膜片弹簧离合器的设计毕业设计(含全套CAD图纸)
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乘用车膜片弹簧离合器毕业设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN乘用车膜片弹簧离合器设计第一章绪论论文设计的目的及意义通过了解乘用车离合器的构造,掌握乘用车离合器的工作原理,了解从动盘总成、压盘和膜片弹簧的结构,掌握从动盘总成、压盘和膜片弹簧的设计方法,通过对以上几方面的了解,从而深入的了解离合器。
学会如何查找文献资料、相关书藉,培养学生动手设计项目、自主学习的能力,掌握单独设计课题和项目的方法,设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的乘用车离合器,为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定扎实的基础。
通过这次的毕业设计,使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤和方法,以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作,为即将进入社会提供了一个良好的学习机会,对于由学生向工程技术人员转变有着重大的实际意义。
论文选题的背景对于以内燃机为动力的汽车,离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成,其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递,保证汽车起步时将发动机与传动系平稳平顺地接合,确保汽车平稳起步;在换挡时将发动机与传动系分离,减少变速器中换挡齿轮之间的冲击;在工作中受到大的动载荷时,能限制传动系所承受的最大转矩,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。
随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展,人们对离合器的要求越来越高。
从提高离合器工作性能的角度出发,传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展,传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。
因此,提高离合器的可靠性和延长其使用寿命,适应发动机的高转速,增加离合器传递转矩的能力和简化操纵,已成为离合器的发展趋势。
汽车传动系的设计对汽车的动力学和燃油经济性有着重大影响,而离合器又是汽车传动系中的重要部件。
膜片式离合器的设计离合器装在发动机与变速器之间,汽车从启动到行驶的整个过程中,经常需要使用离合器。
它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合,从而保证汽车平稳起步;暂时切断发动机与变速器之间的联系,以便于换档和减少换档时的冲击;当汽车紧急制动时能起分离作用,防止变速器等传动系统过载,起到一定的保护作用。
离合器类似开关,接合或断离动力传递作用,因此,任何形式的汽车都有离合装置,只是形式不同而已。
现在,电子技术也进入了离合器系统。
一种由控制单元(ECU)控制的离合器已经应用在多款的轿跑车上。
一离合器简介1.1离合器的功用汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动轮。
离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的部件。
在汽车起步前,先要起动发动机,这时应使变速器处于空挡位置,将发动机与驱动轮之间联系断开,以卸除发动机负荷。
待发动机已起动并开始正常的转速运转后,方可将变速器挂上一定档位,使汽车起步。
汽车起步时,汽车是从完全静止的状态逐步加速的。
如果传动系(它联系着整个汽车)与发动机刚性地联系,则变速器一挂上档,汽车将突然向前冲动一下,但并未能起步。
这是因为汽车从静止到前冲时,产生很大惯性力。
对发动机造成很大的阻力矩。
在这惯性阻力矩作用下,发动机在瞬时间转速急剧下降到最低转速(一般为300-500r/min)以下,发动机即熄火而不能工作,当然汽车也不能起步。
离合器的首要功用是保证汽车平稳起步。
在传动系中装设了离合器后,在发动机起动后,汽车起步之前,驾驶员先踩下离合器踏板,将离合器逐渐接合,在离合器逐渐接合过程中,发动机所受阻力矩也逐渐增加,故应同时逐渐踩下加速踏板,即逐步增加对发动机的燃料供给量,使发动机的转速始终保持在最低稳定转速以上,不致熄火。
由于离合器的接合紧密程度增大,发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加。
到牵引力足以克服起步阻力时,汽车即从静止开始运动并逐步加速。
离合器的另一项功用是保证传动系换档时工作平稳。
河南科技大学膜片弹簧离合器的设计目录第一章概述 (3)第二章离合器的结构方案分析 (5)§2.1离合器的主要结构 (5)§2.2离合器的工作原理 (6)§2.3离合器的功用及其结构方案的选择 (7)第三章离合器主要参数的选择 (11)§3.1离合器参数的选择 (11)§3.2摩擦片的约束计算 (12)第四章离合器主要零部件的设计计算 (15)§4.1膜片弹簧的设计 (15)§4.2扭转减震器的设计计算 (22)第五章主要零件的设计计算 (25)§5.1从动盘总成设计计算 (25)§5.2轴径的计算 (27)§5.3压盘和离合器盖得设计 (27)第六章离合器的操纵系统设计 (30)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)第一章概述汽车诞生之前马车是人类最好的陆上交通工具。
