輕型汽車的膜片式彈簧離合器設(shè)計【含5張CAD圖紙優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計】
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輕型汽車的膜片式彈簧離合器設(shè)計【含5張CAD圖紙優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計】
充值購買 費領(lǐng)取圖 紙 輕型汽車的膜片式彈簧離合器設(shè)計 摘要 :汽車技術(shù)飛速發(fā)展,各國路況水平逐漸完善,要求發(fā)動機高轉(zhuǎn)速、高功率和汽車電子高科技,各方面都在向著高精尖的技術(shù)層次發(fā)展,人們的使用需求和要求也在日漸提高,對離合器性能的要求也與日俱增。推式膜片彈簧離合器不能滿足實際需要,拉式膜片彈簧離合器可滿足實際需要逐漸取代了它。由于其操作形式不便,正慢慢被自動操縱這種新的發(fā)展形式而取代。因此,離合器的發(fā)展趨勢很明顯,擁有很高的結(jié)構(gòu)性能和滿足使用要求的壽命,并且能夠在高轉(zhuǎn)速確保良好的工作狀態(tài),擁有簡潔的部件構(gòu)成和很高的傳遞效率。 本文 根據(jù)離合器技術(shù)發(fā)展的具體要求,對某汽車離合器進(jìn)行了設(shè)計。首先,根據(jù)當(dāng)前離合器研究現(xiàn)狀,包括功用、工作原理、具體的設(shè)計要求,對本文要完成的各項內(nèi)容和所要完成的成果進(jìn)行了全面概要的安排。然后,對離合器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計,根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,重點介紹了離合器構(gòu)成部件及其構(gòu)成方式的選取方案;根據(jù)設(shè)計要點,對主要構(gòu)成部件的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。最后,對離合器構(gòu)成部件的具體參數(shù)進(jìn)行了科學(xué)的計算和優(yōu)選。 關(guān)鍵詞 : 離合器;摩擦片;膜片彈簧;從動盤 充值購買 費領(lǐng)取圖 紙 of of in of of s is It of in of it is of of is a to of to in a of a to of a is to of of a of is to on of is of 3D 充值購買 費領(lǐng)取圖 紙 錄 摘要 . I . 緒論 . 1 題研究的背景及意義 . 1 合器的研究概述 . 2 合器的功用 . 3 現(xiàn)代汽車離合器設(shè)計應(yīng)滿足的要求 . 4 合器工作原理 . 4 式膜片彈簧離合器的優(yōu)點 . 4 . 5 2 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 5 合器結(jié)構(gòu)方案分析 . 6 摩擦片的選擇 . 6 壓緊彈簧布置形式的選擇 . 6 壓盤的驅(qū)動方式 . 7 離杠桿、分離軸承 . 7 合器的散熱通風(fēng) . 7 動盤總成 . 7 合器結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點 . 8 離合器主要零件的設(shè)計 . 8 動盤 . 8 擦片 . 9 膜片彈簧 . 9 壓盤 . 9 離合器蓋 . 9 V 3 離合器的設(shè)計計算及說明 . 10 . 10 摩擦片主要參數(shù)的選擇 . 10 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 . 12 片彈簧主要參數(shù)的選擇 . 13 ,都投入了大量的研發(fā)費用。汽車技術(shù)發(fā)展要比其它工業(yè)技術(shù)要發(fā)展更為迅猛,把汽車發(fā)展水平當(dāng)做衡量一個國家工業(yè)技術(shù)水平發(fā)展的標(biāo)志的意義是不言而喻的。 傳統(tǒng)的汽車動力從發(fā)動 機輸出,經(jīng)過離合器傳遞給變速器,離合器安裝在發(fā)動機飛輪附近,傳遞或者切斷來自發(fā)動機的動力,離合器必須和發(fā)動機的動力匹配好,采用手動擋的汽車一般需要摩擦式離合器來切斷和接通來自發(fā)動機的動力,這是靠主動盤和從動盤之間的摩擦來傳遞動力。