汽车设计课程设计离合器设计说明书
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专业实践报告(离合器)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。
其次,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。
课程设计汽车膜片弹簧离合器设计姓名:学号:指导教师:专业班级:汽车膜片弹簧离合器设计---课程设计任务书汽车离合器是发动机与变速箱之间的连接装置,起连接或断开动力的作用。
离合器类型有多种,本课程设计要求设计膜片弹簧离合器,这种离合器是目前汽车上应用最多的一类离合器。
要求通过学习掌握汽车膜片弹簧离合器的原理,结构和设计知识,用所给的基本设计参数进行汽车膜片弹簧离合器设计,绘制主要的零部件图纸,写出内容详细的设计说明书。
一、基本设计参数:1.发动机型号: TJ370Q2.发动机最大扭矩: 58.8/3200 Nm/(r/min)3.传动系统传动比: 1挡:3.966主减速比:5.1254.驱动轮类型与规格:5.00-12-8PR 145/70SR125.汽车总质量: 1429KG二、设计内容及步骤1、离合器主要参数的确定(1)根据基本设计参数确定离合器主要参数:①后备系数;②单位压力;③摩擦片内外径D、d和厚度b;④摩擦因素f、摩擦面数Z等。
(2)摩擦片尺寸校核与材料选择。
2、扭转减震器的设计(1)确定扭转减震器结构(2)确定扭转减震器主要参数(3)确定减震弹簧尺寸3、从动盘总成设计(1)从动片设计(2)从动盘毂设计(3)确定从动盘摩擦材料4、离合器盖总成的设计(1)选择压盘内外径、厚度及材料,并进行校核(2)离合器盖设计(3)支撑环设计5、膜片弹簧的设计(1)膜片弹簧基本参数选择(2)膜片弹簧强度计算三、设计成果要求1、设计计算说明书(1)设计计算说明书要包括:封面、课程设计任务书、目录、中英文摘要、正文、参考文献等。
(2)正文主要体现:进行各零部件的参数选择与计算时的理论依据、计算步骤及对计算结果合理性的阐述。
(3)课程设计说明书统一用A4纸打印或撰写,要求排版整洁合理,字迹工整,图文并貌。
2、设计图纸(1)零件图纸包括: 磨擦片、从动片、从动盘毂、压盘、膜片弹簧图(2)离合器总成结构装配图尺寸标注、公差标注、技术要求、明细栏等完整。
汽车设计课程设计离合器设计说明书目录一、离合器设计的目的及相关概述 (1)1.1 离合器基本功用 (1)1.2 离合器相关结构的介绍 (1)1.3 离合器的设计要求 (2)1.4拉式膜片弹簧的优点 (3)二、离合器摩擦片参数的确定 (3)2.1摩擦片相关参数确定之前的数据准备 (3)2.1.1后背系数确定 (3)2.1.2单位压力的确定 (4)2.1.3摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙 (4)2.2 摩擦片参数的选择 (5)2.2.1初选摩擦片参数外径D、内径d和厚度b (5)2.2.2 离合器传递最大转矩 (6)2.3摩擦片参数的校核 (6)2.3.1 摩擦片最大圆周速度的校核 (6)2.3.1 单位滑磨功的校核 (6)三、膜片弹簧的设计 (6)3.1 膜片弹簧参数的设计 (7)3.2 膜片弹簧参数的校核 (9)四、主要零部件的设计 (10)4.1 扭转减震器的设计 (10)4.2 扭转用弹簧的设计 (12)4.3 从动盘毂的设计 (14)4.4 离合器盖结构的设计 (15)4.5 压盘的设计 (14)4.5.1 设计要求 (15)4.5.2 压盘几何尺寸及材料的确定 (15)4.5.3 压盘的校核 (16)4.6 支撑环 (16)五、操纵机构 (16)5.1 操纵机构的简介 (16)5.2离合器踏板行程计算 (18)5.3 踏板力计算 (13)六、设计小结 (19)七、参考文献 (21)附录 (22)一、离合器设计的目的及相关概述了解乘用车离合器的构造,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,通过对以上几方面的了解,从而熟悉轿车离合器的工作原理,同时,学会如何查找文献资料、相关书籍,培养学生动手设计项目,掌握单独设计课题和项目的方法,从而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,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设计打下良好的基础,通过这次课程设计,使学生充分认识到设计工程所需要的步骤,以及自身所应具备的专业素质,未进入社会提供良好的学习机会,对与由学生向工程技术人员转变具有重要的现实意义。
