KD1100中型載貨汽車設(shè)計(jì)-離合器及傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)【4張CAD圖紙+外文翻譯+畢業(yè)論文】
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KD1100中型載貨汽車設(shè)計(jì)-離合器及傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)說明書.doc
傳動(dòng)軸.dwg
外文翻譯--選擇中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展模式.doc
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離合器壓盤.dwg
離合器總成裝配圖.dwg
膜片.dwg
目 錄
第一章 前 言…………………………………………………………………1
第二章 離合器概述…………………………………………………………2
§1.1 離合器的主動(dòng)部分……………………………………………………2
§1.2 離合器的工作原理……………………………………………3
第三章 離合器設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………6
§3.1離合器設(shè)計(jì)要求……………………………………………6
§3.2離合器參數(shù)的選擇…………………………………………6
§3.3從動(dòng)盤總成………………………………………………10
§3.4壓盤和離合器蓋計(jì)算…………………………………………12
§3.5 膜片彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………15
§3.6 扭轉(zhuǎn)減震器計(jì)算………………………………………………17
§3.7 離合器操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………18
§3.8 離合器試驗(yàn)……………………………………………………18
§3.9 國(guó)外離合器發(fā)展………………………………………………18
第四章 傳動(dòng)軸計(jì)算……………………………………………………………21
§4.1 萬向傳動(dòng)的計(jì)算載荷…………………………………………………21
§4.2 十字軸設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………22
§4.3 十字軸滾針軸承的計(jì)算………………………………………………23
§4.4 萬向節(jié)叉的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………24
§4.5 傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算…………………………………………………27
§4.6 軸管強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………………………29
§4.7 傳動(dòng)軸花鍵軸的計(jì)算…………………………………………………29
第五章 結(jié) 論…………………………………………………………………31
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………32
致 謝………………………………………………………………………33
外文翻譯…………………………………………………………………34
KD1100中型載貨汽車設(shè)計(jì)
—離合器及傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)
摘 要
本次設(shè)計(jì)了離合器和傳動(dòng)軸。在汽車傳動(dòng)系的這些部件中，離合器和傳動(dòng)軸是其中兩個(gè)重要的部件。在傳動(dòng)系統(tǒng)中，離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，其作用是使駕駛員可以把發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器接合或分離。離合器是一種摩擦式分離裝置，與駕駛室中離合器踏板相連接。駕駛員通過操縱離合器既可以使發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器暫時(shí)分離，也可以在汽車起步時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器平穩(wěn)接合。本次設(shè)計(jì)為膜片彈簧離合器。
本設(shè)計(jì)通過對(duì)傳動(dòng)軸的傳動(dòng)類型分析，結(jié)合所設(shè)計(jì)中型載貨汽車的特點(diǎn)以及市場(chǎng)趨勢(shì)等因素，對(duì)傳動(dòng)方式和傳動(dòng)軸進(jìn)行了選型；通過對(duì)傳動(dòng)軸的類型與結(jié)構(gòu)分析，選擇傳動(dòng)軸的十字軸滾針軸承的密封形式為蓋板式密封，并在其密封部位采用橡膠骨架油封和氈圈油封相結(jié)合的密封形式，以適應(yīng)農(nóng)村地區(qū)的惡略路況；通過對(duì)萬向節(jié)的十字軸 、滾針軸承 、萬向節(jié)差的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了所設(shè)計(jì)車輛使用的這些部件的具體尺寸；通過對(duì)傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速和計(jì)算載荷的確定，用待定系數(shù)法確定了傳動(dòng)軸的花鍵軸和軸管的尺寸，并校核了其扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和臨界轉(zhuǎn)速，確定了合適的安全系數(shù)。鑒于矩形花鍵的一系列優(yōu)點(diǎn)和國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)加工水平，傳動(dòng)軸花鍵采用了矩形花鍵。傳動(dòng)軸的實(shí)驗(yàn)室傳動(dòng)軸的生產(chǎn)加工中的一項(xiàng)至關(guān)重要的程序，本文在該書中對(duì)傳動(dòng)軸的試驗(yàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并且在設(shè)計(jì)過程中對(duì)涉及到實(shí)驗(yàn)的部分有針對(duì)性查閱了同類型的產(chǎn)品的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果予以修正。綜合各部分的設(shè)計(jì)及校核結(jié)果，所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)軸能滿足所設(shè)計(jì)的中型載貨汽車的傳動(dòng)要求。
關(guān)鍵詞：離合器, 摩擦式, 膜片彈簧, 傳動(dòng)軸, 十字軸
KD1100MEDIUM-LADEN CAR
—CLUTCH AND PROPELLER SHAFT DESIGN
ABSTRACT
In this thesis ,clutch and propeller shaft is designed .The clutch and the transmission are two important units of all .The clutch is located in the power train between the engine and the transmission .Its purpose is to permit the driver to coupe or uncouple the engine and transmission .The clutch is a friction-type device .It is linked to a clutch pedal in the driver’s compartment .The clutch allows the driver to couple the engine or uncouple the engine from transmission while he is shifting gears or starting the automobile moving rest .In the design ,we use the type of coil-pressure-spring .
