船式拖拉机传动系统操纵机构设计.docx

原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455

摘要
本文分析了本课题研究的目的及意义，对机耕船传动系统操纵机构的发展现状与研究趋势进行了初步探讨。在对机耕船的作业环境以及农艺需求进行研究分析之后，进行了离合器的选型和动力输出方式的选择。在此基础上选择机耕船分离器与传动系统操纵机构的设计方案。依照所确定的方案，展开分离器与传动系统操纵机构具体结构以及内部零部件的设计计算，包括传动齿轮、轴以及换挡装置的设计。该传动系统操纵机构主要根据我国目前机耕船的发展现状而设计。随着我国机耕船生产，使用和科学研究的日益发展和深入，机耕船必将显示出更加强大的生命力。
关键词： 机耕船，离合器，操纵机构。

ABSTRACT
This paper analyzes the purpose and significance of this topic research, operating mechanism of boat-tractor transmission system development present situation and the research trend has carried on the preliminary discussion. In the working environment of boat-tractor and to study the agronomic demand analysis, has carried on the clutch type selection and the choice of the ways of power output. On the basis of choosing boat-tractor separator and the transmission system design of operating mechanism. In accordance with the identified, separator and the transmission system operating mechanism concrete structure and the design and calculation of internal parts, including the design of the transmission gear, shaft and transmission device. The transmission system operating mechanism is mainly designed according to the present situation of boat-tractor in China. Along with our country boat-tractor production, use and scientific research increasingly 。
Key words: boat-tractor, clutch and the operating mechanism.

目录
第一章 绪论 5
1.1 船式拖拉机的应用概况 5
1.2 船式拖拉机工作特性 5
1.3 变速箱的性能特性要求 6
1.4 设计任务和要求 6
第一章 绪论 6
第二章 船式拖拉机传动系统设计 7
2.1 船式拖拉机的主要参数（动力匹配、行走速度、输出扭矩等） 7
2.2 船式拖拉机传动系统设计（方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等） 8
2.3 变速机构传动系统图设计 14
第三章 离合器及其操纵机构设计 16
3.1 离合器作用及其结构形式 16
3.2 离合器机构及其构件设计 19
3.3 离合器操纵机构设计的基本原则 28
第四章 变速箱操纵机构设计 29
4.1 操纵机构的基本要求 29
4.2 换挡机构及构件设计 29
4.3 锁定机构及构件设计 35
4.4 互锁机构及构件设计 36
4.5 联锁机构及构件设计 39
第五章 设计总结 40
5.1 结论综述 40
5.2 存在不足 40
参考文献 41
谢辞 42