1770年法国人呢古拉斯古诺将蒸汽机装在板车上,制造出第一辆蒸汽板车,这是世界上第一辆利用机器为动力的车辆。
1769年,瑞士军官普兰捷尔也造出一辆以蒸汽机为动力的自由行驶的板车,于是又人将普兰捷尔也认定为汽车的始祖之一。
1860年,法国人艾迪勒努瓦发明了一种内部燃烧的汽油发动机,1885年德国工程师卡尔奔驰在曼海姆制成一部装有0.85马力汽油机的三轮车。
德国另一位工程师戈特利布戴姆勒也同时造出了一辆用1.1马力汽油机作动力的三轮车。
他们两被公认为以内燃机为动力的现代汽车的发明者,1886年1月29日也被公认为汽车的诞生日。
汽车从无到有并迅猛发展。
从20世纪初到20世纪50年代,汽车产量大幅增加,汽车技术也有很大进步,相继出现了高速汽油机、柴油机:弧齿锥齿轮和准双面锥齿轮传动、带同步器的齿轮变速器、化油器、差速器、摩擦片式离合器、等速万向节、液压减震器、石棉制动片、充气式橡胶轮胎等。
20世纪50年代到70年代,汽车的主要技术是高速、方便、舒适、流线型车身、前轮独立悬架、液力自动变速器、动力转向、全轮驱动、低压轮胎、子午线轮胎都相继出现。
膜片弹簧离合器的设计与分析第一章离合器概述1.1离合器的简介:联轴器、离合器和制动器是机械传动系统中重要的组成部分,共同被称为机械传动中的三大器。
它们涉及到了机械行业的各个领域。
广泛用于矿山、冶金、航空、兵器、水电、化工、轻纺和交通运输各部门。
离合器是一种可以通过各种操作方式,在机器运行过程中,根据工作的需要使两轴分离或结合的装置。
对于以内燃机为动力的汽车,离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的,它是汽车传动系中直接与发动机相连的总成。
目前,各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。
它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、和操纵机构等四部分。
离合器作为一个独立的部件而存在。
它实际上是一种依靠其主、从动件之间的摩擦来传递动力且能分离的机构,见图1-1离合器工作原理图图1-1离合器工作原理图1—飞轮;2—从动盘;3—离合器踏板;4—压紧弹簧;5—变速器第一轴;6—从动盘毂1.2汽车离合器的主要的功用:1.保证汽车平稳起步:起步前汽车处于静止状态,如果发动机与变速箱是刚性连接的,一旦挂上档,汽车将由于突然接上动力突然前冲,不但会造成机件的损伤,而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力,使发动机转速急剧下降而熄火。
如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离,然后离合器逐渐接合,由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑动磨擦的现象,可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大,而汽车的驱动力也逐渐增大,从而让汽车平稳地起步。
2.便于换档:汽车行驶过程中,经常换用不同的变速箱档位,以适应不断变化的行驶条件。
如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离,那么变速箱中啮合的传动力齿轮会因载荷没有卸除,其啮合齿面间的压力很大而难于分开。
另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。
即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击,容易损坏机件。
利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档,则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除,啮合面间的压力大大减小,就容易分开。
目录1结构方案分析 (1)1.1从动盘数的选择 (1)1.2 压盘的驱动方式 (1)2离合器主要参数的选择 (2)2.1后备系数β (2)2.2摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙Δt (2)2.3摩擦片外径D、内径d和厚度b (2)2.4单位压力P0 (3)3离合器参数优化 (4)3.1设计变量 (4)3.2目标函数 (4)3.3约束条件 (4)3.3.1 最大圆周速度 (4)3.3.2 摩擦片内、外径之比c (4)3.3.3 后备系数β (5)3.3.4 扭转减震器的优化 (5)3.3.5 单位压力P0 (5)4膜片弹簧设计 (6)4.1膜片弹簧基本参数的选择 (6)4.1.1比值H/h和h的选择 (6)4.1.2 R/r比值和R、r的选择 (6)4.1.3 α的选择 (6)4.1.4分离指数目n的选择 (6)4.1.5膜片弹簧小端内半径r0及分离轴承作用半径r f的确定 (6)4.1.6切槽宽度δ1、δ2及半径r e的确定 (7)4.1.7压盘加载点的半径R1和支撑环加载点的半径r1的确定 (7)4.2膜片弹簧的优化设计 (7)4.3膜片弹簧的弹性特性曲线 (7)4.4强度校核 (8)5扭转减震器设计 (10)5.1 扭转减振器主要参数 (10)5.1.1 极限转矩Tj (10)5.1.2 扭转刚度 (10)5.1.3 阻尼摩擦转矩Tμ (10)5.1.4 预紧转矩Tn (10)5.1.5 减振弹簧的位置半径R0 (11)5.1.6 减振弹簧个数Zj (11)5.1.7 减振弹簧总压力 (11)5.2 减振弹簧的计算 (11)5.2.1 减振弹簧的分布半径R1 (11)5.2.2 单个减振器的工作压力P (11)5.2.3 减振弹簧尺寸 (11)6从动盘总成的设计 (14)6.1 从动盘毂 (14)6.2 从动片 (14)6.3 摩擦片 (14)7压盘设计 (15)7.1对压盘的设计要求 (15)7.2压盘材料 (15)8离合器盖设计 (16)8.1离合器盖总成结构设计要求 (16)8.2离合器盖材料 (16)参考文献 (17)1结构方案分析1.1从动盘数的选择单片离合器:单片离合器结构简单,轴向尺寸紧凑,散热良好,维修调整方便,从动部分转动惯量小,在使用时能保证分离彻底,采用轴向有弹性的从动盘可保证接合平顺。
学科门类 : 单位代码 :毕业设计说明书(论文)膜片弹簧离合器的设计学生姓名所学专业班 级学 号指导教师XXXXXXXXX 系二 ○ **年 X X 月目录第1章 绪 论 (3)1.1引言 (4)1.2离合器的发展 (4)1.3膜片弹簧离合器的结构及其优点 (5)1.3.1膜片弹簧离合器的结构 (5)1.3.2膜片弹簧离合器的工作原理 (6)1.3.3膜片弹簧离合器的优点 (7)1.4设计内容 (7)1.5 Pro/E软件的特点 (7)1.6方案选择 (8)第2章 基本尺寸参数选择 (9)2.1离合器基本性能关系式 (9)2.2后备系数的选择 (9)2.3摩擦片外径的确定 (9)2.4摩擦片的Pro/E绘图过程 (11)2.5本章小结 (13)第3章 主动部分设计 (14)3.1压盘设计 (14)3.1.1压盘参数的选择和校核 (14)3.1.2压盘的Pro/E绘图过程 (14)3.2离合器盖设计 (16)3.3传动片设计 (16)3.4本章小结 (17)第4章 从动盘总成设计 (18)4.1摩擦片设计 (18)4.2从动盘毂设计 (18)4.3从动片设计 (20)4.4扭转减振器设计 (20)4.4.1扭转减振器的功能 (20)4.4.2 扭转减振器的结构类型的选择 (20)4.4.3扭转减振器的参数确定 (22)4.4.4减振弹簧的尺寸确定 (24)4.4.5扭转减振器的Pro/E绘图过程 (25)第5章 膜片弹簧设计 (29)5.1膜片弹簧的概念 (29)5.2膜片弹簧的弹性特性 (29)5.3膜片弹簧的强度计算 (31)5.4膜片弹簧基本参数的选择 (32)5.5膜片弹簧的Pro/E绘图过程 (34)5.6本章小结 (36)结 论 (37)参考文献 (38)第 1 章 绪 论1.1 引言以内燃机在作为动力的机械传动汽车中, 离合器是作为一个独立的总成而存在的。
离合器通常装在发动机与变速器之间,其主动部分与发动机飞轮相连,从动部分与变 速器相连。
膜片弹簧离合器毕业设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代机械设计中,离合器是一种关键的传动装置,其作用是实现发动机与传动系统之间的连接和断开。
膜片弹簧离合器作为一种常见的离合器类型,在汽车、摩托车等交通工具中得到广泛应用。
本文将详细介绍膜片弹簧离合器的构造、工作原理以及其在毕业设计中的应用。
通过对膜片弹簧离合器的探究,我们可以更好地理解其内部结构、力学特性及运行机制,并且能够应用于毕业设计项目中。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分:引言、膜片弹簧离合器的构造和工作原理、膜片弹簧离合器在毕业设计中的应用、实验与结果分析以及结论和展望。
首先,在引言部分,我们将给出本文的概述,并介绍文章的整体结构,帮助读者对全文有一个清晰的认识。
接下来,在第二部分,我们将详细讨论膜片弹簧离合器的构造和工作原理。
首先进行概述,介绍膜片弹簧离合器的基本概念和重要性。
然后,我们将详细探讨膜片弹簧离合器的组成部分以及各个部分的功能。
最后,我们将深入了解膜片弹簧离合器的工作原理,解释其如何实现发动机与传动系统之间的连接和断开。
第三部分将重点讨论膜片弹簧离合器在毕业设计中的应用。
我们将介绍毕业设计的背景,并详细描述在该设计中选择和参数设定膜片弹簧离合器的过程。
此外,我们还会探讨如何利用仿真和优化技术来改善毕业设计中膜片弹簧离合器的性能。
在第四部分,我们将进行实验与结果分析。
我们将设计实施一系列实验,并对实验结果进行详细分析。
通过这些实验与结果分析,我们可以评估膜片弹簧离合器在毕业设计中的性能表现,并更好地了解其优势和局限性。
最后,在第五部分,我们将总结全文并给出结论和展望。
我们会总结本次毕业设计取得的成果,并阐明其对相关领域的贡献。
同时,我们也会指出一些存在的问题,并提出未来改进的方向和展望。
1.3 目的本文的主要目的是全面介绍膜片弹簧离合器的构造、工作原理以及其在毕业设计中的应用。
同时,通过对膜片弹簧离合器进行实验与结果分析,探究其性能表现和优化空间。
1概述膜片弹簧离合器是用膜片弹簧代替了一般螺旋弹簧以及分离杆机构而做成的离合器,因为它布置在中央,所以也可算中央弹簧离合器。
