捷达离合器设计毕业设计
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汽车离合器(EQ153)的设计毕业设计第一章汽车离合器1.1 概述以内燃机作为动力的机械传动汽车中,无论是AMT或MT,离合器都作为一个独立的部件而存在。
虽然发展自动传动系统是汽车传动系的发展趋势,但是有人指出:根据德国出版的2003年世界汽车年鉴,2002年世界各国114家汽车公司所生产的1864款乘用车中,手动机械变速器车款数为1337款;在我国,乘用车中自动挡车款式只占全国平均数的26.53%;若考虑到商用车中更是多数采用手动变速器,手动挡汽车目前仍然是世界车款的主流(当然并不排除一些国家或地区自动挡式车款是其主流产品)。
谈到未来,考虑到传动系由MT向自动传动系过渡,采用AMT技术其产品改造较为容易,因此AMT技术是自动传动系统有力的竞争者。
可以说,从目前到将来离合器这一部分将会伴随着内燃机一起存在,不可能在汽车上消失。
1.2 汽车离合器的基本作用离合器是汽车传动系的组成部件之一,在以内燃机为动力的汽车机械传动中,它通常装在发动机飞轮的后端,传动系通过它与发动机相联系,即其主动部分与发动机飞轮连接,从动部分与变速器相连接。
在汽车行驶中,驾驶员为了适应同使用情况(如起步、换挡、制动、停车)的需要,常常要频繁地踩下、松开离合器踏板,使发动机与传动系暂时分离,以中断动力传递,随后又使之逐渐接合,以便传递动力。
由此可见,汽车有起步、进入正常行驶、变速、制动直至最后停车的整个行驶过程中,离合器都在起作用。
1.使发动机与传动系平顺地接合,以保证汽车起步平稳汽车起步前,驾驶员首先启动发动机,待发动机达到正常的怠速运转时(约300~500r/min),踏下离合器踏板,切断发动机与变速器的动力传递,然后将变速器挂入一挡,然后使离合器逐渐接合,与此同时,逐渐加大油门,使发动机的转矩由小到大地通过离合器传递给传动系其他装置,最终传递给驱动车轮,直至达到能完全克服行驶阻力,使汽车由静止缓慢地加速前进,实现平稳起步。
1 离合器主要参数的选择 (2)2 离合器基本参数的优化 (2)2.1 设计变量 (2)2.2 目标函数 (2)2.3 约束条件 (2)3 膜片弹簧的设计 (4)3.1 膜片弹簧的基本参数的选择 (4)3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线 (5)3.3 强度校核 (7)4 扭转减振器的设计 (7)4.1 扭转减振器主要参数 (7)4.2 减振弹簧的计算 (8)5 从动盘总成的设计 (10)5.1 从动盘毂 (10)5.2 从动片 (10)5.3 波形片和减振弹簧 (10)6 压盘设计 (10)6.1 离合器盖 (10)6.2 压盘 (10)6.3 传动片 (11)6.4 分离轴承 (11)7 小结 (12)参考文献 (14)1 离合器主要参数的选择1.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b根据《汽车设计》(王望予编著,机械工业出版社出版)式2-9,有D K d,根据《汽车离合器》(徐石安,江发潮编著,清华大学出版社出版)表 3.2.1可知,取D=350mm,d=195mm, b=4mm1.2 后备系数β由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器,在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小(开始时还有些增加),再加上车用车的后备功率比较大,使用条件较好,故取β=1.5。
1.3 单位压力P根据《汽车离合器》(徐石安,江发潮编著,清华大学出版社出版)表3.2.1可知,对于小轿车当D=>230mm时,则P=1.18/D Mpa;所以由于D=350mm,取P=0.7Mpa.故根据《汽车设计》(王望予编著,机械工业出版社出版)表2-2可知,当0.7Mpa<P<1.5Mpa时,摩擦片材料金属陶瓷材料。
1.4摩擦因数f、离合器间隙Δt摩擦因数f=0.4离合器间隙Δt=3mm摩擦面数 Z=21.5压紧弹簧和布置形式的选择:拉式膜片弹簧离合器膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧,主要由碟簧部分和分离指部分组成。
摘要汽车传动系是汽车的核心组成部分。
其任务是调节变换发动机的性能,将动力有效而经济地传至驱动车轮,以满足汽车的使用要求。
变速器是完成传动系任务的重要部件,也是决定整车性能的主要部件之一。
变速器的设计水平对汽车的动力性、燃料经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。
随着汽车工业的发展,轿车变速器的设计趋势为增大变速器传递功率与重量之比,并要求变速器具有较小的尺寸和良好性能。
本文阐述了发动机的选择、变速器方案的确定、变速器设计、变速器同步器设计、变速器箱体设计。
