汽车双片摩擦片离合器设计
- 格式:docx
- 大小:323.42 KB
- 文档页数:23
汽车摩擦⽚设计1.离合器概述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。
1.1离合器设计的基本要求: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。
1.2技术参数:车型:轿车发动机功率: Pemax=70KW/5200r/min发动机转矩: Temax=170N.m/3000r/min飞轮⼯作⾯: D/d=240mm/130mm1.3膜⽚弹簧离合器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。
《汽车离合器设计》教学详案西南科技大学城市学院徐学林一、教学目标:1、了解汽车离合器工作过程。
2、了解汽车离合器的结构和功能。
3、掌握离合器中摩擦片力学模型的建立方法。
4、掌握离合器中摩擦片的设计计算方法。
5、了解摩擦片中平均半径公式的推导意义。
二、教学重点:1、摩擦片的力学模型分析。
2、根据发动机参数计算摩擦片外径的值。
三、教学难点:离合器摩擦片力学模型建立及外径计算公式推导。
四、课前准备:汽车离合器工作原理视频、汽车离合器实体照片、PPT课件。
五、教学方法:以视频为引导,从离合器结构功能到摩擦片的力学模型建立层层深入到摩擦片外径尺寸的设计计算。
六、教学过程:揭题导入师:我们今天讲解汽车离合器中的摩擦片设计,相信很多同学已经有了驾驶汽车的经验,我想知道在坐的各位有谁知道汽车离合器是怎么工作的吗?学生:…..师:对学生的回答做点评,然后播放《汽车离合器工作原理》视频,并在其中关键的离合结合工作部分暂停作提示:请大家注意此时的状态。
视频播放完后(视频4分钟左右),提问师:看了刚才的视频,大家对汽车离合器的工作过程有没有一个大概的印象?学生:……师:不了解没有关系,我们会在接下来的时间详细讲解离合器的工作过程。
板书:汽车离合器设计一、汽车离合器功能:切断和接通发动机转矩的传递。
师:汽车发动机输出的是转矩,我们大家通常听到的是汽车功率概念,在这里要说明一下,汽车转矩和功率是可以相互转换的。
转矩是在汽车零部件设计中会经常用到的汽车性能参数,特别涉及一些零部件的强度计算校核时都会用到转矩。
板书:二、离合器的组成师:(打开课件P4)大家看到的这是一个单盘离合器结构图,从图中我们可以看到离合器由四部分组成:(1)主动部分(发动机飞轮、离合器盖和压盘等);(2)从动部分(从动盘)在这里要说明一下:对于只有一个从动盘的离合器称为单盘离合器,有两个从动盘的离合器称为双盘离合器,有三个从动盘以上的离合器称为多盘离合器,现在市场上常见的是双盘离合器;(3)压紧机构(压紧弹簧);(4)操纵机构(分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等)。
目 录一、离合器概述------------------------------------------------------- 2二、设计要求及技术参数----------------------------------------------- 2(一)设计基本要求------------------------------------------------- 2(二)技术参数----------------------------------------------------- 2三、结构方案分析----------------------------------------------------- 2(一)从动盘数的选择----------------------------------------------- 2(二)压紧弹簧和布置形式的选择------------------------------------- 3四、离合器主要参数选择----------------------------------------------- 3(一)后备系数-----------------------------------------------------3β(二)摩擦因数f 、摩擦面数Z 和离合器间隙△t------------------------- 3(三)单位压力P 0---------------------------------------------------- 4(四)摩擦片外径D 、内径d 和厚度b----------------------------------- 5(五)对所取摩擦片标准尺寸进行验证---------------------------------- 5五、离合器的设计与计算------------------------------------------------ 6(一)离合器基本参数的优化------------------------------------------ 