采用的摩擦片越多,傳遞的動力也就越大。 在離合器發(fā)展應(yīng)用的初始階段,最杰出的是錐形離合器,在當(dāng)時應(yīng)用很廣泛。 1925年以后,多片盤式離合器開始被研發(fā)設(shè)計,并投入使用,它是最開始使用的盤片式離合器。 離合器有單片式和多片式,早期多片離合器采用油浸式,可以傳遞的動力及其扭矩較大,動力可 以采用氣動或者液壓式,在大功率高轉(zhuǎn)速車輛上應(yīng)用較多,但是,采用先進(jìn)可靠的材料和先進(jìn)的加工技術(shù),加工的過程中優(yōu)化好加工的順序,選擇好基準(zhǔn)面,單片摩擦離合器已經(jīng)可以滿足汽車的實際需要。這也成為了首選 1。 近來,汽車技術(shù)飛速發(fā)展,各國路況水平逐漸完善,要求發(fā)動機高轉(zhuǎn)速、高功率和汽車電子高科技,各方面都在向著高精尖的技術(shù)層次發(fā)展,人們的使用需求和要求也在日漸提高,對離合器提出更加嚴(yán)格的規(guī)范。離合器作為在動力傳遞過程中一個重要的總成,不論是什么類型的汽車,都具有離合裝置,設(shè)計離合器有助于提高機械設(shè)計水平,屬于底盤 設(shè)計中的一個重要組成部分,離合器的各組成部分以機械零部件為主,沒有電氣化元器件以及控制程序部分,機械零部件在設(shè)計過程中考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)以及機械強度校核和應(yīng)力分析,在傳遞動力過程中,保證動力能夠順利的傳遞到變速器,而且傳遞的過程中,工作平穩(wěn)可靠,不影響駕駛和乘坐感受。這就要求設(shè)計的過程中選擇合理的離合器的類型及其結(jié)構(gòu),合理的設(shè)計選擇并且優(yōu)化所選的參數(shù),減少離合器在工作工程中出現(xiàn)的振動和噪聲。在這方面國內(nèi)的設(shè)計水平和國外發(fā)達(dá)汽車國家差距不大,限于加工精度和新材料的使用,在使用可靠性和使用壽命上還有一定的差距,特別是 離合器摩擦片以及從動盤轂,承受的載荷和應(yīng)力較大,而且這種載荷和應(yīng)力在離合器工作過程中,總是在不斷變化的,這就要求在設(shè)計零部件過程中,考慮好這些零部件的設(shè)計參數(shù),并且作好優(yōu)化設(shè)計。另外在加工這些零部件過程中,需要考慮好加工精度,促使離合器壓盤2 和飛輪接觸的過程更加平順,防止在操縱離合器過程中出現(xiàn)分離不徹底。除此以外,離合器工作在較大載荷和較大的應(yīng)力狀態(tài),需要采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的耐磨材料,提高機械零部件的耐磨性。 推式隔膜彈簧離合器不能滿足像拉式隔膜彈簧離合器的實際效果,以滿足其逐漸更換的實際需要。由于其操作不便, 正在慢慢地自動操縱這種新形式的開發(fā)和更換離合器操作過程需要一些技巧,離合器操作過程,包括兩個過程的組合和分離,分離需求為了駕駛員踏步到最后,要確保離合器完全分離,否則難以轉(zhuǎn)移,影響齒輪的使用壽命。當(dāng)組合釋放離合器速度開始更快時,當(dāng)接近離合器半連接狀態(tài)時,緩慢釋放,促使離合器壓板緩慢組合飛輪,同時駕駛員輕輕踩下加速踏板,以確保順利啟動。離合器在操作和使用過程中,如果沒有正確使用,將導(dǎo)致離合器問題和故障。包括離合器聲音和分離不夠徹底。在這樣的情況下,原因更多,潤滑劑內(nèi)部潤滑劑分離不足或松動現(xiàn)象,驅(qū)動摩擦片鉚釘松 動或過度磨損,導(dǎo)致聲音過程。這些原因或設(shè)計分析不能由標(biāo)準(zhǔn)引起,無論是由于安裝和組裝過程,還是在使用維護(hù)過程中引起的錯誤。簡而言之,離合器在汽車中的作用很重要,相當(dāng)于汽車的電源開關(guān)。無論什么車,都有一個離合器裝置,手動變速器需要駕駛員的左腳來操縱離合器,自動變速箱的車型更多,而且還需要離合器裝置,或離合器裝置安裝在變速器內(nèi)部。因此,離合器的發(fā)展趨勢明顯,具有較高的結(jié)構(gòu)性能,能夠滿足使用壽命要求,并且可以在高速下顯示良好的工作條件,組件簡單,傳遞效率高。 隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)字分析技術(shù)在汽車設(shè)計上的大量 應(yīng)用,各項設(shè)計大量可采用三維軟件來設(shè)計分析和計算,對離合器的手工設(shè)計慢慢被取代,采用二維和三維輔助設(shè)計正越來越多的在實際中應(yīng)用,用專業(yè)的三維設(shè)計軟件設(shè)計和計算之后,再采用分析軟件進(jìn)行分析研究,提高了生產(chǎn)效率,具有重要的工程意義。 合器 的研究 概述 發(fā)動機氣體燃燒做功,首先把產(chǎn)生的動力傳遞給離合器,以完成向外輸出。換句話說,離合器是控制著動力傳遞的開和關(guān)。在駕駛員操縱正確操縱下,離合器裝置斷開和分離,合理的進(jìn)行動力傳遞,實現(xiàn)其功能。傳動系各組成部分都需要承擔(dān)扭矩,但是不能超過最大限制,離合器能夠有效解決 這一問題,為了減少對傳動系其他部件的損害,避免傳動系這些部件過載,摩擦式離合器的摩擦片之間的摩擦力、采用摩擦片的數(shù)量、摩擦系數(shù)以及摩擦片的尺寸都對最大扭矩有決定作用。 這些方面主要是指離合器的基本要求的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)簡單,需要的零部件數(shù)量較少,價格也相對便宜,出現(xiàn)了離合器的故障后容易更換零部件,使用維3 護(hù)方便,在滿足車輛的工作性能比如動力性能和平順性的情況下,有如下優(yōu)點: ( 1)平穩(wěn)結(jié)合,平穩(wěn)傳遞力矩和力,保證汽車平順發(fā)動起步; ( 2)制動時,離合器分離徹底; ( 3)換檔時齒輪副的沖擊比較??; ( 4)散熱性能好; ( 5)高速回轉(zhuǎn)時只有可靠強度; ( 6)阻止車輛動力總成共振發(fā)生,減振降噪的效果很顯著; ( 7)操縱輕便; ( 8)擁有穩(wěn)定可靠的工作性能 ( 9)使用年限能滿足要求。 合器的功用 離合器把發(fā)動機產(chǎn)生的動力逐漸傳遞給傳動系,確保汽車安全平順發(fā)動運行。文章在以上指出,車用活塞式發(fā)動機不能帶負(fù)荷啟動,它必須在空載的情況下啟動,然后再漸漸增加承受的載荷。當(dāng)剛性連接進(jìn)行的突然時,一定會導(dǎo)致汽車向前猛烈運動,發(fā)動機熄火就會發(fā)生。離合器在汽車起步過程中作用很重要,使得發(fā)動機和傳動系能夠柔性的 結(jié)合,避免剛性結(jié)合,發(fā)動機和離合器的結(jié)合需要一個過程。這樣才可以保證汽車起步的平順性 2。當(dāng)驅(qū)動力大于行駛阻力時,緩慢平穩(wěn)的起步。 雖然汽車在空擋的工況下,發(fā)動機與傳動系也可以不連接傳遞。但在這種情況下時,變速器和發(fā)動機仍然在一定程度上保持連接,要保證發(fā)動機工作點火,就必須和變速器同時進(jìn)行運轉(zhuǎn)工作,而變速器拖轉(zhuǎn)時候,他在很大的阻力下托轉(zhuǎn)不容易。在低溫情況下,如離合不發(fā)生分離作用,發(fā)動機點火是不容易的。所以離合器的第二個功用,踩下離合器的踏板,啟動點火,起動的過程中注意要在 3到 5秒內(nèi)就能順利起動,避免起動機 長時間運轉(zhuǎn),中斷發(fā)動機的動力。這樣能輕易的使發(fā)動機點火工作 3。 汽車行駛中會采用不同的工況,加速、急加速、減速、超車等,這時變化檔位必不可少,變速器內(nèi)的齒輪在不斷的脫開和結(jié)合,當(dāng)從一個檔位變化到另一個檔位時,原來齒輪之間的壓力變成了阻力,這個壓力越大,變換檔位的力就越大。這就需要離合器來發(fā)揮作用 4,保證需要更換到的檔位齒輪之間的轉(zhuǎn)速趨向一致,否則在換擋的過程中會發(fā)生打齒的現(xiàn)象,影響齒輪的使用壽命,也影響乘坐的舒適性。 離合器所能傳遞的最大扭矩是要不能超過限值的,汽車剎車突然的時候,顯著的慣性負(fù)荷作用 在傳動系上,在這種情況下,離合器本身會發(fā)生打滑,能夠確保傳動系零件不會因為超載而發(fā)生損壞,具有很好的保護(hù)作用。 4 現(xiàn)代汽車離合器設(shè)計應(yīng)滿足的要求 根據(jù)離合器的功用,為了滿足實際所需,需要達(dá)到如下要求: ( 1)無論在何種情況下工作,不僅保證安全的傳遞發(fā)動機產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩,而且還能合理的儲存能量,避免載荷超過限值。 ( 2)平穩(wěn)且無剛性結(jié)合。從發(fā)動機傳遞過來的扭矩應(yīng)該逐漸變大,減少離合器摩擦片之間的摩擦。避免發(fā)動機熄火 5; ( 3)分離干脆利索。換檔時假如離合器有聯(lián)動,則飛輪上的力矩還會發(fā)生部分傳遞 ,導(dǎo)致不易換檔,齒輪振動沖擊嚴(yán)重; ( 4)離合器分離徹底,保證換擋平順; ( 5)減振降噪的能力很突出;散熱能力很出眾,擁有良好的疲勞壽命。 ( 6)散熱性能良好,避免了因為溫度過高出現(xiàn)打滑現(xiàn)象; ( 7)操縱簡單易行,提高了駕駛的舒適性。這個優(yōu)勢對乘用車相當(dāng)重要; ( 8)摩擦式離合器,摩擦襯面要耐高溫、耐磨損,襯面磨損在一定范圍內(nèi),確保自動調(diào)整,使其運行良好。 合器工作原理 摩擦離合器有四部分組成,缺一不可,包括主動部分、從動部分、壓緊機構(gòu)和操縱機構(gòu)。 當(dāng)放開踏板,回位彈簧使踏板返回原位。壓緊彈簧 具有一定的彈簧彈力,起到回正的作用,向右推動壓盤,從動盤和飛輪結(jié)合在一起,傳遞力矩,發(fā)動機的力矩可以通過離合器傳遞給變速器。 式膜片彈簧離合器的優(yōu)點 拉式膜片彈簧離合器相比推式優(yōu)勢也非常明顯,具體如下:中間不再有零件支承,支承環(huán)使用數(shù)量也很低,最多一個。這樣,其結(jié)構(gòu)更簡單,占用空間更小,組成部件更少,也不重,機構(gòu)更緊湊;膜片彈簧是離合器中的一個重要組成部分,半徑越大,相應(yīng)傳遞效率高,但是這樣會增加成本,且需要克服的阻力也會變大,在轉(zhuǎn)矩能夠滿足時,膜片彈簧尺寸滿足即可,在設(shè)計尺寸滿足的情況下, 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,提高膜片彈簧的強度和剛度。 5 在離合器工作過程中,離合器蓋有著不大形變,擁有足夠的剛度,分離效果更佳; 拉式摩擦離合器有助于駕駛員省力的操縱離合器踏板,比推式摩擦離合器要省力 20%左右,因為拉式的能夠傳遞更大的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩,接觸緊密,不用調(diào)節(jié)機械部件之間的間隙,減少保養(yǎng)維護(hù)的頻率,不需要象往常一樣調(diào)節(jié)離合器踏板的自由行程,在使用過程中減少離合器的故障頻率。更加可靠 6。 文研究的主要內(nèi)容 本文根據(jù)離合器技術(shù)發(fā)展的具體要求,對某汽車離合器進(jìn)行了設(shè)計。首先,根據(jù)當(dāng)前離合器功用、工作原理、具 體設(shè)計要求,對本文要完成的各項內(nèi)容和所要完成的成果進(jìn)行了全面概要的安排。然后,對離合器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計;根據(jù)設(shè)計要點,對主要部件的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。最后,對離合器各組成部件進(jìn)行分析研究,論證其可靠性。包括具體參數(shù)進(jìn)行了計算和優(yōu)選 7。 6 2 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 為了達(dá)到要求,設(shè)計時應(yīng)根據(jù)車型行駛情況和使用標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該符合國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),可查閱汽車設(shè)計手冊,離合器的零部件應(yīng)該 “系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化”。 合器結(jié)構(gòu)方案分析 摩 擦片的選擇 單片離合器廣泛應(yīng)用于汽車和小型卡車,以滿足實際工程需要和國家標(biāo)準(zhǔn),選擇單離合器,摩擦數(shù) 2。 壓緊彈簧布置形式的選擇 離合器夾緊裝置可分為周布彈簧,中心彈簧,隔膜彈簧等。 