第一章 绪论

1.1 船式拖拉机的应用概况
水稻是我国的主要粮食作物之一，其种植面积占我国耕地总面积的29%，而产量却占粮食总产量的近1/2.因此，水田的机械化问题就成为我国特别是南方各省农业机械化的重要方面。这就为机耕船的发展打下了良好的基础，也为机耕船的创新提供了良好的动力源泉。
中国是农业大国，所以地域性非常强，地区水田状况和水田环境的不同，给各种机耕船的发展提供了有力条件。 从自然条件看，有的地区多山地丘陵，土壤和泥脚情况复杂，田块面积比较小，高度差大，机械转移比较频繁；有的地区水田土壤特别稀软，泥脚特别深，所以承载能力就非常差。这些地区发展了马力小、重量轻、船体接地比压小、爬坡能力强的机耕船；适用于狭小田块耕作、空行率地的机耕船；以及牵引力大、越野性好、能适应多种土壤的机耕船。
但中国当时的工业水平是比较低的。因此从工业水平看，有的地区有比较好的手扶式拖拉机的基础，因而发展了由手扶拖拉机变型的农工-12型、东风=12型、广西工农-12型等机耕船，以及用手扶拖拉机改装的机型。有的地区工业生产比较薄弱，就着重发展便于制造、推广的简易型机耕船，如湖北-12简易型、湘江-10型和-15型等。
随着机耕船的研究工作的深入发展，各地在研究皮带无极变速、差速器行星机构等差速转向及正反转转向机构，以探索使用性能更为完善的新型机耕船，并研制了机耕船配套的收割机、插秧机的实验样机，向一机多用、综合利用的方向发展。
随着机耕船在我国的各地的广泛应用和推广，使这些地区的农业机械化水平不断提高，双季稻面积不断增加，粮食产量稳步上升，稳定了国家粮食的供应，为我国的发展奠定的了良好的基础。
1.2 船式拖拉机工作特性
船式拖拉机的工作大都是在水田当中，水田中行走的阻力跟船体结构与水田中土壤状况决定的。
但机耕船的船体机构对拖拉机的工作效率影响很大。机耕船的船体的主要作用是：
1、 承受机耕船的大部分重量，并将重量支撑在承压能力较低的水田表层上，控制力驱动轮的下陷深度。
2、 船体是机耕船行走机构的一部分，在水田作业时能在土壤表层滑行。
3、 排水量大的船体在水中具有较大的浮力。
4、 船体可作为机耕船的机架，用以固体发动机、传动系统和其它附件。
5、 船体可对机件起防护作用，并大大改善驾驶员的劳动条件。
根据船体的作用，船体结构应满足以下几点要求：
1、 具有足够大的接地面积，使机耕船有适合的接地比压，以适应水田表层的承受能力；
2、 船体结构应有足够的强度与刚度，并能适应其它部件的安装与固定；
3、 船体外形圆滑，具有较小的滑行阻力和转向阻力矩；
4、 船体材料具有较好的耐磨性和耐腐蚀性能，有较长的使用寿命。
1.3 变速箱的性能特性要求
扩大整个机器动力系统转速转矩变化范围；在原动机旋向不变的条件下使车辆倒退行驶；在制动、点火、停车等状况下切断原动机与传动系联系以保护原动机（通常是为避免原动机过载）；在某些工况下为机器提供一定的制动力。
输入与输出功率不应差别过大，减少传动过程中的功率损耗。
提供机器所要求的速度范围，且传动稳定可靠。
提供机器所需要的扭矩，使机器能适应多种路况。
变速箱内的转速必须符合变速的范围，不宜过高，过高会使传动级别增大，损耗的功率也会随之增大，因此转速应当有所控制。
1.4 设计任务和要求
第一章 绪论
1.1 船式拖拉机的应用概况
1.2 船式拖拉机工作特性
1.3 变速箱的性能特性要求
1.4 设计任务和要求
第二章 船式拖拉机传动系统设计2.1 船式拖拉机的主要参数（动力匹 配、行走速度、输出扭矩等）
2.2 船式拖拉机传动系统设计（方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等）
2.3 变速机构传动系统图设计
第三章 离合器及其操纵机构设计
3.1 离合器作用及其结构形式
3.2 离合器机构及其构件设计
3.3 离合器操纵机构设计的基本原则
3.4 离合器机构及其构件设计
第四章 变速箱操纵机构设计
4.1 操纵机构的基本要求
4.2 换挡机构及构件设计
4.3 锁定机构及构件设计
4.4 互锁机构及构件设计
4.5 联锁机构及构件设计
第五章 设计总结
5.1 结论综述
5.2 存在不足

第二章 船式拖拉机传动系统设计

2.1 船式拖拉机的主要参数（动力匹配、行走速度、输出扭矩等）
2.1.1 动力匹配
首先得选择适当的发动机，根据有关资料和实用性以及经济性，此设计我们选用12马力的发动机，转速为1200转/分。
2.1.2 行走速度
机耕船的工作速度范围、速度分级和档位安排，主要应根据机耕船所需要完成的各种作业的要求，以及生产率、劳动强度、地形等因素来综合考虑，以便获得良好的作业质量和高的生产率。
（一）基本工作速度
1、速度范围
机耕船最基本的工作是水田的耕整作业：梨耕、旋耕、耙田等，这主要用基本工作速度来完成。因此基本工作速度是机耕船各种速度中较为重要、档数安排较多的部分。
机耕船在水田进行旋耕作业的速度一般安排在3~4公里/小时。
水田作业速度也不能过高。由于水田田块一般较小，工作行程短，地头转弯多，且机耕船驱动轮滚动阻力较大，而配套发动机功率较小，因此，过高的作业速度将造成机手精神紧张，操作忙乱，发动机功率也显不足。一般希望犁耕速度不超过7.5公里/小时。
（二） 缓刑工作速度
机耕船的缓行工作速度主要用来作田间转移和综合利用。割脱机作业要求速度在1~2.5公里/小时，插秧机作业要求0.8~1.1公里/小时的速度。因此缓行工作速度一般在0.8~2.5公里/小时范围内。
（三） 运输速度
10~12马力机耕船在农闲期间兼作运输作业。由于其重心低、牵引力大，操纵方便，进行运输作业比手扶拖拉机更为适宜。
运输速度一般安排低速和高速两个档，低速运输为12~15公里/小时，高速运输为18~20公里/小时。
（四） 倒行速度
机耕船的倒行速度一般作倒车和挂结农具用。因此，和拖拉机一样，可设高速倒车和低速挂结农具的两个档，其速度范围为4.5~6公里/小时和1.5~3公里/小时。具有3个前进档的机耕船，一般只安排一个倒挡。

