畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-重型載貨汽車雙片離合器系統(tǒng)仿真與設(shè)計(jì)(含全套CAD圖紙)

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優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763摘 要離合器是汽車傳動系中的重要部件，主要功用是是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)對傳動系的動力傳遞，保證汽車平穩(wěn)起步，保證傳動系統(tǒng)換擋時工作平順以及限制傳動系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載。膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型汽車上廣泛采用的一種離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。此設(shè)計(jì)說明書詳細(xì)的說明了輕型汽車膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)選擇以及計(jì)算過程。本文通過對各個部分設(shè)計(jì)方案的原理闡釋和優(yōu)缺點(diǎn)的比較，確定了相關(guān)部分的基本結(jié)構(gòu)及其零部件的制造材料。根據(jù)車輛使用條件和車輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和要求，主要進(jìn)行了以下工作：選擇相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)主要為：摩擦片外徑D 的確定，離合器后備系數(shù) β 的確定，單位壓力 的確定。并進(jìn)行了總成設(shè)計(jì)主要??0為：分離裝置的設(shè)計(jì)，以及從動盤設(shè)計(jì)（從動盤轂的設(shè)計(jì)）和膜片彈簧設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞：離合器，雙片摩擦片，機(jī)械操縱，膜片彈簧優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763AbstractClutch is important automotive driveline components , the main function is to realize the engine is off and the power transmission to the drive train to ensure a smooth start the car , when the transmission shift work to ensure smooth torque transmission and limit the maximum exposure to prevent transmission overload . Diaphragm spring clutch is a clutch in recent years on cars and light-duty vehicles is widely used , it 's a large torque capacity and relatively stable , easy operation, good balance , but also to mass production , for which research has become more and more important . This design specification in the form of a detailed description of the structure of light vehicles diaphragm spring clutch , parameter selection and calculation process.This paper compares the various parts of the design principles of interpretation and the advantages and disadvantages to determine the basic structure of the relevant parts of manufacturing materials and components. According to the vehicle conditions and vehicle parameters , in accordance with the requirements of the design steps and clutch systems , mainly for the following work: mainly select the relevant design parameters : Determine the outer diameter D of friction plates and clutch reserve coefficient β is determined , the unit pressure OK. And were designed primarily for assembly : Design separation device , and driven plate design ( driven disc hub design ) and diaphragm spring design.Keywords : Clutch , Two-piece friction plate, Mechanically operated , Diaphragm spring優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763目 錄摘 要 ......................................................................................................................................IAbstract ................................................................................................................................II第一章 緒論 ..........................................................................................................................11.1 離合器概述 ..............................................................................................................11.2 汽車離合器的現(xiàn)狀及發(fā)展 ......................................................................................11.2.1 汽車離合器的現(xiàn)狀 ........................................................................................11.2.2 汽車離合器的發(fā)展 ........................................................................................21.3 離合器設(shè)計(jì)要求 ......................................................................................................3第二章 方案分析與選定 ......................................................................................................42.1 從動盤數(shù)的選擇 ......................................................................................................42.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇 ..................................................................................52.3 膜片彈簧支承形式的選擇 ......................................................................................82.4 壓盤的驅(qū)動方式 ......................................................................................................9第三章 摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì) ....................................................................................................103.1 摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)基本原理 ....................................................................................103.2 摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................................113.2.1 摩擦因數(shù) f、摩擦面數(shù) Z 和離合器間隙△t ...............................................113.2.2 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 的確定 ...................................................113.2.3 離合器后備系數(shù) β 的確定 ...........................................................................123.2.4 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 TC.............................................................123.2.5 單位壓力 .................................................................................................120p3.3 離合器摩擦片基本參數(shù)的校核 ............................................................................133.3.1 最大圓周速度 ..............................................................................................133.3.2 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 ....................................................................13c0T3.3.3 單位壓力 .................................................................................................140P3.3.4 單位摩擦面積滑磨功 ..................................................................................14第四章 膜片彈簧設(shè)計(jì) ........................................................................................................154.1 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 ....................................................................................154.1.1 H/h 比值的選擇 ............................................................................................15優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397634.1.2 R 及 R/r 的確定 ............................................................................................164.1.3 膜片彈簧起始圓錐底角 α...........................................................................164.1.4 分離指的數(shù)目 n 和切槽寬 δ1、δ2 及半徑 re............................................164.1.5 支承圈平均半徑 l 和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑 L ...............................164.2 繪制膜片彈簧的特性曲線 ....................................................................................164.3 確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置 ................................................................................174.4 求離合器徹底分離時分離軸承作用的載荷 F2...................................................184.5 求分離軸承的行程 λ2...........................................................................................184.6 膜片彈簧強(qiáng)度校核 ................................................................................................194.7 膜片彈簧材料及制造工藝 ....................................................................................19第五章 其他主要部件的設(shè)計(jì) ............................................................................................205.1 從動盤總成設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................................205.1.1 從動片 ..........................................................................................................205.1.2 從動盤轂 ......................................................................................................205.2 壓盤和離合器蓋的設(shè)計(jì) ........................................................................................215.2.1 壓盤幾何尺寸的確定 ..................................................................................215.2.2 離合器蓋的設(shè)計(jì) ..........................................................................................225.2.3 支承環(huán) ..........................................................................................................225.3 操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ....................................................................................................225.3.1 對操縱機(jī)構(gòu)的基本要求 ..............................................................................235.3.2 踏板位置 ......................................................................................................235.3.3 踏板行程 ......................................................................................................23結(jié) 論 ....................................................................................................................................24參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................25致 謝 ....................................................................................................................................26優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第一章 緒論1.1 離合器概述以內(nèi)燃機(jī)作為動力的機(jī)械傳動汽車中,無論是AMT 或MT，離合器都作為一個獨(dú)立的部件而存在。雖然發(fā)展自動傳動系統(tǒng)是汽車傳動系的發(fā)展趨勢，但是有人指出：根據(jù)德國出版的2003年世界汽車年鑒，2002年世界各國114家汽車公司所生產(chǎn)的1864款乘用車中，手動機(jī)械變速器車款數(shù)為1337款；在我國,乘用車中自動擋車款式只占全國平均數(shù)的26.53%；若考慮到商用車中更是多數(shù)采用手動變速器，手動擋汽車目前仍然是世界車款的主流(當(dāng)然并不排除一些國家或地區(qū)自動擋式車款是其主流產(chǎn)品)。談到未來，考慮到傳動系由MT向自動傳動系過渡，采用AMT 技術(shù)其產(chǎn)品改造較為容易，因此AMT技術(shù)是自動傳動系統(tǒng)有力的競爭者?？梢哉f，從目前到將來離合器這一部分將會伴隨著內(nèi)燃機(jī)一起存在，不可能在汽車上消失。離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連接的總成，其主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證汽車起步時將發(fā)動機(jī)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(jī)與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系各零件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲。1.2 汽車離合器的現(xiàn)狀及發(fā)展1.2.1 汽車離合器的現(xiàn)狀如今單片干式摩擦離合器在結(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盤，提高了離合器結(jié)合的平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的過載、共振，并且減小了傳動系噪聲。近年來，出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)減振特性和性能價格比較為理想的雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)，這種飛輪由初級飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器和次級飛輪組成，采用徑向布置減振彈簧，在有限的空間可以獲得相當(dāng)好的減振效果。