叉车设计计算说明书

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摘要

叉车是应用十分广泛的流动式装卸搬运机械，是物料搬运机的一种。叉车又名铲车、万能装卸车或自动装卸车。它是由在无轨底盘上加装专用装卸工作装置构成的。

由于叉车具有很好的机动性和通用性，又有较强的适应性，适合于货种多、货量大且必须迅速集散和周转的部门使用，因此叉车成了港口码头、铁路车站和仓库货场等部门几乎不可缺少的机种。

本次设计的内容是叉式装卸车的传动系统。它包括动力系统的选择、主离合器的设计、变速箱的设计计算以及车桥的设计计算。本毕业设计首先介绍叉车传动系统的原理，介绍各个零部件的功能。然后，重点讲解传动方案的选择和传动系统各个零部件的设计过程。

关键词：叉车，传动，变速箱，驱动桥

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Abstract

Forklift is widely applied mobile handling machinery, and it is one kind of materials handling machines. Forklift also is called fork truck, fork lift or lift truck. It is constituted by installing dedicated handling operation device on railless chassis.

Because of that the forklift has wonderful flexibility and all-purpose feature, and it has good adaptability as well as it is suitable for being used in the sectors in which the goods are various in kinds, large in amount and need quick distributing and turnover, forklift has been a kind of necessary machine in many sectors, such as port, wharf, railroad station, depository, and goods yard.

The content of this design is the transmission system of forklift. It includes the choice of power system and the design of main clutch, gearbox, and axle. The curriculum design firstly introduces the principle of forklift’s transmission system and the functions of the accessories. Then it explains the choice of transmission scheme and the designing process of for every accessory of the transmission system.

Keywords：forklift，transmission，transmission case，driving axle

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摘要 (1)

Abstract (2)

1 绪论 (6)

1.1 叉车的简史及发展 (6)

1.2 叉车的用途及种类 (6)

1.3.课程设计的主要内容 (7)

1.4 课程设计的目的和意义 (8)

2 方案构思与抉择 (9)

2.1 叉车传动系统的功用和要求 (9)

2.2 主要方案构思 (9)

2.2.1 动力装置的构思与选取 (9)

2.2.2 传动系统的构思与选取 (10)

2.3 各方案特点 (10)

3 内燃叉车发动机的选择 (13)

3.1发动机功率计算 (13)

3.2发动机的选型 (13)

4内燃叉车机械传动的速比及其分配 (15)

4.1 高速档传动比 (15)

4.2 低速档总传动比 (15)

4.3 传动比分配 (16)

5 主离合器的设计计算 (17)

5.1 主离合器的类型 (17)

5.2 主离合器的计算 (17)

5.3 压紧弹簧的计算 (19)

5.4 主离合器的选择 (20)

6 变速箱的设计计算 (22)

6.1 变速器的功用及要求 (22)

6.1.1变速器的功用 (22)

6.1.2对叉车变速器的主要要求 (22)

6.1.3 叉车变速器的类型 (22)

6.1.4变速器类型的选择 (22)

6.1.5变速器传动比的确定 (23)

6.1.6传动方案拟定 (23)

6.2变速器主要参数的确定 (24)

6.2.2模数m (25)

6.2.3 齿轮宽度 (25)

6.2.4斜齿轮的螺旋角 (25)

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6.2.5齿顶高系数 (26)

6.3确定齿轮齿数 (26)

6.3.1确定1档齿轮的齿数 (26)

6.3.2确定常啮合传动齿轮副的齿数 (27)

6.3.4确定后退R1档齿轮的齿数： (28)

6.3.5.确定倒档2齿轮的齿数 (28)

6.4变速器齿轮的几何尺寸计算 (28)

6.4.1常啮合齿轮1、2的几何尺寸计算 (29)

6.4.2齿轮3、4的几何尺寸计算 (31)

6.4.3齿轮5、6的几何尺寸计算 (32)

6.4.4齿轮7,8的几何尺寸计算 (33)

6.5 变速器齿轮的强度计算和材料选择 (34)

6.5.1齿轮损坏的原因及形式 (34)

6.5.2变速齿轮的材料及热处理 (34)

6.6齿轮的强度校核 (35)

