輕型汽車的膜片式彈簧離合器設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含5張CAD圖紙帶任務書+開題報告+中期報告+答辯ppt+外文翻譯】-clsj22
輕型汽車的膜片式彈簧離合器設計
摘要:汽車技術飛速發(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)離合器技術發(fā)展的具體要求，對某汽車離合器進行了設計。首先，根據(jù)當前離合器研究現(xiàn)狀，包括功用、工作原理、具體的設計要求，對本文要完成的各項內(nèi)容和所要完成的成果進行了全面概要的安排。然后，對離合器的結(jié)構(gòu)進行了詳細的設計，根據(jù)相關標準和要求，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)設計要點，對主要構(gòu)成部件的設計進行了詳細的闡述。最后，對離合器構(gòu)成部件的具體參數(shù)進行了科學的計算和優(yōu)選。
關鍵詞：離合器；摩擦片；膜片彈簧；從動盤
Diaphragm spring clutch design of light vehicles
Abstract:With the rapid development of automotive technology, national traffic levels gradually improved, the required engine high speed, high power and high tech automotive electronics, in all aspects of sophisticated technology towards the level of development, people's needs and requirements are also rising, and clutch performance requirements are also increasing. Push type diaphragm spring clutch structure is more traditional, and are gradually upgrading. It faces with technology updates, because of its remarkable features pull-type diaphragm spring clutch structure gradually replaced the former. Since its operation in the form of inconvenience, it is slowly being robotic this new form of development and replaced. Therefore, the development trend of the clutch is evident, with a high structural performance and to meet the requirements of life, and to ensure good working conditions in high speed, and having a simple structure and components of a high transfer efficiency.
According to the specific requirements of clutch technology development, a car clutch is designed. Firstly, according to current research status of the clutch, including function, working principle, the specific design requirements, the various elements and the results of this paper are completed with a comprehensive overview of the arrangements. Then, the clutch structure detailed is design, according to the relevant standards and requirements, focusing on the selected program and its constituent members constituting the clutch mode; Depending upon design considerations, the design of main components is elaborated. Finally, the specific parameters of the clutch component part are scientifically calculated and preferred.
Keywords:Frame; finite element analysis; bearing beam；3D modeling
目錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 課題研究的背景及意義 1
1.2離合器的研究概述 2
1.2.1 離合器的功用 3
1.2.2 現(xiàn)代汽車離合器設計應滿足的要求 4
1.2.3 離合器工作原理 4
1.2.4 拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點 5
1.3本文研究的主要內(nèi)容 5
2 離合器的結(jié)構(gòu)設計 6
2.1 離合器結(jié)構(gòu)方案分析 6
2.1.1 摩擦片的選擇 6
2.1.2 壓緊彈簧布置形式的選擇 6
2.1.3 壓盤的驅(qū)動方式 7
2.1.4 分離杠桿、分離軸承 7
2.1.5 離合器的散熱通風 7
2.1.6 從動盤總成 7
2.2 離合器結(jié)構(gòu)設計的要點 8
2.3 離合器主要零件的設計 8
2.3.1 從動盤 8
2.3.2 摩擦片 9