它突破了傳統(tǒng)的飛輪鑄造生產(chǎn)方法，以鋼板沖壓取而代之。隨著汽車運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷提高和改進(jìn)，以適應(yīng)新的使用條件。從國外的發(fā)展動向來看，近年來車輛在性能上向高速發(fā)展，發(fā)動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載貨汽車趨于大型化，國內(nèi)也有類似情況。此外，離合器的使用條件也日酷一日。因此，提高離合器的傳扭能力、提高其使用壽命、簡化操作已成為離合器目前發(fā)展的趨勢。對于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動機(jī)功率不斷加大，但離合器允優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763許加大尺寸空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加了離合器扭轉(zhuǎn)能力，提高其使用壽命，簡化操作，已成為重型離合器發(fā)展的趨勢。為了提高離合器的扭轉(zhuǎn)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，雙片離合器的扭轉(zhuǎn)能力和使用壽命是單片1倍。但受到其它客觀因素的影響，實(shí)際效果要比理論值低一些。近年來濕式離合器在技術(shù)上不斷的改進(jìn)，在國外某些重型牽引汽車和自卸汽車上又開始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低，因此起步時長時間打滑也不致燒損摩擦片。據(jù)報道，這種離合器有著良好的起步能力，其使用壽命可達(dá)干式的5~6倍。1.2.2 汽車離合器的發(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)曾裝在德國戴母勒公司的鋼制車輪的小汽車上。它是將發(fā)動機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動部件。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，對當(dāng)時來說，錐形離合器修復(fù)比較簡單，摩擦面容易修復(fù)。它的材料曾用過駝毛帶、皮革帶等?，F(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)是在汽車起步時離合器的結(jié)合比較平順，無沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對布置設(shè)計(jì)，一個鋼盤片對著一青銅盤片。采用純粹的金屬對金屬的摩擦副，把它們置于油中工作，能達(dá)到更為滿意的性能。在油中的盤式離合器，摩擦片直徑不能太大，以避免在高速時把油給甩掉。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不容易分離。但畢竟優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。因?yàn)樵诋?dāng)時，許多離合器還在探索原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。石棉基材料的引入和改進(jìn)，使得盤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30年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。 離合器執(zhí)行系統(tǒng)的使用環(huán)境非常惡劣，長時間的經(jīng)受高溫，而且又暴露在壓力油和潤滑劑中。以往主動缸和從動缸組件都必須使用金屬，近年來，美國一汽車產(chǎn)品公司向各大洲的車商提供用塑料制的離合器執(zhí)行系統(tǒng)，該商品的商標(biāo)為CSC，是用LFRT ，即用 50%的長纖維增強(qiáng)的黑色尼龍，該材料的硬度大、重量輕、比模量超過鋁合金。它的纖維分布均勻，是隨機(jī)分布的，尺寸穩(wěn)定性好、收縮率低、約為0.2%。由于纖維完全浸潤在尼龍樹脂中，而且端頭較少，完全能保證有出色的光亮表面。50%的長纖維，使熱膨脹系統(tǒng)幾乎與金屬相同，該公司認(rèn)為，如果仔細(xì)地將注塑件的尼龍成份燒掉，留下的骨架部分（纖維）幾乎仍保留制品的形狀。這表明產(chǎn)品中優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763的纖維的分布是各向同性，所以收縮一致，抑制了翹曲。CSC的表面光潔度較鑄鋁件好，有助于延長從動缸的密封壽命。該產(chǎn)品的型號是PA66.GF50-02，完全符合所有的長期爆炸測試要求，室溫下的抗拉強(qiáng)度幾乎達(dá)到50000lb/ft2，疲勞強(qiáng)度高，抗蠕變能力強(qiáng)，在149℃下，抗拉強(qiáng)度仍有 20000lb/ft2，50%長玻纖增強(qiáng)的PA，密度為1.5g/cm3，所以也減輕了重量。通過注塑成型生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件與鑄鋁相比，節(jié)約了成本。1.3 離合器設(shè)計(jì)要求為了保證離合器具有良好的工作性能，對汽車離合器設(shè)計(jì)提出如下基本要求：1)在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備。2)接合時要平順柔和，以保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。3)分離時要迅速、徹底。4)離合器從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。5)應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其使用壽命。6)應(yīng)使傳動系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動、緩和沖擊和減小噪聲的能力。7)操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。8)作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過程中變化要盡可能小，以保9)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、壽命長。10)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。摩擦離合器主要由主動部分(發(fā)動機(jī)飛輪、離合器蓋和壓盤等)、從動部分(從動盤)、壓緊機(jī)構(gòu)( 壓緊彈簧) 和操縱機(jī)構(gòu)( 分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動部件等)四部分組成。主、從動部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動力的基本結(jié)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)是使離合器主、從動部分分離的裝置。