6.6.1 齿轮的损坏形式 (35)

6.6.2 齿轮的弯曲强度计算 (35)

6.6.3 计算齿轮的接触应力 (39)

6.7速箱内轴的设计计算 (42)

6.7.1计算减速箱内各轴转速、转矩、以及传递功率 (42)

6.7.2 输入轴和输出轴的设计计算 (43)

6.7.3 中间轴的设计计算 (44)

6.7.4 倒档轴的设计 (45)

6.7.5轴的强度校核 (46)

7 万向传动装置的设计 (49)

7.1 十字轴总成尺寸的确定与强度校核 (49)

7.2 传动轴的选用 (50)

8 驱动桥的设计计算 (52)

8.1 驱动桥功用及设计要求 (52)

8.2 主传动方案的拟定 (52)

8.3主传动的设计和计算 (52)

8.4主传动第二级减速齿轮 (58)

9差速器的设计 (61)

9.1 差速器的作用 (61)

9.2 差速器的工作原理 (61)

9.3 差速器参数的确定 (61)

9.4 半轴的设计计算 (63)

10 结论与展望 (65)

10.1 结论 (65)

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10.2 本课题展望 (65)

参考文献 (66)

附录 (67)

致谢 (68)

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1 绪论

1.1 叉车的简史及发展

平衡重式叉车首次出现是在第二次世界大战期间，至今已有大半个世纪的历史。最早的叉车是在现成的汽车地盘上加装简单的门架构成的。在发展中改进成可伸缩的两级门架，并逐渐的摆脱直接用汽车底盘改装，但主要总成与部件仍借用现成汽车的，或仅作部分改变以适应叉车的要求。随着叉车生产数量的不断增加，开始制造专为叉车设计的各种配套的总成与零件后，叉车的主要性能和使用寿命得到提升。

内燃叉车的最初动力是汽油机，后来才使用性能更符合叉车工作需要更经济的柴油机，它发展迅速，现今已经成为主要的了。使用可燃气的内燃叉车出现较晚，但因优点多，近年来有较大的增长。以着手从内燃机设计上考虑叉车的特殊需要，如考虑悬挂液压油泵的方便和带有供其他用途的功率的分出装置。传动系统的变化更加明显，早已采用变速器和驱动桥的刚性连接方式，省去了万向节传动。从性能较差的机械传动过渡到了用液力变矩器的液力传动，使叉车的牵引特性和驾驶方便性得到了巨大的改善。

电动叉车在克服自身的缺点和在与内燃机叉车的竞争中，也不断的向前发展。前些年它的年生产量大于内燃叉车的年生产量，但近年来已被内燃叉车超过。多年来人们一直在解决由携带能源量有限而增补又不方便所产生的问题进行研究。改进方法可概括为“开源节流”。“开源”就是提高储蓄电池的容量而不增大它的体积和重量，已经开发出了现有的大容量蓄电池，但问题仍未得到彻底解决。“节流”是指减少蓄电池的无益消耗。现在国外已用即可节能又便于操作的晶匣管控制系统取代的旧式的电阻控制系统。

制造工艺的不断改进是促进叉车迅速发展的重要因素，但难于划分阶段和找出各阶段的特点。制造工艺上可看出明显变化的是门架的立柱，他最初是用普通的建筑结构型钢，焊成门架后在机械加工。后改用由钢板经热冲压成型的钢槽，它的截面形状能较好地符合手里性，而且能使重量减轻。剧烈的市场竞争迫使制造厂家积极地把各种技术、新工艺和新材料引进到叉车生产中。以保证生产优质、可靠、长寿且价廉的产品。

我国叉车生产是解放后才开始的。在50年代后由沈阳电工机械厂分别仿制苏联产的1.5t平衡重式叉车，随后生产厂家与产品的产量和种类逐渐增加。在积累了一定的生产经验后，开始转为参考进口样机自己设计。

1.2 叉车的用途及种类

叉车的主要用途是进行装卸、堆垛和拆垛以及短途搬运工作。有时也可兼

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作牵引车。用来拖挂拖车提高运量。

随着社会生产的发展，叉车的性能得到改善，数量、种类和规格不断增多，使用范围也不断扩大。例如在森林中及木材工业方面，已在堆场和加工厂中使用叉车来装卸与搬运原木、方木和板料。

