某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)

38頁(yè) 14000字?jǐn)?shù)+論文說(shuō)明書+任務(wù)書+5張CAD圖紙【詳情如下】

任務(wù)書.doc

減振盤.dwg

壓盤.dwg

摩擦片.dwg

某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)論文.doc

某中級(jí)轎車汽車離合器裝配圖.dwg

膜片彈簧.dwg

某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)

目  錄

第1章 緒  論 2

1.1引言 2

1.2離合器的發(fā)展 2

1.3某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn) 4

1.3.1某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) 4

1.3.2某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的工作原理 5

1.3.3某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 5

1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容 6

1.6方案選擇 6

第2章 基本尺寸參數(shù)選擇 7

2.1離合器基本性能關(guān)系式 7

2.2后備系數(shù)的選擇 7

2.3摩擦片外徑的確定 7

2.4摩擦片設(shè)計(jì)過(guò)程 9

2.5本章小結(jié) 12

第3章 主動(dòng)部分設(shè)計(jì) 13

3.1壓盤設(shè)計(jì) 13

3.1.1壓盤參數(shù)的選擇和校核 13

3.1.2壓盤的Pro/E繪圖過(guò)程 13

3.2離合器蓋設(shè)計(jì) 15

3.3傳動(dòng)片設(shè)計(jì) 15

3.4本章小結(jié) 16

第4章 從動(dòng)盤設(shè)計(jì) 17

4.1摩擦片設(shè)計(jì) 17

4.2從動(dòng)盤轂設(shè)計(jì) 17

4.3從動(dòng)片設(shè)計(jì) 19

4.4扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 19

4.4.1扭轉(zhuǎn)減振器的功能 19

4.4.2 扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型的選擇 19

4.4.3扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定 21

7、從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角 22

8、限位銷與從動(dòng)盤缺口側(cè)邊的間隙 22

9、限位銷直徑 22

10、從動(dòng)盤轂缺口寬度及安裝窗口尺寸 22

4.4.4減振彈簧的尺寸確定 23

4.4.5扭轉(zhuǎn)減振器的Pro/E繪圖過(guò)程 24

第5章 膜片彈簧設(shè)計(jì) 28

5.1膜片彈簧的概念 28

5.2膜片彈簧的彈性特性 28

5.3膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算 30

1、膜片彈簧原始內(nèi)截錐高與彈簧片厚度比的選擇 31

2、膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 31

3、膜片彈簧大端半徑及大端半徑與分離指半徑比的選擇 32

4、膜片彈簧在自由狀態(tài)下的圓錐底角 32

6、分離指的數(shù)目和切槽寬及半徑 32

7、支承圈平均半徑和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑 33

5.5膜片彈簧的Pro/E繪圖過(guò)程 33

5.6本章小結(jié) 35

結(jié)  論 36

參考文獻(xiàn) 37

第1章 緒  論

1.1引言

某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)，離合器以內(nèi)燃機(jī)在作為動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車中，離合器是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的。離合器通常裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，其主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連，從動(dòng)部分與變速器相連。為各類型汽車所廣泛采用的摩擦離合器，實(shí)際上是一種依靠其主、從動(dòng)部分間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)。離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順的接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換檔齒輪間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系個(gè)零部件因過(guò)載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪音。

1.2離合器的發(fā)展

在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計(jì)曾裝在1889年德國(guó)戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動(dòng)件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀(jì)20年代中葉，對(duì)當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，錐形離合器的制造比較簡(jiǎn)單，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過(guò)駱毛帶、皮革帶等。那時(shí)曾出現(xiàn)過(guò)蹄-鼓式離合器，其結(jié)構(gòu)有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄-鼓式離合器用的摩擦元件是木塊、皮革帶等，蹄-鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。無(wú)論錐形離合器或蹄-鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動(dòng)件根本無(wú)法分離的自鎖現(xiàn)象。

現(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點(diǎn)是，汽車起步時(shí)離合器的接合比較平順，無(wú)沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤片對(duì)著一青銅盤片。采用純粹的金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)到更為滿意的性能。

浸在油中的盤片式離合器，盤子直徑不能太大，以避免在高速時(shí)把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不易分離。但畢竟還是優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，許多其他離合器還在原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。

石棉基摩擦材料的引入和改進(jìn)，使得盤片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。20世紀(jì)20年代末，直到進(jìn)入30年代時(shí)，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。

早期的單片干式離合器由與錐形離合器相似的問(wèn)題，即離合器接合時(shí)不夠平順。但是，由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，所以以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車經(jīng)常采用它，尤其是成功地開發(fā)了價(jià)格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此。

實(shí)際上早在1920年就出現(xiàn)了單片干式離合器，這和前面提到的發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時(shí)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)計(jì)上的缺陷，造成了單片離合器在接合時(shí)不夠平順的問(wèn)題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動(dòng)盤金屬片上是沒有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動(dòng)件飛輪和壓盤上的，彈簧布置在中央，通過(guò)杠桿放大后作用在壓盤上。后來(lái)改用多個(gè)直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設(shè)計(jì)上帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的好處，使壓盤上的彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小了軸向尺寸。

多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因?yàn)樗哂袕膭?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合盤式平順，因此現(xiàn)在廣泛采用于大、中、小各類車型中。

如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤，提高了離合器的接合平順性。離合器從動(dòng)盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲和載荷。