在给定捷达GIF发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下,着重对变速器齿轮的结构参数、轴的结构尺寸等进行设计计算。
关键词:变速器;齿轮;同步器;设计;结构ABSTRACTDrivetrain is the core components of automobile. Its task is transforming and regulateing the performance of engine. Transmission can effectively and economically conveyed the power to the wheel which can meet the requirement of vehicles. Transmission is the important part of drivetrain components to complete the tasks. as well as one of the main factor to decide the whole performance of vehicle. The standards of Transmission designing can directly impact the vehicle dynamics, fuel economy, the reliability and portability of shifting, the smoothness and efficiency of Transmiting. Along with the development of the automobile industry, the trend of car transmission designing is to increase its transmission power and decrese its weight ,and hope have smaller size and excellent performance.This thesis are expounded the engine choice, transmission solution, transmission design , design for transmission the synchronizer, design for transmission the first axis ,design for transmission box.In conditions that knowing the JATTA engine out put torque, speed of engine and maximum speed of vehicles, maximum degree, focus on the designing of transmission gear structural parameters, axis geometry design computation; as well as the transmission and drive program structure design.Key words: Transmission;Gear;Synchronizer ;Design;Structure目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 汽车变速器的设计要求 (1)1.1.2 国内外汽车变速器的发展现状 (2)1.2 设计的内容及方法 (4)第2章变速器传动机构与操纵机构的布置 (5)2.1 变速器传动机构布置方案 (5)2.1.1 变速器传动方案分析与选择 (5)2.1.2 倒档布置方案 (5)2.1.3 零部件结构方案分析 (6)2.2 变速器操纵机构布置方案 (8)2.2.1 概述 (8)2.2.2 典型的操纵机构及其锁定装置 (9)2.3 本章小结 (11)第3章变速器的设计与计算 (12)3.1 变速器主要参数的选择 (12)3.1.1 档数 (12)3.1.2 传动比范围 (12)3.1.3 变速器各档传动比的确定 (12)3.1.4 中心距的选择 (15)3.1.5 变速器的外形尺寸 (15)3.1.6 齿轮参数的选择 (15)3.1.7 各档齿轮齿数的分配及传动比的计算 (17)3.1.8 变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整....... 错误!未定义书签。
第一章汽车离合器1.1 概述以内燃机作为动力的机械传动汽车中,无论是AMT或MT,离合器都作为一个独立的部件而存在。
虽然发展自动传动系统是汽车传动系的发展趋势,但是有人指出:根据德国出版的2003年世界汽车年鉴,2002年世界各国114家汽车公司所生产的1864款乘用车中,手动机械变速器车款数为1337款;在我国,乘用车中自动挡车款式只占全国平均数的26.53%;若考虑到商用车中更是多数采用手动变速器,手动挡汽车目前仍然是世界车款的主流(当然并不排除一些国家或地区自动挡式车款是其主流产品)。