在军事方面，叉车已后勤军需中的许多任务，如被褥、弹药和枪械，装甲钢板与船舰辅机等等的搬运和装卸。也可在各种维修中作辅助工作。一些国家已有正规的军用叉车系列。

由于从事的工作不同，使用要求不同，叉车有多种类型。可从不同的方面进行分类。按构造形式分类的依据是我国的部颂标准，在此叉车被划入起升车辆的堆垛车辆一类中。堆垛车辆又包含11种。

平衡重式叉车，它是最为常见、数量最多且用途最广泛的一种叉车。它的工作装置是由可摆动的带有货叉的伸缩式门架系统和使之发生升降、摆动的液压系统组成的。

侧面叉车，它的车体较长，门架装在车的中部，面向侧面。

叉腿式叉车，它分为插入式及跨入式两种。前者的货叉位于带有小型车轮的前伸支腿的正上方，取货时货叉及支腿都插入货物中。

前移式叉车，其用途和适用场合与叉腿式相同，但构造原理不同。这种叉车也有两种类型：货叉前移式以及门架前移式。

越野叉车，从结构上看，它与平衡式叉车相同，但必须满足能够在崎岖不平的、泥泞的或坡度较大的道路上行驶即在未经休整的场地上工作的特殊要求。

1.3.课程设计的主要内容

本次设计的内容是叉式装卸车的传动系统。同其他工程车辆类似，叉车是由工作装置和底盘两大部分构成的，而底盘是由发动机，传动系统，制动系统，转向系统，行走系统构成的。而传动系统是叉车设计的关键。

对叉车传动系统的要求叉车传动系统的基本作用是将原动机产生的运动与转矩加以一定的变化后传给驱动轮，使之产生必要的牵引力，克服外界阻力，推动叉车前进或后退，具有较大的速度变化。

为了保证叉车的正常运行，首先要求叉车在各种运行工况下具有合适的运动速度以及必要的牵引力。其次要求叉车能以各种速度反向行驶，以适应叉车装卸作业时前进和倒退机会几乎相等的情况。此外，还要求叉车能平稳的起步；在曲线行驶时能协调地将转矩按一定的比例配给左右驱动车轮。上述这些要求，是依靠原动机以及传动系统共同完成的。

本次设计的技术难点是传动方案的拟定，变速箱的设计计算，离合器和传动轴的计算与选择，驱动桥以及差速器的设计计算。

通过对叉车装卸车的工作原理及工作特点进行分析，对传动系统的主要设计参数进行确定，通过给定的工作要求及参数，确定整机的动力装置（发动机），然后拟定传动方案，确定准确的传动比，然后对传动系统的各零件，部件，机

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构进行设计计算，使系统满足预期要求。

在调查研究的基础上，同时参考同类型号叉车的设计方案，来确定一套完善的传动方案；再由给定的叉车工作要求和参数，首先进行发动机的选择，然后由发动机的额定转速来确定传动系统的主传动比，以及变速箱的传动比；由发动机的额定转矩进行离合器的设计计算，进而分配各个档位的传动比，以此进行变速箱的设计计算，主传动的设计计算，万向节传动轴以及半轴的设计计算。

1.4 课程设计的目的和意义

叉车是应用十分广泛的流动式搬运机械，是物料搬运机械的一种。叉车又名铲车、万能装卸车或自动装卸车。它是由在无轨底盘上加装专用装卸工作装置构成的。

叉车的主要用途是进行装卸、堆垛和拆垛以及短途搬运工作。有时也可兼作牵引车，用来拖挂拖车提高运量。

由于叉车具有较好的机动性和通过性，适合于货种多货量大且必须迅速集散和周转的部门使用，因此叉车成了港口码头、铁路车站和仓库货场的几乎不可缺少的机种。

随着社会生产的发展，叉车的性能得到改善，数量、品种和规格不断增多，使用范围也不断扩大。例如在森林中及木材工业方面，已在堆场和加工厂中使用叉车来装卸和搬运圆木和方木合板料。在水泥预制品中的加工中，过去一直用塔式起重机进行搬运的工作，现在大量改用叉车来完成，获得良好的效益。类似情况还很多。