膜片彈簧的顯著優(yōu)點是,性能好,是具有良好彈簧的隔膜實現(xiàn)傳動的效果。 隔膜彈簧與其他類別相比,其優(yōu)點如下: ( 1)由于膜片彈簧工作環(huán)境復(fù)雜多變,彈簧壓力可以保持原來的數(shù)值大小,在這種情況下,離合器工作時,能保持其傳遞效率一直發(fā)揮很好的效果。當(dāng)離合器分離時, 需要駕駛員踩下離合器踏板。促使彈簧變形,彈力減小 8; ( 2)膜片彈簧有著雙重作用,既能壓緊又分割,使結(jié)構(gòu)占用空間小,零件少,質(zhì)量低; ( 3)高速運行時,壓緊力基本保持不變,性能維持良好;而圓柱彈簧壓緊力降低的比較顯著; ( 4)壓緊力均勻,摩擦片磨損均勻,使用年限較長; ( 5)冷卻性能較好,工作年限長; ( 6)平衡性好; ( 7)對量產(chǎn)很有利,制造費用低。 但膜片彈簧加工工藝繁多,加工精度高,對質(zhì)量要求也比較嚴(yán)格,其非線性特性很容易發(fā)生改變,比較復(fù)雜,開口處容易產(chǎn)生裂紋,末尾易因為摩擦而發(fā)生損壞。但是隨著加工工藝的發(fā)展,采用新材料新技術(shù),膜片彈簧已經(jīng)可以滿足實際所需 。因此,選用膜片彈簧式離合器 10。 7 壓盤的驅(qū)動方式 在 膜片彈簧離合器中,扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤的方法有三種: ( 1)凸臺 窗孔式:傳遞性能更好;缺點:傳動過程中,滑動摩擦?xí)a(chǎn)生,導(dǎo)致接觸部分在分離時發(fā)生半聯(lián)動狀態(tài)。 ( 2)徑向傳動驅(qū)動式:此傳動的方式復(fù)雜性較顯著,但不會發(fā)生相對滑動的現(xiàn)象,因而不存在磨損,操作省力易行;另外,相對位置保持不變,因此離合器蓋等旋轉(zhuǎn)物件會保持平衡,工作安靜無較大的沖擊現(xiàn)象發(fā)生。 ( 3)徑向傳動片驅(qū)動方式:從離合器蓋傳遞過來的扭矩,傳遞給壓盤,通過鋼制的傳動片連 接,傳動片的強度和剛度有一定的要求,來傳遞相應(yīng)大小的扭矩,兩者的方向分別沿不同的方向。通過比較,選擇徑向傳動驅(qū)動方式 11。 離杠桿、分離軸承 分離杠桿的作用是使傳動分離,截斷力和力矩的傳遞路線。分離軸承的作用是使分離軸承作軸向移動,使離合器起到分離作用。本次設(shè)計選用的是油封軸承,具有很好的密封性能,不需要在使用過程中提供額外的潤滑。 合器的散熱通風(fēng) 數(shù)據(jù)表明,壓盤溫度的升高時,摩擦片的磨損也會跟著加劇,當(dāng)溫度超過一定數(shù)值時,摩擦破壞很嚴(yán)重。離合器盤在滿足要求的工作條件下,表面 的瞬時溫度一般低于180 ° C。但是在汽車行駛在特殊的工況下,或者行駛的路況比較差的時候,離合器的使用頻率增加,需要頻繁的操縱離合器,離合器盤的表面溫度可能達(dá)到 C1000 。裂紋和碎裂會在高溫下發(fā)生。為保證摩擦表面溫度不超標(biāo),壓盤質(zhì)量應(yīng)該最夠大,以保這樣能更好的起到降溫效果。所以合理選擇通風(fēng)的方法和制造特殊的結(jié)構(gòu)來保證離合器的散熱通風(fēng),比如在壓盤內(nèi)設(shè)計通風(fēng)槽,采用先進(jìn)的導(dǎo)熱材料,加大其散熱量。采用先進(jìn)的加工導(dǎo)流罩的結(jié)構(gòu)等 12。 動盤總成 從動盤雖然對離合器有重要的作用,并對其產(chǎn)生很大的影響,但是其使用年限較低,必須對其結(jié)構(gòu)和材料重點設(shè)計。從動盤總成設(shè)計要求如下: ( 1)轉(zhuǎn)動慣量要小,使換檔平順易操作; 8 ( 2)具有軸向彈性,使離合器接合安全柔和,平穩(wěn)起步。降低因摩擦產(chǎn)生的損耗。 ( 3)應(yīng)按裝扭轉(zhuǎn)減振器,杜絕共振現(xiàn)象,使工作狀態(tài)安靜無沖擊。 合器結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點 ( 1)從動盤上安裝有波狀彈簧,這些彈簧在從動片上均勻分布,彈簧的個數(shù)根據(jù)實際需要選擇,在從動盤上還裝配有扭轉(zhuǎn)減震器,減緩從發(fā)動機傳遞的扭矩帶來的振動作用,摩擦 片的表面一般不是平面,往往有一定的角度,即有一定的錐形量,表面大的一面對著飛輪,增加和飛輪的接觸面積,確保結(jié)合的更加緊密,操縱離合器分離時,更容易實現(xiàn)。 ( 2)離合器的從動部分在主動部分的帶動下,轉(zhuǎn)動傳遞扭矩,從動軸上有花鍵,能在花鍵上軸向移動,為了確保工作時的穩(wěn)定可靠,避免離合器軸向產(chǎn)生振動,通常把軸承安裝在曲軸的中心孔內(nèi)。 ( 3)前軸承在離合器機構(gòu)中作用明顯,起到支撐和約束的作用,軸承的外圈固定,內(nèi)圈旋轉(zhuǎn),飛輪和從動軸合理設(shè)計和裝配,保證在操縱離合器的時候,軸向能夠固定牢固,另外有后軸承也起到相應(yīng)的規(guī)定 和支撐作用。分離軸承因為承受的載荷較大,需要加入潤滑脂,提高其耐磨性,在使用過程中注意定期保養(yǎng),否則會改變自由行程,造成離合器的故障。為避免潤滑油六道接觸面之間,造成離合器打滑,因采取合理的結(jié)構(gòu)和措施避免這一情況的發(fā)生。 ( 4)離合器在工作的過程中,壓盤和摩擦片的緊密結(jié)合至關(guān)重要,否則會產(chǎn)生離合器打滑現(xiàn)象,另外離合器的踏板有一定的自由行程,在機械部件磨損的時候,能夠自動調(diào)節(jié)分離軸承和分離彈簧間距,剎車制動時,要合理設(shè)計選取踏板的最大行程。 離合器主要零件的設(shè)計 動盤 從動剛片和摩擦片 采用鉚接的方式,扇形彈簧對稱鉚接在從動片上,鉚接需要采用鉚釘,在鉚接之后,為了使離合器工作更加平順,需要在鉚接的地方磨削加工,提高表面的加工精度,鉚接在機械結(jié)合件的連接中應(yīng)用廣泛,從動盤的材料選用 45 號鋼,提高工作時的強度和剛度,并且在上面設(shè)置徑向切口,改善工作性能。 9 擦片 摩擦片在性能上要滿足如下要求: ( 1)剛強度最夠大,滿足要求,散熱性比較好; ( 2)接合平穩(wěn)柔和無沖擊; ( 3)長期停放,摩擦面會發(fā)生粘著現(xiàn)象。 ( 4)摩擦片選石棉基摩擦材料,其摩擦系數(shù)為 石棉基摩擦材料密度小,工作溫度比 180還要低,成本低,性能好,認(rèn)可度很高。 膜片彈簧 膜片彈簧使用的鋼材料質(zhì)量比較優(yōu)秀。其碟簧部分的加工要求很高,碟簧材料為60了能使膜片彈簧承受更大的載荷,要對膜片彈簧特殊的熱加工處理,使其具有高抗疲勞能力的回火索氏體。膜片彈簧的膜片應(yīng)該經(jīng)過特殊的工藝處理,提高膜片的變形能力,膜片內(nèi)緣和外援都會受到力的作用,防止在工作的時候膜片產(chǎn)生塑性變形,對其內(nèi)表面噴丸處理,這是一種提高膜片彈簧壽命的加工方法,噴丸是 白口鐵小丸。同時, 為了增大膜片彈簧的 耐磨性,對其進(jìn)行局部高頻淬火式鍍鉻。 壓盤 壓盤的材料選用 造制成。 壓盤的主要作用是和摩擦片相結(jié)合 13,傳遞來自于發(fā)動機的動力,當(dāng)駕駛員操縱離合器踏板結(jié)合時,壓盤和摩擦片相互結(jié)合。當(dāng)駕駛員操縱離合器踏板分離時,壓盤和摩擦片相互分離,壓盤表面的表面粗糙度要求較高,壓盤殼用 12栓將其固定在飛輪和壓盤端面 。 離合器蓋 離合器蓋屬于離合器的主動部分,膜片彈簧經(jīng)過特殊工藝處理,在支撐處可以承受較大的強度和剛度,表面粗糙度應(yīng)該更小,促使離 合器結(jié)合和分離更加徹底,在支撐處采用鉚釘作為連接方式,但是必須保證分離軸承和曲軸中心的中心線在一條直線上,否則離合器在工作的時候發(fā)生一些故障,比如離合器出現(xiàn)異響,離合器鉚釘處出現(xiàn)磨損過量,從而影響離合器結(jié)合和分離時的徹底性與否。材料采用 10 號鋼材、 10 3 離合器的設(shè)計計算及說明 選車系的基本參數(shù) 整車參數(shù): 車輛最大總質(zhì)量: 1600 整備重量: 1165大功率: 88000 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 :200高車速(手動變速箱): 200km/h;輪胎型號: 195/60摩擦片主要參數(shù)的選擇 由于離合器摩擦片傳遞來自發(fā)動機的動力,離合器靜摩擦力矩 摩擦片的靜壓力: T ( 3 式中: 是 離合器后備系數(shù)( 1 ) ( 1)選擇時,應(yīng)注意以下 幾點: a. 摩擦片即使發(fā)生磨損后,傳遞發(fā)動機最大扭矩還能得到保證; b. 確保離合器本身滑磨程度較??; c. 確保傳動系受力不會超過限值。