6六、膜片弹簧的设计---------------------------------------------------- 7(一)膜片弹簧的弹性特性曲线---------------------------------------- 8(二)膜片弹簧的基本参数的选择-------------------------------------- 8(三)特性曲线的绘制------------------------------------------- 911F λ-七、膜片弹簧的强度计算与校核------------------------------------------ 12八、膜片弹簧的优化设计------------------------------------------------ 13九、主要零部件的设计-------------------------------------------------- 14(一)扭转减震器的设计---------------------------------------------- 14(二)从动盘总成的设计---------------------------------------------- 17(三)离合器盖总成的设计-------------------------------------------- 19(四)压盘的设计---------------------------------------------------- 19十、离合器的操纵机构-------------------------------------------------- 20十一、设计小结---------------------------------------------------------- 20十二、参考文献---------------------------------------------------------- 21一、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。
目录一离合器结构设计 (2)离合器结构选择与论证离合器结构设计要点离合器主要零件的设计二离合器的设计计算及说明 (7)离合器设计所需数据摩擦片主要参数选择摩擦片基本参数设计优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的优化设计膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧的应力计算扭转减震器设计减震弹簧的设计踏板行程及踏板力计算从动轴的计算从动盘毂分离轴承的寿命计算三心得体会 (25)四参考文献 (26)一离合器的结构设计为了达到计划书所给的数据要求,设计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”的要求等,合理选择离合器结构。
离合器结构选择与论证摩擦片的选择单片离合器因为结构简单,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接合平顺,所以被广泛使用于轿车和中、小型货车,因此该设计选择单片离合器。
摩擦片数为2。
压紧弹簧布置形式的选择离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等。
其中膜片弹簧的主要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆。
膜片弹簧与其他几类相比又有以下几个优点[9]:(1)由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变,从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。
当离合器分离时,弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高,而是降低,从而降低踏板力;(2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用,使结构简单紧凑,轴向尺寸小,零件数目少,质量小;(3)高速旋转时,压紧力降低很少,性能较稳定;而圆柱弹簧压紧力明显下降;(4)由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触,故其压力分布均匀,摩擦片磨损均匀,可提高使用寿命;(5)易于实现良好的通风散热,使用寿命长;(6)平衡性好;(7)有利于大批量生产,降低制造成本。
但膜片弹簧的制造工艺较复杂,对材料质量和尺寸精度要求高,其非线性特性在生产中不易控制,开口处容易产生裂纹,端部容易磨损。
双片周布弹簧离合器的原理
双片周布弹簧离合器是一种常用于汽车和工业机械上的离合器,其原理如下:
1. 结构:双片周布弹簧离合器由两个摩擦片组成,一个称为驱动盘或摩擦盘,另一个称为从动盘。
两个盘之间夹着一片周布弹簧。
驱动盘和从动盘通过离合器盖和离合器承载轴相连。