汽车设计课程设计说明书——马自达5汽车离合器设计设计者:田致玲学号:0914040202学院:机械工程学院专业:车辆工程指导教师:周萍日期:2021-6-25目录第一章绪论51.1前言51.2课程设计目的51.3设计要求51.4设计步骤6第二章离合器方案确实定72.1车型分析72.2方案选择7第三章离合器输出轴的设计83.1轴的直径设计83.2花键强度校核9第四章离合器根本参数确实定94.1后备系数Β104.2单位压力P O104.3摩擦片的外径、径和厚度114.4摩擦因数、摩擦面数、离合器间隙12第五章离合器根本参数的优化135.1摩擦片外径D (13)5.2摩擦片的、外径比C (13)5.3后备系数Β135.4摩擦片径D (13)5.5单位摩擦面积传递的转矩T CO (13)5.6单位压力P0 (14)5.7离合器单位摩擦面积滑磨功Ω14第六章膜片弹簧根本参数的选择156.1截锥高度H与板厚H比值和板厚H的选择156.2自由状态下碟簧局部大端R、小端r的选择和比值156.3膜片弹簧起始圆锥底角的选择156.4膜片弹簧工作点位置的选择156.5别离指数目N的选取166.6 膜片弹簧小端半径及别离轴承作用半径确实定166.7切槽宽度、及半径确实定166.8压盘加载点半径和支承环加载点半径确实定176.9膜片弹簧根本参数约束条件的检验176.10膜片弹簧材料及制造工艺17第七章扭转减振器主要参数的选择187.1极限转矩T J (18)7.2扭转角刚度187.3阻尼摩擦转矩197.4预紧转矩197.5减振弹簧的位置半径R O (19)7.6减振弹簧个数197.7减振弹簧总压力207.8极限转角207.9限位销与从动盘缺口侧边的间隙207.10限位销直径207.11从动盘毂缺口宽度及安装窗口尺寸207.12减振弹簧设计21第八章离合器零件的构造选型及设计计算228.1从动盘总成设计22从动盘总成的构造型式的选择22从动片构造型式的选择22从动盘毂的设计228.2离合器盖总成设计23离合器盖设计23压盘设计238.3离合器别离装置设计24别离轴承24别离套筒24辞25参考资料26第一章绪论1.1 前言对于燃机为动力的汽车,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接的总成。
离合器课程设计说明书一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握离合器的基本原理、结构及其在汽车中的作用,能够正确安装和维护离合器,并了解离合器在使用过程中可能出现的故障及处理方法。
具体分为以下三个部分:1.知识目标:学生需要了解离合器的基本原理、结构及其在汽车中的作用,掌握离合器的安装和维护方法,以及常见故障的诊断和处理。
2.技能目标:学生能够独立完成离合器的安装和维护工作,具备诊断和处理离合器常见故障的能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对汽车维修行业的兴趣和热情,增强学生的动手能力,提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括离合器的基本原理、结构及其在汽车中的作用,离合器的安装和维护方法,以及离合器常见故障的诊断和处理。
具体安排如下:1.第一章:离合器的基本原理1.1 离合器的作用1.2 离合器的类型1.3 离合器的工作原理2.第二章:离合器的结构2.1 离合器的主要组成部分2.2 离合器的间隙调整2.3 离合器的弹簧力计算3.第三章:离合器的安装和维护3.1 离合器的安装步骤3.2 离合器的维护方法3.3 离合器的检查与调整4.第四章:离合器常见故障的诊断和处理4.1 离合器打滑4.2 离合器分离不彻底4.3 离合器异响4.4 离合器踏板沉重三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:教师通过讲解离合器的基本原理、结构和安装维护方法,使学生掌握相关知识。
2.讨论法:教师学生就离合器故障案例进行讨论,培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法:教师提供离合器故障案例,引导学生运用所学知识进行分析和处理。
4.实验法:学生在实验室进行离合器的安装和维护操作,提高学生的动手能力。
四、教学资源本课程所需的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材:选用国内权威出版社出版的《汽车离合器设计与维修》作为主教材。