The thesis introduced power transmission shaft used on farming transporters. According to the features of the farming transporter and the characters of the road in rural areas ,we chose the simply made open style power transmission shaft .For farming transporters , its cost and convenience for reparation and adaptability rather than its comfort ability and science ratio are concerned .So during the design we did not pay too much attention to the popular which is often advanced technology of the filed .On the contrary ,we just made some necessary improvement to the using form .For example ,we use involutes serration instead of rectangle serration ,so the durability of the spine will be much upgraded while its cost still low because nowadays its not more difficult to machine involutes serration than rectangle serration .To up the durability of the shaft ,we paid much attention to the seal form of the unit .We used rubber bone seal together with felt washer .
KEY WORDS：clutch, friction-type, Diaphragm spring, power transmission shaft, cross axle
第一章 前 言
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,離合器也在原有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高,以適應(yīng)新的使用條件。從國(guó)外的發(fā)展動(dòng)向來看,汽車的性能在向高速發(fā)展,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高,載重汽車趨于大型化,國(guó)內(nèi)情況也類似于此。另外,離合器的使用條件也日酷一日。因此,增加離合器的傳扭能力,提高其使用壽命,簡(jiǎn)化操作已成為離合器目前發(fā)展的趨勢(shì)。
離合器的結(jié)構(gòu)形式雖然可以各不相同,但在使用中對(duì)它們的基本要求卻是一致的。對(duì)汽車離合器的基本要求有以下幾點(diǎn): ①能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩; ②接合時(shí)要平順、柔和,使汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊; ③分離時(shí)要迅速?gòu)氐? ④離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小,以減輕汽車起步和換檔時(shí)變速器齒輪輪齒間的沖擊,方便換檔; ⑤離合器的通風(fēng)散熱應(yīng)良好; ⑥高速回轉(zhuǎn)時(shí)要具有可靠的強(qiáng)度,應(yīng)注意平衡問題和離心力的影響; ⑦應(yīng)使汽車傳動(dòng)系避免共振,并具有吸收振動(dòng),緩和沖擊和減少噪音的能力; ⑧操縱輕便; ⑨離合器的工作性能應(yīng)保持穩(wěn)定,這就要求作用在摩擦片上的總壓力要不因摩擦表面的磨損而變化,或者變化較小; ⑩要求使用壽命長(zhǎng)。此外,離合器也要盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊,制造工藝性好,維修方便,重量輕等等。
基于上述要求,離合器的壓緊彈簧從普遍采用的圓柱螺旋彈簧改為膜片彈簧,其利甚多。首先,膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用,使零件數(shù)量減少,重量減輕,離合器結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。其次,由于膜片彈簧與壓盤以整個(gè)圓周接觸,使壓力分布均勻,摩擦片的接觸良好,磨損均勻,再者,由于膜片彈簧具有非線性的特性,因此,可設(shè)計(jì)成當(dāng)摩擦片磨損后,彈簧壓力幾乎可以保護(hù)不變,且可減輕分離離合器時(shí)的踏板力,使操縱輕便。另外,膜片彈簧的安裝集團(tuán)對(duì)離合器軸的中心線來說是對(duì)稱的,因此它的壓緊力實(shí)際上不受離心力的影響。
膜片彈簧與螺旋彈簧的對(duì)比：
1、 制造工藝方面 膜片彈簧由彈簧鋼板沖制而成,而螺旋彈簧由鋼絲卷繞而成,相比之下前者制造工藝性好。
2、 零件數(shù)量方面 膜片彈簧本身帶有分離爪,勿須另加分離桿,且一個(gè)離合器只用一張膜片彈簧作為壓緊彈簧;而螺旋彈簧要另加分離桿,且一個(gè)離合器要用若干個(gè)螺旋彈簧作為壓緊彈簧。相比之下前者零件數(shù)量少,結(jié)構(gòu)緊湊;后者零件數(shù)量多。零件數(shù)量少者,拆裝、維修方便省時(shí);零件數(shù)量多則費(fèi)時(shí)。
3、其他方面
(1) 螺旋彈簧其彈性特性為線性的,因此離合的調(diào)整比較容易。而膜片彈簧其彈性特性為非線性的,因而離合器的調(diào)整較困難。不過,適當(dāng)選取H/ h 的值,適合汽車離合器使用的膜片彈簧總可以制造出來,只要我們掌握了膜片彈簧的特性,離合器調(diào)整問題也可隨之解決。
(2) 膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧的制造成本高一些,但壽命也比螺旋彈簧長(zhǎng)一些。另外,膜片彈簧不受離心力的影響,而螺旋彈簧要受離心力影響,特別是高速旋轉(zhuǎn)時(shí),其影響不可忽視。
現(xiàn)代汽車向高速發(fā)展,離合器也向高速發(fā)展,壓緊彈簧在高轉(zhuǎn)速下工作,膜片彈簧的優(yōu)越性會(huì)隨之顯示出來。膜片彈簧取代螺旋彈簧作為離合器壓緊彈簧勢(shì)所必然。第五章 結(jié) 論
