輕型汽車的膜片式彈簧離合器設(shè)計(jì)【含5張CAD圖紙優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)】
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充值購(gòu)買 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 輕型汽車的膜片式彈簧離合器設(shè)計(jì) 摘要 :汽車技術(shù)飛速發(fā)展,各國(guó)路況水平逐漸完善,要求發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)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(shí)際需要,拉式膜片彈簧離合器可滿足實(shí)際需要逐漸取代了它。由于其操作形式不便,正慢慢被自動(dòng)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(shì)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(jiǎn)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(duì)某汽車離合器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。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(jì)要求,對(duì)本文要完成的各項(xiàng)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(duì)離合器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì),根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,重點(diǎn)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(jì)要點(diǎn),對(duì)主要構(gòu)成部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。最后,對(duì)離合器構(gòu)成部件的具體參數(shù)進(jìn)行了科學(xué)的計(jì)算和優(yōu)選。 關(guān)鍵詞 : 離合器;摩擦片;膜片彈簧;從動(dòng)盤 充值購(gòu)買 費(fèi)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(gòu)買 費(fèi)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(jì)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(diǎn) ........................................... 4 .................................................... 5 2 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................... 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(dòng)方式 .................................................... 7 離杠桿、分離軸承 ................................................. 7 合器的散熱通風(fēng) ................................................... 7 動(dòng)盤總成 ......................................................... 7 合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn) ................................................. 8 離合器主要零件的設(shè)計(jì) ................................................ 8 動(dòng)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(jì)計(jì)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(fèi)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(gè)國(guó)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(dòng)力從發(fā)動(dòng) 機(jī)輸出,經(jīng)過離合器傳遞給變速器,離合器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪附近,傳遞或者切斷來自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,離合器必須和發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力匹配好,采用手動(dòng)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(dòng)機(jī)的動(dòng)力,這是靠主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的摩擦來傳遞動(dòng)力。采用的摩擦片越多,傳遞的動(dòng)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(shí)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(jì),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(dòng)力及其扭矩較大,動(dòng)力可 以采用氣動(dòng)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(shí)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(guó)路況水平逐漸完善,要求發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)離合器提出更加嚴(yán)格的規(guī)范。離合器作為在動(dòng)力傳遞過程中一個(gè)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(jì)離合器有助于提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平,屬于底盤 設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分,離合器的各組成部分以機(jī)械零部件為主,沒有電氣化元器件以及控制程序部分,機(jī)械零部件在設(shè)計(jì)過程中考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)以及機(jī)械強(qiáng)度校核和應(yīng)力分析,在傳遞動(dòng)力過程中,保證動(dòng)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(jì)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(jì)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(dòng)和噪聲。在這方面國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)水平和國(guó)外發(fā)達(dá)汽車國(guó)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(dòng)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(jì)零部件過程中,考慮好這些零部件的設(shè)計(jì)參數(shù),并且作好優(yōu)化設(shè)計(jì)。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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的耐磨材料,提高機(jī)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(shí)際效果,以滿足其逐漸更換的實(shí)際需要。由于其操作不便, 正在慢慢地自動(dòng)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(gè)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(shí),當(dāng)接近離合器半連接狀態(tài)時(shí),緩慢釋放,促使離合器壓板緩慢組合飛輪,同時(shí)駕駛員輕輕踩下加速踏板,以確保順利啟動(dòng)。