项目

缓行速度
基本工作速度

运输速度

倒行速度
旋耕
犁耕
档数
1
1
2~3
1~2
1~2
速度
0.~2.5
3~4
4~7.5
12~15
1.5~3

2.1.3 输出扭矩
由于我们选择的发动机是12马力的发动机，而12马力的发动机能发出的功率为8.82KW，转速为1200转/分。
根据

Te=9550*(P/N)=70.2N*M

2.2 船式拖拉机传动系统设计（方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等）
2.2.1 传动系统的功用
传动系是机耕船的一个重要组成部分，布置在发动机和驱动轮之间。它的作用是把发动机的动力传给行走机构或者动力输出装置，并且在机耕船进行不同作业时，保证驱动轮和动力输出轴得到适当的转速和扭矩。
传动系的主要功用如下：
1) 减速増扭，将发动机的扭矩增大，转速降低，以适合行走机构的需要；
2) 变速变扭，获得不同的驱动轮转速和扭转，以使用不同作业的要求；
3) 改变驱动轮的旋转方向；
4) 改变动力的传递方向；
5) 脱开发动机与驱动轮之间的传动；
6) 平顺地接合动力；
7) 实现动力输出。
2.2.2 传动系统的组成
机耕船的传动系包括皮带传动、离合器、变速箱、中央传动和最终传动五个部分。有时在传动系统中还有联轴器，以链接相隔较远的两个传力部件。
传动系统可按传动比变化情况分为有级式传动和无级式传动。无级式传动能在一定范围内实现无级变速，即在发动机转速不变的条件下，连续地由一个速度过渡到另一个速度，也就是具有无限个档。它能充分发挥发动机的功率，使机耕船具有较高的生产率和经济性，操纵也教简单。有级式传动只能获得一定数量传动比的几级速度；但它的结构教成熟，可靠耐用，效率高，制造方便。现有机耕船绝大多数都采用有级式传动。
2.2.3 传动系的方案设计
在确定传动系统方案时，必须使其性能和结构满足以下要求：
1） 结构简单、先进，性能完善，操作、调整维修方便，能最大限度 地适应使用中提出的要求；
2） 使用可靠，经久耐用。传动系统主要零件要有足够的强度、刚度和工作表面的耐磨性，其使用寿命应不低于6000小时；
3） 传动效率高，尽可能减少传动系统中的功率损失；
4） 工艺性好，即零件加工简便、装配容易、“三化”程度高；
5） 经济性好，要求制造和使用成本低，钢材和其它材料、以及油料消耗量小；
6） 要考虑综合利用。一机多用的要求。
在进行传动系方案设计时，需从使用要求、生产条件和结构特点等方面加以考虑，同时设计几种方案，并绘出传动方案图，一下是设计的几种方案：

湘江—5型传动系统简图
具有扭矩传感器的皮带无极变速传动系统简图

川丰5-3传动系简图
（a）
综合上述方案和现实的实用性，以及结构的难以程度和经济性，此设计（a）
这个方案
2.2.4 传动系的总传动比及其分配
（1） 传动系总传动比的确定：
传动系总传动比是根据农艺要求的机耕船速度来确定的。用驱动铁轮顶圆半径计算的某档水田计算速度与总传动比的关系是：