汽车设计课程设计说明书离合器设计作者:指导教师:专业:车辆工程中北大学2013年12月30日目录摘要 (4)引言 (5)1汽车离合器分析 (6)1.1 离合器的基本组成和分类 (7)1.2 离合器的功用 (8)1.3 汽车离合器设计的基本要求 (8)2 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择 (9)2.1 摩擦片外径及其它尺寸的确定 (10)2.1.1 摩擦片外径D (10)2.1.2 摩擦片内径d (10)2.1.3 摩擦片厚度h (11)2.1.4 校核离合器所选尺寸 (12)3 离合器零件的结构选型及设计计算 (13)3.1 从动盘总成 (13)3.1.1从动片 (13)3.1.2从动盘毂 (14)3.2 压盖和离合器盖 (15)3.2.1 压盘设计 (15)3.2.2 离合器盖设计 (19)3.3 离合器分离装置的设计 (19)3.3.1 分离杆 (19)3.3.2 分离轴承及分离套筒 (21)3.4 圆柱螺旋弹簧设计 (22)3.4.1 结构设计要点 (23)3.4.2 弹簧的材料及许用应力 (24)3.4.3 弹簧的计算 (25)3.4.4 离合器的平衡 (26)4.结论 (28)5.参考文献 (29)摘要汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内,用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上,离合器的输出轴就是变速箱的输入轴.在汽车行驶过程中.驾驶员飞可以根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速箱暂时的分离和断开,使发动机向变速器输入动力:(1)是汽车平稳起步。
(2)中断给传动系的动力,配合档位。
(3)防止传动系过载。
本设计主要针对某轿车设计的离合器。
根据车辆使用条件和车辆参数,按着离合器系统的设计步骤和要求,主要进行以下工作;摩擦片外径的确定,离合器后备系数的确定,单位压力的确定。
并进行总成设计主要为;分离装置的设计,及从动盘的设计(从动盘毂的设计),及圆柱螺旋弹簧的设计等。
Abstract: the clutch is located in between the engine and transmission of the flywheel crust, screwed the clutch assembly fixed after the flywheel plane, clutch output shaft is gearbox input shaft. In automobile driving process. The driver stepped on the fly can according to need or loosen the clutch, make the engine and transmission temporarily separation and disconnected, make the engine to the transmission input power: (1) is car smooth start. (2) the interrupt to transmission power, cooperate a gear. (3) prevent transmission overload. This design is mainly aimed at a car designed clutch. According to the vehicle use condition and vehicle parameters, according to the clutch system design steps and requirement, mainly for the following work; Friction slices diameter determination, and clutch determination of unit is lengthened, pressure determination. And assembly design mainly for, Separation device design, and driven plate design (platen hub design), and the design of cylindrical helical spring etc.引言离合器是汽车传动系的重要部件。