本次設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)為：1）發(fā)動機(jī)的最大功率 P=157 KW2）發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)速 P=1500 r/min3）發(fā)動機(jī)的最大扭矩 T=1086 N.m4）摩擦片外徑 D?450 mm設(shè)計(jì)方向：雙盤式摩擦離合器優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第二章 方案分析與選定汽車離合器有摩擦式、電磁式和液力式三種類型，其中摩擦式的應(yīng)用最廣。盤形摩擦離合器，按其從動盤的數(shù)目可分為單片、雙片和多片三類；根據(jù)壓緊彈簧布置形式不同，可分為圓周布置、中央布置和斜向布置等形式；根據(jù)使用的壓緊彈簧不同，可分為圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧離合器；根據(jù)分離時所受作用力的方向不同，又可分為拉式和推式兩種形式。2.1 從動盤數(shù)的選擇對轎車和輕型、微型貨車而言，發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般不大。在布置尺寸允許的條件下，離合器通常只設(shè)有一片從動盤。單片離合器(圖2-1)結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱良好，用時能保證分離徹底、接合平順。因此，廣泛用與各級轎車及微、輕、中型客車與貨車上，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩不大于1000 N.m的大型客車和貨車上也有所推廣。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖2-1 單片離合器雙片離合器(圖2-2) 與單片離合器相比，由于摩擦面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小，另外接合較為平順但中間壓盤通風(fēng)散熱不良，兩片起步負(fù)載不均，因而容易燒壞摩擦片，分離也不夠徹底。設(shè)計(jì)時在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施。這種結(jié)構(gòu)一般用在傳遞轉(zhuǎn)矩較大且徑向尺寸受到限制的場合。多片離合器多為濕式，它有分離不徹底、軸向尺寸和質(zhì)量大等缺點(diǎn)，以往主要用于行星齒輪變速器換擋機(jī)構(gòu)中。但它具有接合平順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于重型牽引車和自卸車上。本次設(shè)計(jì)為重型載貨汽車離合器的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)為：發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 T=1086 N.m，其大于1000 N.m，故選用雙片磨擦離合器作為本次設(shè)計(jì)對象。它由從動盤、壓盤驅(qū)動裝置、壓緊彈簧、離合器蓋、分離杠桿、分離軸承等構(gòu)成。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖2-2 雙片離合器2.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧(圖2-1)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，因此應(yīng)用較為廣泛。此結(jié)構(gòu)中彈簧壓力直接作用于壓盤上。為了保證摩擦片上壓力均勻，壓緊彈簧的數(shù)目不應(yīng)太少，要隨摩擦片直徑的增大而增多，而且應(yīng)當(dāng)是分離杠桿的倍數(shù)。在某些重型汽車上，由于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩較大，所需壓緊彈簧數(shù)目較多，可將壓緊彈簧布置在兩個同心圓周上。壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，且當(dāng)發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力隨之降低。此外，彈簧靠到它的定位面上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。中央彈簧離合器采用一至兩個圓柱螺旋彈簧或用一個圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心，此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。由于可選較大的杠桿比，因此可得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便。此外，壓緊彈簧不與壓盤直接接觸，不會使彈簧受熱退火，通過調(diào)整墊片或螺紋容易實(shí)現(xiàn)對壓緊力的調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)多用于重型汽車上。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。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)是在摩擦片磨損或分離離合器時，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。與上述兩種離合器相比，具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小的突出優(yōu)點(diǎn)。此結(jié)構(gòu)在重型汽車上已有采用。膜片彈簧離合器(圖4－4) 中的膜片彈簧是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763由碟簧部分和分離指組成，它與其它形式的離合器相比具有如下一系列優(yōu)點(diǎn)：1)膜片彈簧具有較理想的非線性特性如圖2-12所示，彈簧壓力在摩擦片允許磨損范圍內(nèi)基本不變(從安裝時工作點(diǎn)B變化到A點(diǎn))，因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；對于圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降(從月點(diǎn)變化到A，點(diǎn))。離合器分離時，彈簧壓力有所下降 (從B點(diǎn)變化到C點(diǎn))，從而降低了踏板力；對于圓柱螺旋彈簧，壓力則大大增加(從月點(diǎn)變化到C，點(diǎn))。2)膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。3)高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降。4)由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命。5)易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長。6)平衡性好。7)有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。