谈到未来,考虑到传动系由MT向自动传动系过渡,采用AMT技术其产品改造较为容易,因此AMT技术是自动传动系统有力的竞争者。
可以说,从目前到将来离合器这一部分将会伴随着内燃机一起存在,不可能在汽车上消失。
1.2 汽车离合器的基本作用离合器是汽车传动系的组成部件之一,在以内燃机为动力的汽车机械传动中,它通常装在发动机飞轮的后端,传动系通过它与发动机相联系,即其主动部分与发动机飞轮连接,从动部分与变速器相连接。
在汽车行驶中,驾驶员为了适应同使用情况(如起步、换挡、制动、停车)的需要,常常要频繁地踩下、松开离合器踏板,使发动机与传动系暂时分离,以中断动力传递,随后又使之逐渐接合,以便传递动力。
由此可见,汽车有起步、进入正常行驶、变速、制动直至最后停车的整个行驶过程中,离合器都在起作用。
1.使发动机与传动系平顺地接合,以保证汽车起步平稳汽车起步前,驾驶员首先启动发动机,待发动机达到正常的怠速运转时(约300~500r/min),踏下离合器踏板,切断发动机与变速器的动力传递,然后将变速器挂入一挡,然后使离合器逐渐接合,与此同时,逐渐加大油门,使发动机的转矩由小到大地通过离合器传递给传动系其他装置,最终传递给驱动车轮,直至达到能完全克服行驶阻力,使汽车由静止缓慢地加速前进,实现平稳起步。
2.在换挡时,将发动机与传动系分离,减少变速器中齿轮之间的冲击,便于换挡换挡前,通过离合器切断发动机与变速器间的动力传递,便于使原用挡位的啮合副脱开;挂挡时,通过离合器,可较容易地使得啮合的齿轮副圆周速度趋向相等(同步),从而实现顺利换挡并减小其冲击。
1、离合器概述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。
离合器的功用主要的功用是切断和实现发动机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顺地接合,确保汽车平稳起步;在换档时将发动机与传动系分离,减少变速器中换档齿轮之间的冲击;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,以防止传动系各零件因过载而损坏;有效地降低传动系中的振动和噪声。
2、设计要求及其技术参数基本要求:1)在任何行驶条件下,既能可靠地传递发动机的最大转矩,并有适当的转矩储备,又能防止过载。
2)接合时要完全、平顺、柔和,保证起初起步时没有抖动和冲击。
3)分离时要迅速、彻底。
4)从动部分转动惯量要小,以减轻换档时变速器齿轮间的冲击,便于换档和减小同步器的磨损。
5)应有足够的吸热能力和良好的通风效果,以保证工作温度不致过高,延长寿命。
6)操纵方便、准确,以减少驾驶员的疲劳。
7)具有足够的强度和良好的动平衡,一保证其工作可靠、使用寿命长。
技术参数:车型:华丽特锐2WD整车质量(kg):1050最大扭矩/转速(N·m/rpm):120/3200主减速比:5.285一档速比:滚动半径:350mm3、结构方案分析3.1从动盘数的选择:单片离合器单片离合器:对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言,发动机的最大转矩一般不大,在布置尺寸容许条件下,离合器通常只设有一片从动盘。
单片离合器的结构简单,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结合平顺。
3.2压紧弹簧和布置形式的选择:拉式膜片弹簧离合器膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧,主要由碟簧部分和分离指部分组成。
毕业设计离合器设计毕业设计:离合器设计一、引言离合器作为汽车传动系统中的重要部件,其设计对于汽车的性能和驾驶体验起着至关重要的作用。
本篇文章将深入探讨毕业设计中离合器的设计问题,包括设计原理、材料选择、结构设计等方面。
二、设计原理离合器的基本原理是通过压力传递和摩擦力的作用来实现发动机与变速器的连接与分离。
在离合器设计中,需要考虑到传递扭矩的能力、摩擦片的磨损与热量散发等因素。
为了提高离合器的性能,设计师需要综合考虑这些因素,并确定最佳的设计参数。
三、材料选择离合器的摩擦片通常由摩擦材料制成,常见的材料有有机材料和金属材料。
有机材料摩擦片具有摩擦系数稳定、摩擦性能好等优点,但其耐磨性和耐高温性相对较差;金属材料摩擦片则具有耐磨性和耐高温性好的特点,但其摩擦系数相对较低。
在设计中,需要根据具体的使用环境和要求来选择合适的材料。
四、结构设计离合器的结构设计也是毕业设计中的重要内容之一。
结构设计需要考虑到离合器的紧凑性、重量、制造成本等方面。
同时,还需要注意离合器的可靠性和耐久性,以确保其在长时间使用过程中不会出现故障。
在设计过程中,可以借鉴现有的离合器结构,并结合自身的创新思维,提出更好的设计方案。
五、实验验证在毕业设计中,实验验证是非常重要的一环。
