某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)
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壓盤.dwg
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某中級轎車汽車離合器裝配圖.dwg
膜片彈簧.dwg
某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)
目 錄
第1章 緒 論 2
1.1引言 2
1.2離合器的發(fā)展 2
1.3某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn) 4
1.3.1某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) 4
1.3.2某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的工作原理 5
1.3.3某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 5
1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容 6
1.6方案選擇 6
第2章 基本尺寸參數(shù)選擇 7
2.1離合器基本性能關(guān)系式 7
2.2后備系數(shù)的選擇 7
2.3摩擦片外徑的確定 7
2.4摩擦片設(shè)計(jì)過程 9
2.5本章小結(jié) 12
第3章 主動部分設(shè)計(jì) 13
3.1壓盤設(shè)計(jì) 13
3.1.1壓盤參數(shù)的選擇和校核 13
3.1.2壓盤的Pro/E繪圖過程 13
3.2離合器蓋設(shè)計(jì) 15
3.3傳動片設(shè)計(jì) 15
3.4本章小結(jié) 16
第4章 從動盤設(shè)計(jì) 17
4.1摩擦片設(shè)計(jì) 17
4.2從動盤轂設(shè)計(jì) 17
4.3從動片設(shè)計(jì) 19
4.4扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 19
4.4.1扭轉(zhuǎn)減振器的功能 19
4.4.2 扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型的選擇 19
4.4.3扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定 21
7、從動片相對從動盤轂的最大轉(zhuǎn)角 22
8、限位銷與從動盤缺口側(cè)邊的間隙 22
9、限位銷直徑 22
10、從動盤轂缺口寬度及安裝窗口尺寸 22
4.4.4減振彈簧的尺寸確定 23
4.4.5扭轉(zhuǎn)減振器的Pro/E繪圖過程 24
第5章 膜片彈簧設(shè)計(jì) 28
5.1膜片彈簧的概念 28
5.2膜片彈簧的彈性特性 28
5.3膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算 30
1、膜片彈簧原始內(nèi)截錐高與彈簧片厚度比的選擇 31
2、膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 31
3、膜片彈簧大端半徑及大端半徑與分離指半徑比的選擇 32
4、膜片彈簧在自由狀態(tài)下的圓錐底角 32
6、分離指的數(shù)目和切槽寬及半徑 32
7、支承圈平均半徑和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑 33
5.5膜片彈簧的Pro/E繪圖過程 33
5.6本章小結(jié) 35
結(jié) 論 36
參考文獻(xiàn) 37
第1章 緒 論
1.1引言
某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)，離合器以內(nèi)燃機(jī)在作為動力的機(jī)械傳動汽車中，離合器是作為一個獨(dú)立的總成而存在的。離合器通常裝在發(fā)動機(jī)與變速器之間，其主動部分與發(fā)動機(jī)飛輪相連，從動部分與變速器相連。為各類型汽車所廣泛采用的摩擦離合器，實(shí)際上是一種依靠其主、從動部分間的摩擦來傳遞動力且能分離的機(jī)構(gòu)。離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)與傳動系平順的接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系分離，減少變速器中換檔齒輪間的沖擊；在工作中受到較大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動系個零部件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪音。
1.2離合器的發(fā)展
在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計(jì)曾裝在1889年德國戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上。它是將發(fā)動機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀(jì)20年代中葉，對當(dāng)時來說，錐形離合器的制造比較簡單，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過駱毛帶、皮革帶等。那時曾出現(xiàn)過蹄-鼓式離合器，其結(jié)構(gòu)有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄-鼓式離合器用的摩擦元件是木塊、皮革帶等，蹄-鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。無論錐形離合器或蹄-鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動件根本無法分離的自鎖現(xiàn)象。
現(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點(diǎn)是，汽車起步時離合器的接合比較平順，無沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對布置設(shè)計(jì)，一個鋼盤片對著一青銅盤片。采用純粹的金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)到更為滿意的性能。
浸在油中的盤片式離合器，盤子直徑不能太大，以避免在高速時把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不易分離。但畢竟還是優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。因?yàn)樵诋?dāng)時，許多其他離合器還在原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。