2. 工作原理:当离合器踏板松开时,驱动盘上的压盘通过压盘弹簧的作用力将驱动盘和从动盘压紧,摩擦盘与摩擦板之间有一定的摩擦力,从而传递引擎的动力给传动系统。
3. 分离原理:当踏下离合器踏板时,离合器压盘失去作用力,驱动盘和从动盘分离。
此时周布弹簧收缩,断开摩擦盘与摩擦板之间的摩擦力,从而使驱动盘和从动盘之间断开连接,离合器不再传递动力。
4. 起动原理:当发动机启动时,由于发动机转速较低,摩擦盘和摩擦板之间的摩擦力不足以使驱动盘和从动盘紧密结合。
这时可以通过辅助装置(如离合器分离杆)将驱动盘离开,使发动机起动。
当发动机转速逐渐提高时,压盘弹簧将驱动盘和从动盘压紧,离合器恢复正常工作。
总的来说,双片周布弹簧离合器通过压盘弹簧的作用力将驱动盘与从动盘压紧,形成摩擦力来传递动力。
踏下离合器踏板时,弹簧收缩,断开摩擦盘和摩擦板之
间的摩擦力,实现离合。
起动时,辅助装置使发动机与传动系统分离,方便启动。
双向多片摩擦离合器工作原理
双向多片摩擦离合器是一种常用的传动装置,常见于汽车、摩托车、船舶等机械设备中。
它的主要功能是实现不同轴之间的连接与断开,从而实现不同速度的转动。
双向多片摩擦离合器由两个摩擦片组成,分别固定在驱动轴和从动轴上。
当两个摩擦片受到压力使摩擦片之间的接触面产生摩擦力时,驱动轴和从动轴之间就会传递转矩。
当施加压力消失时,摩擦力会减小或消失,从而使两个轴之间的连接断开。
双向多片摩擦离合器的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 实现连接:当压力施加在离合器上时,压盘会向离合器施加压力,使驱动轴和从动轴之间的摩擦片密合。
摩擦力使驱动轴上的摩擦片和从动轴上的摩擦片之间产生足够的摩擦力,从而实现驱动轴和从动轴之间的连接。
2. 传递转矩:当驱动轴上的摩擦片旋转时,由于与从动轴上的摩擦片的接触,摩擦力将会传递到从动轴上。
这样,驱动轴上的转动力矩将会通过连接的摩擦片传递到从动轴上。
3. 断开连接:当压力从离合器上消失时,摩擦片之间的接触面减小或消失,摩擦力也会减小或消失。
这使得驱动轴和从动轴之间的连接断开,从动轴可以自由旋转而不受驱动轴的影响。
通过控制压力施加和释放的时间和力度,可以实现不同速度的
转动和连接与断开的控制,从而实现精确的传动和变速。
这使得双向多片摩擦离合器成为一种重要的传动装置。
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。
通常离合器在发动机和变速器,它连接到发动机飞轮的活动部分之间安装时,传输是连接至驱动部。
对于所有类型的汽车被广泛使用湿式离合器,实际上是一个独立的机构,可以依靠它们的主人,摩擦的驱动部之间来传递动力。
离合器的主要功能是切断,发动机和传动系统实现平滑的参与,以确保顺利启动汽车; 移位中分离发动机和传动系统,减少了换档变速器的影响;受到在工作更大的动态负载时,以限制传动系的最大转矩经受份防止传动系统损坏由于过载;有效地降低传动系的振动和噪音。
关键字:湿式离合器离合器摩擦片减振盘第1章绪论1.1引言1.3. 3湿式离合器的优点 (6)第2章基本尺寸参数选择2.1离合器基本性能关系式 ......................................................... 8 2. 2后备系数的选择 .. (8)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。
通常离合器在发动机和变速器,它连接到发动机飞轮的活动部分之间安装 时,传输是连接至驱动部。
对于所有类型的汽车被广泛使用湿式离合器,实际上 是一个独立的机构,可以依靠它们的主人,摩擦的驱动部之间来传递动力。
离合目录1. 4设计内容 ....1.5方案选择 31.3湿式离合器的结构及其优点 (5)1.3.1湿式离合器的结构 (5)7器的主要功能是切断,发动机和传动系统实现平滑的参与,以确保顺利启动汽车; 移位中分离发动机和传动系统,减少了换档变速器的影响;受到在工作更大的动态负载时,以限制传动系的最大转矩经受份防止传动系统损坏由于过载;有效地降低传动系的振动和噪音。
1.2 离合器的发展在离合器结构,最成功的锥形离合器的早期发展。
其原型已被安装在1889 年德国戴姆勒公司生产的汽车钢制车轮。
它是发动机飞轮的内孔锥形制成的离合器的积极成员。
注意:按照课程设计的要求完成,一般对以下部分详细计算:1)离合器基本结构尺寸、参数的选择2)膜片弹簧的参数计算和选择3)从动盘(摩擦片的计算选择)4)操纵机构计算绘图时必须按照设计计算参数绘制,未详细计算部分参考选择,但是必须保证结构正确,无工作干涉,方便加工!膜片弹簧离合器设计计算(某中型轿车举例)2摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择已知条件:某中型轿车发动机数据:缸数:4缸排量:1.7升点火系统:1-3-4-2最大功率96/5000KW/rpm最大扭矩220/3500N·m/rpm2.1离合器基本性能关系式为了能可靠地传递发动机最大转矩max c T ,离合器的静摩擦力矩c T 应大于发动机最大转矩,而离合器传递的摩擦力矩c T 又决定于其摩擦面数Z 、摩擦系数f 、作用在摩擦面上的总压紧力P Σ与摩擦片平均摩擦半径R m ,即m N R ZfP e r e c ⋅=T =T max β【1】(2-1)式中:β—离合器的后备系数。
