液力变矩器课程设计说明书内蒙古农业大学汽车设计课程设计说明书学院：机电工程学院班级：车辆工程S日期： 2012年12月28日目录一．课程设计的目的 (3)二．课程设计任务及内容 (3)三．课程设计设计题目 (4)四．设计原始数据 (4)五．设计计算 (5)六．液力操控系统设计 (12)七．参考书目 (13)八．附录：零件图、装配图 (14)设计题目：丰田轿车自动变速器锁止离合器设计一、课程设计的目的汽车设计课程设计是汽车设计课的重要组成部分，也是获得工程师基本训练的一个教学环节。
其目的在于：1、通过汽车部件（总成）的设计，培养学生综合运用所学过的基本理论、基本知识和基本技能分析和解决汽车工程技术实际问题的能力；2、掌握资料查询、文献检索的方法及获取新知识的方法，书面表达能力。
进一步培养学生运用现代设计方法和计算机辅助设计手段进行汽车计算机零部件设计的能力。
3、培养和树立学生正确的设计思想，严肃认真的科学态度，理论联系实际的工作作风。
二、课程设计要求完成的工作内容1、各总成装配图及零件图，采用二维设计和三维设计；2、设计计算说明书1 份，A4 纸。
设计计算说明书内容包括以下部分：1）封面；2）目录（标题及页次）；3）设计任务（即：设计依据和条件）；4）方案分析及选择；5）主要零件设计及校核计算；6）参考文献（编号，作者、书名，出版单位，出版年月）。
三、《汽车设计课程设计》题目设计题目：丰田轿车自动变速器锁止离合器设计课程设计的内容为：在丰田轿车自动变速器的液力变矩器中设计一锁止离合器，以提高自动变速器稳定工况下的传动效率。
四、原始数据第三组：发动机最大功率：240马力发动机最大功率时转速：4500 r/min发动机最大扭矩：40kgm发动机最大扭矩时转速：2500-3200 r/min车轮B-d：6.90-13英寸汽车总质量：m a=3050 Kg最高车速：175 km/h变速器传动比：I1=1.80, I2=1, I R=2.45锁止传动比：I m=0.82最大变矩比：k=2.55主减速器传动比：I o =3.50液力变矩器中最高油压：4.2 kg/cm2液力变矩器容量：12.5公升液力变矩器工作温度：82-95 o C 液压油最高许用温度：115-120 o C 全油门车速85-100 km/h 时换入直接档 离合器结合时间：取0.45s 离合器储备系数：β=1.25 离合器分离间隙：0.4-0.5 mm 结合期间最大吸热率：110J/s.c ㎡操纵控制系统有关参数：空档和前进档时：发动机750 r/min主油路压力6.0~6.5 kg/cm 2倒车时：发动机1600 r/min 主油路压力16~19 kg/cm 2 钢与纸质浸树材料摩擦系数：0.14 钢与粉末冶金摩擦系数：0.08五、计算 (1)计算力矩为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩， Tc 应大于发动机最大转矩，即：max c e c T T fFZR =β=T c 离合器能传递的最大转矩T emax 发动机最大转矩，Temax=392N ·m ，已知数据。
后备系数β取1.2，已知。
计算离合器能传递的最大转矩为：Tc＝βT e max＝1.2x392N·m＝470.4 N·m。
f摩擦副的摩擦系数，选取f=0.08Z摩擦片工作面，为Z=1F离合器工作压紧力（2）根据经验公式初选摩擦片外径DmaxTeKD＝乘用车直径系数K取14.6计算得摩擦片外径 D＝289mm，选取D＝325mm（3）摩擦片内径 d根据摩擦片外径D 从表1中选取摩擦片内径d=190mm C=d/D=0.585 A=54600表1 离合器摩擦片尺寸系列和参数表外径D/mm 160 18020225252830325 35038405内径d/mm 110 1251415155165175190 195205220厚度b/mm 3.2 3.53.53.53.53.53.53.5 4 4 4c=d/D 0.6870.6940.700.6670.620.5890.5830.5850.5570.540.5431-c30.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.840单位 面积a （cm 2）106 132160221302402466546 678729908（4）摩擦片厚度b 有三种厚度，选取b ＝3.5mmR T C C fFz = R c = )(3)(22233d D d D --=263mm （5）摩擦面单位压力p(N/mm 2)][p aFp <=F 是压紧力，RT Ccfz F ==263108.04.470⨯⨯•mN =22357.41Nf 是摩擦片的摩擦因数；Z 是摩擦面数量；a 是摩擦片单片面积(mm 2)；[p]摩擦面许用压力，见参考书目1。
P=F/a=0.409 N/ mm 2 < [P]=[0.35~~0.50 N/ mm 2] 符合要求 （4）单位滑磨功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，离合器每一次结合的单位摩擦面积滑磨功w 应小于其许用值[w]。
224[]()Ww w Z D d π=≤- [w]摩擦面许用单位滑磨功。
