已知离合器输出功率 P=1.5KW，安装轴直径 d=16mm，摩擦系数 f=0.30 得 T 9550
P 1.5 9550 22.74 N m 2274 N cm n 535.71
初选摩擦盘工作直径： Dp =96mm 摩擦盘工作面外径： D1 1.25Dp 1.25 96 120mm 摩擦盘工作面内径： D2 0.75Dp 0.75 96 72mm 摩擦盘厚度： b 由计算转矩 Tc
Tc 2021N cm
摩擦盘的压紧力：
Q
2Tc 2 2021 1043N Dp f 9.6 0.3
（2）摩擦片参数校核
1、摩擦面的压强：
Q 1043N
p
4Q 4 1043 14.41N cm2 2 2 2 2 ( D1 D2 ) 3.14(9.6 6.4 )
Tcp 3125N cm
2、圆盘摩擦离合器圆柱螺旋压缩弹簧参数与尺寸计算
（1）弹簧基本参数及尺寸计算 1）弹簧材料参数及尺寸
初选 d 1.6
Pn KC
p
1.6
1043 1.311 5 5.2 （估选过程如下） 635
Pn 1043N
已知最大工作载荷 P n 1043N
因此节距 t 已知弹簧自由高度 H 0 30mm ，则有： 最小工作载荷作用时的高度 H1 H 0 30mm ； 最大工作载荷作用时的高度 H n H 0
t 8mm
H1 30mm
H n 23mm
Pn 1043 30 23mm ； p 158
工作在极限载荷下的高度 H j H 0 Fj H 0 压并高度 Hb (n 1.5)d 27mm
n2 1 n1 5
t 8mm
3）弹簧节距的确定
初选节距 t 8mm ，则有： 初选弹簧自由高度 H nt d 3 8 6 30mm
' 0
H 0 30mm
由表 7-2-13，选取 H 0 30mm
5
H 0 30mm
H o d 30 6 8 n 3 4）弹簧高度及螺旋角的确定
D1 24mm D2 36mm
C 5mm
2）弹簧圈数的确定
查表已知弹簧单圈刚度 P d 471N mm ，
初选有效圈数 n 3 ，可得弹簧初选刚度：
p
GD 79 30 1000 158 N mm 4 8C n 8 54 3
由此，根据 n
3、盘式摩擦离合器操作凸轮盘的参数计算
6
（1）凸轮盘的参数计算
由压缩弹簧的参数可知： 为达到工作形成需要，弹簧的压缩量 H 0 H n 30 23 7mm ；设计凸轮 盘滑块如图所示：
9mm
该图为凸轮盘的俯视示意图，如图所示，G 为竖直方向，F 为处置与斜面。 如图所示， G Q 2021N ，作用于斜面上的正压力大小为：
b 5mm h 5mm 选键长 L 10mm ，则有： h 键与轮毂的接触高度 k 2.5mm 2 工作长度 l L 5 10 5 5mm
Pd 471 2.98 p 158
因此选取弹簧有效圈数 n 3 ，弹簧刚度 p 158N mm ， 根据《机械手册》表 11-2-14： 选用弹簧为：端部:并紧磨平，支撑圈为 1 圈，因此有： 总圈数 n1 n 2 3 2 5 ；
P 158N mm
C 5
d 6mm
D 30 C 5 ，由此查得 K 1.311 。 d 6
将确定后的 C，K 值代入材料直径公式中进行计算，得到：
Pj 1543N
d 6mm D 30mm
d 1.6
Pn KC
p
1.6
10211.311 5 5.2mm ，符合要求。 635
2
2 根据《机械设计手册》表 15.2-18 知，知钢—石棉的许用压强为 15~30N·cm ， p 14.41N cm
因此满足校核条件。 2、许用传递转矩：应满足 Tcp ( D1 D2 ) Dp m p p K1 Tc
2 2
1 8
其中 p p 为许用压强，由表 15.2-18 知，知钢—石棉的许用压强为 15~30N· cm ，
（1）摩擦片参数计算
首先确定离合器安装轴转速。 由于离合器输入端与电机之间有传动比 14 的涡轮蜗杆减速器， 离合器安装轴转 速 n离
n发 =7500rpm
n离 =535.71rpm
n发 i ，其中
i 为蜗轮蜗杆减速器传动比 i=14, 根据已知条件可知
n发 =7500rpm ，计算得 n离 =7500 14=535.71rpm
取凸块中心到轴心的距离 R1 为凸块的等效力臂，Fs 的大小与 Fx 的关系为：