2.3.3 膜片彈簧 9
2.3.4 壓盤 9
2.3.5 離合器蓋 9
3 離合器的設計計算及說明 10
3.1所選車系的基本參數(shù) 10
3.2 摩擦片主要參數(shù)的選擇 10
3.3 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 12
3.4 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 13
3.4.1比較H/h的選擇 13
3.4.2 R/r選擇 14
3.4.3 圓錐底角 14
3.4.4 切槽寬度 14
3.4.5 壓盤加載點半徑和支承環(huán)加載點半徑的確定 14
3.4.6 公差與精度 15
3.5 膜片彈簧的優(yōu)化設計 15
3.6膜片彈簧的載荷與變形關系 15
3.7膜片彈簧的應力計算 17
3.8 扭轉(zhuǎn)減振器設計 19
3.9 減振彈簧的設計 19
3.10 操縱機構(gòu) 21
3.10.2踏板力的計算 23
3.11從動軸的計算 24
3.12 從動盤轂 24
3.13 分離軸承的壽命計算 25
3.14 本章小結(jié) 26
4 總結(jié)與展望 27
參考文獻 28
致謝 29
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開 題 報 告 選題依據(jù) 車離合器結(jié)構(gòu)的演變 1886 年世界上第一輛汽車的發(fā)動機與傳動系之間采用皮帶傳動 ,利用張緊輪使皮帶松弛或張緊將動力傳遞或中斷 ,這就是最早的汽車離合器 [1]。自此之后 ,汽車離合器不斷地改進 ,到 1990年后 ,由于摩擦材料的改進開始采用干式與雙片摩擦離合器 ,這就是現(xiàn)代的汽車離合器 [2]。之后離合器的改進使的它的可靠性和舒適性不斷提高 ,而它的重量和價格卻不斷降低 [3]。 (1）第一代產(chǎn)品一螺旋彈簧離合器 它是最早的干式單片離合器 ,采用螺旋彈簧作為壓緊元件 ,1925 年開始采用石棉基摩擦襯片 , 至 1928 年結(jié)構(gòu)已較完善 ,1930 年以來普遍使用于汽車中。 （ 2）第二代產(chǎn)品一推式膜片彈簧離合器 推式膜片彈簧離合器最早由美國通用汽車公司于 1938年開始應用于該公司的轎車產(chǎn)品 ,20 世紀 60 年代以來應用于各種汽車。 （ 3）第三代產(chǎn)品一拉式膜片彈簧離合器 20 世紀 60 年代末在原西德 F&S 公司首先研制成功 ,1980 年以來國外大、中、小型汽車都開始使用。 片彈簧離合器介紹 片彈簧離合器總成結(jié)構(gòu) 膜片彈簧離合器 總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片和分離軸承總成等部分組成 [4]。 （ 1）離合器蓋 離合器蓋一般為度或度旋轉(zhuǎn)對稱的板殼沖壓結(jié)構(gòu) ,通過螺栓與飛輪聯(lián)結(jié)在一起。離合器蓋是離合器中結(jié)構(gòu)形狀比較復雜的承載構(gòu)件 ,壓緊彈簧的壓緊力最終都要由它來承受。 （ 2）壓盤 壓盤的結(jié)構(gòu)一般是環(huán)形盤狀鑄件 ,離合器通過壓盤與發(fā)動機緊密相連 處 有 斷 續(xù) 的 環(huán) 狀 支 承 凸 臺 , 最 外 緣 均 布 有 三 個 或 四 個 傳 力 凸 耳 。 （ 3）膜片彈簧 膜片彈簧是離合器中 重要的壓緊元件 ,在其內(nèi)孔圓周表面上開有許多均布的長徑向槽 ,在槽的根部制成較大的長圓形或矩形窗孔 ,可以穿過支承鉚釘 ,這部分稱之為分離指 ,從窗孔底部至彈簧外圓周的部分形狀像一個無底寬邊碟子 ,其截面為截圓錐形 ,稱之為碟簧部分 [5]。 （ 4） 傳動片、 離合器接合時，飛輪驅(qū)動離合器蓋帶動壓盤一起轉(zhuǎn)動，并通過壓盤與從動盤摩擦片之間的摩擦力使從動盤轉(zhuǎn)動。在離合器分離時，壓盤相對于離合器蓋作自由軸向移動，使從動盤松開。這些動作均由傳動片完成。傳動片的兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接，一般采用周向布置。在離合器接合 時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn) :在離合器分離時，可利用它的彈性恢復力來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。 題研究的目的和意義 離合器接合時 ,飛輪驅(qū)動離合器蓋帶動壓盤一起轉(zhuǎn)動 ,并通過壓盤與從動盤摩擦片之間的摩擦力使從動盤轉(zhuǎn)動。在離合器分離時 ,壓盤相對于離合器蓋作自由軸向移動 ,使從動盤松開。這些動作均由傳動片完成。傳動片的兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接 ,一般采用周向布置。在離合器結(jié)合時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn)在離合器分離時 ,可利用他的彈性恢復力來牽動壓盤軸向分離并使操縱力 減小 [6]。 離合器的主要功用是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機對傳動系的動力傳遞，保證汽車起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動系各零部件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲 [7]。 近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，膜片彈簧離合器不僅在乘用車上被大量采用，而且 在各種形式的商用車上也被廣泛采用。與其他形式的離合器相比，膜片彈簧離合器具有以下優(yōu)點：膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性；膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量??