f —摩擦系数,计算时一般取0.25~0.30。
Z —摩擦面数2.2摩擦片外径D 与内径d 的选择当按发动机最大转矩max e T (N ·m )来确定D 时,有下列公式可作参考:AT D e /100max =【1】(2-2)式中A 反映了不同结构和使用条件对D 的影响,在确定外径D 时,有下列经验公式可供初选时使用:maxe D T K D ⨯=【1】(2-3)轿车:K D =14.5轻、中型货车:单片K D =16.0~18.5双片K D =13.5~15.0重型货车:K D =22.5~24.0本次设计所设计的是中型轿车(T emax /n T 为220Nm/3500rpm 、P emax /n P 为96kw/5000rpm )的膜片弹簧离合器。
所设计的离合器摩擦片为单片,选择K D =14.5。
所以D=mm 2152205.14=⨯按max e T 初选D 以后,还需注意摩擦片尺寸的系列化和标准化,表2-1为我国摩擦片尺寸标准。
多片式摩擦离合器设计摩擦离合器是一种常见的机械传动装置,用于在传动轴之间传递扭矩。
它通过摩擦力来传递动力,在启动、停止和变速过程中起到关键作用。
定义摩擦离合器是一种将旋转动力传递到另一个轴上的装置,通过摩擦阻力来实现离合和传递扭矩的目的。
它通常由一个驱动轴和一个从动轴组成,两者之间通过摩擦盘和压力盘进行力的传递。
功能摩擦离合器的主要功能是在两个轴之间传递扭矩,并且在需要时能够实现离合和接合。
它可以控制动力传递的程度,使得传动系统可以启动、停止和变速。
此外,摩擦离合器还能够提供一定程度的过载保护和减震作用。
应用领域多片式摩擦离合器在各种机械设备和交通工具中广泛应用。
例如,在汽车、摩托车和工程机械中,摩擦离合器用于控制发动机与传动系统之间的动力传递。
同时,在工业机械和电动工具中,摩擦离合器也用于控制不同轴的同步运动。
多片式摩擦离合器是一种常用的机械传动装置,用于连接和断开两个旋转部件。
它的工作原理基于摩擦片的受力和摩擦特性。
摩擦片的摩擦系数摩擦片的摩擦系数是指摩擦片与压盘之间的摩擦能力。
摩擦系数越大,离合器传递的扭矩就越大。
设计多片式摩擦离合器时,需要根据具体需求选择适当的摩擦系数,以确保离合器性能的稳定和可靠。
接触压力接触压力是指压盘施加在摩擦片上的压力。
接触压力决定了摩擦片与压盘之间的紧密接触程度,从而影响离合器的传递扭矩能力。
设计多片式摩擦离合器时,需要合理计算和调整接触压力,以确保摩擦片能够有效传递扭矩,并且不会过度磨损。
传递扭矩传递扭矩是指离合器能够传递的最大扭矩值。
它取决于摩擦片的摩擦系数、接触压力和摩擦片的摩擦面积等因素。
设计多片式摩擦离合器时,需要根据实际应用需求和传动系统的要求,确定合适的传递扭矩范围,并选择相应的摩擦片和压盘。
多片式摩擦离合器的设计需要综合考虑上述关键参数,以实现理想的传递扭矩和工作性能。
在设计过程中,还需注意摩擦片和压盘的材料选择、结构设计和摩擦特性的稳定性,确保离合器在长期使用中能够持续可靠地传递扭矩。
多片式摩擦离合器设计摩擦离合器是一种常见的传动装置,其主要用途是在发动机和变速器之间传递动力,实现汽车或其他动力机械的起步、加速、减速和停车等动作。
为了满足不同的应用需求,摩擦离合器的设计形式也较为多样化。
本文将针对一种多片式摩擦离合器进行设计分析。
1. 设计原理多片式摩擦离合器的结构由摩擦片、摩擦盘、压盘、增压器和活塞等部件组成。
其工作原理是通过压盘将摩擦片夹在摩擦盘之间,利用摩擦力瞬间传递动力,实现离合和结合状态的转换。
特别地,活塞的作用是利用油压助力将摩擦片与摩擦盘紧密接触,使得离合器的结合程度更加稳定和坚固。
2. 参数设计在设计过程中,需要对离合器的相关参数进行细致的测算和调试,以保障其稳定性和可靠性。
例如,在确定离合器的直径、摩擦片的数量和厚度、以及摩擦盘的内直径等方面,需分别考虑以下因素:(1)负载能力。
根据离合器所需承载的扭矩和功率,来确定其技术参数和适合的规格型号。
(2)使用寿命。
离合器一般需具备较长的使用寿命和稳定的传动性能,同时应考虑瞬时承载能力和过热现象的问题。
(3)设计工艺。
离合器的设计应符合机械制造工艺和生产要求,易于加工和安装,并采用高强度、耐磨损的材料。
3. 结构设计在确定离合器的参数和工艺后,需对其结构形式进行选择和设计。
对于多片式摩擦离合器而言,其结构形式可分为独立式、半浸式和浸润式等多种形式。
其中,浸润式离合器结构较为复杂,但具备较好的散热性能和减震能力。
因此,在进行结构设计时,需根据离合器的具体应用环境和工作要求,综合考虑各种因素,进行选择和优化。
4. 总结综上所述,多片式摩擦离合器的设计需要综合考虑多种因素,包括应用要求、参数设计和结构形式等。