一般轎車和輕型貨車 =合設(shè)計實際情況,故選擇 = 則有可有表 3得 表 3合器后備系數(shù)的取值范圍 車型 后備系數(shù) 乘用車及最大總質(zhì)量小于 6大總質(zhì)量為 6 14車 擦片的外徑可有式 :( 3 直徑系數(shù),取值見表 3 取 K 得 D=180 表 3 徑系數(shù)的取值范圍 車型 直徑系數(shù) 乘用車 大總質(zhì)量為 片離合器 ) 片離合器 ) 11 最大總質(zhì)量大于 擦片的尺寸已系列化和標(biāo)準(zhǔn)化 ,標(biāo)準(zhǔn)如下表 (部分 ): 表 3合器摩擦片 尺寸系列和參數(shù) 外徑 D60 180 200 225 250 280 300 325 內(nèi)徑 d10 125 140 150 155 165 175 190 厚度 /1 C 面面積 06 132 160 221 302 402 466 546 所以選取摩擦片的尺寸為 D=180mm,d=125度 h=擦片的摩擦因數(shù) f 取決于所選擇的材料,材料不同,摩擦系數(shù)也不同,如表 3 也取決于工作的溫度,溫度的高低同樣會改變摩擦片的摩擦系數(shù),另外滑摩速度和壓力越大,導(dǎo)致離合器摩擦片的工作溫度升高,摩擦系數(shù)會發(fā)生相應(yīng)的變化。 本論文設(shè)計單片離合器, Z=2。離合器間隙 t 多數(shù)為 3 4 選 t=44。 表 3擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù) f 石棉基材料 模壓 織 末冶金材料 銅基 基 屬陶瓷材料 合器的靜摩擦力矩為: = 得 152= ( 3 與式( 立得: 330 112 P C ( 3 代入上式得: 12 表 3擦片單位壓力的取值范圍 摩擦片材料 單位壓力0p/棉基材料 模壓 織 末冶金材料 模壓 織 金屬陶瓷材料 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 ( 1)摩擦片外徑 D( 選取最大圓周速度05 70m/s,即 331 0 5 2 0 0 1 8 0 1 0 4 8 9 86 0 6 0v n D m/s 7065 m/s ( 3 ( 2)摩擦片的內(nèi)、外徑比 C 取值 C ( 3)為了確保安全 可靠地傳送,防止傳動系受力過大,各種車型的值應(yīng)在一定范圍內(nèi),范圍為 ( 4)摩擦片內(nèi)徑 0 502 0 Rd 5)單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值,即 0220 2 3 T ( 3中,0N.m/可按表 3經(jīng)檢查 ,合格。 表 3離合器規(guī)格 210 250210 325250 325 20 10/ 0 28 0 30 0 35 0 40 ( 6)為消散離合器滑磨產(chǎn)生的熱能,避免結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,對于不同車型,單位壓力0 p 3 ( 7)離合器單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值 ,即 224 ( 3 對于最大總質(zhì)量小于 商用車: J/于最大總質(zhì)量大于 J/W 為汽車起步時 離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功( J),可利用下式計算 2202221800 ( 3 000 r/用車取 1500 r/中: i .0330 J,代入式( ,合格。 ( 8)離合器接合的溫升 ( 3 式中 ,不超過 108 ° C; c J/( C);為傳到壓盤的熱量所占的比例, , m 為壓盤的質(zhì)量 15.3m 入, 79.4t ° C,合格。 片彈簧主要參數(shù)的選擇 較 H/h 的選擇 當(dāng) 2, 增函數(shù); 2, 一極值,而該極值點又恰為拐點; 2, 一極大值和極小值;當(dāng) 2, 小值在 橫坐標(biāo)上,見圖 35。 14 1- 2/ 2- 2/ 3- 22/2 4- 22/ 5- 22/ 圖 3膜片彈簧的彈性特性曲線 為了使汽車平穩(wěn)起步,離合器膜片彈簧的 H/h 通常在 2 范圍內(nèi)選擇。