A 5cm2
p 286 N / cm2
Fs
Fx 485 N cos 45
凸块力臂 R1 25 10 35mm ，取操作力力臂 R2 100mm ，则由力矩守恒有：
Fs R1 Fn R2
因此，操作力 Fn
Fs R1 286 35 100 N R2 100
Fs 485N
7
根据机械设计手册，操作力在 100~200N 范围内，适合人进行操作。
R1 35mm
4、盘式摩擦离合器推力球轴承的选择
由轴径 d 25mm ， Q 4854 N ，查机械手册选用推力球轴承，代号 51104 基 本参数如下：
4· 设计原始参数
4.1 发动机参数表 发动机型号 怠速(rpm) 最高转速(rpm) 1E52F 2100 8000 轴端定位方式 离合器与轴安装形式 离合器主动面与被动 面间隙 额定功率/转速(kw/rpm) 5HP/7500 圆盘与圆锥摩擦离合 Ф25mm 器安装轴直径 最大输出扭矩/转速(N.m/rpm) 动力输出轴直径(mm) 动力输出轴连接形式 5.52 /6000 Ф16 内螺纹 M8×40 同轴 1～1.5mm
2
Fa 2858N
p p 300 N / cm2
Fx 343N
凸块总数 n 2 ； 则有实际压应力 p
Fa 2858 286 N / cm2 An 5 2
2
因为 p p p 300 N / cm
凸块摩擦表面不会被压溃。
b 10mm L 50mm
（3）操作力大小的计算
R2 100mm
Fn 100 N
d 20mm D 35mm T 10mm d1 21mm D1 35mm r 0.3mm d a 29mm Da 26mm ra 0.3mm
因为其在静压力下的极限载荷 C0 a 24500 N ，远大于正压力 Q 4854 N ，且 极限转速 nmax 4300 3000r / min 因此该轴承足够满足强度需要，不需要进行校核。
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，掌握滑块离心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
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。
Dp =96mm
D1 D2 12 7.2 24mm 2 2
D1 120mm D2 72mm
b 24mm
KT 可知，查表得到： Km Kv
由于离合器每小时接合次数小于 100，选取接合次数修正系数 K m =1 离合器工况系数 K 1.2 摩擦面平均圆周速度 v
Dp n离
p 635Mpa
4
根据机械手册中 11-26 初选弹簧材料为热轧弹簧钢 GB1222，牌号 60CrMnA，许 用切应力 p 635Mpa ，切变模量 G=79Gpa 根据轴径 d=16mm 及载荷情况，查表得 K 1.311 初选 C 5 ，由材料直径 d 1.6
Fa
G 2858 N cos 45
2
选择铁基粉末冶金，对偶材料为铸铁， p p 300 N / cm 沿斜面方向的拉力 Fx Fa f 0.12 2858 343N
G Q 2021N
（2）凸块与斜面的压溃校
已 知 深度 h 7mm ， 可 以求 出斜面 长 度 b 10mm ， 设凸 块长 度为 L ， 取 L=50mm，则有： 摩擦斜面面积 A bL 10 50 5cm ；
G 79Gpa
Pn KC
p
计算ห้องสมุดไป่ตู้
K 1.311
因此取 d 6mm 当 d 6mm 时，查表取得弹簧中径 D 30mm 。 查表可知为满足工作而需要的极限载荷 Pj 1543N P 符合强度要 n 1021N ， 求。 弹簧内径 D1 D d 30 6 24mm ； 弹簧外径 D2 D d 30 6 36mm
d 25mm
Q 4854 N
d 20mm D 35mm T 10mm d1 21mm D1 35mm r 0.3mm d a 29mm Da 26mm ra 0.3mm
C0 a 30200 N
5、盘式摩擦离合器主动盘与轴连接用键的参数计算
选用 A 型普通平键，根据安装键的轴径 d1 12mm ，查表得到：