其优点为:首先,膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杆的作用,使得零件数目减少,重量减轻;其次,离合器结构大大简化并显著地缩短了离合器的轴间尺寸;再者,膜片弹簧具有良好的非线性特性,设计合适可使摩擦片磨损到极限,压紧力仍能维持很少改变,且减轻分离离合器时的踏板力,使操纵轻便。
膜片弹簧离合器是近年来在乘用车上广泛采用的一种离合器。
因其作为压簧,可以同时兼起分离杠杆的作用,使离合器的结构大为简化,质量减少,并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。
其次,由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触,使压力分布均匀。
另外由于膜片弹簧具有非线性弹性特性,故能在从动盘摩擦片磨损后,弹簧仍能可靠的传递发动机的转矩,而不致产生滑离。
离合器分离时,使离合器踏板操纵轻便,减轻驾驶员的劳动强度。
此外,因膜片是一种对称零件,平衡性好,在高速下,其压紧力降低很少,而周布置弹离合器在高速时,因受离心力作用会产生横向挠曲,弹簧严重鼓出,从而降低了对压盘的压紧力,从而引起离合器传递转矩能力下降。
那么可以看出,对于乘用车膜片弹簧离合器的设计研究对于改善汽车离合器各方面的性能具有十分重要的意义。
本设计就是设计传动装置中的离合器在设计中对各种离合器类型进行分析,探讨,最后设计出使用于乘用车车用离合器。
2 离合总体方案的初定2.1确定所选发动机的基本参数选择日本CAMRY V6 200E系列发动机最大功率及转速:108Kw/6000rpm发动机最大转矩及转速:190N.m/4000rpm整车总质量:2490Kg装载质量:1000Kg主减速比: 5.83变速器低档传动比: 5.56轮胎型号:215/60R16在设计离合器时,应根据车型的类别,使用要求制造条件以及系列化,通用化,标准化要求等,合理选择离合器的结构。
在离合器的结构设计时必须综合考虑以下几点:1:保证离合器结合平顺和分离彻底。
车辆工程毕业设计4膜轻型汽车片弹簧离合器设计膜轻型汽车片弹簧离合器是一种适用于车辆传动系统的离合器,其设计可以使离合器更加轻巧和高效。
本文将介绍膜轻型汽车片弹簧离合器的设计过程,包括设计理论、设计要求和设计步骤。
设计理论:膜轻型汽车片弹簧离合器的设计理论基于片簧原理和力学分析。
片簧原理指的是将一块金属片弯曲成弯曲状,并利用其弹性来实现力的传递。
力学分析指的是对材料的强度、刚度和变形等力学性能进行分析和计算。
设计要求:1.力传递可靠:设计时要保证膜轻型汽车片弹簧离合器能够可靠传递转矩和承受轴向力。
2.结构轻巧:设计时要尽可能减少离合器的重量和体积,以提高整车的燃油经济性和动力性能。
3.操控舒适:设计时要保证离合器的操控力矩和韧度适中,使得车辆驾驶舒适性较好。
设计步骤:1.确定传动功率:根据车辆的功率需求和传动比例,确定膜轻型汽车片弹簧离合器所需的传动功率。
2.确定离合器尺寸:根据传动功率和材料的强度和刚度等性能,确定离合器的尺寸,例如片簧的宽度、厚度和长度等。
3.材料选择:根据离合器的工作要求和材料的力学性能,选择适合的材料,例如高强度钢材。
4.力学计算:根据力学分析原理,计算离合器的力学性能,包括弯曲刚度、承载能力和变形等。
5.结构优化:根据力学计算的结果,对离合器的结构进行优化设计,以提高其力学性能和重量比。
6.功能测试:制作样机进行功能测试,包括轴向压试验和承载试验等,以验证离合器的设计质量和可靠性。
7.结果分析:根据功能测试的结果进行数据分析,评估离合器的设计是否满足要求。
8.优化改进:根据结果分析的数据,对离合器的设计进行优化改进,以提高其性能和减小重量。
总结:膜轻型汽车片弹簧离合器的设计是一个复杂而重要的工程任务。
通过合理的设计理论、设计要求和设计步骤,可以实现离合器的轻巧和高效,提高整车的性能和经济性。
设计时要特别关注离合器的力学性能和结构优化,并进行功能测试和结果分析,以确保设计的可靠性和优越性。
离合器膜片弹簧设计一、 膜片弹簧的结构特点膜片弹簧离合器分推式和拉式,下面的设计中采用拉式结构。
膜片弹簧在结构形状上分为两部分。
在膜片弹簧的大端处为一完整的截锥体,它的形状像一个无底的碟子和一般机械上用的碟形弹簧完全一样,故称作碟簧部分。
膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。
碟形弹簧的弹性作用是这样:沿其轴线方向加载,碟簧受压变平,卸载后又恢复原形所。
可以说膜片弹簧是碟形弹簧的一种特殊结构形式。
所不同的是,在膜片弹簧上还包括有径向开槽部分。
膜片弹簧上的径向开槽部分像一圈瓣片,它的作用是,当离合器分离时作为分离杠杆。
故它又称分离爪。
分离爪与碟簧部分交接处的径向槽较宽呈长方圆形孔。
这样做,一方面可以减少分离爪根部应力集中,一方面又可用来安置销钉固定膜片弹簧,分离爪根部的过渡圆角R >4.5。
二、膜片弹簧的变形特性和加载方式由于膜片弹簧采用拉式结构,故其正装。
离合器在分离和接合时,膜片弹簧的加载情况不一样,相应的有两种加载方式和变形情况:(1)接合时:离合器接合时,膜片弹簧起压紧弹簧之用,在压盘——离合器盖总成未与飞轮装合以前,膜片弹簧近似处于自由状态,膜片弹簧对压盘无压紧作用。
当压盘——离合器盖总成与飞轮装合时,离合器盖前端面向飞轮前端面靠拢。
因此,离合器盖通过支承环4对膜片弹簧施加载荷P 1,膜片弹簧几乎变平。
同时在压盘处也作用有载荷P 1。
我们把P 1称作压紧力。
支承环4和膜片弹簧压盘接触处之间的高度变化称作大端变形1λ,膜片弹簧分离轴承相对于压盘高度的变化称之为小端变形2λ。