在军事方面，叉车已承担了后勤军需中许多任务，如被服、弹药和枪械，装甲钢板和船舰辅机等等的搬运和装卸。也可以在维修中做辅助工作。

叉车已成功地进入了新兴、高科技要求的集装箱运输领域。在有严重爆炸危险的石油和化工工业中，对所有机具有非常严格的防暴要求，当今的叉车已完全能满足这些要求，能胜任其中的搬运工作。

由于从事的工作不同，使用的要求不同，叉车有多种类型。本次的设计我们要根据现在市场需求，以原有老产品为参照，充分利用所学的知识，以市场为导向、服务社会为目的，结合现有的技术力量尽量设计出符合要求产品，这更是一次锻炼自己动手能力的机会，我们一定会尽自己最大努力把它做好。

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2 方案构思与抉择

2.1 叉车传动系统的功用和要求

叉车传动系统的基本作用是将原动机产生的运动与转矩加以一定的变化后传给驱动车轮，使之产生必要的牵引力，克服外界阻力，推动叉车前行或后退，且有较大的速度变。为了保证叉车的正常运行，首先要求叉车在各种运行工况下具有合适的运行速度及必要的牵引力。叉车工作场所的道路或场地情况不同，行驶阻力也不同。在平坦的良好路面（沥青路面、混凝土路面）上行驶时，滚动阻力很小，坡度阻力近于零，总行驶阻力只有叉车总重力的 1.5%-2%左右。若叉车爬行很大的坡度（20%左右），且路面又很差时，总阻力就很大，可达到30%-35%。叉车起动加速时还有惯性阻力。由于叉车的工作环境是多样、变化的，因此叉车所受的总阻力也是随时变化的，并且变化的幅度相当大，一般情况下可相差4-5倍，在某些情况下相差可达10多倍甚至20多倍。这就要求叉车在牵引力随外界总阻力变化而变化，同时行驶速度也相应变化。一般当行驶阻力小时，以高速度行驶；行驶阻力大时，以低速行驶。其次要求叉车能以各种速度反向行驶（倒退），以适应叉车装卸作业时前进和后退行驶机会几乎相等的情况. 此外，还要求叉车能平稳地起步（起动），在曲线行驶时能协调地将转矩按一定的比例分配给左右驱动车轮。上述这些要求，是依靠原动机及传动系统共同完成的。由于叉车所用的原动机（电动机或内燃机）的性能不同，因而传动系统的功用及组成也有差别。

2.2 主要方案构思

2.2.1 动力装置的构思与选取

（1）动力装置的作用是给叉车提供所需的能量，驱动车辆运行。叉车的动力系统要求满足以下要求：

①为了保证叉车的良好的流动性，应有独立的随车能量来源，经常处于准备工作的状态；

②重量要轻，比功率要高，以减少自身重量所消耗的功率；

③外形尺寸要小，要保证叉车有较小的外形尺寸和良好的机动性；

④原动机的机械特性要适应叉车的工作特点，其转矩应能随着运动阻力的变化而在较短的时间内变化；

⑤费用要低

⑥耐久可靠，维修方便；

⑦环保，噪声低。

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（2）完全满足以上要求的动力设备还没有。能满足主要条件并能实际使用的动力装置主要有三种：一是电力驱动，二是内燃机驱动，三是内燃机-电力驱动，即内燃机带动发电机发电，电能够给电动机驱动。

2.2.2 传动系统的构思与选取

随着叉车技术的不断发展，开发了不同类型、档位的叉车品种，如汽油、柴油驱动可选，小吨位也有液力传动，并且开发了许多新的属具，提高了各部件的三化水平。更加注重改善司机的工作条件，减少噪音，增加平稳性、舒适性，以减少疲劳。根据各系统性能要求，以及作业要求结合国内外叉车相关资料我们拟定了三套方案供选择：