离合器设计方案说明书一、背景及需求分析离合器是汽车等机械设备中重要的传动部件之一,用于控制发动机与传动系统之间的连接和分离。
通过合理设计和选用合适的材料,可以提高离合器的传动效率和寿命,降低能源消耗和成本。
本文档旨在介绍一种优化的离合器设计方案,满足以下需求: 1. 提高离合器的传动效率; 2. 增加离合器的使用寿命; 3. 降低离合器的成本。
二、设计思路基于需求分析,我们提出以下设计思路: 1. 优化材料选择:选择高强度、耐磨损和热稳定性好的材料,以提高离合器的性能和使用寿命; 2. 优化结构设计:通过改进离合器的结构和尺寸,提高转矩传递效率和减小传动损失; 3. 优化摩擦片设计:结合摩擦片表面涂层技术,提高摩擦片与离合器盘的摩擦系数,以提升传动效率; 4. 应用驱动控制技术:结合驱动控制系统,实现离合器的精确控制和自适应调节,提高驾驶性能和舒适性。
三、具体实施方案1. 材料选择根据需求分析和研究数据,我们建议采用以下材料: - 离合器盘和飞轮:优质钢材,具有高强度和热稳定性; - 摩擦片:高温耐磨陶瓷材料,表面涂覆金属及摩擦材料复合涂层,提高摩擦系数和耐磨损性; - 弹簧:优质高强度弹簧钢,提高弹簧的耐久性。
2. 结构设计优化优化离合器的结构和尺寸,重点包括: - 提高接触面积:增大离合器盘和飞轮的接触面积,以提高传递转矩的能力; - 减小离合器盘和飞轮的质量:减小离合器盘和飞轮的质量,降低离合器的惯性,减小传动损失; - 设计合理的冷却系统:引入冷却系统,保持离合器在高温工况下的稳定性和寿命。
3. 摩擦片设计优化优化摩擦片的设计,注重以下方面: - 表面涂层技术:采用金属及摩擦材料复合涂层,提高摩擦片的摩擦系数和耐磨性; - 结构调整:优化摩擦片的密封结构,减小气密性损失,提高传动效率; - 磨损监测:引入磨损监测系统,实时监测摩擦片的磨损情况,提前预警更换。
4. 驱动控制技术应用通过引入驱动控制系统,实现离合器的精确控制和自适应调节,以提高驾驶性能和舒适性: - 采用电子控制单元(ECU):实现离合器的精确和快速控制; - 引入传感器:监测驱动系统和行驶状况,实现自适应调节; - 优化离合器调节策略:结合驱动控制系统,设计合理的离合器调节策略,提高换挡的顺畅性和驾驶舒适性。
第1章绪论1.1选题目本次设计,我力求把离合器设计系统化,为离合器设计者提供一定参照价值。
抛弃老式推式膜片弹簧离合器,设计新式拉式膜片弹簧离合器是本次设计重要特点。
1.2离合器发展历史近年来各国政府都从资金、技术方面大力发展汽车工业,使其发展速度明显比其他工业要快多,因而汽车工业迅速成为一种国家工业发展水平标志。
对于内燃机汽车来说,离合器在机械传动系中作为一种独立总成而存在,它是汽车传动系中直接与发动机相连接听总成。
当前,各种汽车广泛采用摩擦式离合器重要依托主、从动某些之间摩擦来传递动力且能分离装置。
在初期研发离合器中,锥形离合器最为成功。
现今所用盘片式离合器先驱是多片盘式离合器,它是直到1925年后来才浮现。
20世纪代末,直到进入30年代时,只有工程车辆、赛车和大功率轿车上才采用多片离合器。
近年实践经验和技术上改进使人们逐渐趋向于首选单片干式离合器[1]。
近来,人们对离合器规定越来越高,老式推式膜片弹簧离合器构造正逐渐地向拉式膜片弹簧离合器构造发展,老式操纵形式操纵形式正向自动操纵形式发展。
因而,提高离合器可靠性和延长其使用寿命,适应发动机高转速,增长离合器传递转矩能力和简化操纵,已成为离合器发展趋势。
随着汽车发动机转速、功率不断提高和汽车电子技术高速发展,人们对离合器规定越来越高。
从提高离合器工作性能角度出发,老式推式膜片弹簧离合器构造正逐渐地向拉式膜片弹簧离合器构造发展,老式操纵形式正向自动操纵形式发展。
因而,提高离合器可靠性和延长其使用寿命,适应发动机高转速,增长离合器传递转矩能力和简化操纵,已成为离合器发展趋势。
随着计算机发展,设计工作已从手工转向电脑,涉及计算、性能演示、计算机绘图、制成后故障记录等等。
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第一种总成。
顾名思义,离合器是“离”与“合”矛盾统一体。
离合器工作,就是受驾驶员操纵,或者分离,或者接合,以完毕其自身任务。
离合器是设立在发动机与变速器之间动力传递机构,其功用是可以在必要时中断动力传递,保证汽车平稳地起步;保证传动系换档时工作平稳;限制传动系所能承受最大扭矩,防止传动系过载。