通过实验可以验证设计的可行性,并评估设计方案的优劣。
在离合器设计中,可以通过摩擦片的磨损测试、扭矩传递测试等来评估离合器的性能。
实验结果将为设计的改进提供有力的依据。
六、结论离合器设计作为毕业设计的重要内容之一,需要综合考虑设计原理、材料选择、结构设计等方面。
通过合理的设计和实验验证,可以得到优秀的离合器设计方案,提高汽车的性能和驾驶体验。
七、展望离合器设计是汽车工程领域中的重要研究方向之一。
未来,随着汽车科技的不断发展,离合器的设计将面临更多的挑战和机遇。
希望通过毕业设计的学习和研究,能够为离合器设计领域的发展做出贡献。
八、参考文献[1] 张三, 离合器设计原理与应用[M]. 北京:机械工业出版社,2010.[2] 李四, 汽车离合器材料选择与应用[M]. 上海:上海交通大学出版社,2015.以上是对毕业设计中离合器设计的一些探讨和思考。
目录前言一、零件的分析二、工艺规程的设计(一)确定毛坯的制造形式(二)基准的选择(三)工艺路线的拟定及工艺方案的分析(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定(五)各工序的定位夹紧方案的选择(六)夹具的定位、夹紧分析三、总结四、主要参考文献1前言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,以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合,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。
[1]摩擦离合器主要由主动部分(发动机飞轮、离合器盖和压盘等)、从动部分(从动盘)、压紧机构(压紧弹簧)和操纵机构(分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等)四部分组成。
主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构,操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。
[1]本课题来源于生产实际,为解决多数摩擦离合器存在散热能力不足,摩擦片易磨损等缺点的现状,保证离合器具有良好的工作性能,依据经济、可靠、操作方便的原则,对汽车离合器设计提出如下基本要求:a.在任何行驶条件下,能可靠地传递发动机的最大转矩。
b.接合时要平顺柔和,以保证汽车起步时没有抖动和冲击。
c.分离时要迅速、彻底。
d.从动部分转动惯量小,减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。
e.有良好的吸热能力和通风散热效果,保证离合器的使用寿命。
f.操纵轻便、准确,以减轻驾驶员的疲劳。
g.作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小,以保证有稳定的工作性能。
h.应有足够的强度和良好的动平衡,以保证其工作可靠、寿命长。
i.结构应简单、紧凑,制造工艺性好,维修、调整方便等。
早期使用的一些锥形摩擦式离合器,其从动部分的转动惯量太大,使得变速器换档困难,而且结合也不够柔和,易卡住;湿式多片离合器其片与片间容易被油粘住,致使分离不彻底,造成换档困难;多片干式摩擦离合器,接触面数多,结合平稳柔和,能保证汽车的平稳起步。
解放CA1093汽车参数第一章绪论1.1 课题研究目的和意义从汽车诞生时起,车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。
近年来,随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高,这种重要性表现得越来越明显。
它不仅是衡量汽车好坏的一个指标,重要的是它还关系到乘车人员的生命安全问题。
在选购汽车方面客户也比较看重此项的好坏,所以研究制动系统对于开拓市场,增加汽车销量也有重要作用。
汽车制动系统种类很多,形式多样。
传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气—液混合式。
它们的工作原理基本都一样,都是利用制动装置,用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能,以达到车辆制动减速,或直至停车的目的。
捷达王CT作为轿车,要求制动系统制动平顺,制动距离更短,制动过程中避免因制动效能过高而导致的车轮抱死的情况,满足汽车的安全性和乘员舒适性,因此制动系统的良好设计有利于提高汽车的整体性能。
汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置,使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车。
在下坡行驶时,使汽车保持适当的稳定车速。
它还使汽车能可靠的停靠在原地或坡道上。
汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。
随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全性、可靠性要求越来越高,为保证人身和车辆的安全,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。
所以研究制动系统有着非常重要的意义。
1.2 课题研究现状及发展趋势1)制动控制系统的历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力,这时的车辆的质量比较小,速度比较低,机械制动虽已满足车辆制动的需要,但随着汽车自质量的增加,助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。
这时,开始出现真空助力装置。
1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器,并有制动踏板控制的真空助力装置。
林肯公司也于1932年推出V12轿车,该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。
摘要汽车是现代交通工具中用得最多,最普遍,也是最方便的交通运输工具。
汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置。
而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关健装置,是汽车上最重要的安全件。
汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。
随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全性、可靠性要求越来越高,为保证人身和车辆的安全,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。
本说明书主要设计了哈飞赛豹轿车制动系统。
首先介绍了汽车制动系统的发展、结构、分类,并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析。
最终确定方案采用液压双回路前盘后鼓式制动器。
除此之外,它还对前后制动器、制动主缸进行设计计算,主要部件的参数选择及制动管路布置形式等的设计过程。
关键字:制动;鼓式制动器;盘式制动器;液压;制动主缸ABSTRACTAutomobile is the modern traffic tools, the most common used most, also be the most convenient traffic transportation. Automobile brake system is automobile chassis to an important system, it is restricted by the car of the movement of the device. And the brake is brake system directly effect the automobile sport in a restricted key device, is the most important safety car parts. The automobile braking performance directly influence the car driving safety. With the rapid development of the industry and highway traffic density increases day by day, the people to the safety and reliability of the demand is higher and higher, to ensure the safety of the person and vehicles, must be equipped with very reliable car brake system.This manual mainly designed saibao hafei car brake system. First this paper reviewed the automobile braking system development, structure, classification, and through to the drum brake disc brake and the structure of the advantages and disadvantages and analyzed. Ultimately determine the scheme adopts hydraulic double circuit qianpan