(2)分离时:当分离轴承以P 2力作用在膜片弹簧的小端时,支承环4逐渐不起作用,而支承环5开始起作用。
当P 2力达到一定值时,膜片弹簧被压翻。
分离时在膜片弹簧的大端处及小端处将进一步产生附加变形f 1λ和f 2λ。
此时膜片弹簧大端处的变形1λ=f 1λ+b 1λ。
三、 膜片弹簧的弹性变形特性前面说过膜片弹簧起弹性作用的部分是其碟簧部分,碟簧部分的弹性变形特性和螺旋弹簧是不一样的,它是一中非线性的弹簧,其特性和碟簧部分的原始内截锥高H 及弹簧片厚h 的比值H/h 有关。
(完整版)膜⽚弹簧离合器的设计与分析膜⽚弹簧离合器的设计与分析第⼀章离合器概述1.1离合器的简介:联轴器、离合器和制动器是机械传动系统中重要的组成部分,共同被称为机械传动中的三⼤器。
它们涉及到了机械⾏业的各个领域。
⼴泛⽤于矿⼭、冶⾦、航空、兵器、⽔电、化⼯、轻纺和交通运输各部门。
离合器是⼀种可以通过各种操作⽅式,在机器运⾏过程中,根据⼯作的需要使两轴分离或结合的装置。
对于以内燃机为动⼒的汽车,离合器在机械传动系中是作为⼀个独⽴的总成⽽存在的,它是汽车传动系中直接与发动机相连的总成。
⽬前,各种汽车⼴泛采⽤的摩擦离合器是⼀种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动⼒且能分离的装置。
它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、和操纵机构等四部分。
离合器作为⼀个独⽴的部件⽽存在。
它实际上是⼀种依靠其主、从动件之间的摩擦来传递动⼒且能分离的机构,见图1-1离合器⼯作原理图图1-1离合器⼯作原理图1—飞轮;2—从动盘;3—离合器踏板;4—压紧弹簧;5—变速器第⼀轴;6—从动盘毂1.2汽车离合器的主要的功⽤:1.保证汽车平稳起步:起步前汽车处于静⽌状态,如果发动机与变速箱是刚性连接的,⼀旦挂上档,汽车将由于突然接上动⼒突然前冲,不但会造成机件的损伤,⽽且驱动⼒也不⾜以克服汽车前冲产⽣的巨⼤惯性⼒,使发动机转速急剧下降⽽熄⽕。
如果在起步时利⽤离合器暂时将发动机和变速箱分离,然后离合器逐渐接合,由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑动磨擦的现象,可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增⼤,⽽汽车的驱动⼒也逐渐增⼤,从⽽让汽车平稳地起步。
2.便于换档:汽车⾏驶过程中,经常换⽤不同的变速箱档位,以适应不断变化的⾏驶条件。
如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离,那么变速箱中啮合的传动⼒齿轮会因载荷没有卸除,其啮合齿⾯间的压⼒很⼤⽽难于分开。
另⼀对待啮合齿轮会因⼆者圆周速度不等⽽难于啮合。
即使强⾏进⼊啮合也会产⽣很⼤的齿端冲击,容易损坏机件。
膜片弹簧离合器毕业设计摘要汽车是现代生活中不可或缺的交通工具。
汽车离合器的主要功用是分离发动机传来的动力,以使变速箱顺利挂挡或换挡;柔顺地接合动力,保证车辆平稳起步;超负荷时离合器打滑以保护零件免受损坏。
根据传递动力的方式,离合器分为摩擦式和液力式两种,目前摩擦式应用比较广泛。
摩擦式离合器,根据从动盘的数目,可分为单片式、双片式和多片式3种;根据加压方式,可分为常接合式和非常接合式两种;根据其作用原理,还有单作用式和双作用式之分。
双作用离合器是汽车及拖拉机的部件之一,它是由安装在一起的两个不同功能的离合器:即将动力传给驱动轮的主离合器和将动力传给动力输出轴的副离合器。
单片离合器和双片离合器的优缺点对比:单片摩擦离合器具有从动部分转动惯量小、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,结构复杂、成本高。
故双片离合器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。
关键词:单片离合器,双片离合器 ,摩擦式离合器,液力式离合器变速箱Diaphragm spring clutch graduation designABSTRACTAutomotive is an integral part of modern life transportation. The main function of tractor clutch is the driving force came from the engine, so that the transmission of gearbox shift smoothly ; flexibility and joint force to ensure a smooth start of vehicles; overloaded when the clutch slipping to protect components from damage.According to convey the driving force, friction clutch is divided into two-and-hydraulic, a comprehensive range of friction applications. Friction clutch, according to the number-driven, can be divided into single-and double-and multi-chip