（1）电力驱动，机械传动；

（2）内燃驱动，机械液力传动；

（3）内燃驱动，机械传动。

2.3 各方案特点

（1）对叉车传动系统的要求：叉车传动系统的基本作用是将原动机产生的运动与转矩加以一定的变化后传给驱动轮，使之产生必要的牵引力，克服外界阻力，推动叉车前进或后退，具有较大的速度变化。

（2）电动叉车传动系统的组成电动叉车一般采用直流串励电动机驱动。由于这种电动机具有软特性，即转矩能在很大范围变化，转速也随着在较大范围内变化，转矩较小时转速高，转矩大时转速低，这种特性适应叉车行驶的要求，能随着行驶阻力的变化而自动调节转矩和转速。这种电动机还能带载启动，直接带动叉车起步。电动机能反向旋转，实现叉车倒退行驶。对电动叉车的传动系统，仅要求具有两项功能：一是降低转速，增大转矩。二是实现左右驱动车轮差速。因为叉车在曲线行驶等工况下，左右驱动车轮滚过的距离是不相等的，为了保证车轮滚动而不是滑动，就必须使左右驱动车轮在传递转矩的同时能以不同的转速旋转，称为差速。对于两个驱动车轮由一台电动机驱动的传动系统，装置有差速器来实现差速，当两个驱动车轮由两台电动机分别驱动时，用电差速的方法使两个电动机有不同的转速来实现驱动车轮的差速，传动系统不需要机械传动器。电动叉车采用机械传动系统，集中驱动的传动系统由减速器，差速器，等组成。这些组成部分均安装在驱动桥内，构成驱动桥总成。

（3）内燃叉车传动系统的组成内燃机的转速比较高，转矩数值比较低，转矩变化范围很小，不能反转，不能负载起动等特点，就要求与内燃机共同工作

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的叉车传动系统具有以下功能：①降低转速，增大转矩。②实现变速，即在内燃机转矩和转速变化范围不大的条件下，通过变速器来改变传动比，从而使驱动车轮的转矩和转速，叉车的牵引力以及行驶速度都有较大的变化范围。③实现叉车的反向行使，即变速器应具有可改变输出轴转动方向的功能。④必要时能够切断动力传递。当传动系统使用人力换档的变速器时，为了减少换档过程中轮齿的摩擦与撞击要将内燃机和变速器见的动力传递短开，当内燃机起动时或叉车暂时停歇而保持内燃机怠速时，也要断开。⑤实现左右轮间的差速。由于内燃叉车传动所需要完成的功能较多，组成相对来说也比较复杂。根据传动元发图件的性质，传动系统可分为三种形式：机械式，液力机械式以及液压式。

图1—1机械传动装置简图

1——离合器；2——变速器；3——万向节轴；4——驱动桥

液力机械式传动系统一般由液力变矩器，变速器，驱动桥组成，液压式传动系统一般由变量液压泵，液压管路，液压控制阀和液压马达组成，而机械式由驱动桥，变速器，主离合器组成。

以上三种传动方式目前都有应用。机械式传动系统制造简便，效率高，曾在国内外得到广泛使用，但是它操作复杂，司机容易疲劳，低速牵引性差，影响到叉车作业的生产率。如果在提高主离合器寿命和换档方便等方面有所改进，这种形式的传动系统仍将继续使用。

液力机械式传动系统是当今应用最为广泛的传动方式，这主要是因为液力变矩器具有良好的软机械特性，能自动适应外界阻力的变化，阻力大时以较低转速输出较大转矩，阻力小时以较高转速输出较小转矩；能充分利用内燃机的最大功率，使叉车获得良好的牵引性，同时大大减少驾驶员的换档操作。液压式传动的优点是利用变量泵的无极调速，或者利用变量液压泵和变量液压马达

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的双重调节，使液压马达能随着外界阻力而自动调节转矩和转速，使叉车获得良好的牵引性能。但是液压元件制造精度要求较高，价格昂贵。