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(rùn)滑劑內(nèi)部潤(rùn)滑劑分離不足或松動(dòng)現(xiàn)象,驅(qū)動(dòng)摩擦片鉚釘松 動(dòng)或過度磨損,導(dǎo)致聲音過程。這些原因或設(shè)計(jì)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(cuò)誤。簡(jiǎn)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(gè)離合器裝置,手動(dòng)變速器需要駕駛員的左腳來操縱離合器,自動(dòng)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(shì)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(jiǎn)單,傳遞效率高。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)字分析技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)上的大量 應(yīng)用,各項(xiàng)設(shè)計(jì)大量可采用三維軟件來設(shè)計(jì)分析和計(jì)算,對(duì)離合器的手工設(shè)計(jì)慢慢被取代,采用二維和三維輔助設(shè)計(jì)正越來越多的在實(shí)際中應(yīng)用,用專業(yè)的三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)和計(jì)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(dòng)機(jī)氣體燃燒做功,首先把產(chǎn)生的動(dòng)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(dòng)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(dòng)力傳遞,實(shí)現(xiàn)其功能。傳動(dòng)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(duì)傳動(dòng)系其他部件的損害,避免傳動(dòng)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(duì)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(jiǎn)單,需要的零部件數(shù)量較少,價(jià)格也相對(duì)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(dòng)力性能和平順性的情況下,有如下優(yōu)點(diǎn): ( 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(dòng)起步; ( 2)制動(dòng)時(shí),離合器分離徹底; ( 3)換檔時(shí)齒輪副的沖擊比較小; ( 4)散熱性能好; ( 5)高速回轉(zhuǎn)時(shí)只有可靠強(qiáng)度; ( 6)阻止車輛動(dòng)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(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力逐漸傳遞給傳動(dòng)系,確保汽車安全平順發(fā)動(dòng)運(yùn)行。文章在以上指出,車用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)不能帶負(fù)荷啟動(dòng),它必須在空載的情況下啟動(dòng),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(shí),一定會(huì)導(dǎo)致汽車向前猛烈運(yùn)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)熄火就會(huì)發(fā)生。離合器在汽車起步過程中作用很重要,使得發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系能夠柔性的 結(jié)合,避免剛性結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器的結(jié)合需要一個(gè)過程。這樣才可以保證汽車起步的平順性 [2]。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力大于行駛阻力時(shí),緩慢平穩(wěn)的起步。 雖然汽車在空擋的工況下,發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系也可以不連接傳遞。但在這種情況下時(shí),變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)仍然在一定程度上保持連接,要保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)火,就必須和變速器同時(shí)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)工作,而變速器拖轉(zhuǎn)時(shí)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(dòng)機(jī)點(diǎn)火是不容易的。所以離合器的第二個(gè)功用,踩下離合器的踏板,啟動(dòng)點(diǎn)火,起動(dòng)的過程中注意要在 3到 5秒內(nèi)就能順利起動(dòng),避免起動(dòng)機(jī) 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),中斷發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。這樣能輕易的使發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作 [3]。 汽車行駛中會(huì)采用不同的工況,加速、急加速、減速、超車等,這時(shí)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(gè)檔位變化到另一個(gè)檔位時(shí),原來齒輪之間的壓力變成了阻力,這個(gè)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(huì)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(shí)候,顯著的慣性負(fù)荷作用 在傳動(dòng)系上,在這種情況下,離合器本身會(huì)發(fā)生打滑,能夠確保傳動(dòng)系零件不會(huì)因?yàn)槌d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(jì)應(yīng)滿足的要求 根據(jù)離合器的功用,為了滿足實(shí)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(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩,而且還能合理的儲(chǔ)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)熄火 [5]; ( 3)分離干脆利索。換檔時(shí)假如離合器有聯(lián)動(dòng),則飛輪上的力矩還會(huì)發(fā)生部分傳遞 ,導(dǎo)致不易換檔,齒輪振動(dòng)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?yàn)闇囟冗^高出現(xiàn)打滑現(xiàn)象; ( 7)操縱簡(jiǎn)單易行,提高了駕駛的舒適性。這個(gè)優(yōu)勢(shì)對(duì)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(dòng)調(diào)整,使其運(yùn)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(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)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(dòng)壓盤,從動(dòng)盤和飛輪結(jié)合在一起,傳遞力矩,發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn) 拉式膜片彈簧離合器相比推式優(yōu)勢(shì)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(gè)。這樣,其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單,占用空間更小,組成部件更少,也不重,機(jī)構(gòu)更緊湊;膜片彈簧是離合器中的一個(gè)重要組成部分,半徑越大,相應(yīng)傳遞效率高,但是這樣會(huì)增加成本,且需要克服的阻力也會(huì)變大,在轉(zhuǎn)矩能夠滿足時(shí),膜片彈簧尺寸滿足即可,在設(shè)計(jì)尺寸滿足的情況下, 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提高膜片彈簧的強(qiáng)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?yàn)槔降哪軌騻鬟f更大的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩,接觸緊密,不用調(diào)節(jié)機(jī)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(duì)某汽車離合器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。