石棉基摩擦材料的引入和改進(jìn)，使得盤片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。20世紀(jì)20年代末，直到進(jìn)入30年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。
早期的單片干式離合器由與錐形離合器相似的問題，即離合器接合時不夠平順。但是，由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn)動慣量小，所以以內(nèi)燃機(jī)為動力的汽車經(jīng)常采用它，尤其是成功地開發(fā)了價格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此。
實(shí)際上早在1920年就出現(xiàn)了單片干式離合器，這和前面提到的發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時相當(dāng)一段時間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)計(jì)上的缺陷，造成了單片離合器在接合時不夠平順的問題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動盤金屬片上是沒有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動件飛輪和壓盤上的，彈簧布置在中央，通過杠桿放大后作用在壓盤上。后來改用多個直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設(shè)計(jì)上帶來了實(shí)實(shí)在在的好處，使壓盤上的彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小了軸向尺寸。
多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因?yàn)樗哂袕膭硬糠洲D(zhuǎn)動慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合盤式平順，因此現(xiàn)在廣泛采用于大、中、小各類車型中。
如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器的接合平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動系統(tǒng)噪聲和載荷。
隨著人們對汽車舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎(chǔ)上得到不斷改進(jìn)，乘用車上愈來愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更好地降低傳動系的噪聲。
對于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動機(jī)功率不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加離合器傳扭能力，提高使用壽命，簡化操作，已成為重型離合器當(dāng)前的發(fā)展趨勢。為了提高離合器的傳扭能力，在重型汽車上可采用雙片干式離合器。從理論上講，在相同的徑向尺寸下，雙片離合器的傳扭能力和使用壽命是單片的2倍。但受到其他客觀因素的影響，實(shí)際的效果要比理論值低一些。
近年來濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國外某些重型車上又開始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低(不超過93℃)，因此，起步時長時間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的5-6倍，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善。
5.6本章小結(jié)
本章膜片彈簧進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。使其可以更好的在該設(shè)計(jì)的離合器中工作，提高離合器的使用壽命及工作效率。膜片彈簧本身就兼起壓緊彈簧和分離杠桿作用，是離合器上最重要的部件，將其設(shè)計(jì)做好可以是離合器的各項(xiàng)性能得到大幅度的提高。
結(jié) 論
本設(shè)計(jì)分析了本設(shè)計(jì)所要采用的的某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)，對某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)進(jìn)行了分類，闡述了某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的原理和組成，及其特性。通過詳細(xì)的推導(dǎo)過程積累了大量的數(shù)據(jù)，并成功的繪制出了某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的成品圖。
主要敘述了離合器的發(fā)展現(xiàn)狀，和它的工作原理，在此過程中，經(jīng)過對比結(jié)合，初步確定了合適的離合器結(jié)構(gòu)形式，選取了拉式某中級轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)，并且?guī)в信まD(zhuǎn)減振器，為后面的計(jì)算提供了理論基礎(chǔ)。
在計(jì)算中，首先確定摩擦片外徑尺寸，然后根據(jù)該尺寸對其他部件總成進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì)。通過計(jì)算校核摩擦片外徑尺寸，計(jì)算選擇出其他部件的外形尺寸，再對其進(jìn)行校核，確定是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)包括對從動盤總成的設(shè)計(jì)校核，對壓盤的設(shè)計(jì)校核，對離合器蓋的設(shè)計(jì)校核及離合器蓋的設(shè)計(jì)校核和優(yōu)化。具體設(shè)計(jì)計(jì)算了摩擦片、扭轉(zhuǎn)減振器、膜片彈簧、壓盤、離合器蓋、傳動片等多個部件總成在上述工作完成之后，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)運(yùn)用，對離合器總體裝配圖、從動盤總成、壓盤、膜片彈簧、摩擦片進(jìn)行了繪制，在繪制的過程中對離合器的裝配又有了進(jìn)一步的理解，并且完善了計(jì)算部分的遺漏。
