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1、1.畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的目的和意義。
此次設(shè)計(jì)通過把離合器設(shè)計(jì)系統(tǒng)化,保證離合器在滿足1.保證汽車起步平穩(wěn),2.保證傳動(dòng)系統(tǒng)換擋時(shí)工作平順,3.防止傳動(dòng)系統(tǒng)過載等基本功用。同時(shí),讓離合器在所有行駛條件下,都具備可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩,并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。其從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小,減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊減少同步器磨損。具備足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)能力,保證工作溫度不過高,增長(zhǎng)使用壽命。具備減震緩沖和降低噪音能力。保證操宗輕便準(zhǔn)確的性能,減輕駕駛員疲勞。具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡。使得離合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化,小質(zhì)量。為汽車提供比現(xiàn)有離合器更安全可靠,結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單,操作更舒適的離合器。
2.畢業(yè)
2、設(shè)計(jì)方案選型
目前,汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。離合器主要由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)等四部分組成。
2.1從動(dòng)盤數(shù)的選擇
2.1.1單片離合(見表1 )
表1 單片離合器
如右圖所示:?jiǎn)纹x合器只有一個(gè)從動(dòng)盤,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,軸向尺寸緊湊,散熱良好,維修調(diào)整方便,從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,使用時(shí)能保證分離徹底,采用軸向有彈性的從動(dòng)盤可保證接合平順。
2.1.2雙片離合器(見表2)
3、 表2 雙片離合器
如右圖所示,雙片離合器的摩擦面是單片離合器的兩倍,其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大;接合更為平順和柔和;在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下,徑向尺寸較小,踏板力較小;中間壓盤通風(fēng)散熱性差,容易引起摩擦片過熱,加快其磨損甚至燒壞;分離行程較大,不易徹底分離,因此,在設(shè)計(jì)時(shí)在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施;軸向尺寸大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜;從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大。這種結(jié)構(gòu)一般用在傳遞轉(zhuǎn)矩且徑向尺寸受到限制的場(chǎng)合。
2.1.3多片離合器(見表3)
4、 表3 多片離合器特點(diǎn)及圖形
如右圖所示,多片離合器多為濕式,具有接合更加平順、柔和,摩擦表面溫度較低,磨損小,使用壽命長(zhǎng),但分離行程大,分離不徹底,軸向尺寸和從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大,主要在總質(zhì)量大于14t的商用車的行星齒輪變速器換擋機(jī)構(gòu)中。
2.2壓緊彈簧和布置形式的選擇
2.2.1周置彈簧離合器(見表4)
表4 周置彈簧離合器特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)圖
如圖4所示,周置彈簧離合器特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易
5、,此結(jié)構(gòu)的彈簧壓力直接作用于壓盤上。因壓緊彈簧直接與壓盤接觸,易受熱回火失效。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時(shí),周置彈簧由于離心力作用而向外彎曲,使彈簧壓緊力顯著下降,離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力也隨之降低。此外,彈簧靠在其定位座上,造成接觸部位嚴(yán)重磨損,甚至?xí)霈F(xiàn)斷裂現(xiàn)象。
2.2.2中央彈簧離合器(見表5)
表5 中央彈簧離合器的特點(diǎn)及機(jī)構(gòu)圖
如右圖所示,中央彈簧離合器的壓緊彈簧是一至兩個(gè)圓柱彈簧或一個(gè)圓錐彈簧,彈簧布置在離合器中心。這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,軸向尺寸較大,由于可選較大的杠桿比,所以
6、可以獲得足夠的壓緊力,而且對(duì)于減小踏板力有利,使得操縱輕便;壓緊彈簧不直接與壓盤接觸,不會(huì)使彈簧受熱回火失效;通過調(diào)整墊片或螺紋容易實(shí)現(xiàn)壓盤對(duì)壓緊力的調(diào)整。
2.2.3斜置彈簧離合器(見表6)
表6 斜置彈簧離合器特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)圖
如右圖所示,斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力盤上,并通過壓桿作用在壓盤上。其優(yōu)點(diǎn)是在摩擦片磨損或分離離合器時(shí),壓盤受的壓緊力幾乎保持不變。與上面表4、表5這兩種離合器對(duì)比還具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小的突出優(yōu)點(diǎn)。
7、 2.2.4膜片彈簧離合器(見表7)
表7 膜片彈簧離合器的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)圖
如右圖所示,膜片彈簧是一種由彈簧鋼制成的具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧,主要由碟簧和分離部分組成。其優(yōu)點(diǎn):(1)具有較理想的非性彈性特性,彈簧壓力在摩擦片允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變,因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變,離合器分離時(shí),彈簧壓力下降,踏板力降低。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,軸向尺寸小,零件數(shù)目少,質(zhì)量輕。(3)性能穩(wěn)定。(4)壓力分布均勻,摩擦片接觸良好,磨損均勻。(5)通風(fēng)散熱良好,使用壽命長(zhǎng)。(6)膜片彈簧中心與離合器中心