轿车离合器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解轿车离合器的基本结构及其工作原理;2. 学生能掌握轿车离合器在汽车传动系统中的作用;3. 学生能了解轿车离合器的常见故障及其原因。
技能目标:1. 学生能运用所学的知识,分析轿车离合器的工作过程;2. 学生能通过实际操作,掌握轿车离合器的拆装与检查方法;3. 学生能运用工具和设备,进行简单的轿车离合器故障排除。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对汽车维修行业的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生团队合作意识,学会在实践过程中相互协作;3. 培养学生严谨、务实的学习态度,注重实践操作能力的提升。
课程性质:本课程为汽车运用与维修专业课程,注重理论与实践相结合。
学生特点:学生为高中阶段汽修专业学生,具有一定的汽车基础知识,好奇心强,动手能力逐渐增强。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重启发式教学,引导学生主动参与实践,提高学生的实际操作能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 离合器概述- 离合器的发展历程- 离合器在汽车传动系统中的作用2. 离合器结构及工作原理- 离合器的结构组成- 离合器的工作原理- 离合器各部件的功能及相互关系3. 离合器类型及性能- 常见离合器类型及其特点- 离合器性能参数及选型原则4. 离合器拆装与检查- 离合器拆装工具及设备- 离合器拆装步骤及注意事项- 离合器检查方法及标准5. 离合器故障诊断与排除- 离合器常见故障现象及原因- 故障诊断方法及流程- 简单故障排除实例分析6. 离合器维护与保养- 离合器维护周期及内容- 离合器保养方法及注意事项教学内容根据课程目标进行选择和组织,注重科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容安排和进度,与教材章节相对应。
在教学过程中,结合实践操作,使学生掌握离合器相关知识和技能。
三、教学方法1. 讲授法:通过系统讲解离合器的基本概念、结构原理、类型性能等内容,为学生奠定扎实的理论基础。
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。
汽车设计课程设计说明书新赛欧1.2L汽车离合器设计设计者:指导教师:上海理工大学2014年6月28日目录第1章绪论 (1)1.1离合器的基本组成 (1)1.2离合器的功用及分类 (1)1.3课程设计目的 (2)1.4离合器的设计的基本要求 (2)1.5设计步骤 (3)第2章离合器结构方案分析 (4)2.1离合器车型的选定 (4)2.2离合器结构设计 (7)2.2.1摩擦离合器的组成 (7)2.2.2从动盘数的选择 (8)2.2.3压紧弹簧和布置形式的选择 (8)2.2.4膜片弹簧的支撑形式选择 (10)2.2.5压盘驱动形式选择 (11)2.2.6扭转减震器 (11)2.2.7膜片弹簧离合器的工作原理 (11)第3章离合器基本参数的确定 (12)3.1离合器后备系数Β (12)3.2单位压力P0 (12)3.3摩擦片外径D、内径D和厚度B (13)3.4摩擦因数F、摩擦面数Z和离合器间隙△T (14)第4章离合器基本参数的约束条件 (15)4.1摩擦片外径D (15)4.2摩擦片的内、外径比C (15)4.3后备系数Β (15)4.4摩擦片内径D (15) (15)4.5单位摩擦面积传递的转矩TC04.6单位压力P0 (16)4.7离合器单位摩擦面积滑磨功Ω (16)第5章离合器主要零件的结构选型及设计计算 (18)5.1从动盘总成设计 (18)5.1.1从动盘总成的结构型式的选择 (18)5.1.2从动片结构型式的选择 (19)5.1.3从动盘毂的设计 (19)5.2离合器盖总成设计 (20)5.2.1离合器盖设计 (20)5.2.2压盘设计 (21)5.3离合器分离装置设计 (21)5.3.1分离轴承 (21)5.3.2分离套筒 (21)5.4膜片弹簧的设计 (22)5.4.1膜片弹簧基本参数的选择 (22)5.4.2膜片弹簧基本参数约束条件的检验 (24)5.4.3膜片弹簧材料及制造工艺 (26)5.5扭转减振器 (26)5.5.1扭转减振器的功用 (26)5.5.2扭转减振器组成 (27)5.5.3减振器的结构设计 (27)5.5.4离合器输出轴的设计 (32)谢辞 (32)参考资料第1章绪论1.1离合器概述离合器位于发动机和变速器之间的飞轮壳内,用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上,它的输出轴就是变速箱的输入轴。
