某中級(jí)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(jí)轎車汽車離合器裝配圖.dwg
膜片彈簧.dwg
某中級(jí)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(jí)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(jí)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(jí)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(jí)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(guò)程 9
2.5本章小結(jié) 12
第3章 主動(dòng)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(guò)程 13
3.2離合器蓋設(shè)計(jì) 15
3.3傳動(dòng)片設(shè)計(jì) 15
3.4本章小結(jié) 16
第4章 從動(dòng)盤設(shè)計(jì) 17
4.1摩擦片設(shè)計(jì) 17
4.2從動(dòng)盤轂設(shè)計(jì) 17
4.3從動(dòng)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(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角 22
8、限位銷與從動(dòng)盤缺口側(cè)邊的間隙 22
9、限位銷直徑 22
10、從動(dòng)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(guò)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(guò)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(jí)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(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車中，離合器是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的。離合器通常裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，其主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連，從動(dòng)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(dòng)部分間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)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(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順的接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)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(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系個(gè)零部件因過(guò)載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)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(guó)戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動(dòng)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(duì)當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，錐形離合器的制造比較簡(jiǎn)單，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過(guò)駱毛帶、皮革帶等。那時(shí)曾出現(xiàn)過(guò)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(wú)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(dòng)件根本無(wú)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(shí)離合器的接合比較平順，無(wú)沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤片對(duì)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(wèn)題，即離合器接合時(shí)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(dòng)慣量小，所以以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車經(jīng)常采用它，尤其是成功地開(kāi)發(fā)了價(jià)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(shí)相當(dāng)一段時(shí)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(shí)不夠平順的問(wèn)題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動(dòng)盤金屬片上是沒(méi)有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動(dòng)件飛輪和壓盤上的，彈簧布置在中央，通過(guò)杠桿放大后作用在壓盤上。后來(lái)改用多個(gè)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(lái)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?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)盤，提高了離合器的接合平順性。離合器從動(dòng)盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲和載荷。
隨著人們對(duì)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(lái)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(dòng)系的噪聲。
對(duì)于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動(dòng)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(jiǎn)化操作，已成為重型離合器當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。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(lái)濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國(guó)外某些重型車上又開(kāi)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(guò)93℃)，因此，起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國(guó)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(guò)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(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)，對(duì)某中級(jí)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(jí)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(guò)詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程積累了大量的數(shù)據(jù)，并成功的繪制出了某中級(jí)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(guò)程中，經(jīng)過(guò)對(duì)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(jí)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(duì)其他部件總成進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì)。通過(guò)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(duì)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(duì)從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì)校核，對(duì)壓盤的設(shè)計(jì)校核，對(duì)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(dòng)片等多個(gè)部件總成在上述工作完成之后，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)運(yùn)用，對(duì)離合器總體裝配圖、從動(dòng)盤總成、壓盤、膜片彈簧、摩擦片進(jìn)行了繪制，在繪制的過(guò)程中對(duì)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(duì)原有離合器的設(shè)計(jì)提出優(yōu)化和修改的建議，對(duì)其以后的設(shè)計(jì)過(guò)程起參考作用。通過(guò)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(kāi)題報(bào)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(hào) 院、專業(yè)、班級(jí) 一、選題依據(jù)（簡(jiǎn)述研究現(xiàn)狀或生產(chǎn)需求情況，說(shuō)明該設(shè)計(jì)（論文）目的意義） 中級(jí)轎車離合器總成設(shè)計(jì) ,為了實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)操縱，有自動(dòng)離合器。采用自動(dòng)離合器時(shí)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(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)（如液力傳動(dòng)）相比，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉及傳動(dòng)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(dòng)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(shí)，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(guó)外的發(fā)展動(dòng)向來(lái)看，近年來(lái)汽車的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化，國(guó)內(nèi)也有類似的情況。此外，對(duì)離合器的使用要求也越來(lái)越高。所以，增加離合器的傳扭能力，提高其使用壽命，簡(jiǎn)化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢(shì)。 設(shè)計(jì)（論文研究）思路及工作 方法 定軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式、布置形式。注意國(guó)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??； 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(guò)性幾何參數(shù) 6）制動(dòng)性參數(shù) 3. 選定發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩。 4、利用 化工具箱對(duì)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(cè)量進(jìn)行研究： 在老師的指導(dǎo)下，對(duì)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(duì)離合器的各個(gè)零件進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)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(duì)其性能計(jì)算和設(shè)計(jì)。 畫出各個(gè)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(duì)從動(dòng)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(dòng)盤設(shè)計(jì)（從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)）和圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì)等。 最后對(duì)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(shí)間安排 總體安排： 1、對(duì)離合器進(jìn)行拆解與組裝。 2、對(duì)離合器的各個(gè)零件進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量和計(jì)算。 3、對(duì)從動(dòng)盤、壓盤和離合器蓋進(jìn)行總成設(shè)計(jì)。 4、對(duì)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(gè)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(shí) 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(shuō)明書的編寫 5 月 3 日 — 5 月 16 日 5 設(shè)計(jì)圖 紙與說(shuō)明書的校對(duì) 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(cè)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(cè)》（第三版） 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 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(jiàn) 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)；