机械5

1.1引言 拖拉机是现代化农业生产中不可替代的动力机械。在农业生产中拖拉机与相应的农具配合具有广泛的用途:大型拖拉机可以满足开荒、整地、深松耕作和联合式机械作业的需要，可以进行农田基本建设、改造低产田、进行农业开发和农村山、水、林、田、路的工程建设等;中型拖拉机既可以搞播种、中耕、施肥、喷雾和收获等田间作业，又可以搞排灌、脱粒、农副产品加工等固定作业，还可以担负农村繁重的农田运输和流通领域的运输任务:小型拖拉机适于家庭农副业开发、运输等。 离合器看似结构简单、工作原理浅薄，但是其结构的发展却经历了上百年，融合了几代人的智慧和心血才达到今天的地步，其设计理论也从传统的机械、力学领域深入到热、电、材料、控制等众多领域。今天，技术已发展到电子化、信息化，离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高。查阅了大量文献发现汽车离合器的设计文献很多，但拖拉机离合器的文献却很少。 1.2离合器的作用 离合器主要的功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证拖拉机起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保拖拉机平稳起步；在换档时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声 1.3离合器的发展 在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件，采用锥形离合器的方案一直延续到20世纪20年代中叶，对当时来说，锥形离合器的制造比较容易，摩擦面容易修复，摩擦材料曾用过驼毛带、皮革带等。那时也曾出现过蹄一鼓式离合器来替代锥形离合器，该结构采用的是内蹄一鼓式，这种结构型式有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面，蹄一鼓式离合器所用的摩擦元件为木块、皮革带等，其质量较锥形离合器校无论锥形离合器或蹄一鼓式离合器，都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。现在所用的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器，是直到1925年以后才出现的。其主要优点是：起步时离合器的接合比较平顺、无冲击。石棉基摩擦材料的引入和改进使得盘片式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度。 此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积，因而可以减少摩擦片数，这是由多片离合器向单片离合器转变的关键。如今，单片干式摩擦离合器在结构设计方面相当完善，广泛用于大、中、小各类车型中，早期的单片干式离合器有与锥形离合器相类似的问题，即离合器接合时不够平顺。第一次世界大战后，单片离合器的从动盘金属片上是没有摩擦面片的，摩擦面片是贴附在主动件飞轮和压盘上，弹簧布置在中央，通过杠杆放大后作用在压盘上，后来改用多个直径较小的弹簧，沿着圆周布置直接压在压盘上，使压盘上弹簧的工作压力分布更均匀，成为现在的螺旋弹簧布置方法。 1.4对所设计离合器的要求 拖拉机广泛采用片式摩擦离合器，其结构简单，结合后传递动力时几乎没有功率损失，对离合器的基本要求： 1）在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。 2）接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。 3）分离时要迅速、彻底。 4）从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损。 5）应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。 6）操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。 7）具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 1.5离合器的类型的选用及结构 1.5.1离合器的类型 所设计的离合器突出两个特性:具有高性能的质量和有相对便宜的价格。 拖拉机上目前广泛采用摩擦式离合器。它可按摩擦面的工作条件分为干式和湿式；按片数可分为单片，双片和多片式；按压紧方式分为弹簧压紧式、杠杆压紧式和液力压紧式；按离合器在传动系中的作用分为单作用和双作用 干式离合器的主要优点是结构简单，价格便宜，使用比较可靠，但在使用中也发现它存在摩擦系数不稳定和磨损较大，影响使用寿命;湿式离合器的工作可靠，寿命更长，使用中无需经常调整，由于摩擦表面用油冷却，温度较低，有较强的起步能力，摩擦系数稳定，使用寿命长，但是湿式离合器优点的发挥是一定要在某温度范围内才能实现的，超过这一温度范围将起负面效应，正因为有较严的要求，所以湿式离合器的结构要比干式复杂得多，这正是造成了一般情况下尽量采用干式离合器的主要原因。. 单片干式摩擦离合器具有从动部分转动惯量孝散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻底等优点:而双片和多片式离合器接合虽较平顺，但分离不彻底、从动部分转动惯量大、中间压盘散热不良，一般只应用在径向尺寸受限或采用单片时摩擦转矩不够的场合.离合器的摩擦材料我国以石棉基的摩擦衬面用得较多，适于在中、轻载荷下工作，制造容易，成本低:粉末冶金衬面适宜于重载荷下工作，制造成本高。 弹簧压紧式离合器的压紧力可由布置在圆周上的若干个旋转弹簧产生，也可由碟形弹簧、膜片弹簧或由一个中央螺旋弹簧产生。在离合器中应用较多的是圆柱螺旋弹簧、碟形弹簧和膜片弹簧 综上最终设计的离合器为圆柱弹簧单片干式离合器。 1.5.2离合器的结构 1）主动部分包括飞轮、离合器盖和压盘，它与发动机曲轴一起旋转。离合器盖用螺钉固定在飞轮上，压盘一般通过凸台或传动片与离合器盖联接，由飞轮带动旋转。分离或接合离合器时，压盘作少量的轴向移动。 2）从动部分包括从动盘和离合器轴。从动盘安装在飞轮与压盘之间，从动盘通过毂孔内花键与离合器联接，可作少量轴向移动。离合器轴用联轴器联接到变速器的主动轴上。 3）压紧机构由装在压盘与离合器盖之间的螺旋弹簧组成，螺旋弹簧在压盘四周方向上均匀分布。 4）操纵机构由分离轴承、分离轴承座、分离杠杆、踏板、拨叉等组成。分离轴承座活套在离合器轴上，并可轴向移动。分离杠杆支撑在离合器盖上，通过分离杠杆与压盘联接。分离杠杆沿压盘圆周均布。