在本次設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，首先要做的是對(duì)所設(shè)計(jì)整車有一個(gè)全面的、系統(tǒng)的、整體的認(rèn)識(shí)，明確各自的任務(wù)以及與整車設(shè)計(jì)過程中的聯(lián)系。在這次設(shè)計(jì)中，我個(gè)人承擔(dān)了離合器及傳動(dòng)軸連部分的設(shè)計(jì)任務(wù)。
離合器是汽車傳動(dòng)系中的重要組成部分它的性能好壞直接影響整車的整體性能。在本次設(shè)計(jì)中，首先對(duì)離合器的類型和各自的特點(diǎn)進(jìn)行分析，然后結(jié)合所設(shè)計(jì)整車的性能要求確定離合器的結(jié)構(gòu)型式。接下來根據(jù)所確定離合器的形式，按照離合器設(shè)計(jì)要求，對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。其中最重要的是確定離合器的后備系數(shù)、摩擦片的內(nèi)外徑大小、從動(dòng)盤轂連接花鍵齒、壓盤厚度以及離合器蓋等的各個(gè)參數(shù)。并在計(jì)算過程中，注重個(gè)零部件之間的相互聯(lián)系，即滿足相互之間的約束條件關(guān)系。本次設(shè)計(jì)的膜片彈簧離合器經(jīng)計(jì)算校核能夠滿足所需設(shè)計(jì)要求。
傳動(dòng)軸同離合器一樣，在汽車傳動(dòng)系中起著重要的作用。傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)過程中最重要的就是傳動(dòng)軸的動(dòng)平衡以及臨界轉(zhuǎn)速的校核。此次設(shè)計(jì)的中型載貨汽車，根據(jù)其使用要求和使用條件，同時(shí)參考同類車型的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中采用十字軸式萬向節(jié)。通過一系列參數(shù)的計(jì)算和校核，十字軸式萬向節(jié)能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。傳動(dòng)軸連接花鍵的設(shè)計(jì)也是設(shè)計(jì)過程中重要的一環(huán)?；ㄦI齒強(qiáng)度和有效接合長(zhǎng)度直接決定傳動(dòng)軸是否能夠有效地傳遞轉(zhuǎn)矩。因此在設(shè)計(jì)中對(duì)傳動(dòng)花鍵進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算之后，要進(jìn)行必要的校核，以確定其能滿足設(shè)計(jì)需要。
此次設(shè)計(jì)，是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次全面回顧和掌握的過程，同時(shí)也是對(duì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的一次鍛煉。在設(shè)計(jì)過程中，是我認(rèn)識(shí)到了自己知識(shí)的缺乏，使我明白了在以后工作過程中不斷學(xué)習(xí)的重要性。由于自身知識(shí)和能力的限制，此次設(shè)計(jì)難免存在不足之處。例如，某些計(jì)算部分不夠完整，計(jì)算數(shù)據(jù)不夠合理，整體設(shè)計(jì)不夠合理等。特別是傳動(dòng)軸部分的設(shè)計(jì)，由于整體布置和其它傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)不夠緊湊，造成傳動(dòng)軸部分空間長(zhǎng)度過短，使傳動(dòng)軸實(shí)際長(zhǎng)度較短，給生產(chǎn)和加工造成困難。這些都有待日后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)提高。
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致 謝
此次設(shè)計(jì)，是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次全面回顧和掌握的過程，同時(shí)也是對(duì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的一次鍛煉。在設(shè)計(jì)過程中，是我認(rèn)識(shí)到了自己知識(shí)的缺乏，使我明白了在以后工作過程中不斷學(xué)習(xí)的重要性。由于自身知識(shí)和能力的限制，此次設(shè)計(jì)難免存在不足之處。例如，某些計(jì)算部分不夠完整，計(jì)算數(shù)據(jù)不夠合理，整體設(shè)計(jì)不夠合理等。
在設(shè)計(jì)中，老師提出的要求和建議使我們學(xué)到了如何認(rèn)真的對(duì)待一項(xiàng)工作，也使我們養(yǎng)成了對(duì)待任何事情都要認(rèn)真、嚴(yán)肅的態(tài)度，同時(shí)也使我們學(xué)會(huì)了如何在工作中克服浮躁心理。李水良老師本人治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度給我們留下了非常深刻的印象，從他的身上我們學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的寶貴經(jīng)驗(yàn)，這一切使我們受益匪淺。此外，在本次設(shè)計(jì)中，我得到了同班其他同學(xué)的大力幫助，更得到了車輛研究所多位老師的熱情指導(dǎo)，他們給我提供了許多寶貴的建議，在這里特此以我向他們致以最誠(chéng)摯的謝意！再次感謝設(shè)計(jì)過程中關(guān)心和幫助過我的老師和同學(xué)！感謝參與評(píng)審的老師！