首先,根據(jù)當(dāng)前離合器功用、工作原理、具 體設(shè)計(jì)要求,對(duì)本文要完成的各項(xiàng)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(duì)離合器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì);根據(jù)設(shè)計(jì)要點(diǎn),對(duì)主要部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。最后,對(duì)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(jì)算和優(yōu)選 [7]。 6 2 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了達(dá)到要求,設(shè)計(jì)時(shí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),可查閱汽車設(shè)計(jì)手冊(cè),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(shí)際工程需要和國(guó)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(diǎn)是,性能好,是具有良好彈簧的隔膜實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的效果。 隔膜彈簧與其他類別相比,其優(yōu)點(diǎn)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(shí),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(shí), 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(yùn)行時(shí),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(zhǎng); ( 5)冷卻性能較好,工作年限長(zhǎng); ( 6)平衡性好; ( 7)對(duì)量產(chǎn)很有利,制造費(fèi)用低。 但膜片彈簧加工工藝繁多,加工精度高,對(duì)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?yàn)槟Σ炼l(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(shí)際所需 。因此,選用膜片彈簧式離合器 [10]。 7 壓盤的驅(qū)動(dòng)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(tái) — 窗孔式:傳遞性能更好;缺點(diǎn):傳動(dòng)過程中,滑動(dòng)摩擦?xí)a(chǎn)生,導(dǎo)致接觸部分在分離時(shí)發(fā)生半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。 ( 2)徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)式:此傳動(dòng)的方式復(fù)雜性較顯著,但不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的現(xiàn)象,因而不存在磨損,操作省力易行;另外,相對(duì)位置保持不變,因此離合器蓋等旋轉(zhuǎn)物件會(huì)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(dòng)片驅(qū)動(dòng)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(dòng)片連 接,傳動(dòng)片的強(qiáng)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(dòng)驅(qū)動(dòng)方式 [11]。 離杠桿、分離軸承 分離杠桿的作用是使傳動(dòng)分離,截?cái)嗔土氐膫鬟f路線。分離軸承的作用是使分離軸承作軸向移動(dòng),使離合器起到分離作用。本次設(shè)計(jì)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(rùn)滑。 合器的散熱通風(fēng) 數(shù)據(jù)表明,壓盤溫度的升高時(shí),摩擦片的磨損也會(huì)跟著加劇,當(dāng)溫度超過一定數(shù)值時(shí),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(shí)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(shí)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 C?1000 。裂紋和碎裂會(huì)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(jì)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(dòng)盤總成 從動(dòng)盤雖然對(duì)離合器有重要的作用,并對(duì)其產(chǎn)生很大的影響,但是其使用年限較低,必須對(duì)其結(jié)構(gòu)和材料重點(diǎn)設(shè)計(jì)。從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)要求如下: ( 1)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)的要點(diǎn) ( 1)從動(dòng)盤上安裝有波狀彈簧,這些彈簧在從動(dòng)片上均勻分布,彈簧的個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要選擇,在從動(dòng)盤上還裝配有扭轉(zhuǎn)減震器,減緩從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞的扭矩帶來的振動(dòng)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(duì)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(shí),更容易實(shí)現(xiàn)。 ( 2)離合器的從動(dòng)部分在主動(dòng)部分的帶動(dòng)下,轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞扭矩,從動(dòng)軸上有花鍵,能在花鍵上軸向移動(dòng),為了確保工作時(shí)的穩(wěn)定可靠,避免離合器軸向產(chǎn)生振動(dòng),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(jī)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(dòng)軸合理設(shè)計(jì)和裝配,保證在操縱離合器的時(shí)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?yàn)槌惺艿妮d荷較大,需要加入潤(rùn)滑脂,提高其耐磨性,在使用過程中注意定期保養(yǎng),否則會(huì)改變自由行程,造成離合器的故障。為避免潤(rùn)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(huì)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(jī)械部件磨損的時(shí)候,能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)分離軸承和分離彈簧間距,剎車制動(dòng)時(shí),要合理設(shè)計(jì)選取踏板的最大行程。 離合器主要零件的設(shè)計(jì) 動(dòng)盤 從動(dòng)剛片和摩擦片 采用鉚接的方式,扇形彈簧對(duì)稱鉚接在從動(dòng)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(jī)械結(jié)合件的連接中應(yīng)用廣泛,從動(dòng)盤的材料選用 45 號(hào)鋼,提高工作時(shí)的強(qiáng)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(qiáng)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(zhǎng)期停放,摩擦面會(huì)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(duì)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(huì)受到力的作用,防止在工作的時(shí)候膜片產(chǎn)生塑性變形,對(duì)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φ 白口鐵小丸。