圖2-3 膜片彈簧離合器 圖2-4 拉式膜片彈簧離合器但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對材質(zhì)和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來，由于材料性能的提優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763高，制造工藝和設(shè)計(jì)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轎車上被大量采用，而且在輕、中、重型貨車以及客車上也被廣泛采用。拉式膜片彈簧離合器(圖2-4)中，其膜片彈簧的安裝方向與推式相反。在接合時，膜片彈簧的大端支承在離合器蓋上，而以中部壓緊在壓盤上。將分離軸承向外拉離飛輪，即可實(shí)現(xiàn)分離。與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1)由于取消了中間支承各零件，并只用一個或不用支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更小。2)由于拉式膜片彈簧是以中部與壓盤相壓，因此在同樣壓盤尺寸條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，從而提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，而并不增大踏板力；或在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)。3)在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，故分離效率更高。4)拉式的杠桿比大于推式杠桿比，且中間支承少，減少了摩擦損失，傳動效率較高，使踏板操縱更輕便。拉式踏板力比推式一般約可減少25％～30％。5)拉式無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會產(chǎn)生沖擊和噪聲。6)使用壽命更長。但是，拉式膜片彈簧的分離指是與分離軸承套筒總成嵌裝在一起的，需專門的分離軸承( 參見圖 2-19)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝和拆卸較困難，且分離行程略比推式大些。由于拉式膜片彈簧離合器綜合性能優(yōu)越，它已在一些汽車中得以應(yīng)用。2.3 膜片彈簧支承形式的選擇推式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)按支承環(huán)數(shù)目不同分為三種。圖2-5為雙支承環(huán)形式，其中圖2-5a 用臺肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個支承 圖 2-4 拉式膜片彈簧離合器環(huán)與離合器蓋定位鉚合在一起，結(jié)構(gòu)簡單，是早已采用的傳統(tǒng)形式；圖2-5b在鉚釘上裝硬化襯套和剛性擋環(huán)，可提高耐磨性和使用壽命，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；圖2-5c取消了鉚釘，在離合器蓋內(nèi)邊緣上伸出許多舌片，將膜片彈簧、兩個支承環(huán)與離合器蓋彎合在一起，使結(jié)構(gòu)緊湊、簡化、耐久性良好，因此其應(yīng)用日益廣泛。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖2-5 推式膜片彈簧雙支承環(huán)形式 圖2-6 推式膜片彈簧單支承環(huán)形式圖2-6為單支承環(huán)形式。在沖壓離合器蓋上沖出一個環(huán)形凸臺來代替后支承環(huán)(圖2-6a) 使結(jié)構(gòu)簡化，或在鉚釘前側(cè)以彈性擋環(huán)代替前支承環(huán)(圖2-6b)，以消除膜片彈簧與支承環(huán)之間的軸向間隙。圖2-7為無支承環(huán)形式，利用斜頭鉚釘?shù)念^部與沖壓離合器蓋上沖出的環(huán)形凸臺將膜片彈簧鉚合在一起而取消前、后支承環(huán)(圖2-7a)；或在鉚釘前側(cè)以彈性擋環(huán)代替前支承環(huán)，離合器蓋上環(huán)形凸臺代替后支承環(huán)(圖2-7b)，使結(jié)構(gòu)更簡化；或取消鉚釘，離合器蓋內(nèi)邊緣處伸出的許多舌片將膜片彈簧與彈性擋環(huán)和離合器蓋上的環(huán)形凸臺彎合在一起(圖 2-7c)，結(jié)構(gòu)最為簡單。圖2-8為拉式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)形式，其中圖2-8a 為無支承環(huán)形式，將膜片彈簧的大端直接支承在離合器蓋沖出的環(huán)形凸臺上；圖2-8b為單支承環(huán)形式，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上。這兩種支承形式常用于轎車和貨車上。 圖2-7 推式膜片彈簧無支承環(huán)形式 圖2-8 拉式膜片彈簧支承形式由于膜片彈簧結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小，廣泛用于中、重型貨車上，固本次設(shè)計(jì)采用膜片彈簧的布置形式。2.4 壓盤的驅(qū)動方式壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊一窗孔式、銷釘式、鍵塊式和傳動片式多種。前三種的共同缺點(diǎn)是在聯(lián)接件之間都有間隙，在驅(qū)動中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低了離合器傳動效率。傳動片式是近年來廣泛采用的優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763結(jié)構(gòu)，沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接(圖2-2)，傳動片的彈性允許其作軸向移動。當(dāng)發(fā)動機(jī)驅(qū)動時，鋼帶受拉；當(dāng)拖動發(fā)動機(jī)時，鋼帶受壓。此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對中性能好，使用平衡性好，使用可靠，壽命長。但反向承載能力差，汽車反拖時易折斷傳動片，故對材料要求較高，一般采用高碳鋼。使用彈性傳動片的方式不僅消除了前三種的缺點(diǎn)，而且簡化了結(jié)構(gòu)，降低了對裝配精度的要求且有利于壓盤的定中，固選用彈性傳動片式驅(qū)動壓盤。第三章 摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)3.1 摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)基本原理摩擦離合器是靠摩擦表面間的摩擦力矩來傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的。離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為（3-1）maxCeCTZfFR??