hougu type brake. In addition, it's still around to brake and brake main cylinder design, calculation of the main parts of parameter selection and brake pipe, the design process of decorate a form, etc.Key words: Braking; Brake drum; Brake disc; Hydroid pressure;Braking cylinder第1章绪论汽车制动系的研究的目的和意义汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车,使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使已停止的汽车停在原地(包括在斜坡上)驻留不动的机构,汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。
汽车离合器设计说明书毕业设计1.1选题的目的本次设计,我力争把离合器设计系统化,为离合器设计者提供一定的参考价值。
抛弃传统的推式膜片弹簧离合器,设计新式的拉式膜片弹簧离合器是本次设计的要紧特点。
1.2离合器进展历史近年来各国政府都从资金、技术方面大力进展汽车工业,使其进展速度明显比其它工业要快的多,因此汽车工业迅速成为一个国家工业进展水平的标志。
关于内燃机汽车来说,离合器在机械传动系中作为一个独立的总成而存在,它是汽车传动系中直接与发动机相连接听总成。
目前,各类汽车广泛使用的摩擦式离合器要紧依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。
在早期研发的离合器中,锥形离合器最为成功。
现今所用的盘片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。
20世纪20年代末,直到进入30年代时,只有工程车辆、赛车与大功率的轿车上才使用多片离合器。
多年的实践经验与技术上的改进使人们逐步趋向于首选单片干式离合器[1]。
近来,人们对离合器的要求越来越高,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进展,传统的操纵形式的操纵形式正向自动操纵的形式进展。
因此,提高离合器的可靠性与延长其使用寿命,习惯发动机的高转速,增加离合器传递转矩的能力与简化操纵,已成为离合器的进展趋势。
随着汽车发动机转速、功率不断提高与汽车电子技术的高速进展,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进展,传统的操纵形式正向自动操纵的形式进展。
因此,提高离合器的可靠性与延长其使用寿命,习惯发动机的高转速,增加离合器传递转矩的能力与简化操纵,已成为离合器的进展趋势。
随着计算机的进展,设计工作已从手工转向电脑,包含计算、性能演示、计算机绘图、制成后的故障统计等等。
1.3离合器概述按动力传递顺序来说,离合器应是传动系中的第一个总成。
顾名思义,离合器是“离”与“合”矛盾的统一体。
捷达离合器设计摘要近年来,我国在设计的汽车和汽车制造技术已经取得了很大的进步,这是大家有目共睹的。
而离合器作为汽车传送系中的一大重要组成部分,肩负着传递动力、减震跟防止过载等重要作用,所以离合器更成为了汽车发展和进步的一个重要因素,是不容忽视的。
此次设计是从理论计算上阐述了捷达轿车离合器容量的计算,离合器从动盘的尺寸,后备系数,摩擦片外径的尺寸等。
设计包括对从动盘总成、压盘、离合器盖的设计校核优化。
具体设计计算扭转减振器、摩擦片、压盘、离合器盖、膜片弹簧、传动片等多个部件总成。
在离合器动力学的基础上,分析和计算的原始,简要描述了离合器的部分主要设计参数的选择和设计要点,如类型选择、确定承载力,模型等。
简要介绍传统设计方法的检查。
关键词:离合器;膜片弹簧;摩擦片;设计方法目录摘要…………………………………………………………………………………………….1.前言随着现代科技的飞速发展,尤其是液压液力的传动技术,电子技术在汽车上得到广泛的运用,现代汽车发生了巨大的变化。
而离合器作为汽车传动系的一大重要组成部分,肩负着传递动力、减振跟防止过载等重要作用。
所以离合器成为了现代汽车发展不可忽略的重要因素。
随着自动变速器技术的发展跟完善,离合器的结构跟性能也随之变化。
了解离合器的基本构造,掌握离合器的工作原理。
了解从动盘总成的结构,掌握从动盘总成的设计方法,了解压盘和膜片弹簧的结构,掌握压盘和膜片弹簧的设计方法,通过对上述几方面的了解,便于熟悉汽车离合器的工作原理。
我们要学会怎样查找文献资料、相关书籍,培养学生动手设计项目、自学的能力,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、便于维护的轿车离合器,为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。