常見的膜片彈簧板厚度為 2 4論文選 2 h=3則 H=6 R/r 選擇 通過分析表明, R/r 越小,載荷越大,剛性越強,直徑誤差對結(jié)構(gòu)性能影響越大。本設(shè)計中取 25.1摩擦片的平均半徑 94r 18R 255.1 錐底角 圓錐底角 a r c t a n 得 °,在 159 °之間合格。 槽寬度 1092 31 102 滿足 2 要求。 盤加載點半徑 1R 和支承環(huán)加載點半徑 1r 的確定 1r 接近且大于 r, 1R 小于 R 盡量靠近 R。此設(shè)計取 1161 R 961 r 國常用的碟簧材料的為 60量應(yīng)力取 1600 1700N/ 差與精度 離合器蓋的膜片彈簧支承處,壓力盤高度公差要小,支承環(huán)和支承鉚釘安裝尺寸精度要高,耐磨性要好 16。 15 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計 ( 1)彈簧的 初始錐角 應(yīng)在一定范圍內(nèi),即 ( 2)彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)滿足具體要求的范圍,即 ( 3)拉式膜片彈簧的壓盤加載點半徑 1r 的取 值應(yīng)該合理, 推式: 24/)( 1 拉式: ( 1 ( 4) 1R 與 R , 621 1 620 1 40 0 ( 5)膜片彈簧能起到分離杠桿的效果,即 推式: rR rr f 拉式: rR rR f 由上式可得出 34320 片彈簧的載荷與變形關(guān)系 碟形彈簧見圖 3關(guān)設(shè)計公式對膜片彈簧也適用。支承點處受力 載點間的相對變形(軸向)為 1,則壓緊力 變形 1 之間的關(guān) 系式為 1718: 2111111211211 r/ ( 3 式中: E 彈性模量,對于鋼, 泊松比,對于鋼, = 內(nèi)錐高度 h 彈簧鋼板厚度 16 R 彈簧自由狀態(tài)時碟簧部分的大端半徑 r 彈簧自由狀態(tài)時碟簧部分的小端半徑 壓盤加載點半徑 支承環(huán)加載點半徑 圖 3片彈簧的尺寸簡圖 表 3片彈簧彈性特性所用到的 系數(shù) R r R1 h 118 94 116 96 6 3 代入( 1213111 7 2 8 ( 3 對( 求一次和二次導(dǎo)數(shù),可得到極大值和極小值。 凸點: F N 凹點: F N 拐點: 51 , 92731 F N 2、設(shè)分離軸承對膜片彈簧指所加的載荷為 應(yīng)此載荷作用點的變形為 2。由 111 112 ( 3 11112 f ( 3 列出表 3表 3片彈簧工作點的數(shù)據(jù) 1 17 2 F 273 2F 片彈簧的應(yīng)力計算 選定坐標(biāo)子午斷面(如圖 3使 斷面上任意點的切向應(yīng)力為: 2/1 2( 3 圖 3膜片彈簧工作點位置 式中 碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角 碟簧部分子有狀態(tài)時的圓錐底角 e 碟簧部分子午斷面內(nèi)中性點的半徑 e=( (R/r) ( 3 將( 寫成 軸的關(guān)系式: 3 18 圖 3切向應(yīng)力在子午斷面的分布 當(dāng) 0t 時 X)2(Y ,因為 )2( 的值較小小,將 )2( 看成 )2(,由上式可寫成 X)2(。從式( 以看出當(dāng) 時無論取任何值,都有e)2(Y 。將 =( Y=h/2 代入( 有: 2221 22 ( 3 令 0t 可以求出切向壓應(yīng)力達(dá)極大值的轉(zhuǎn)角 由于: 4/11894118) 以: , ,在分離軸承推力 2r 2 ( 3 式中 n 分離指數(shù)目 n=18 單個分離指的根部寬 22182 0 rb r 此: N/9 由于 以根據(jù)最大剪應(yīng)力強度理論, 5 4 9 N/700 N/膜片彈簧當(dāng)量應(yīng)力達(dá)到標(biāo) 準(zhǔn),所以設(shè)計數(shù)據(jù)合適。 轉(zhuǎn)減振器設(shè)計 扭轉(zhuǎn)阻尼器由彈性元件和阻尼元件構(gòu)成。 彈性元件的功能是減小扭轉(zhuǎn)剛度,改善系統(tǒng)的振動特性,避免自然頻率耦合的共振。 阻尼元件的功能主要是消散工作產(chǎn)生的熱量。 扭轉(zhuǎn)減振器具有以下功能: 1)調(diào)整傳動系扭振固有頻率