式中， 為靜摩擦力矩； 為摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，計(jì)算時一般取0.25-f0.30；F為壓盤施加在摩擦面上的工作壓力； 為摩擦片的平均摩擦半徑；Z為摩擦CR面數(shù)，是從動盤數(shù)的兩倍； 為離合器的后備系數(shù)； 為發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。?maxeT假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有（3-2）2200()()4DdFpAPRr??????優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763式中， 為摩擦面單位壓力，A為一個摩擦面的面積； D為摩擦片外徑，0pD=2R；d為摩擦片內(nèi)徑，d=2r。摩擦片的平均摩擦半徑R，根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示為（3-3）3322()CDRrd??當(dāng)d／D≥0.6時， 可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計(jì)算C42CrR?將式(3-2)與式(3-3)代人式(3-1)得(3-4))1(30DfZpTC???式中，C 為摩擦片內(nèi)外徑之比，C=d／D，一般在0.55 ～0.65之間。為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)時 應(yīng)CT大于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即(3-5)maxeCT??式中， 為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；β為離合器的后備系數(shù)，定義為離合器所能傳遞axe的最大靜摩擦力矩與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，β必須大于 1。離合器的基本參數(shù)主要有性能參數(shù)β和 ，尺寸參數(shù) D和d及摩擦片厚度b。0p3.2 摩擦片參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1摩擦因數(shù)f、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙△t表摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍摩擦片材料 摩擦因數(shù)f模壓 0.20-0.25石棉基材料 編織 0.25-0.35銅基 0.25-0.35粉末冶金材料 鐵基 0.35-0.50金屬陶瓷材料 0.70-1.50本離合器選取摩擦因數(shù)f為0.3本次設(shè)計(jì)為雙片摩擦片離合器，所以取Z=4離合器間隙△t是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回拉彈簧拉到后極限位置時，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763桿之間留有的間隙。該間隙△t一般為3-4mm。3.2.2摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b的確定摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。顯然，傳遞大的轉(zhuǎn)矩，就需要有大的尺寸。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)，當(dāng)按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N ·m）來選定D時，有(2.7)maxD=(90~1)eTA式中，系數(shù)A反映了不同結(jié)構(gòu)和使用條件對D的影響，可參考下列范圍：小轎車A=47，載貨車A=36（單片）或A=50（雙片）；本次設(shè)計(jì)選取A=50。所以求得D=419.4~466mm。離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑D/mm 250 280 300 325 350 380 405 430內(nèi)徑d/mm 155 165 175 190 195 205 220 230厚度b/mm 3.5 3.5 3.5 3.5 4 4 4 4c=d/D 0.620 0.589 0.583 0.585 0.557 0.540 0.543 0.5351-c3 0.762 0.796 0.802 0.800 0.827 0.843 0.840 0.847單位面積 302 402 466 546 678 729 908 1037根據(jù)離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)表取得：D=430mm ；d=230mm；b=4mm；C=0.537；1-c3=0.8473.2.3離合器后備系數(shù)β的確定后備系數(shù)β是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇β 時，應(yīng)從以下幾個方面考慮：1.摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動機(jī)最大扭矩；2.防止離合器本身滑磨程度過大；c.要求能夠防止傳動系2過載。通常轎車和輕型貨車β=1.2～1.75。本設(shè)計(jì)為重型貨車的離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計(jì)質(zhì)料“離合器后備系數(shù)的取值范圍”（見下表2-2 ），并根據(jù)最大總質(zhì)量不超過6噸的載貨汽車 =1.20—1.75，結(jié)合設(shè)計(jì)?實(shí)際情況，故選擇β=2。表2-2離合器后備系數(shù)的取值范圍優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763車型 后備系數(shù)β乘用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車 1.20～1.75最大總質(zhì)量為 6～14t 的商用車 1.50～2.25掛車 1.80～4.003.2.4離合器傳遞的最大靜摩擦力矩TCcmax=2108672.meTN???3.2.5 單位壓力 p摩擦面上的單位壓力 的值和離合器本身的工作條件,摩擦片的直徑大小,后備系??0數(shù),摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān)。離合器使用頻繁,工作條件比較惡劣單位壓力 較小為好。當(dāng)摩擦片的外徑較大??0時也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓2力因?yàn)樵谄渌鼦l件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時發(fā)熱厲害，再加上因整個零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動機(jī)后備功??0率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。（2.8）30(1)2cdTfpZD????由公式（2.8）的03 331270.25(1)0.40()4c ap MPdfZ????????