综合以上所述各方案的特点，结合本次设计的要求，考虑到经济性、实用性、生产工艺要求等方面因素，设计一台适应性好，稳定可靠的叉车，采用第三方案。

各部分方案如下：

（1）动力装置采用柴油发动机；

（2）传动系统为机械传动；

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第 13 页

3 内燃叉车发动机的选择

3.1发动机功率计算

内燃叉车发动机功率（kw ）为

t a V G V

D P η3600/m a x m a x = (3-1) 式中

m a x v D ——高速档最大动力因数，可取04.008.0max +=p v C D

p C ——起重量（t ）;max V ——满载最大行驶速度（km/h ）

a G ——满载时的叉车总重力（N ）,含自重力与起升载荷； t η——传动系统总效率，对机械传动取0.85;对液力传动取0.65。对所设计的叉车发动机功率08.004.0208.004.008.0max =+=+=p v C D ，

所以

kw p 1.2785.0360010008.9)257.3(1908.0=???+??=

取附加功率10%，考虑到行驶时液压转向等耗损，在增大15%—20% kw P 8.35)1.11.27(2.1max =??=ε

3.2发动机的选型

参考《非标准机械设备设计手册》表8-2 发动机配套示例（新系列设计）结合上述计算得（表3-1,3-2）：

起重量/t 类型 max v D max v （km/h ） a G / /N (计算) /kw kw P /(选用) 发动机型

号

说明 2

机械 0.08 19 50470 35.8 40.4柴 485 靠3t

表3-2

型型号缸

数

及

排

列

缸径?

行程

（mm

）

排量

总升

额

定

功

率

最大

功率

马力/

转/分

最大扭

矩

kg?/

转/分

最

低

耗

油

率

外形尺寸mm 燃

料

种

类

自

重

压

缩

比

长宽高

48 5 四

缸

直

列

85?9

2.04 44/

50/300

12.8/21

柴

油

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第 15 页

4内燃叉车机械传动的速比及其分配

4.1 高速档传动比

发动机和车轮选择后，就可以根据需要的最高车速max v 确定高速档传动比高i 因为

高

高i r n r i n v e e 377.01000602max =????=π （4-1）所以 m a x

m i n 377.0v n i e = 式中 e n ——发动机额定转速（r/min ）；

328.0=r 驱动车轮（前轮）的滚动半径（m ），可取自由半径（0.338）的97%；max v ——叉车最高行驶速度（km/h ）。这里所设计的叉车2600=e n ，19max =v 80.2019

328.02600377.0377.0max min =??==v r n i e 4.2 低速档总传动比

低速档的总传动比由爬坡度来决定:

t g a

T r f G i ηαεm a x m a x )(+= （4-2）式中

a G ——满载时的叉车总重力（N ），含自重力与起升载荷； f ——路面的滚动阻力系数，查《叉车》表2-11取02.0=f ； α——叉车的设计最大爬坡度； g r ——驱动车轮的滚动半径（m ）；

第 16 页 m a x

e T ——发动机最大转矩（m N ?）； t η——机械传动部分的传动效率，可取t η=0.85~0.90。

这里所设计的叉车55700=a G ，182.0=α, 328.0=g r ，

44.1258.98.12max =?=e T

37.4785

.044.125328.0)182.002.0(55700)(max max =??+=+=t e g

T r f Ga i ηα 4.3 传动比分配

叉车行走系统一般采用变速箱和主传动器减速，有时也使用轮边减速器。但小吨叉车一般不采用轮边减速器，我们这里设计的叉车属于小吨位叉车，采取二级主传动，取160=i （主减速器速比）,其余的速比分配给变速器。

第 17 页

5 主离合器的设计计算

5.1 主离合器的类型

主离合器可按摩擦面的形状和数量分类。目前主离合器摩擦面都是平面，从动件做成圆片形，故称为片式离合器。由于需要传递的转矩大小不同，摩擦面的数目也不相同。只有一个的称为单片离合器；具有两个从动片的称为双片离合器；从动件三个以上的称为多片离合器。

还可以按摩擦表面的状况来分类，摩擦表面是干燥的称为干式离合器；如摩擦表面浸在油中工作或有润滑油喷射的，称为湿式离合器或油浴式离合器。目前所用的离合器。绝大多数是干式的。干式离合器靠构件和空气的传导散热，，摩擦面温度较高，磨损严重，摩擦片寿命较短；湿式离合器可以利用润滑油的循环流动散热，摩擦面温度比较低，摩擦系数稳定，寿命长。