通过这次课程设计,使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤,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。
1.1本设计的目的、现实意义本次选择的课题为捷达轿车离合器设计, 为保证操纵轻便,工作稳定,结构简单、紧凑,质量小和制造工艺性等方面因素,本次设计采用的是单盘膜片弹簧离合器,离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连的部件,有着不可忽视的作用,一个良好的离合器能够提高汽车的使用寿命,离合器的基本功用为:在汽车起步时,通过离合器主、从动部分之间的滑模而使它们的转速逐渐接近,以确保汽车起步平稳。
当变速器换挡时,通过离合器主、从动部分的迅速分离来切断动力的传递,以减轻齿轮轮齿间的冲击,保证换挡时工作平顺。
当传给离合器的转矩超过其所能传递的最大转矩时,其主、从动部分之间将产生滑磨,以防止传动系统过载。
1.2本设计国内发展概况国内外汽车主要离合器有摩擦式离合器、液力耦合器、电磁离合器等几种。
摩擦离合器又分为周布弹簧离合器、中央弹簧离合器、周布斜置弹簧离合器、膜片弹簧离合器。
离合器的发展、改良以及新技术的应用,很大程度上提高了汽车的操纵稳定性、安全性和舒适性;在人们追求高品质生活的今天,汽车以上性能得到更高度的关注,离合器的性能和技术应用也随之变得越发重要。
2.离合器概述2.1离合器的功用:离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件,位于发动机和变速器之间。
为各类型汽车所广泛采用的是摩擦离合器,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。
其主动部分与发动机飞轮相连,从动部分与变速器输入轴相连。
所以离合器的具体功用如下:(1)使发动机与传动系逐渐接合,保证汽车平稳起步。
(2)暂时切断发动机与传动系的联系,便于发动机的起动和变速器的换档。
(3)限制所传递的扭矩,防止传动系过载。
2.2对离合器的要求:(1)具有合适的储备能力,既能保证传递发动机最大转矩又能防止传动系统过载。
(2)接合平顺柔和,以保证汽车平稳起步。
(3)分离迅速彻底,便于换挡和发动机起动。
(4)散热良好。
(5)具有吸收振动、缓和冲击和减少噪声的能力。
(6)操纵简单省力,维修保养方便。
2.2离合器的类型:汽车离合器有摩擦离合器、液力耦合器、电磁离合器等几种。
目前大部分汽车采用的是摩擦离合器,,因为其结构简单、性能可靠、维修方便。
表2-1 为本次离合器设计所选车型基本技术参数:表2-1 捷达整车参数3.离合器结构设计分析为了在离合器的设计中能合理地选择离合器总成及相关组件并确定相关参数,我们应先根据所选车型的类别、使用要求,和发动机的匹配要求、制造条件以及标准化、通用化、系列化要求等。
3.1从动盘数的选择单片离合器:在使用时可以确保分离彻底,轴向弹性压板可以确保顺利,有一个简单的结构,轴向尺寸紧凑,良好的散热,容易维护,驱动部分转动惯量小等。
双片离合器:一般用于传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合。
多片式离合器:主要应用于最大总质量大于14吨的商用车的行星齿轮变速器换挡机构中。
对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言,发动机的最大转矩一般不大,在布置尺寸容许条件下,离合器通常只设有一片从动盘。
所以选择单片离合器。
3.2压紧弹簧和布置形式的选择捷达离合器盖总成中压紧弹簧为膜片弹簧,这种弹簧圆形、扁平、形状简单并具有分离指。
与其他形式的离合器相比,膜片弹簧离合器有以下优点:(1)形式简单,结构对称,装配空间小。
(2)可以以较低的分离力来满足必要的负荷要求。
(3)膜片式弹簧回转中心与离合器中心重合,所以在旋转时其压紧力不受离心力的影响。
(4)膜片弹簧具有比较理想的非线性特性,其弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保持大致不变。
(5)捷达的膜片弹簧离合器设计寿命较长。
捷达离合器为推式操纵的拉式膜片弹簧离合器。
它是目前汽车离合器中比较流行的第三代产品。
拉式膜片弹簧的安装方向与推式相反,在接合位置时,膜片弹簧的大端支承离合器盖上,而以中部压紧在压盘上。
它与推式相比具有许多优点:(1)结构简化,捷达离合器盖总成中取消了膜片弹簧中间的支承各零件;(2)扭矩容量更大;(3)分离得更彻底;(4)操纵踏板更为简单;(5)使用寿命更长。
本次设计选用:拉式膜片弹簧离合器(图3-1)。
图3-1 拉式膜片弹簧离合器结构图3.3离合器主要参数的选择3.3.1后备系数β后备系数β是离合器设计时用到的一个重要参数,它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。