* W 结合一次摩擦面总滑磨功。
见参考书目1W=⎪⎪⎭⎫⎝⎛2202221800g r a e i i r m n πm a =3050kg i 0主减速器传动比=3.5 i g 汽车起步变速器档位传动比=1.8， n e 是发动机转速，乘用车取2000r/min r r =(d+2B)/2=270.26mm=0.27026mm 带入数据计算得:W=1.23105⨯Jw=2.25J/mm 2<[w]=[6.88J/mm 2] 符合要求（5）温升速率H R表征摩擦片结合与分离时摩擦生热导致摩擦片温度升高的量。
)10sin 81.9/(301047.0H 10max 1maxR a a e o ae fm m r i i T i i nrm nT --=θηπ公路轿车，θsin 取1/8=0.125； n=1500r/min 总机械效率η取0.88；滚动阻力系数f 取0.015，一般沥青和混凝土道路。
要求：H R /A ≤[H R /A] A 为摩擦片总面积，mm 2；许用值[H R /A]为3.88(N ·m/mm 2·s 1/2) ，小轿车。
带入数据得 : H R = 142211.916JAH R =2.60<[H R /A]=[ 3.88(N ·m/mm 2·s 1/2)] 符合要求（6）扭转减振器的设计计算带扭转减振器的的从动盘结构简图如下图1所示弹簧摩擦式:图1 带扭转减振器的从动盘总成结构示意图1—从动盘；2—减振弹簧；3—碟形弹簧垫圈；4—紧固螺钉；5—从动盘毂；6—减振摩擦片；7—减振盘；8—限位销1）扭转减振器极限转矩T j极限转矩受限于减振弹簧的许用应力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取，T j=(1.5～2.0)T，对于乘用车，系数取2.0。
m axeT j=2.0x392N·m=784N·m2）扭转刚度kϕ（N·m/rad）由经验公式初选 kϕ13≤T j=10192N·m/rad3）阻尼摩擦转矩Tμ可按公式初选Tμ，Tμ＝（0.06～0.17）T选取系数=0.12em axTμ=0.12⨯392 N·m=47.04 N·m4）预紧转矩T n减振弹簧在安装时都有一定的预紧。
T n 满足以下关系： T n ＝（0.05～0.15）m ax e T ， 且T n ≤T μ 选取系数0.1T n =0.1⨯392N ·m=39.2N ·m 5） 减振弹簧的位置半径R 0R 0的尺寸应尽可能大些，一般取 R 0=(0.60～0.75)d/2 选取系数0.7 R 0=0.7⨯d/2 =66.5m 6） 减振弹簧个数Z j表2 减振弹簧个数的选取摩擦片外径D ／mm225~250 250~325 325~350 >350 Zj4~66~88~10>10根据摩擦片外径D=325mm 选取Zj =8 7） 减振弹簧总压力F ∑当减振弹簧传递的转矩达到最大值T j 时，减振弹簧受到的压力F ∑为F ∑＝T j /R 0 ＝11789.5N 8) 极限转角减振器从预紧转矩增加到极限转矩时，从动片相对从动盘毂的极限转角为2arcsin2R lj ∆=ϕ式中，△l为减振弹簧的工作变形量。
jϕ通常取3-12º，对汽车平顺性要求高或发动机工作不均匀时，jϕ取上限。
具体见参考书目1 选取jϕ =12o（7）从动盘毂的设计计算从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受由发动机传来的全部转矩。
从动盘毂的花键孔与变速器第一轴的花键轴配合，目前大都采用齿侧定心的矩形花键，花键副之间为间隙配合。
花键结构尺寸的选择可依据从动盘外径D和发动机最大转矩T emax，按表3选取从动盘毂花键尺寸。
表3 从动盘毂花键尺寸系列摩擦片外径D/mm 发动机最大转矩Temax/(N·m)花键尺寸挤压应力cσ/MPa 齿数n外径D’/mm内径d’/mm齿厚t/mm有效尺长l/mm250 200 10 35 28 4 35 10.4 280 280 10 35 32 4 40 12.7 300 310 10 40 32 5 40 10.7 325 380 10 40 32 5 45 11.6 350 480 10 40 32 5 50 13.2 380 600 10 40 32 5 55 15.2 410 720 10 45 36 5 60 13.1 1）根据摩擦片外径D=325mm 选取从动盘毂花键尺寸n =10mm D'=28mm d'=24mm t=5mm l=45mmcσ=11.6MPa2）花键毂轴向工作长度应满足以下两项要求：a. 导向要求。
为了保证从动盘毂在变速器第一轴上滑动时不产生自锁，花键毂的轴向长度不宜过小，一般应与花键外径大小相同，对于工作条件恶劣的离合器，其盘毂的长度更大，可达花键外径的1.4倍。
b. 强度要求。
花键尺寸选定后应进行挤压应力强度校核。
2/)()(2m axdD hZ dD TFnhlFejy'-'='+'==βσF为花键的齿侧面压力；Dd'',分别为花键的内外直径；Z为从动盘毂的数目；T emax为发动机最大转矩392N·m；n为花键齿数；h为花键齿工作高度2mm；l为花键有效长度45mm。