車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書KD1100 中型載貨汽車設(shè)計(jì)—離合器及傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)摘 要本次設(shè)計(jì)了離合器和傳動(dòng)軸。在汽車傳動(dòng)系的這些部件中，離合器和傳動(dòng)軸是其中兩個(gè)重要的部件。在傳動(dòng)系統(tǒng)中，離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，其作用是使駕駛員可以把發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器接合或分離。離合器是一種摩擦式分離裝置，與駕駛室中離合器踏板相連接。駕駛員通過操縱離合器既可以使發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器暫時(shí)分離，也可以在汽車起步時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器平穩(wěn)接合。本次設(shè)計(jì)為膜片彈簧離合器。本設(shè)計(jì)通過對(duì)傳動(dòng)軸的傳動(dòng)類型分析，結(jié)合所設(shè)計(jì)中型載貨汽車的特點(diǎn)以及市場(chǎng)趨勢(shì)等因素，對(duì)傳動(dòng)方式和傳動(dòng)軸進(jìn)行了選型；通過對(duì)傳動(dòng)軸的類型與結(jié)構(gòu)分析，選擇傳動(dòng)軸的十字軸滾針軸承的密封形式為蓋板式密封，并在其密封部位采用橡膠骨架油封和氈圈油封相結(jié)合的密封形式，以適應(yīng)農(nóng)村地區(qū)的惡略路況；通過對(duì)萬向節(jié)的十字軸 、滾針軸承 、萬向節(jié)差的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了所設(shè)計(jì)車輛使用的這些部件的具體尺寸；通過對(duì)傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速和計(jì)算載荷的確定，用待定系數(shù)法確定了傳動(dòng)軸的花鍵軸和軸管的尺寸，并校核了其扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和臨界轉(zhuǎn)速，確定了合適的安全系數(shù)。鑒于矩形花鍵的一系列優(yōu)點(diǎn)和國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)加工水平，傳動(dòng)軸花鍵采用了矩形花鍵。傳動(dòng)軸的實(shí)驗(yàn)室傳動(dòng)軸的生產(chǎn)加工中的一項(xiàng)至關(guān)重要的程序，本文在該書中對(duì)傳動(dòng)軸的試驗(yàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并且在設(shè)計(jì)過程中對(duì)涉及到實(shí)驗(yàn)的部分有針對(duì)性查閱了同類型的產(chǎn)品的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果予以修正。綜合各部分的設(shè)計(jì)及校核結(jié)果，所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)軸能滿足所設(shè)計(jì)的中型載貨汽車的傳動(dòng)要求。關(guān)鍵詞：離合器, 摩擦式, 膜片彈簧, 傳動(dòng)軸, 十字軸 KD1100MEDIUM-LADEN CAR —CLUTCH AND PROPELLER SHAFT DESIGNABSTRACTIn this thesis ,clutch and propeller shaft is designed .The clutch and the transmission are two important units of all .The clutch is located in the power train between the engine and the transmission .Its purpose is to permit the driver to coupe or uncouple the engine and transmission .The clutch is a friction-type device .It is linked to a clutch pedal in the driver’s compartment .The clutch allows the driver to couple the engine or uncouple the engine from transmission while he is shifting gears or starting the automobile moving rest .In the design ,we use the type of coil-pressure-spring .The thesis introduced power transmission shaft used on farming transporters. According to the features of the farming transporter and the characters of the road in rural areas ,we chose the simply made open style power transmission shaft .For farming transporters , its cost and convenience for reparation and adaptability rather than its comfort ability and science ratio are concerned .So during the design we did not pay too much attention to the popular which is often advanced technology of the filed .On the contrary ,we just made some necessary improvement to the using form .For example ,we use involutes serration instead of rectangle serration ,so the durability of the spine will be much upgraded while its cost still low because nowadays its not more difficult to machine involutes serration than rectangle serration .To up the durability of the shaft ,we paid much attention to the seal form of the unit .We used rubber bone seal together with felt washer . KEY WORDS：clutch, friction-type, Diaphragm spring, power transmission shaft, cross axle