πμπ离合器许用传递转矩大于计算转矩，符合要求。
5.摩擦面压强校核计算摩擦面压强p：ppc pcmNbDTp<=⨯⨯⨯⨯==222/26.338.815.010689722πμπ摩擦面压强小于许用压强，符合要求。
6.计算所需的轴向力与脱开力：6.1接合时轴向压力()()N DTQpc444115.01020sin20cos15.068972sincos2=⨯+⨯⨯⨯=+=μααμ6.2脱开力()()N DTQpc184915.01020sin20cos15.068972sincos2'-=⨯-⨯⨯⨯=-=μααμ7.平键的选择根据GB/T1093-2003已知轴的直径是25mm，所以平键的宽度选择b=8mm，h=7.3，L=90mm8.轴承的选择9.凸轮的设计计算10.连杆的设计计算8.轴承的选择在离合器中一共用到一个推力球轴承，两个深沟球轴承，且在其中轴承的受力很小，故只需按照轴径选择即可，不需校核。
根据GB/T301-1995 且轴径为60mm，选择单向推力球轴承51312根据GB/T276-1994 且轴径为120mm，选择深沟球轴承6224根据GB/T276-1994 且轴径为85mm，选择深沟球轴承62179.凸轮的设计计算经计算，摩擦锥行程为：mmx3=为保证摩擦面结合紧密，设计凸轮升距为：mmh6=由于锥面摩擦式离合器中的凸轮机构转速较低，且在工作过程中对从动件的运动规律无特殊要求，动力特性不是主要的，可主要从图轮廓线便于加工来考虑，选择偏心圆结构，如下图所示。
由可知，图凸轮基圆半径为mmrb3=，偏心圆半径为mmR6=，所以当凸轮转角为90时，轴承轴向的位移为mms3=，即可使摩擦面接合。
10.连杆的设计计算11.轴用弹性挡圈的选择计算知，凸轮对轴承的推力（即轴承对凸轮的反作用力）为NQ4441=，力矩为mml31=假设连杆长度为mml100=，与拉杆之间的夹角为45=θ，由勾股定理知，拉力的作用力臂为mml71.702=根据力的平衡方程：21lFlQ⋅=⋅，可得拉力NF41.18871.7034441=⨯=根据成年男子的握力一般在50KG以上，所以满足条件。
11.轴用弹性挡圈的选择12.其他零件的设计根据GB/T894.1-1986 且轴径为100mm，则选轴用弹性挡圈的基本参数如下：轴径d0: 100d|基本尺寸: 94.5d|极限偏差: (+0.54, -1.30)s|基本尺寸: 2.5s|极限偏差: (+0.07, -0.22)d1: 3b: 9.2h: 9.2沟槽|d2|基本尺寸: 96.5沟槽|d2|极限偏差: (0, -0.35)沟槽|m|基本尺寸: 2.7沟槽|m|极限偏差: (+0.14, 0)沟槽|n≥: 5.3孔d3≥: 121每1000个钢挡圈重量(kg)≈: 44.812.其他零件的设计13.设计小结除了以上零件的设计外，还有端盖，外壳等零件的设计，这些设计没有什么具体的方法，只要满足尺寸结构即可。
13.设计小结通过这次为期两周的课程设计，使我对锥面式摩擦离合器有了更深一步的认识，深刻的理解其工作原理及结构。
通过这次课程设计，使我对机械设计的过程有了更多的了解和认识，提高了我的设计能力，相信会为我今后的工作和学习打下夯实的基础。
此次的设计并非是一帆风顺的，在设计之中遇到了许多困难，但正是在逐一解决这些困难的过程中，我的理论水平，构思能力，分析问题和解决问题的能力得到了进一步的提高。
在这次设计过程中，我也认识到自己的一些缺点和不足，还需要继续加强理论知识的学习，从而使理论指导实践，从而能够跟好的提升自己的设计水平。
在此次设计过程中，得到了老师的细心指导和帮助，衷心的感谢老师的指导和帮助。
参考文献《机械设计》高等教育出版社主编濮良贵纪名刚《机械原理》清华大学出版社主编申永胜《工程制图》中国林业出版社主编霍光青刘洁《材料力学》高等教育出版社主编刘鸿文《互换性与技术测量基础》高等教育出版社主编胡凤兰《金属工艺学》高等教育出版社主编邓文英《机械设计手册》。