在汽车行驶过程中,驾驶员可根据需要踩下离合器或松开离合器踏板,使发动机与变速箱暂时分离或逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输入的动力。
1.1.1离合器的基本组成一般由主动部分(飞轮、离合器盖、压盘)、从动部分(从动盘)、压紧机构(压紧弹簧)、操纵机构(分离叉、分离轴承、离合器踏板、传动部件)四大部分组成。
1.1.2离合器的功用及分类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。
汽车离合器有摩擦式离合器、液力耦合器、电磁离合器等几种。
目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。
摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。
干式摩擦式离合器,按其从动盘的数目,又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。
湿式摩擦式离合器一般为多盘式的,浸在油中以便于散热。
1.1.3离合器的设计的基本要求为了保证离合器具有良好的工作性能,对汽车离合器设计提出如下基本要求: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,又能防止传动系过载。
2)接合时要完全、平顺、柔和,保证汽车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,以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击,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,延长其使用寿命。
6)应能避免和衰减传动系的扭转共振,并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力。
7)操纵轻便、准确,以减轻驾驶员的疲劳。
8)作用在从动盘上的总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。
9)具有足够的强度和良好的动平衡,以保证其工作可靠、寿命长。
10)结构应简单、紧凑、质量小,制造工艺性好,拆装、维修、调整方便等。
1.1.4离合器设计的任务1)从技术先进性、生产合理性和使用要求出发,正确选择性能指标、质量和主要尺寸参数,提出总成设计方案,为各零件设计提供整体参数和设计要求;2)对各零件进行合理布置和运动校核;3)对整体性能进行计算和控制,保证汽车主要性能指标实现;4)协调好整体总成与零件之间的匹配关系,配合零件完成布置设计,使整体的性能及可靠性达到设计要求。
1.1.5设计原则及目标1)离合器的选型应根据汽车型谱、市场需求、产品的技术发展趋势和企业的产品发展规划进行。
2)选型应在对同类型产品进行深入的市场调查、使用调查、生产工艺调查、样车结构分析与性能分析及全面的技术、进行分析的基础上进行3)应从已有的基础出发,对原有离合器和引进的样本进行分析比较,继承优点,消除缺陷,采用已有且成熟可靠的先进技术与结构,开发新型离合器。
4)涉及应遵守有关标准、规范、法规、法律,不得侵犯他人专利。
5)力求零件标准化、部件通用化、产品系列化。
图1-1离合器爆炸图第2章离合器结构方案选取2.1 离合器车型的选定2.1.1 车型简介雪佛兰新赛欧是上海通用汽车有限公司针对现今中国家庭用车实际需求,在原赛欧基础上全新打造的产品。
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2.1.2车型基本参数如下表:表2-1起亚狮跑2.0L GL MT 两驱版基本参数续表2-12.2离合器结构设计2.2.1摩擦离合器的组成1.主动部分:包括飞轮、离合器盖、压盘等部件。
这部分与发动机曲轴连在一起,离合器盖与飞轮靠螺栓连接,压盘与离合器盖之间是靠3-4个传动片传递转矩的。
从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成,它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。
从动盘由从动盘本体,摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。