這次的設(shè)計(jì)，可以對原有離合器的設(shè)計(jì)提出優(yōu)化和修改的建議，對其以后的設(shè)計(jì)過程起參考作用。通過這次設(shè)計(jì)達(dá)到了優(yōu)化改進(jìn)原有離合器，提高該型汽車使用性，舒適性，并提高了汽車的工作效率的目的。
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開題報告 設(shè)計(jì)（論文）名稱 設(shè)計(jì)（論文）類型 指導(dǎo)教師 學(xué)生 姓名 學(xué)號 院、專業(yè)、班級 一、選題依據(jù)（簡述研究現(xiàn)狀或生產(chǎn)需求情況，說明該設(shè)計(jì)（論文）目的意義） 中級轎車離合器總成設(shè)計(jì) ,為了實(shí)現(xiàn)離合器的自動操縱，有自動離合器。采用自動離合器時可以省去離合器踏板，實(shí)現(xiàn)汽車的 “ 雙踏板 ” 操縱。與其他自動傳動系統(tǒng)（如液力傳動）相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉及傳動效率高的優(yōu)點(diǎn)。因此，在歐洲小排量汽車上曾得到廣泛的應(yīng)用。但是在現(xiàn)有自動離合器的各種結(jié)構(gòu)中，離合器的摩擦力矩的力矩調(diào)節(jié)特性還不夠理想，使 用性能不盡完善。例如，汽車以高檔低速上坡時，離合器往往容易打滑。因此必須提前換如低檔以防止摩擦片的早期磨損以至燒壞。這些都需要進(jìn)一步改善。 隨著汽車運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高，以適應(yīng)新的使用條件。從國外的發(fā)展動向來看，近年來汽車的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化，國內(nèi)也有類似的情況。此外，對離合器的使用要求也越來越高。所以，增加離合器的傳扭能力，提高其使用壽命，簡化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢。 設(shè)計(jì)（論文研究）思路及工作 方法 定軸數(shù)、驅(qū)動形式、布置形式。注意國家道路交通法規(guī)規(guī)定和汽車設(shè)計(jì)規(guī)范。 2. 確定汽車主要參數(shù)： 1）主要尺寸，可從參考資料中獲取； 2）進(jìn)行汽車軸荷分配； 3）百公里燃油消耗量； 4）最小轉(zhuǎn)彎直徑 5）通過性幾何參數(shù) 6）制動性參數(shù) 3. 選定發(fā)動機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩。 4、利用 化工具箱對膜片彈簧參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化 跟隨指導(dǎo)老師，結(jié)合離合器的實(shí)物測量進(jìn)行研究： 在老師的指導(dǎo)下，對離合器進(jìn)行拆解與組裝，了解摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)。 對離合器的各個零件進(jìn)行數(shù)據(jù)測量和計(jì)算，包括 摩擦片外徑、離合器后備系數(shù)和單位壓力，以及對其性能計(jì)算和設(shè)計(jì)。 畫出各個零件的零件圖，計(jì)算出尺寸，了解零件的結(jié)構(gòu)選型。然后結(jié)合離合器的結(jié)構(gòu)總成，完成離合器的裝配圖。 對從動盤、壓盤和離合器蓋進(jìn)行總成設(shè)計(jì)。包括 分離裝置的設(shè)計(jì)，以及從動盤設(shè)計(jì)（從動盤轂的設(shè)計(jì)）和圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì)等。 最后對膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)度校核、主要參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)優(yōu)化。 三、 設(shè)計(jì)（論文研究）任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排 總體安排： 1、對離合器進(jìn)行拆解與組裝。 2、對離合器的各個零件進(jìn)行數(shù)據(jù)測量和計(jì)算。 3、對從動盤、壓盤和離合器蓋進(jìn)行總成設(shè)計(jì)。 4、對膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)度校核、主要參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)優(yōu)化。 5、畫出各個零件的零件圖，計(jì)算出尺寸。 6、結(jié)合離合器的結(jié)構(gòu)總成，完成離合器的裝配圖。 進(jìn)度安排： 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱資料，學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)產(chǎn)品有關(guān)的基本知識 2 月 28 日 — 3 月 11 日 2 完成主要設(shè)計(jì)計(jì)算，確定主要結(jié)構(gòu)形式 3 月 12 日 — 4 月 1 日 3 進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 4 月 2 日 — 5 月 2 日 4 完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫 5 月 3 日 — 5 月 16 日 5 設(shè)計(jì)圖 紙與說明書的校對 5 月 17 日 — 5 月 27 日 參考文獻(xiàn) [1]臧杰 ,閻巖 M]2005,8. [2]王望予主編 M]2004,8. [3]徐石安，江發(fā)潮 M]2005,2. [4]《汽車工程手冊設(shè)計(jì)篇》 2001,6. [5]劉濤主編 M]2008,1. [6]林明芳等 . 汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì) [J]2003,2. [7]余志生 《汽車?yán)碚摗窓C(jī)械工業(yè)出版社 [8]成大先 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第三版） 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作組審核意見 難度 分量 綜合訓(xùn)練程 度 教研室主任： 年 月 日 設(shè)計(jì)（論文）類型： A— 理論研究； B— 應(yīng)用研究； C— 軟件設(shè)計(jì)；