three kinds; under pressure, can be divided into joint-and often very junction of the two, according to its principle role , Single-and dual-role of the sub-type role.Double-action clutch of motor vehicles and tractors is one of the components, it is installed with a clutch two different functions: to be the main force driving wheel transmission clutch and the power transmission power output shaft of the clutch.Single and double-clutch clutch the advantages and disadvantages compared: Friction clutch single moment of inertia has driven some small amount of heat is good, simple structure, the adjustment convenient, compact size, the advantages of complete separation, while dual-and multi-chip clutch engagement Although more smoothly, Zhang is not completely isolated from the Portion moment of inertia, the middle-pressure cooling bad, structural complexity and high cost. Therefore, double-clutch is generally limited size of the radial or friction torque when using single-chip not enough occasions.KEY WORDS:Friction clutch single ,Double-clutch friction ,Friction clutch Hydraulic clutch ,Gearbox目录前言 (1)第1章汽车离合器整体描述 (2)1.1 离合器的概述 (2)1.1.1 离合器的基本组成 (2)1.1.2 离合器的功用及分类 (2)1.1.3 离合器的设计的基本要求 (2)第2章离合器结构方案分析 (4)2.1摩擦离合器的组成 (4)2.2 从动盘的选择 (5)2.3 压紧弹簧和布置形式的选择 (5)2.4 压盘的驱动形式 (6)2.5 离合器的通风散热 (7)2.6 设计方案的确定 (7)2.6.1 离合器结构图 (7)2.6.2 离合器工作原理和构造示意图 (8)第3章离合器主要参数的选择 (10)3.1 后备系数 (10)3.2摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙△t (10)3.3 单位压力 (11)3.4 摩擦片主要参数的确定及校核 (12)3.4.1 摩擦片外径D、内径d和厚度h (12)3.4.2 摩擦力的平均作用半径 (13)3.4.3 摩擦片压紧力的计算 (13)3.4.4 摩擦片的校核 (14)第4章离合器零件的结构选型及设计计算 (15)4.1 从动盘总成设计 (15)4.2 离合器盖总成设计 (16)4.2.1 离合器盖设计 (16)4.2.2 压盘设计 (17)4.3 扭转减震器的设计 (19)4.3.1 扭转减震器的概述 (19)4.3.2 扭转减震器的概述 (20)4.3.3减震弹簧的计算 (21)4.4 膜片弹簧设计 (23)4.4.1 膜片弹簧的结构特点 (23)4.4.2 膜片弹簧基本参数的选择 (24)4.4.3 膜片弹簧的优化设计 (25)4.4.4 弹簧材料及制造工艺 (26)第5章离合器的操纵机构 (27)5.1操纵机构的要求 (27)5.2. 操纵机构结构形式选择 (27)5.3操纵系统结构设计 (27)5.4操纵机构设计计算 (28)5.4.1操纵力传动比的计算 (28)5.4.2 操纵机构踏板行程 (29)5.4.3 操纵力的校核 (30)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)前言随着科技的飞速发展,特别是液压技术、电子技术在汽车领域的广泛应用,汽车传动系发生了巨大的变化。