隨著人們對(duì)汽車舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎(chǔ)上得到不斷改進(jìn)，乘用車上愈來(lái)愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更好地降低傳動(dòng)系的噪聲。

對(duì)于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加離合器傳扭能力，提高使用壽命，簡(jiǎn)化操作，已成為重型離合器當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高離合器的傳扭能力，在重型汽車上可采用雙片干式離合器。從理論上講，在相同的徑向尺寸下，雙片離合器的傳扭能力和使用壽命是單片的2倍。但受到其他客觀因素的影響，實(shí)際的效果要比理論值低一些。

近年來(lái)濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國(guó)外某些重型車上又開始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低(不超過(guò)93℃)，因此，起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國(guó)內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的5-6倍，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過(guò)這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善。

5.6本章小結(jié)

本章膜片彈簧進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。使其可以更好的在該設(shè)計(jì)的離合器中工作，提高離合器的使用壽命及工作效率。膜片彈簧本身就兼起壓緊彈簧和分離杠桿作用，是離合器上最重要的部件，將其設(shè)計(jì)做好可以是離合器的各項(xiàng)性能得到大幅度的提高。

結(jié)  論

本設(shè)計(jì)分析了本設(shè)計(jì)所要采用的的某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)，對(duì)某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)進(jìn)行了分類，闡述了某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的原理和組成，及其特性。通過(guò)詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程積累了大量的數(shù)據(jù)，并成功的繪制出了某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的成品圖。

主要敘述了離合器的發(fā)展現(xiàn)狀，和它的工作原理，在此過(guò)程中，經(jīng)過(guò)對(duì)比結(jié)合，初步確定了合適的離合器結(jié)構(gòu)形式，選取了拉式某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)，并且?guī)в信まD(zhuǎn)減振器，為后面的計(jì)算提供了理論基礎(chǔ)。

在計(jì)算中，首先確定摩擦片外徑尺寸，然后根據(jù)該尺寸對(duì)其他部件總成進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算校核摩擦片外徑尺寸，計(jì)算選擇出其他部件的外形尺寸，再對(duì)其進(jìn)行校核，確定是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)包括對(duì)從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì)校核，對(duì)壓盤的設(shè)計(jì)校核，對(duì)離合器蓋的設(shè)計(jì)校核及離合器蓋的設(shè)計(jì)校核和優(yōu)化。具體設(shè)計(jì)計(jì)算了摩擦片、扭轉(zhuǎn)減振器、膜片彈簧、壓盤、離合器蓋、傳動(dòng)片等多個(gè)部件總成在上述工作完成之后，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)運(yùn)用，對(duì)離合器總體裝配圖、從動(dòng)盤總成、壓盤、膜片彈簧、摩擦片進(jìn)行了繪制，在繪制的過(guò)程中對(duì)離合器的裝配又有了進(jìn)一步的理解，并且完善了計(jì)算部分的遺漏。

這次的設(shè)計(jì)，可以對(duì)原有離合器的設(shè)計(jì)提出優(yōu)化和修改的建議，對(duì)其以后的設(shè)計(jì)過(guò)程起參考作用。通過(guò)這次設(shè)計(jì)達(dá)到了優(yōu)化改進(jìn)原有離合器，提高該型汽車使用性，舒適性，并提高了汽車的工作效率的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]臧杰,閻巖.汽車構(gòu)造[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2005,8.

[2]王望予主編.汽車設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004,8. 

[3]徐石安，江發(fā)潮.汽車離合器[M].清華大學(xué)出版社,2005,2.

[4]劉惟信主編.汽車設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社,2001,7.

[5]林世裕主編.膜片彈簧與碟形彈簧離合器的設(shè)計(jì)與制造[M].東北大學(xué),2005.

[6]汽車標(biāo)準(zhǔn)匯編(2000～2004) [M].中國(guó)汽車技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn)研究所,2005.

[7]閻春利,張希棟.汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2006,3.

[8]廖林清,曹建國(guó).汽車離合器膜片彈簧的三次設(shè)計(jì)[J].四川兵工學(xué)報(bào),2001,2.

[9]司傳勝.汽車某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2004,12.  

[10]李林,劉惟信. 汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào),2000,5.

[11]林明芳等. 汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].汽車工程,2003,2.

[12]劉紅欣.膜片彈簧應(yīng)力分布的試驗(yàn)和有限元分析[J].力學(xué)與實(shí)踐，2003， 3.

[13]張衛(wèi)波.汽車某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)智能優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J].中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào),2007,1.

[14]肖文穎,許海華.離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].公路與汽運(yùn),2007,4.

[15]程漢應(yīng).汽車離合器摩擦片數(shù)量選擇及其參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].汽車工程,2001,7.

[16]浦定真.某中級(jí)轎車汽車離合器總成設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)與研究[J].汽車技術(shù),2006,6.

[17]趙波,趙曉昱.汽車離合器的相關(guān)參數(shù)優(yōu)化與分析[J].拖拉機(jī)與農(nóng)業(yè)運(yùn)輸車,2007,2.

[18]LiuWeixin,GePing,LiWei.OptimalDesignTorsionalDampersinAutomobileClutch.ProceeDingsoftheInternationalConferenceonCADofMachinery.2001.

[19]Ahern,Kathy,Manathung,Catherine.Clutch-StaringStalleDResearchStuDets.InnovativeHigherEDucation.2004.