=2

因此，总传动比应为

=0.377

式中 ——某档的计算速度（公里/小时）；
——发动机标定转速（转/分）；
——驱动铁轮顶圆半径（米）。
机耕船在陆上配带胶轮时，可用下式计算总传动比：

=0.377

式中 ——驱动胶轮的静力半径，=0.94 （米）（为胶轮的名义半径）；
——用胶轮静力半径计算的机耕船某档陆上计算速度（公里/小时）。
（2） 传动比在各个部件间的分配
在确定了传动方案和总传动比后，需把总传动比合理地分配到各个部件上。
传动系总传动比等于各部件传动比之乘积，即：

=

式中 ——皮带传动的传动比，此设计的 取1.75；
——变速箱第i档传动比；
——中央传动的传动比；
——最终传动的传动比。
在不使变速箱过于增速的情况下，传动比分配应按前小后大，前密后疏的原则来确定。即在结构布置允许的条件下，尽量地把最终传动、中央传动的传动比取大些，使零件数目较多的变速箱有较小的工作载荷和较小的重量，以达到减轻整机重量的目的。
根据上述原则，参照一些机耕船的数据，、、大致在下列范围内：
单极最终传动时 =2.2-5；
两级最终传动时 =5-8.5；
中央传动传动比 =2.3-5.5；
皮带传动传动比 =1-2。
确定了、、和之后，即可确定变速箱的传动比:

===

C=

2.3 变速机构传动系统图设计

Z1
Z2
Z3
Z4

Z5
Z6

齿数（Z）

40

17

17

19

43

23
模数（m）
3
3
3
3
3
3

Z7
Z8
Z9
Z10
Z11
Z12

齿数（Z）

41

14

14

58

43

43
模数（m）
3
4
4
3
4
4

说明： （1） Ⅱ轴上滑移齿轮可与动力轴上Z7啮合；
（2） Ⅱ轴上滑移齿轮可与中央轴上的齿轮Z10啮合。
此设计共有4个档位，其中为一档，二档，三档和倒挡。
一档的传动路线为：3→1→2→10→8→11;
二档的传动路线为：3→5→6→10→8→11；
三档的传动路线为：4→7→6→10→8→11;
倒挡的传动路线为：3→1→2→7→6→10→8→11。
根据原有数据 （发动机标定转速）=1200转/分和上述传动齿轮的齿数可计算出各档位的在水田中的行走速度。
一档的传动比i==≈24.39；2
二档的传动比i==≈19.61;1
三档的传动比i==≈16.67；3
倒挡的传动比i==≈43.48。
根据以上的条件可以计算出各档的行走速度：
一档的速度V=2 ≈5.12Km/h;
二档的速度V=2 ≈5.69Km/h;
三档的速度V=2 ≈6.12Km/h;
倒挡的速度V=2 ≈2.36Km/h。

第三章 离合器及其操纵机构设计

3.1 离合器作用及其结构形式
离合器的的作用：临时切断动力，以使变速箱顺利的换挡；平顺结合动力，以保证机耕船平稳起步，避免因猛然起步而产生很大的冲击，甚至使传动系零件损坏或引起发动机灭火；同时还要求当机耕船碰到巅峰载荷时，离合器能自动打滑，防止传动系零件由于超载而损坏。
由于机耕船上一般使用的都是机械离合器，所以这里主要介绍机械离合器的结构形式。
机械离合器分为：牙嵌离合器，齿式离合器，转键离合器，圆盘摩擦片离合器，圆盘摩擦块离合器，圆锥摩擦离合器，涨圈摩擦离合器，扭簧摩擦离合器。
1，牙嵌离合器机构
牙嵌离合器的结构简单，零件数量少，主要由2个端面有牙的半离合器组成，通过杠杆机构操纵从动离合器进行离合，如图 3-1-1所示，由于牙的嵌合为刚性接触，为了保证牙工作面承受载荷均匀，要求两轴严格同心，控制相对偏移量。为此在主动半离合器上安装一个对中环。牙嵌离合器适宜用于主从动轴要求完全同步转动的轴系，但牙嵌离合器只能在静止或者圆周速度差在<0.7—0.8毫米m/s,或者转速差<100—150r/min的工况下进行离合。