选择离合器，首先是要选择其结构形式。单片离合器由于结构简单、散热性好、分离彻底、动件转动惯量小、作可靠、调整方便和尺寸紧凑等优点，一般优先选用。

5.2 主离合器的计算

（1）主离合器的最大摩擦力转矩及转矩储备系数

主离合器摩擦力转矩要根据可能传递的最大转矩来设计，为了保证主离合器能长期可靠的工作，最大摩擦力转矩大于正常传递的转矩，也就是必须大于发动机的最大转矩。一般

67.3338.98.1266.2max =??==T T ββ (5-1)

式中 βT ——主离合器最大摩擦转矩；

m a x T ——发动机最大转矩；

β——转矩储备系数。

转矩储备系数β对主离合器的工作可靠性、寿命以及接合的平稳性和传动系统的动载荷都有很大关系。考虑到叉车质量大、离合器接合频繁，摩擦片易磨损，β值应取大些以减少磨损和增大寿命，取5.2=β。

（2）主离合器摩擦面尺寸

第 18 页主离合器的摩擦力转矩c T 是各摩擦面摩擦力矩之和，它和各参数存在下列关系 ZK R F T c p c μ= （5-2）式中 p F ——压盘上的总压紧力；

μ——摩擦副的摩擦系数；

c R ——摩擦面等效摩擦半径；

z ——摩擦面数目，单片2=z ；

k ——考虑从动片轮毂在花键轴上移动的摩擦损失的压紧力折减系数，一般取1=k 。

压盘上的总压力F ，可按接触表面压强相等的假设，由下式求出：

(220d D A P F -==π （5-3）

式中 A P ,0——分别为接触表面的压强和面积；

d D ?——摩擦片的外径和内径。

摩擦面等效摩擦半径，根据摩擦力转矩相等的原则，积分可求得：

223

331d

D d D R --?=σ （5-4）将F 和σR 值代入式ZK R F T c p c μ= ，并设cD d =,可得

)

1(56.1303

c z P Tc D -=μ （5-5）为了确定摩擦片尺寸D 和

d ,应首先和里确定以下几个性能参数和结构参数：

①压强σP

其值取决于摩擦副材料和摩擦表面的润滑条件。为了降低磨损，提高摩擦片的使用寿命，σP 值应取得适当小一些；但σP 小了，必须取较大的摩擦片尺寸，因此σP 的取值受离合器的尺寸限制。由机械设计手册(软件版)R2.0常用材料的摩擦因数和许用压强可知：

第 19 页对于摩擦材料为钢对钢丝石棉，其许用压强可选择:

25102-??=m N P σ=2 ?5102N m -?

②摩擦系数μ

它取决于摩擦片的材料，μ的值变化比较大，受摩擦片单位压力、滑磨速度和温度因素的影响。为了缩小主离合器的外形尺寸，使结构紧凑，采用有高摩擦系数的摩擦材料是具有重要意义的。

对于摩擦材料为钢对钢丝石棉，其摩擦系数μ可选择:

3.0=μ

③摩擦片内外径之比值c

c 值的选择将直接影响到摩擦片的有效利用及其正常可靠的工作。c 值大，意味着内外径相差较小，若外径一定，则有效面积减小，为了保证传递一定的功率，势必要加大外径，使外廓尺寸及圆周速度也增大，因此c 值不能过大。c 值小，则意味着内外径相差很大，滑磨速度相差悬殊，内外没，磨损不均匀，导致接触不良，传递转矩的能力反而降低，因此c 值也不能太小。一般选取范围在0.53~0.70之间。因此可选取为：

60.0=c

可将25102-??=m N p σ、3.0=μ、60.0=c 代入式(5-4).(5-5)

可得摩擦片尺寸：

摩擦片的外径m D 25.0=

摩擦片的内径m d 155.0=

摩擦面等效摩擦半径103.0=c R

5.3 压紧弹簧的计算

主离合器的尺寸确定以后，可以求出压盘上所需要总压紧力为：

Z R T F c c P μ=

(5-6）可得 N F p 5.62102

3.01.063.372=??= 选取弹簧数：因摩擦片的外径D ，可取k =9~12。此可取=k 。

第 20 页则每个弹簧上的工作压紧力：