学科门类 : 单位代码 :毕业设计说明书(论文)膜片弹簧离合器的设计学生姓名所学专业班 级学 号指导教师XXXXXXXXX 系二 ○ **年 X X 月目录第1章 绪 论 (3)1.1引言 (4)1.2离合器的发展 (4)1.3膜片弹簧离合器的结构及其优点 (5)1.3.1膜片弹簧离合器的结构 (5)1.3.2膜片弹簧离合器的工作原理 (6)1.3.3膜片弹簧离合器的优点 (7)1.4设计内容 (7)1.5 Pro/E软件的特点 (7)1.6方案选择 (8)第2章 基本尺寸参数选择 (9)2.1离合器基本性能关系式 (9)2.2后备系数的选择 (9)2.3摩擦片外径的确定 (9)2.4摩擦片的Pro/E绘图过程 (11)2.5本章小结 (13)第3章 主动部分设计 (14)3.1压盘设计 (14)3.1.1压盘参数的选择和校核 (14)3.1.2压盘的Pro/E绘图过程 (14)3.2离合器盖设计 (16)3.3传动片设计 (16)3.4本章小结 (17)第4章 从动盘总成设计 (18)4.1摩擦片设计 (18)4.2从动盘毂设计 (18)4.3从动片设计 (20)4.4扭转减振器设计 (20)4.4.1扭转减振器的功能 (20)4.4.2 扭转减振器的结构类型的选择 (20)4.4.3扭转减振器的参数确定 (22)4.4.4减振弹簧的尺寸确定 (24)4.4.5扭转减振器的Pro/E绘图过程 (25)第5章 膜片弹簧设计 (29)5.1膜片弹簧的概念 (29)5.2膜片弹簧的弹性特性 (29)5.3膜片弹簧的强度计算 (31)5.4膜片弹簧基本参数的选择 (32)5.5膜片弹簧的Pro/E绘图过程 (34)5.6本章小结 (36)结 论 (37)参考文献 (38)第 1 章 绪 论1.1 引言以内燃机在作为动力的机械传动汽车中, 离合器是作为一个独立的总成而存在的。
离合器通常装在发动机与变速器之间,其主动部分与发动机飞轮相连,从动部分与变 速器相连。
为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器,实际上是一种依靠其主、从动部 分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。
离合器的主要功用是切断和实现发动机与传 动系平顺的接合,确保汽车平稳起步;在换挡时将发动机与传动系分离,减少变速器 中换档齿轮间的冲击;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,以防止传动系个零部件因过载而损坏;有效地降低传动系中的振动和噪音。
1.2 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。
它的原型设计曾装在 1889 年德国戴姆勒公司生产的钢制车轮的小汽车上。
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简单,摩擦面容易修复。
它的摩擦材料曾用过骆毛带、 皮革带等。
那时曾出现过蹄-鼓式离合器, 其结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。
蹄-鼓式离合器用的摩擦元件是木块、皮革带等,蹄-鼓式离合器的重量较锥形离合器 轻。
无论锥形离合器或蹄-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。
现今所用的盘式离合器的先驱是多片盘式离合器,它是直到 1925 年以后才出现 的。
多片离合器最主要的优点是,汽车起步时离合器的接合比较平顺,无冲击。
早期 的设计中,多片按成对布置设计,一个钢盘片对着一青铜盘片。
采用纯粹的金属的摩 擦副,把它们浸在油中工作,能达到更为满意的性能。
浸在油中的盘片式离合器,盘子直径不能太大,以避免在高速时把油甩掉。
此外, 油也容易把金属盘片粘住,不易分离。
但毕竟还是优点大于缺点。
因为在当时,许多 其他离合器还在原创阶段,性能很不稳定。
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。
20 世纪 20 年代末,直到进 入30年代时,只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才使用多片离合器。
早期的单片干式离合器由与锥形离合器相似的问题,即离合器接合时不够平顺。
但是,由于单片干式离合器结构紧凑,散热良好,转动惯量小,所以以内燃机为动力 的汽车经常采用它,尤其是成功地开发了价格便宜的冲压件离合器盖以后更是如此。
实际上早在1920年就出现了单片干式离合器, 这和前面提到的发明了石棉基的摩 擦面片有关。
但在那时相当一段时间内,由于技术设计上的缺陷,造成了单片离合器 在接合时不够平顺的问题。
第一次世界大战后初期,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的,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,成为现今最为通用的螺旋弹簧布置方法。
这种布置在设计上带来了实实在在的 好处,使压盘上的弹簧的工作压力分布更均匀,并减小了轴向尺寸。
多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式摩擦离合器,因 为它具有从动部分转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻 底等优点,而且由于在结构上采取一定措施,已能做到接合盘式平顺,因此现在广泛 采用于大、中、小各类车型中。
如今单片干式离合器在结构设计方面相当完善。
采用具有轴向弹性的从动盘,提 高了离合器的接合平顺性。
离合器从动盘总成中装有扭转减振器,防止了传动系统的 扭转共振,减小了传动系统噪声和载荷。
随着人们对汽车舒适性要求的提高,离合器已在原有基础上得到不断改进,乘用 车上愈来愈多地采用具有双质量飞轮的扭转减振器,能更好地降低传动系的噪声。
对于重型离合器,由于商用车趋于大型化,发动机功率不断加大,但离合器允许 加大尺寸的空间有限,离合器的使用条件日酷一日,增加离合器传扭能力,提高使用 寿命,简化操作,已成为重型离合器当前的发展趋势。