；高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻；易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長；膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好 [8]。 由于使用過程中摩擦片的磨損，傳統(tǒng)離合器的實際壓緊力一直在增大，因而分離離 合器的分離力也相應增大，使離合器踏板力增加，降低了駕駛 的舒適度。膜片彈簧離合器可以消除這個缺陷。自膜片彈簧離合器是一種結(jié)構(gòu)新穎的離合器，它與傳統(tǒng)離合器相比，增加了自調(diào)機構(gòu)，使得離合器在使用過程中能自動調(diào)節(jié)以補償由于摩擦片的磨損而引起的工作壓緊力的變化，使其保持恒定不變，從而使離合器轉(zhuǎn)矩容量保持穩(wěn)定，使最大分離力減少，從而使離合器操作輕便 [9,10]。 膜片彈簧離合器的優(yōu)越性能體現(xiàn)在： 膜片彈簧離合器在摩擦片變薄時，彈簧的彈性就會下降，但此時的簧彈力卻沒有改變，膜片彈簧具有自動調(diào)節(jié)壓緊力的特點膜片彈簧的彈性壓力幾乎與轉(zhuǎn)速無關，具有高速時壓緊力穩(wěn)定的特點 [11]。 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)比較簡單，具有良好的彈性，而且能自動調(diào)節(jié)壓緊力。使用操作非常簡單方便，而且在高速時壓緊力穩(wěn)定、分離杠桿平整不需調(diào)整等特點。在中、小型汽車上廣泛應用 [12]。 膜片彈簧離合器本身兼壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大大簡化并顯著地縮短了離合器的軸間尺寸；再者，膜片彈簧具有良好的非線性特性，設計合適可使摩擦片磨損到極限，壓緊力仍能維持很少改變，且減輕分離離合器時的踏板力，使操縱輕便 [13,14]。 膜片彈簧是一種旋轉(zhuǎn)對稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降 低很小，而周置的螺旋彈簧在高速下因受離心力作用會產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴重鼓出，從而降低對壓盤的壓緊力 [15]。 參考文獻 [1]王望予．汽車設計 [M]．機械工業(yè)出版社， 2004： 20~37 [2]徐石安．汽車離合器 [M]．清華大學出版社， 2005： 100~130 [3]林世裕主編 M]2 [4]林世裕．膜片彈簧離合器的設計制造 [M]．東南大學出版社， 1995： 135~158 [5]夏長高，朱茂桃等．膜 片彈簧大端載荷－變形特性的研究 [J]．機械研究與應用 4） ;13~19 [6]. ]88~101 [7]胡加．汽車離合器技術的新發(fā)展 [J]．專業(yè)汽車． 2003， (3)： 36~39 [8]曹涌，陶華．基于靈敏度分析的離合器膜片彈簧優(yōu)化設計 [J]．西北工業(yè)大學學報． 2003， 21(6)： 761~764 [9]A. ]. 1175: 153~168. [10]T H H ]16(8): 889~914 [11]. ]16(1): 218~224 [12]袁念詩，婁岳海．自調(diào)式膜片簧離合器 [J]．輕型汽車技術． 2000， 134(4)： 24~31 [13]司傳勝．汽車膜片彈簧離合器的優(yōu)化設計 [J]．林業(yè)機械與木工設備． 2004， (8)：33~34 [14] G. of a ]. 1990, 37(1): 13~18. [15] ]. 2004: 14~17 開 題 報 告 ２．設計方案： 研究的主要內(nèi)容 (1）離合器選型 (2）離合器主要參數(shù)的選擇 (3)膜片彈簧的設計 (4）離合器從動盤總體設計 (5）壓盤和離合器蓋設計 研究途徑 （ 1）調(diào)研和查閱資料 （ 2）確定膜片彈簧離合器的基本結(jié)構(gòu)方案 （ 3）根據(jù)整車參數(shù)確定膜片彈簧離合器的尺寸和參數(shù) （ 4）對各零件進行設計，并繪制草圖 （ 5）對各零件進行校核，完成結(jié)構(gòu)參數(shù)設計 （ 6）應用 件完成圖紙繪制 （ 7）完成說明書 開 題 報 告 指導教師意見 ： 該生本次的研究課題是對膜片式彈簧離合器的設計進行研究，該生查閱了大量中外文參考文獻，學習了膜片式彈簧離合的結(jié)構(gòu)和設計方面的有關知識，對于眾多學者在膜片式彈簧離合器結(jié)構(gòu) 、設計方面的研究現(xiàn)狀進行了深入分析，在此基礎上撰寫了開題報告，報告中對于以后的研究內(nèi)容和途徑做了詳細安排，研究方案可行，同意開題。 指導教師： 年 月 日 附件：參考文獻注釋格式 學術期刊 作者 ﹒ 論文題目 [J]﹒ 期刊名稱，出版年份，卷 (期 )：頁次 如果作者的人數(shù)多于 3 人，則寫前三位作者的名字后面加“等”，作者之間以逗號隔開。例如： [1] 李峰 ,胡征 ,景蘇等 . 納米粒子的控制生長和自組裝研究進展 [J]. 無機化學學報， 2001, 17(3): 315~324 [2] of ]. 2001,233:5～ 7 學術會議論文集 作者 ﹒ 論文題目 ﹒ 文集編者姓名 ﹒ 學術會議文集名稱 [C]，出版地：出版者，出版年份：頁次 例如： [3] 司宗國 謝去病 王群 ﹒ 重子湮沒快度關聯(lián)的研究 ﹒ 見趙維勤，高崇壽編 ﹒ 第五屆高能粒子產(chǎn)生和重離子碰撞理論研討會文集 [C]，北京：中國高等科學技術中心， 1996：105 圖書 著者 ﹒ 書名 [M]﹒ 版本 ﹒ 出版地：出版者，出版年 ﹒ 頁次 如果該書是第一版則可以略去版次。 例如： [4]韓其智 孫洪洲 ﹒ 群論 [M]﹒ 北京：北京大學出版社， 1987﹒ 101 學位論文 作者 ﹒ 論文題目 [D]﹒ 學 士 (或碩士、博士 )學位論文 . 出版地：出版者，出版年份 例如： [5] 陳異 D]. 碩士學位論文 . 北京 ： 中國科學院 , 2002 專利 專利所有者 P]. 專利國別：專利號，日期 . 例如： [6] 姜錫洲 . 一種溫熱外敷藥制備方案 [P]. 中國專利： 881056073， 1989報紙類 作者 N]版日期（版次） [7] 李大倫 N]1998－ 12－ 27（ 3）