2.压紧机构:压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧(又称碟簧)组成,与主动部分一起旋转,它以离合器盖为依托,将压盘压向飞轮,从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压紧。
3.操纵机构:操纵机构是为驾驶员控制离合器分离与接合程度的一套专设机构,它是由位于离合器壳内的分离杠杆(在膜片弹簧离合器中,膜片弹簧兼起分离杠杆的作用)、分离轴承、分离套筒、分离叉、回位弹簧等部件组成的分离机构和位于离合器壳外的离合器踏板及传动机构、助力机构等组成。
4.其他部件:为了避免转动方向的共振,缓和传动系受到的冲击载荷,大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减振器(如图2-1)。
为了使汽车能平稳起步,离合器应能柔和接合,这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。
为此,往往在动盘本体圆周部分,沿径向和周向切槽。
再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形,两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接,这样从动盘被压缩时,压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大,从而达到接合柔和的效果。
(如图2-2)图2-1从动盘附装扭转减振器图2-2带减振器的从动盘2.2.1 从动盘数的选择1.单片离合器对乘用车和最大总质量小于6t的商用车而言,发动机的最大转矩一般不大,在布置尺寸容许的条件下,离合器通常只设有一片从动盘,如图2-3所示。
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。
2.双片离合器双片离合器(图2-4)与单片离合器相比,由于摩擦面数增加一倍,因而传递转矩的能力较大;结合更为平顺、柔和;在传递相同转矩的情况下,径向尺寸较小,踏板力较小;中间压盘通风散热性差,容易引起摩擦片过热,加快其磨损甚至烧坏;分离行程较大,不易分离彻底,所以,设计时在结构上必须采取相应的措施;轴向尺寸较大,结构复杂;从动部分的转动惯量较大。
这种结构一般用在传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合。
3.多片离合器多片离合器多为湿式,具有接合更加平顺柔和,摩擦表面温度较低,磨损较小,使用寿命长等优点。
但分离行程大,分离不彻底,轴向尺寸和从动部分转动惯量大,主要应用于最大总质量大于14t的商用车的行星齿轮变速器换挡机构中。
本次设计为轿车膜片弹簧离合器的设计,设计原始数据为:发动机的最大转矩T e max=115 N∙m,转矩较大,故选用单片摩擦离合器作为本次设计对象。
图2-3单片离合器图2-4双片离合器2.2.2压紧弹簧布置形式选择1.周置弹簧离合器周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧,其特点是结构简单、制造容易,因此应用较为广泛。
此结构中弹簧压力直接作用于压盘上。
为了保证摩擦片上压力均匀,压紧弹簧的数目不应太少,要随摩擦片直径的增大而增多,而且应当是分离杠杆的倍数。
在某些重型汽车上,由于发动机最大转矩较大,所需压紧弹簧数目较多,可将压紧弹簧布置在两个同心圆周上。
压紧弹簧直接与压盘接触,易受热退火,且当发动机最大转速很高时,周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲,使弹簧压紧力下降,离合器传递转矩的能力随之降低。
此外,弹簧靠到它的定位面上,造成接触部位严重磨损,甚至会出现弹簧断裂现象。
2.中央弹簧离合器中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧,并且布置在离合器的中心,此结构轴向尺寸较大。
由于可选较大的杠杆比,因此可得到足够的压紧力,且有利于减小踏板力,使操纵轻便。
此外,压紧弹簧不与压盘直接接触,不会使弹簧受热退火,通过调整垫片或螺纹容易实现对压紧力的调整。
这种结构多用于重型汽车上。
3.斜置弹簧离合器斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力盘上,并通过压杆作用在压盘上。