同時(shí), 為了增大膜片彈簧的 耐磨性,對(duì)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(dòng)機(jī)的動(dòng)力,當(dāng)駕駛員操縱離合器踏板結(jié)合時(shí),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(shí),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(dòng)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(qiáng)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(shí)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(shí)的徹底性與否。材料采用 10 號(hào)鋼材、 10 3 離合器的設(shè)計(jì)計(jì)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(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 :200高車速(手動(dòng)變速箱): 200km/h;輪胎型號(hào): 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(dòng)機(jī)的動(dòng)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β時(shí),應(yīng)注意以下 幾點(diǎn): a. 摩擦片即使發(fā)生磨損后,傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)系受力不會(huì)超過限值。一般轎車和輕型貨車β =合設(shè)計(jì)實(shí)際情況,故選擇β = 則有β可有表 3得β= 表 3合器后備系數(shù)的取值范圍 車型 后備系數(shù)β 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 D\60 180 200 225 250 280 300 325 內(nèi)徑 d\10 125 140 150 155 165 175 190 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(huì)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(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。 本論文設(shè)計(jì)單片離合器, Z=2。離合器間隙Δ t 多數(shù)為 3~ 4 選Δ 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: = β 得 152= ( 3 與式( 立得: ? ?3'30 112 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 70~65? 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(dòng)系受力過大,各種車型的β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? 250~210? 325~250? 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(duì)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(duì)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(shí) 離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功( J),可利用下式計(jì)算 ?????????2202221800 ( 3 000 r/用車取 1500 r/中: i .0?330? J,代入式( ][? ??? ,合格。 ( 8)離合器接合的溫升 ?( 3 式中 ,不超過 10~8 ° C; c J/( C);γ為傳到壓盤的熱量所占的比例, , m 為壓盤的質(zhì)量 15.3?m 入, 79.4?t ° 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(diǎn)又恰為拐點(diǎn); 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(qiáng),直徑誤差對(duì)結(jié)構(gòu)性能影響越大。本設(shè)計(jì)中取 25.1?摩擦片的平均半徑 ?? 94?r 18?R 255.1? 錐底角 圓錐底角 ? ? ? ???? a r c t a n? 得 °,在 15~9 °之間合格。 槽寬度 ? 10~92 ?? 31 ?? 102 ?? 滿足 2??? 要求。 盤加載點(diǎn)半徑 1R 和支承環(huán)加載點(diǎn)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(jì)取 1161 ?R 961 ?r 國(guó)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(jì) ( 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(diǎn)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 34?320 ? 片彈簧的載荷與變形關(guān)系 碟形彈簧見圖 3關(guān)設(shè)計(jì)公式對(duì)膜片彈簧也適用。支承點(diǎn)處受力 載點(diǎn)間的相對(duì)變形(軸向)為λ 1,則壓緊力 變形λ 1 之間的關(guān) 系式為 [17][18]: ? ? ? ?? ? ?????? ????????? ?????????????? ???????? ??? 2111111211211 r/ ( 3 式中: E—— 彈性模量,對(duì)于鋼,?μ —— 泊松比,對(duì)于鋼,μ =—— 內(nèi)錐高度 h—— 彈簧鋼板厚度 16 R—— 彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的大端半徑 r—— 彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的小端半徑 壓盤加載點(diǎn)半徑 支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 圖 3片彈簧的尺寸簡(jiǎn)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(duì)( 求一次和二次導(dǎo)數(shù),可得到極大值和極小值。 凸點(diǎn): ? F N 凹點(diǎn): ? F N 拐點(diǎn): 51 ?? , 92731 ?F N 2、設(shè)分離軸承對(duì)膜片彈簧指所加的載荷為 應(yīng)此載荷作用點(diǎn)的變形為λ 2。由 111 112 ??? ( 3 11112 ? ????f ( 3 列出表 3表 3片彈簧工作點(diǎn)的數(shù)據(jù) 1? 17 2? F 273 2F 片彈簧的應(yīng)力計(jì)算 選定坐標(biāo)子午斷面(如圖 3使 斷面上任意點(diǎn)的切向應(yīng)力為: ? ????????????2/1 2( 3 圖 3膜片彈簧工作點(diǎn)位置 式中 φ —— 碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角 α —— 碟簧部分子有狀態(tài)時(shí)的圓錐底角 e —— 碟簧部分子午斷面內(nèi)中性點(diǎn)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(shí) X)2(Y ????,因?yàn)?)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(shí)無論取任何值,都有e)2(Y ????? 。將 =( Y=h/2 代入( 有: ? ? ? ? }222{1 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(gè)分離指的根部寬 22182 0 ????? ?? rb r 此: N/9 由于σ 以根據(jù)最大剪應(yīng)力強(qiáng)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(jì)數(shù)據(jù)合適。 轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 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(dòng)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(dòng)系扭振固有頻率- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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