在实际制造过程中,应注重工艺控制和品质保障,以保证离合器的稳定性和可靠性,并满足用户的需求。
同时,应加强科技创新和研发投入,推动离合器技术的不断升级和完善,为汽车和机械传动领域的发展做出贡献。
对多片式摩擦离合器进行数据分析可以从多个角度出发,例如扭矩传递能力、瞬时功率、摩擦力系数、摩擦片温度、摩擦片磨损等方面进行分析。
目录1 离合器主要参数的选择01.1 摩擦片外径D、内径d和厚度b的选择01.2 单位压力p0的选择01.3 摩擦因数f和摩擦面数Z的选择11.4 后备系数β的选择12 离合器基本参数的优化22.1 设计变量22.2 目标函数22.3 约束条件22.3.1 摩擦片最大圆周速度v D22.3.2 摩擦片的内、外径比c22.3.3 后备系数β22.3.4 摩擦片内径d22.3.5 单位压力p033 膜片弹簧的设计与计算43.1 膜片弹簧基本参数的选择43.1.1 比值H/h和h的选择43.1.2 R/r比值和R、r的选择43.1.3 α的选择43.1.4 膜片弹簧工作点位置的选择43.1.5 分离指数目n的选取43.1.6 膜片弹簧小端内半径r0与分离轴承作用半径r f的确定43.1.7 切槽宽度δ1、δ2与半径r e的确定53.1.8 压盘加载点半径R1和支撑环加载点半径r1的确定53.2 膜片弹簧的弹性特性53.3 膜片弹簧的强度计算64 扭转减震器的设计74.1 扭转减震器基本参数的选择74.1.1 极限转矩T j74.1.2 扭转角刚度kφ74.1.3 阻尼摩擦转矩Tμ74.1.4 预紧转矩T n74.1.5 减振弹簧的位置半径R074.1.6 减振弹簧个数Z j74.1.7 减振弹簧总压力F∑74.2 减震弹簧的计算84.2.1 减振弹簧的分布半径R184.2.2 单个减振器的工作压力P84.2.3 减振弹簧尺寸84.2.4 从动片相对从动盘股的最大转角α94.2.5 限位销与从动盘股缺口侧边的间隙λ194.2.6 限位销直径d'95 从动盘总成的设计105.1 从动盘毂105.2 摩擦片105.3 从动片115.4 波形片和减震弹簧116 离合器盖总成126.1 离合器盖126.2 压盘126.2.1 压盘传动方式的选择126.2.2 压盘几何尺寸的确定126.3 传动片136.4 分离轴承136.5 支撑环13参考文献131 离合器主要参数的选择1.1 摩擦片外径D 、内径d 和厚度b 的选择摩擦片外径是离合器的重要参数,它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。
第一章绪论现代汽车工业具有世界性,是开发型的综合工业,竞争也越来越激烈。
我国自1953年创建第一汽车制造厂至今,已有130多家汽车制造厂,700多家汽车改装厂。
随着我国国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,对汽车的使用功能不断提出新的要求。
目前大部分汽车采用离合器作为汽车的动力传递机构。
离合器的发展概况在采用离合器的传动系统中,早期离合器的结果形式是锥形摩擦离合器。
锥形摩擦离合器传递扭矩的能力,比相同直径的其他结构形式的摩擦离合器要大。
但是,其最大的缺点是从动部分的转动惯量太大,引起变速器换挡困难。
而且这种离合器在接合时也不够柔和,容易卡住。
次后,在油中工作的所谓湿式的多片离合器逐渐取代了锥形摩擦离合器。
但是多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住(尤其是在冷天油液变浓时更容易发生),导致分离不彻底,造成换挡困难。
所以它又被干式所取代。
多片干式摩擦离合器的主要优点是由于接触面数多,故接合平顺柔和,保证了汽车的平稳起步。
但因片数较多,从动部分的转动惯量较大,还是感到换挡不够容易。
另外,中间压盘的通风散热不良,易引起过热,加快了摩擦片的磨损甚至烧伤和破裂。
如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底。
多年的实践经验使人们逐渐趋向于采用单片干式摩擦离合器。
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。
而且只要在结构上采取一定措施,也能使其接合平顺。
因此,它得到了极为广泛的应用。
为了实现离合器的自动操纵,有自动离合器。
采用自动离合器时可以省去离合器踏板,实现汽车的“双踏板”操纵。
与其他自动传动系统(如液力传动)相比,它具有结构简单,成本低廉及传动效率高的优点。
因此,在欧洲小排量汽车上曾得到广泛的应用。
但是在现有自动离合器的各种结构中,离合器的摩擦力矩的力矩调节特性还不够理想,使用性能不尽完善。
例如,汽车以高档低速上坡时,离合器往往容易打滑。
因此必须提前换如低档以防止摩擦片的早期磨损以至烧坏。
1.离合器概述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。
1.1离合器设计的基本要求: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。