在选择时,应该要注意到下面3点:(1)离合器在摩擦片磨损后还应能正常地传递发动机的最大转矩。
(2)要防止离合器滑磨过大。
(3)要能防止传动系过载。
显然,如果选择的β过小,发动机的最大转矩不能正常传递;如果选择的β过大,那么离合器尺寸过大,会导致传动系超负荷,难以操作。
我们可以根据使用条件的好坏来适当地选取β的大小。
在摩擦片磨损之后,离合器的压力依然能够可靠平稳,所以选取的β值可以较小;双片离合器的β值应大于单片离合器。
所以β值的取值范围一般为:轿车和轻型货车β=1.20~1.75中重型货车β=1.50~2.25越野车、重型汽车和牵引汽车β=1.80~4.00本设计是捷达小轿车离合器的设计,故宜取小值,本次设计取β= 1.2。
3.3.2摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙△t摩擦片所用的材料及其工作温度、单位压力和滑磨速度等因素是决定摩擦因数f的关键。
摩擦因数f的取值范围见下表。
表3-1 摩擦材料的摩擦因数f的取值范围[3]本次设计采用石棉基编织材料,所以取f = 0.30 。
离合器从动盘数是摩擦面数Z的一半,决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸。
本次设计取单片离合器Z = 2 。
离合器间隙△t是指离合器处于正常结合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时,为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全结合,在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙。
该间隙△t一般为3~4mm 。
本次设计取△t =3 mm 。
3.3.3单位压力P选择单位压力0P必须考虑离合器的工作条件,因为其会影响离合器工作性能和使用寿命,例如发动机后备功率大小,摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。
当摩擦片采用不同材料时,0P按下表范围选取:表3-2 摩擦片单位压力P的取值范围此次设计选用石棉基编织材料,取P=0.3MPa。
3.3.4滑磨功W D和温升速率H R计算3.3.4.1相关参数选择(1)传动总效率的η选择表3-3 总传动效率η(机械式变速器)参见表3-3,轿车膜片弹簧离合器,选择η=0.9 。
sin的选择(2)正弦函数表示的坡度θsin表3-4 正弦函数表示的坡度θ参见表3-4,选择θsin =1/8 。
(3)滚动阻力系数F 的选择表 3-5 滚动阻力系数F参见表 3-5,一般沥青或混凝土路况,选择F=0.015 。
3.3.4.2滑磨功计算指离合器接合过程中有多少机械能转变为热能,用以表征离合器表面磨损严重程度;对车辆进行必要的假设和简化,离合器接合过程中的滑磨功D W (J )为:)10sin 81.9(9000max 0max 22Fm m ri i T i i k rm T n D g e g e T W --=θηπ (3-1)式中,T n 为发动机最大转矩时的转速(r/min ); m 为汽车整备质量(kg );r 为驱动轮滚动半径(m ); 0i 为驱动桥主减速比;g i 为变速器起步档传动比;m ax e T 是发动机最大转矩(N ·m );η为总传动效率;θsin 为正弦函数表示的坡度; F 是滚动阻力系数;k 为系数(对比计算时,k =1)。
其中:T n =3800r/min ;m ax e T =155N ·m ;r =287mm ;m=1175kg ;k =1;0i =3.941;g i =3.455;选η=0.90;θsin =1/8;F=0.015。
由式 3-1 计算得D W =112943.43(N ·m )。
3.3.4.3温升速率计算温升速率R H 表征摩擦片接合与分离时摩擦生热导致摩擦片温度升高的量:)10sin 81.9(30max0max 01047.0Fm m ri i T i i rmn e T R ge g T T n H --=θηπ (3-2)式中,变量含义同式 3-1;将相关数据带入式 3-2 并计算得温升速率:R H =84805.64(N·m/s 1/2)。
3.3.5摩擦片外径D 、内径d 和面积A摩擦片外径是离合器的基本尺寸,关系到离合器结构重量和使用寿命,与离合器所需传递的转矩大小有一定关系。
根据发动机最大转矩m ax e T 初选摩擦片外径D ,由表 3-6 选定摩擦片其他尺寸:表3-6 离合器摩擦片尺寸系列和参数[3,5]由于D = mm mm A T e 6.18147155100100max == (3-3)式中,max e T 为发动机最大转矩,取m N T ⋅=155max ; A 为不同结构根据和使用条件对D 的影响系数,对于小轿车 取A=47。