为了提高离合器的传扭能力, 在重型汽车上可采用双片干式离合器。
从理论上讲,在相同的径向尺寸下,双片离合 器的传扭能力和使用寿命是单片的 2 倍。
但受到其他客观因素的影响,实际的效果要 比理论值低一些。
近年来湿式离合器在技术上不断改进,在国外某些重型车上又开始采用多片湿式 离合器。
与干式离合器相比,由于用油泵进行强制冷却的结果,摩擦表面温度较低(不 超过 93℃),因此,起步时长时间打滑也不致烧损摩擦片。
查阅国内外资料获知,这 种离合器的使用寿命可达干式离合器的 5-6 倍,但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。
目前此技术尚不够完善。
1.3 膜片弹簧离合器的结构及其优点1.3.1膜片弹簧离合器的结构膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。
1、离合器盖离合器盖一般为 120°或 90°旋转对称的板壳冲压结构,通过螺栓与飞轮联结在 一起。
离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件,压紧弹簧的压紧力最终都 要由它来承受。
2、膜片弹簧膜片弹簧是离合器中重要的压紧元件,在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径 向槽,在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔,可以穿过支承铆钉,这部分称之为 分离指;从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子,其截面为截圆锥 形,称之为碟簧部分。
3、压盘压盘的结构一般是环形盘状铸件,离合器通过压盘与发动机紧密相连。
压盘靠近 外圆周处有断续的环状支承凸台,最外缘均布有三个或四个传力凸耳。
4、传动片离合器接合时,飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动,并通过压盘与从动盘摩擦 片之间的摩擦力使从动盘转动;在离合器分离时,压盘相对于离合器盖作自由轴向移 动,使从动盘松开。
这些动作均由传动片完成。
传动片的两端分别与离合器盖和压盘 以铆钉或螺栓联接,一般采用周向布置。
在离合器接合时,离合器盖通过它来驱动压 盘共同旋转;在离合器分离时,可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵 力减小。
5、分离轴承总成分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。
分离轴承在工作时主要承受轴向分 离力,同时还承受在高速旋转时离心力作用下的径向力。
目前国产的汽车中多使用角 接触推力球轴承,采用全密封结构和高温铿基润滑脂,其端面形状与分离指舌尖部形 状相配合,舌尖部为平面时采用球形端面,舌尖部为弧形面时采用平端面或凹弧形端 面。
1.3.2膜片弹簧离合器的工作原理由图 1.1 可知,离合器盖 1 与发动机飞轮用螺栓紧固在一起,当膜片弹簧 3 被预 加压紧,离合器处于接合位置时,由于膜片弹簧大端对压盘 5 的压紧力,使得压盘与 从动盘 6 摩擦片之间产生摩擦力。
当离合器盖总成随飞轮转动时(构成离合器主动部 分), 就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器一起转动以传递发动机动力(1)接合位置 (2)分离位置1-离合器盖 2-铆钉 3-膜片弹簧 4-支撑环 5-压盘6-摩擦片 7-分离轴承总成 8-离合器踏板 9-输出轴图 1.1 膜片弹簧离合器的工作原理图要分离离合器时,将离合器踏板 8 踏下,通过操纵机构,使分离轴承总成 7 前移推动 膜片弹簧分离指,使膜片弹簧呈反锥形变形,其大端离开压盘,压盘在传动片的弹力 作用下离开摩擦片,使从动盘总成处于分离位置,切断了发动机动力的传递。
1.3.3膜片弹簧离合器的优点膜片弹簧离合器与其他形式离合器相比,具有一系列优点:1、膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹性特性;2、膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用,结构简单、紧凑,轴向尺寸小,零 件数目少,质量小;3、高速旋转时,弹簧压紧力降低很少,性能较稳定;4、膜片弹簧以整个圆周与压盘接触,使压力分布均匀,摩擦片接触良好,磨损均 匀;5、易于实现良好的通风散热,使用寿命长;6、膜片弹簧中心与离合器中心线重合,平衡性好。
1.4 设计内容1、压盘设计。
2、离合器盖设计。
3、从动盘总成设计。
4、膜片弹簧设计。
1.5Pro/E 软件的特点Pro/Engineer 是美国 PTC 公司开发的一套机械 CAD/CAE/CAM 集成软件,其技术领先,在机械、电子、航空、邮电、兵工、仿真等各行各业都有应用,在 CAD/CAE/CAM 领域中处于领先地位。
它集零件设计、大型组件设计、钣金设计、造型设计、模具开 发、数控加工、运动分析、有限元分析、数据库管理等功能于一身,具有参数化设计, 特征驱动,单一数据库等特点,大大加快了产品开发速度。
本设计使用的 Pro/Engineer Wildfire3.0 是 Pro/Engineer 的最新版本,其功能 较以前的版本有了很大的提高,而且操作界面也更为好用,可以大大提高技术人员的 工作效率。