1.2技术参数:车型:轿车发动机功率: Pemax=70KW/5200r/min发动机转矩: Temax=170N.m/3000r/min飞轮工作面: D/d=240mm/130mm1.3膜片弹簧离合器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。
汽车离合器设计说明书离合器设计说明书第1章汽车离合器综述1.1 离合器的功能离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件,主要作用是保证汽车起步平稳,保证传动系统换挡时工作平顺,防止传动系统过载等,在离合器的具体结构上,首选,在保证传递发动机最大转矩的前提下,应满足两个基本要求:首先,分离彻底、接合柔和。
离合器从动部分的转动惯量要尽可能的小。
此外,还要求离合器散热良好。
1.2 离合器的类型膜片弹簧推式离合器1.3 离合器的工作原理如图1.1所示,摩擦离合器一般是有主动部分、从动部分组成、压紧机构和操纵机构四部分组成。
离合器在接合状态时,发动机扭矩自曲轴传出,通过飞轮2和压盘借摩擦作用传给从动盘3,在通过从动轴传给变速器。
当驾驶员踩下踏板时,通过拉杆,分离叉、分离套筒和分离轴承8,将分离杠杆的内端推向右方,由于分离杠杆的中间是以离合器盖5上的支柱为支点,而外端与压盘连接,所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左,这样,从动盘3两面的压力消失,因而摩擦力消失,发动机的扭矩就不再传入变速器,离合器处于分离状态。
当放开踏板,回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力,使踏板返回原位。
此时压紧弹簧就推动压盘向右,仍将从动盘3压紧在飞轮上2,这样发动机的扭矩又传入变速器。
图1.1 离合器总成1-轴承 2-飞轮 3-从动盘 4-压盘 5-离合器盖螺栓 6-离合器盖 7-膜片弹簧8-分离轴承 9-轴 1.4 对离合器的要求摩擦式离合器的结构类型非常多,而且有多种组合方式,但不管哪种结构类型,也不管什么组合方式,对它们的使用要求是一致的。
1. 能可靠地传递发动机的最大转矩,并有转矩储备。
2. 接合平顺柔和,保证汽车起步时没有抖动和冲击。
3(分离迅速、彻底。
4(离合器从动部分转动惯量要小,以减轻换挡齿轮间的冲击,便于换挡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散热效果,以保证工作温度不致过高。
6(应使传动系避免扭转共振,并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力。
双向式多片摩擦离合器的结构及工作原理
双向式多片摩擦离合器是一种应用于传动装置中的离合器,其结构和工作原理如下:
1. 结构:
双向式多片摩擦离合器由外骨圈、内骨圈、摩擦片和压盘等组成。
外骨圈固定于传动轴上,内骨圈固定于传动轴上的夹套内,摩擦片被夹在外骨圈和内骨圈之间,压盘通过弹簧加载与夹套相连。
2. 工作原理:
当离合器工作时,压盘受到传动装置中的压力作用,将摩擦片夹紧在外骨圈和内骨圈之间。
摩擦片与外骨圈和内骨圈之间的摩擦力使它们产生相对转动,从而实现传动装置的连接。
当离合器松开时,压盘解除压力,摩擦片与外骨圈和内骨圈之间的摩擦力消失,使它们之间停止相对转动,从而实现传动装置的断开。
双向式多片摩擦离合器具有双向传力的特点,可以在正转和反转时实现传动装置的连接和断开。
该离合器具有结构简单、操作方便和可靠性好等优点,在汽车、船舶和工程机械等领域得到广泛应用。
汽车设计课程设计论文大众POLO离合器设计设计者:学号:指导教师:班级:目录第一章绪论 (3)1.1前言 (3)1.2课程设计目的 (3)1.3设计要求 (3)1.4设计步骤 (4)第二章离合器方案的确定 (5)2.1车型分析 (5)2.2方案选择 (5)第三章离合器基本参数的确定 (6)3.1离合器后备系数Β (6)3.2单位压力P0 (6)3.3摩擦片外径D、内径D和厚度B (7)3.4摩擦因数F、摩擦面数Z和离合器间隙△T (8)第四章离合器基本参数的优化 (13)4.1摩擦片外径D (9)4.2摩擦片的内、外径比C (9)4.3后备系数Β (9)4.4摩擦片内径D (9) (9)4.5单位摩擦面积传递的转矩TC04.6单位压力P0 (10)4.7离合器单位摩擦面积滑磨功Ω (10)第五章离合器零件的结构选型及设计计算 (11)5.1从动盘总成设计 (11)5.1.1 从动盘总成的结构型式的选择 (11)5.1.2 从动片结构型式的选择 (12)5.1.3 从动盘毂的设计 (12)5.2离合器盖总成设计 (13)5.2.1 离合器盖设计 (13)5.2.2 压盘设计 (14)5.3离合器分离装置设计 (14)5.3.1 分离轴承 (14)5.3.2 分离套筒 (15)5.4膜片弹簧的设计 (15)5.4.1 膜片弹簧基本参数的选择 (15)5.4.2 膜片弹簧材料及制造工艺 (17)5.5扭转减振器 (18)5.5.1 扭转减振器的功用 (18)5.5.2 扭转减振器组成 (18)5.5.3 减振器的结构设计 (19)第六章谢辞 (23)第七章参考资料 (24)第一章绪论1.1 前言对于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,按动力传递顺序来说,离合器应是传动系中的第一个总成。