式中，f為摩擦因數(shù)取0.3；為單位壓力（MPa）0Z為摩擦面數(shù)取4；D為摩擦片外徑取430 ；md為摩擦片內(nèi)徑取230 ；摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應(yīng)滿足以下幾個方面的要求：⑴應(yīng)具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對摩擦系數(shù)的影響小。⑵要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時應(yīng)耐磨。⑶要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其在高溫時的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)較好⑷熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時分離出的粘合劑較少，無味，不易燒焦優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763⑸磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面⑹油水對摩擦性能的影響應(yīng)最小⑺結(jié)合時應(yīng)平順而無“咬住”和“抖動”現(xiàn)象由以上的要求,目前車用離合器上廣泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合劑及其它輔助材料混合熱壓而成，其摩擦系數(shù)大約在0.3左右,在該設(shè)計(jì)中選取的是石棉合成物制成的摩擦片。3.3 離合器摩擦片基本參數(shù)的校核3.3.1 最大圓周速度 3 3max105041.75/0/66Devn ms??????????式中， 為摩擦片最大圓周速度（m/s）；為發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速取1500 ；axe r/in為摩擦片外徑徑取430 ；故符合條件。3.3.2 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 c0T= (N· / )0cT??)(42dDZ?2417(3)???.52?m2式中， 為離合器傳遞的最大靜摩擦力矩1090.5 ；c N?當(dāng)摩擦片外徑D 325mm時， =0.006N· / ，故符合要求?][0cT23.3.3 單位壓力 0P為降低離合器滑磨時的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，選取單位壓力 的最大范圍0P為0.10～1.50Mpa ，由于已確定單位壓力 ＝0.205Mpa，在規(guī)定范圍內(nèi)，故滿足要求03.3.4 單位摩擦面積滑磨功為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功w應(yīng)小于其許用值 [w]。汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)為：W= ( )= ( )=2486.6(J)180n2eπ graim18024.3?2250.769?式中，W為汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763m 為汽車總質(zhì)量取15800kg；arr為輪胎滾動半徑0.775m ；i 為汽車起步時所用變速器檔位的傳動比6.0；gi 為主減速器傳動比2.92；0n 為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min;e= = = J/mm?)(42dDZW?π 243.1(086.3)??-39.810?2式中，W為汽車起步時離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功取2486.6J滿足 δ2。本設(shè)計(jì)取n=18 ， δ1=3.2mm；δ2=10mm。4.1.5 支承圈平均半徑l和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑Ll應(yīng)略大于且盡量接近r，L應(yīng)略小于R且盡量接近R。本設(shè)計(jì)取L=275mm，l=225mm 。膜片彈簧應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。國內(nèi)常用的碟簧材料的為60Si2MnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為1700～1900N/mm2。4.2 繪制膜片彈簧的特性曲線根據(jù)工作壓力F1 和膜片彈簧在壓盤接觸點(diǎn)處的軸向變形λ1關(guān)系式（4.4）??211 1226RInEhrRrrFHhLlLlLl????? ????????? ?????? ??????? ?A畫出F1——λ 1特性曲線。設(shè) ， 則214()lEh?? 1h???（4.5）1112RHrRrFInrLlLl?? ??????????? ???????????? ?A已知 ， ，把數(shù)值代入得，52.0aMp?0.3??1143?.??23111107.60.58F???????由不同的 計(jì)算出的 及 和 ，結(jié)果列表如下：F表4-1載荷F與變形λ之間的關(guān)系1??0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.026 1.2 1.4 1.6 1.896 2.0F0.071 0.131 0.220 0.274 0.302 0.310 0.307 0.299 0.295 0.312 0.328mm10.21 0.42 0.84 1.26 1.68 2.15 2.52 2.94 3.36 3.98 4.20優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763N1F812 1494 2508 3129 3443 3539 3499 3414 3367 3559 3743畫出F1——λ 1特性曲線，如圖 4-2。05001000150020002500300035004000450050000 1 2 3 4 5工作壓力F/N變 形 λ/mm圖4-2 膜片彈簧的F1-λ1彈性特性曲線4.3 確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置取離合器接合時膜片彈簧的大端變形量為 ，10.75.32.475bH????由特性曲線圖可查的膜片彈簧的壓緊力： FN?校核后備系數(shù)： max350.62.11ceFRZT?????離合器徹底分離時，膜片彈簧大端的變形量為 11()dbff?????即 為壓盤的行程 ，故120.75fcSm??2.475.39m?離合器剛開始分離時，壓盤的行程 ，此時膜片彈簧大端的變形量為f??12.4753.cbf?????摩擦片磨損后，其最大磨損量 ，故1.2?1.1.ab??4.4 求離合器徹底分離時分離軸承作用的載荷F2由膜片彈簧小端分離軸承處作用有分離力F2時膜片彈簧壓盤接觸處的變形λ1和F2的關(guān)系式 （4.6）??1 212 126pREhInRrrrFHhLlLlLl????? ???????? ?????? ??????? ?A優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763取 則得1d??????1 212 125 22ln680.0.397l8063..9758063.6.3.