8、線重合,平衡性好。其缺點(diǎn):膜片彈簧的制造工藝復(fù)雜,制造成本高,對(duì)材質(zhì)和尺寸精度要求較高,其線性彈性特性在生產(chǎn)中不好控制,開口處容易產(chǎn)生裂紋,端部容易磨損。
(1)膜片彈簧的彈性特性(見表8)
表8 離合器壓緊彈簧的特性曲線圖
如右圖所示為膜片彈簧和螺旋彈簧的彈的性特性曲線,曲線1表示處于預(yù)壓緊狀態(tài)的螺旋彈簧的彈性特性曲線,曲線2表示膜片彈簧的彈性特性曲線。由圖可以看出,在兩種離合器的工作壓緊力相同時(shí),即都為,軸向的變形量為。當(dāng)摩擦片磨損量達(dá)到
9、容許的極限值時(shí),兩種彈簧壓縮變形量減小到,此時(shí)螺旋彈簧壓緊力便降低到。顯然,< 兩者相差較大,將使離合器的壓緊力不足而產(chǎn)生滑磨。而膜片彈簧壓緊力變化到,與相差無幾,確保離合器還能正常工作。因此,膜片彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩的能力螺旋彈簧大。
(2)拉式和推式膜片彈簧離合器(見表9)
表9 拉式和推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)圖
拉式膜片彈簧離合器
推式膜片彈簧離合器
拉式彈簧離合器如表9左圖所示,推式離合器如表9右圖所示,拉式膜片彈簧離合器與推式膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)區(qū)別:膜片彈簧安裝時(shí)
10、與推式相反,膜片彈簧的小端向里凹(推式為向外凸)。拉式膜片彈簧離合器的膜片彈簧實(shí)在最外端外側(cè)與離合器蓋接觸,接觸處只有1個(gè)支承環(huán),拉式膜片彈簧與壓盤凸臺(tái)的接觸處相對(duì)靠里。另外,從表9也可以看到,拉式的分離軸承與膜片彈簧分離指總是要連在一起才能實(shí)施離合動(dòng)作。離合器作分離時(shí),向外拉分離軸承,分離指繞支承環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng),使膜片彈簧與壓盤凸塊不再接觸。
表10 拉式膜片彈簧與推式膜片彈簧的優(yōu)缺點(diǎn)
類型
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
拉式膜片彈簧離合器
結(jié)構(gòu)緊湊,零件數(shù)目少,質(zhì)量輕;同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧;傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí),可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu):接合或分離狀態(tài)
11、下,離合器蓋的變形量小,剛度大,分離效率更高;傳動(dòng)效率高,踏板操縱更輕便;不會(huì)產(chǎn)生沖擊和噪音;使用壽命更長(zhǎng)。支承有損壞,也能自動(dòng)補(bǔ)償。
分離指需采用專門的分離軸承,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,安裝拆卸較困難。
推式膜片彈簧離合器
結(jié)構(gòu)比拉式的簡(jiǎn)單,而且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,裝拆容易。
支承環(huán)較多,結(jié)構(gòu)較大,零件數(shù)目較多。
2.3拉式膜片彈簧的支承形式的選擇(見表11)
表11 拉式膜片彈簧離合器的支承形式
無支承環(huán)式
如右圖所示,MFZ型,直接在沖壓離合
12、器蓋上沖出一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)支承膜片彈簧,不用支承環(huán)。它主要用于轎車和輕型貨車上。
單支承環(huán)式
如右圖所示,DT/DTP型,將膜片彈簧的大端支承在沖壓離合器蓋中的支承環(huán)上,主要用于貨車和轎車。
如右圖所示,GMFZ型,將膜片彈簧的大端支承在鑄造離合器蓋的凹槽中的支承環(huán)上,主要用于中、重型汽車上。
2.4壓盤的驅(qū)動(dòng)方式的選擇
壓盤的驅(qū)動(dòng)方式主要有凸塊-窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動(dòng)片式等多種。前三種的
13、共同缺點(diǎn)是在連接件之間都有間隙,在傳動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪音,而且零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損,降低了離合器的傳動(dòng)效率。彈性傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,壓盤和飛輪對(duì)中性能好,使用平衡性好,工作可靠,壽命長(zhǎng)。但反向承載能力差,汽車反拖時(shí)易折斷傳動(dòng)片,故對(duì)材料要求較高,一般采用高碳鋼。
由于本次設(shè)計(jì)的是轎車離合器,結(jié)合表1、表2、表3,可知單片離合器已經(jīng)滿足要求,而且綜合優(yōu)點(diǎn)比較多,故選擇單片離合器;綜合比較表4、表5、表6、表7、表8,可以知道膜片彈簧離合器比周置彈簧離合器、中央彈簧離合器、斜置彈簧離合器更優(yōu)秀,優(yōu)點(diǎn)更多,所以選擇膜片彈簧離合器設(shè)計(jì),由表10對(duì)比拉式、推式膜片彈簧離合器的優(yōu)缺點(diǎn),選擇拉
14、式膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)。綜上所述,本次設(shè)計(jì)選拉式膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)(單片離合器)。選用支承單支承環(huán)DT/DTP型,壓盤的驅(qū)動(dòng)方式采用彈性傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)。
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和重點(diǎn)
確定選定要設(shè)計(jì)的膜片彈簧離合器的主要參數(shù),對(duì)離合器的基本參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,計(jì)算確定各零部件的尺寸,運(yùn)用所學(xué)的汽車設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程知識(shí)去分析離合器各零部件所受的力,確定零部件所用材料,運(yùn)用畫圖軟件畫出各個(gè)零部件的模型圖以及整個(gè)離合器的裝配圖。
4.畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃
4.1 2015.10.26?2015.11.6完成與課題有關(guān)的英文原文翻譯,調(diào)研,查找資料,完成方案論證
4.2 2015.11.9
15、?2015.11.27完成設(shè)計(jì)與計(jì)算
4.3 2015.11.30?2015.12.18完成繪圖
4.4 2015.12.21?2015.12.31完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
4.5 2016.1.1?2016.1. 5完善所有的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料,準(zhǔn)備答辯
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