图3-1-1 牙嵌离合器结构简图
1，3——半离合器 2——对中环
2， 齿式离合器机构
齿式离合器由一对内外齿轮组成嵌合副，如图 3-1-2 所示，其特点是齿轮的加工比端面牙容易，而且强度高，在传递相同转矩条件下，其外形尺寸较其他嵌合式离合器小，故结构紧凑，简单，有时还可利用脱开后的外齿轮兼作齿轮传动用。为了提高齿轮的强度并且接合方便，可将外齿制成短齿。齿式离合器只能在静止或者低转速差下进行离合，运动中接合，如果转速太高，不但冲击大，而且可能造成齿端损坏。
图3-1-2 齿式离合器结构简图
3，转键离合器结构
转键离合器利用装在轴上的可转动键实现与齿毂的接合与分离。
图3-1-3 转键离合器结构简图
1——曲轴 2——尾板 3——大齿轮 4——中套 5——切向转键
4，圆盘摩擦片离合器的结构
圆盘摩擦片离合器有单摩擦片和多摩擦片等几种形式，按摩擦面的润滑状态又可分为干式和湿式。

5，圆盘摩擦块离合器的结构
圆盘块离合器的一种结构，摩擦块圆周方向以浮动方式嵌装在中间盘上，离合器接合时，加压环向右压下径向杠杆的长端，使杠杆的另一端推动压紧盘向左压紧摩擦块，摩擦块在轴向浮动可保持受压均匀离合器脱开时，分离弹簧的弹力使压紧盘与摩擦块分开并保持一定的间隙，间隙的大小可用螺钉进行调节并用螺母锁紧。该离合器摩擦块在干式状态下工作，适用于传递转矩不大的场合。

6，圆锥摩擦离合器的结构
双锥摩擦离合器，其两个相对安置的外锥盘用滑键与内轴套联结，离合器接合时，推动压紧环向右压下径向杠杆的长端，通过杠杆另一端使一对外锥盘彼此靠拢压紧由若干块组成的内锥面摩擦块，由于锥面上的径向分力，摩擦块向外涨开与外壳的内表面压紧，从而实现接合，脱开时，分离弹簧使两外锥摩擦块的分布直径减小与外壳表面脱离接触。