目前,目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器,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。
汽车设计课程设计题目: 汽车双片摩擦片离合器设计学号:姓名:专业:车辆工程班级:指导老师:完成日期:摘要离合器是汽车传动系中的重要部件,主要功用是是切断和实现发动机对传动系的动力传递,保证汽车平稳起步,保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩,防止传动系统过载。
膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器,它的转矩容量大而且较稳定,操作轻便,平衡性好,也能大量生产,对于它的研究已经变得越来越重要。
此设计说明书详细的说明了轻型汽车膜片弹簧离合器的结构形式,参数选择以及计算过程。
本文采用系统化设计方法,把离合器分为主动部分、从动部分、操纵机构。
通过对各个部分设计方案的原理阐释和优缺点的比较,确定了相关部分的基本结构及其零部件的制造材料。
根据车辆使用条件和车辆参数,按照离合器系统的设计步骤和要求,主要进行了以下工作:选择相关设计参数主要为:摩擦片外径D 的确定,离合器后备系数β的确定,单位压力P0的确定。
并进行了总成设计主要为:分离装置的设计,以及从动盘设计(从动盘毂的设计)和膜片弹簧设计等。
关键词:离合器,双片摩擦片,机械操纵,膜片弹簧目录摘要 (1)前言 (4)第1章离合器的设计原理及其要求 (5)1.1离合器简介 (5)1.2汽车离合器的主要的功用 (5)1.2.1保证汽车平稳起步: (5)1.2.2 便于换档: (5)1.2.3防止传动系过载: (6)第2章离合器设计的相关参数和要求 (7)第3章离合器摩擦片参数设计 (8)3.1离合器摩擦片参数设计基本原理 (8)3.2离合器摩擦片参数设计计算 (9)3.2.1 摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙△t (9)3.2.2摩擦片外径D、内径d和厚度b的确定 (9)3.2.3离合器后备系数β的确定 (10)3.2.4离合器传递的最大静摩擦力矩TC (10)3..5单位压力P0 (10)3.3离合器摩擦片基本参数的校核 (11)3.3.1最大圆周速度 (11)3.3.2单位摩擦面积传递的转矩c0T (11)3.3.3单位压力0P (11)3.3.4单位摩擦面积滑磨功 (12)第4章膜片弹簧设计 (13)4.1膜片弹簧主要参数的选择 (13)4.1.1H/h 比值的选择 (13)4.1.2 R 及R/r 的确定 (14)4.1.3膜片弹簧起始圆锥底角α (14)4.1.4分离指的数目n 和切槽宽δ1、δ2及半径re (14)4.2绘制膜片弹簧的特性曲线 (15)4.3确定膜片弹簧的工作点位置 (16)4.6膜片弹簧强度校核 (17)4.7膜片弹簧材料及制造工艺 (18)第5章扭转减震器的设计计算 (19)5.1扭转减震器主要参数的选择 (19)5.1.1极限转矩j T ........................................................................................................... 19 5.1.2扭转刚度ϕK ......................................................................................................... 19 5.1.3阻尼摩擦转矩T μ . (19)5.1.4预紧转矩T n (19)5.1.5减震弹簧的位置半径R o (20)5.1.6减震弹簧的个数Z j (20)5.1.7减震弹簧总压力∑F (20)第6章从动盘总成设计计算 (21)6.1从动片 (21)6.2从动盘毂 (21)第7章压盘和离合器盖得设计 (23)7.1压盘几何尺寸的确定 (23)7.2 离合器盖的设计 (23)7.3 支承环 (24)第8章离合器的操纵系统设计 (25)8.1对离合器操纵机构的基本要求 (25)8.2踏板位置 (25)8.3踏板行程 (25)结论 (27)参考文献 (28)前言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。
20世纪70年代至今,汽车技术的主要发展是提高安全性、降低排放污染。
由此各种保障安全、减少排放污染的新技术、新车型相继出现,如各种防抱死系统、电子控制喷油、电子点火、三元催化转化系统、电动汽车等。