3.2 离合器机构及其构件设计
3.2.1 拖拉机多采用常接合式离合器，其基本构造和工作原理如图3-2-1 所示。
1，主动部分：离合器盖固定在飞轮后断面上，压盘可由离合器盖带动旋转，又可轴向移动。
2，从动部分：从动盘钢片与带有内花键孔的从动盘毂铆接在一起，钢片两侧沉头铆接摩擦片。它套在离合器轴的花键上，即可随轴转动，又可沿轴移动。
3，压紧装置：其位于压盘与离合器盖之间，由沿圆周均匀布的数个压紧弹簧等组成。压紧弹簧将压盖、从动盘、飞轮相互压紧。
4，操纵机构：包括分离杠杆，沿离合器盖均匀分布的3-6个分离杠杆、套在离合器轴上可做轴向移动的分离轴承座、分离叉和离合器踏板等。
5，离合器踏板末踏下时，发动机曲轴输出的动力由常压离合器传给变速箱；离合器探班踏下后，通过拉杆、分离叉等使分离轴承盖前移，并通过分离杠杆拉动分离拉杆使压盘克服压紧弹簧预紧力而后移，此时从动盘与飞轮及压盘间的接触面相互分离，摩擦力消失，动力被切断，离合器处于分离状态。
6，控制踏板的放松速度，便能柔顺接合动力，使车辆起步平稳。 松开踏板，离合器处于接合状态时，分离杠杆内端面与分离轴承盖端面之间出现的间隙，称离合器间隙，与之相对应的踏板行程，叫做踏板自由行程。自由行程在一定程度上反映了离合器间隙。
3.2.2 离合器的设计计算
机耕船上的离合器一般装在发动机和变速箱或者皮带传动与变速箱之间，它的功用是临时切断动力，以便变速箱顺利的换挡；平顺接合动力，以保证机耕船平稳起步，避免因猛然起步而产生很大的打击，甚至使传动系零件损坏或者引起发动机灭火；同时还要求当机耕船碰到到巅峰载荷时，离合器能自动打滑，防止传动系零件由于超载而损坏。
在机耕船传动系中，张紧轮式离合器，单、双片圆盘离合器和锥形离合器都得到不同程度的采用，它们都是靠摩擦表面的摩擦力来传递动力的。
对离合器，除一般要求结构简单，工作可靠，金属消耗量小，材料廉价，成本低，制造、使用、修理方便外，还要求：
1、在正常工作条件下，能传递发动机全部的扭矩而不发生滑磨。 为此，离合器的摩擦扭矩应该比发动机的标定扭矩大（当离合器前有皮带传动时，应乘以皮带传动的速比）。上述几种型式的离合器只要参数选择的合适都能满足这项要求。
2、保证分离彻底。
张紧轮式离合器、锥形和单圆盘式的离合器比双片圆盘式的离合器分离性能要好。其原因是它们易于获得保证分离所需要的间隙，所以分离比较彻底。
3、保证接合平顺。
接合平顺是为了在机耕船起步时，避免发动机超载和对发动系及农机具的冲击。张紧轮式和多片圆盘式离合器在接合过程中，载荷是逐渐增加的，所以它们的接合过程比单片圆盘式离合器平顺。具有减震装置的离合器接合平顺性较好，而锥形离合器的接合比较粗暴。
4、离合器从动部分的转动装置尽量小。
减小从动部分的惯性力就可以减少换挡时进入啮合的两个轮齿间的冲击。单片圆盘式离合器只有一个从动盘，所以传动惯量比多片的要小。
5、散热性能要好。
这是因为离合器的接合过程中所产生的滑磨力会使零件温度升高，导致摩擦表面的摩擦系数下降，弹簧退火失去弹力。为了有良好的散热性能，应使旋转部分周围的空气易于流动。由于多片圆盘式离合器从动部分与冷空气接触较少易于过热、因而它的散热性能较差。
离合器型式的选择，需根据机耕船的整体布置、使用条件及对离合器的要求综合考虑。由于摩擦式离合器具有结构简单、成本低廉、消耗金属小分离彻底、从动部分惯性小、散热性能良好等优点，早满足摩擦扭矩和整体布置要求的情况下，应尽量予以采用。在设有皮带传动时，由于离合器主动部分分兼做皮带轮之用，因此受结构尺寸的限制，大都采用双片圆盘式离合器。锥形离合器也具有结构简单，分离彻底，散热性能较好，并可用较小的压紧力获得较大的摩擦力矩等优点，在5~6马力的机耕船上得到了广泛的应用。张紧轮式离合器结构特别简单，但皮带易磨损，故仅在简易机耕船上应用。
机耕船的主离合器多采用双片圆盘式离合器和锥形离合器，如湖北-12、东方红-12、广西工农-12等机型。
（一）离合器的主要参数的确定
离合器的主要参数：最大摩擦扭矩 、储备系数 、摩擦材料、摩擦系数、摩擦合力作用半径 、摩擦表面对数i、压紧力Q。
1、最大摩擦扭矩 和储备系数
离合器所能传递的最大摩擦扭矩应满足下式要求：

= (3-2-2-1)
=21.7570.2
=245.7N·M
式中为离合器的储备系数，大于1。式（3-2-2-1）表示， 必须大于发动机标定扭矩和皮带传动速比的乘积。这是因为，离合器有可能传递比更大的扭矩，如发动机的最大扭矩、机组起步时发动机减速产生的惯性扭矩等；同时，由于使用中摩擦衬片的磨损。压紧弹簧因受热而永久变形等因素，也会使离合器所能传递的摩擦扭矩下降。但也不应过大，否则将使离合器不能在超载时祈祷保护传动系的作用，还会增大摩擦表面上的压力或者离合器的尺寸，使操纵费力。一般取=2~3.5，此设计取=2。
离合器的摩擦扭矩由下列结构参数来保证：

= （3-2-2-2）

式中 ——摩擦系数；
Q——摩擦表面上的总压力（公斤）；
i——摩擦面的对数；
——摩擦力的合力作用半径（米）。
2、摩擦材料和摩擦系数
根据性能要求，应选择摩擦系数大的摩擦材料。摩擦系数与摩擦表面的材料、表面状况、温度、湿度、相对滑动速度以及单位压力有关，但在一般的计算中，假设摩擦系数只与摩擦材料有关，并根据表4-5来选择。
表4-5 摩擦系数和许用单位压力【q】
摩 擦 材 料