现代汽车技术发展的方向主要表现在以下几个方面:1)安全可靠应用汽车防抱死制动系统(ABS)、汽车驱动防滑系统(ASR)、电控稳定程序(ESP)、电子巡航控制系统(CCS)、安全带、安全气囊(SRS)等。
2)环境保护采用电控燃油喷射(EFI)、无分电器点火(DLI)、废气再循环控制系统、燃油蒸发排放控制系统、气门升程与配气相位可变控制系统、断油控制、进气压力波增压及废气涡轮增压控制、共轨电控柴油喷射系统等技术。
3)节约能源1、整车轻量化美国专家认为今后轻量化的途径主要是将目前汽车质量70%的钢铁材料换成轻的其他材料,特别是塑料和铝。
2、降低轮胎的滚动阻力采用子午线轮胎、高性能专用轮胎。
3、降低空气阻力汽车造型更加光顺圆滑。
4)代用材料采用合成燃料、液化石油气、压缩天然气、醇类燃料等代用燃料。
5)操纵轻便、乘坐舒适采用自动变速器、电控动力转向、电控悬架、汽车空调、全球卫星定位系统、不停车收费系统、自动避撞系统等技术。
摩擦离合器是应用的最广泛也是历史最久的一类离合器,它基本上是由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。
主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于结合状态并能传动动力的基本机构,而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装置。
在以内燃机为动力的汽车机械传动系中,离合器用来切断和实现对传动系的动力传递,以保证:在汽车岂不是将发动机与传动系平顺结合,使汽车能平稳起步,在换挡时将发动机与传动系迅速彻底的分离,减少变速器中齿轮冲击,以便于换挡:在工作中受过大的载荷时,考离合器打滑来保护传动系,防止零件因过载而损坏。
随着汽车发动机转速和功率的不断提升、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,传统的推式膜片离合器结构正在逐渐的向拉式膜片弹簧离合器结构发展,传统的操作形式正向自动操纵形式发展。
因此,提高离合器的可靠性和使用寿命,适应高转速,增加传递转矩的能力和简化操作,已成为离合器的发展趋势。
第1章离合器的设计原理及其要求1.1离合器简介联轴器、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。
1.2汽车离合器的主要的功用1.2.1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。
1.2.2 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。
而待啮合的另一对齿轮,由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小,采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等,从而避免或减轻齿轮间的冲击。
1.2.3防止传动系过载:汽车紧急制动时,车轮突然急剧降速,而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性,仍保持原有转速,这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩,使传动系的零件容易损坏。
由于离合器是靠摩擦力来传递转矩的,所以当传动系内载荷超过摩擦力所能传递的转矩时,离合器的主、从动部分就会自动打滑,因而起到了防止传动系过载的作用。
膜片弹簧离合器的优点:1、弹簧压紧力均匀,受离心力影响小2、即使摩擦片磨损,压紧负荷也不减小3、离合器结构简单,轴向尺寸小,动平衡性能好由于离合器上述三方面的功用,使离合器在汽车结构上有着举足轻重的地位。
然而早期的离合器结构尺寸大,从动部分转动惯量大,引起变速器换档困难,而且这种离合器在结合时也不够柔和,容易卡住,散热性差,操纵也不方便,平衡性能也欠佳。
因此为了克服上述困难,可以选择膜片弹簧离合器,它的转矩容量大且较稳定,操纵轻便,平衡性好,也能大量生产,对于它的研究已经变得越来越重要。
第2章离合器设计的相关参数和要求设计涉及的车辆技术参数:某货车总5800a m kg =质量,后桥驱动质量分配前轴占40%。
后轴占60%。
轴距,2750L mm =,质心高度980g h mm =,要求设计最高车速max 50/u km h =,最低车速为min 5.0/u km h =。
设计涉及的发动机参数;功率150马力即110KW ,转速n =2000r/min ,最大转矩T e max =545 N.m 。
基本参数主要有性能参数β和P 0,尺寸参数D 和d 及摩擦片厚度b 。
以及结构参数摩擦面数Z 和离合器间隙Δt ,最后还有摩擦因数f 。
为了保证离合器具有良好的工作性能,设计离合器应满足如下基本要求:1)能可靠的传递发动机的最大转矩。
2)结合过程要平顺柔和,使汽车岂不是没有抖动和冲击。