【q 】 (公斤/平方厘米)
干 摩 擦
在 油 中 摩 擦
钢对钢或铸铁
0.15~0.20
0.03~0.07
2.5~4
钢对模造石棉或铜丝石棉

0.25~0.35

0.07~0.15

1~2.5
钢对胶压石棉
0.40~0.50
0.07~0.17
1~2.5
钢对烧结金属
0.40~0.55
0.09~0.12
4~6
根据参考有关文献资料，本次设计选用铜丝石棉，取0.35，。
3、摩擦合力作用半径的确定
摩擦合力作用半径可近似地以摩擦衬片的内、外半径和的平均值来代替，即

其中，外半径受飞轮或皮带轮尺寸的限制，可取为飞轮或皮带轮半径的0.75-0.85。为使衬片内外圆上的线速度不致相差太大，可取内半径=（0.45-0.7）。根据参考有关资料，此设计取100mm,取70mm。所以=85mm。
4、摩擦表面对数i
摩擦表面对数i按下式求出：

i=m+n-1

式中 m——主动盘的数目；
n——从动盘的数目。
由于机耕船上的大部分离合器壳体兼做皮带轮之用，离合器外廓尺寸受限制，因此，虽然它传递的扭矩不大，多数扔采用了双片离合器，即i=4。
5、压紧力Q
由式（3-2-2-2）和式 (3-2-2-1)可写出

Q==
2065N

压紧力的最后确定还需要验算摩擦片上的单位压力下面将集中讨论之。
（二）离合器的磨损与发热验算
影响离合器工作寿命的主要因素是摩擦表面的耐磨性。
作用与摩擦表面的单位压力q是评价离合器耐磨性的指标之一。应使

q=<=[q]

式中 F——每个摩擦表面的面积，F=（-）;

所以设计合理有效。
但摩擦表面上的单位压力只能是部分地表示耐磨性。例如在一台机耕船上工作很好的离合器，当将它移到一台马力相同而重量较大的机耕船上时，虽然离合器结构不变，单位压力也不变，由于结构重量较大的机耕船起步惯性比较大，摩擦表面的滑磨时间长，离合器磨损则快些，所以还要对离合器接合时的滑磨功进行验算。
离合器的磨损主要取决于一次接合过程中的单位滑磨功l：

l=公斤.米/

式中 F——每个摩擦表面的表面（）
i——摩擦面对数
L——离合器接合一次的滑磨功（公斤米），当离合器布置在一级皮带传动后时，L按下式计算：

L=

式中 ——发动机标定角速度（）；
——发动机运动质量换算到曲轴上的转动惯量，通常用下式近似计算=1.2,系飞轮转动惯量。
、——皮带传动的速比及其效率；
——皮带传动储备系数
——机组运动质量换算到离合器轴上的转动惯量。当略去传动系的转动惯量时，可由下式求出：

=(公斤)

式中 ——机组的使用质量（公斤）；
——驱动轮动力半径（米）；
——传动系中离合器以后的总传动比，按能由静止起步的最高排档算；
g——重力加速度，g=9.8米/
对离合器接合一次的单位滑磨功数值有如下要求：

l=3-5公斤米/

此时，离合器具有较好的耐磨性。
在离合器设计中还需进行发热计算。上述滑磨功，不仅会引起摩擦片的磨损，还将转化为热量使离合器温度升高。温度过高会降低摩擦表面的摩擦系数，影响离合器工作的可靠性，增加磨损，甚至使摩擦表面烧坏。因此应对受热最严重的零件进行验算。在单位离合器中应验算压盘；在多片离合器中则应验算夹在两摩擦片间的驱动轮。验算要求是，离合器接合一次，该零件的升温t应满足下式：

t=C

式中 ——被验算零件所吸收热量占全部热量的比例，=, 其中 为被验算零件的摩擦表面数，i为离合器表面的对数；
427——热功当量（公斤米/千卡）
C——被验算零件的热容量，对钢和铸铁可取C=0.115千卡/公斤度；
——被验算零件的重量（公斤）。
（三）主要零件的设计计算
1、圆柱螺旋压紧弹簧的计算
机耕船主离合器大多采用圆柱螺旋弹簧作为压紧弹簧。设计圆柱弹簧时应确定下列参数：