毕业设计(雨辰)膜片式离合器的设计【全套图纸】.doc
《毕业设计(雨辰)膜片式离合器的设计【全套图纸】.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(雨辰)膜片式离合器的设计【全套图纸】.doc(117页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、雨辰教育学院毕业设计说明书膜片式离合器的设计摘要:离合器装在发动机与变速器之间,汽车从启动到行驶的整个过程中,经常需要使用离合器。它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合,从而保证汽车平稳起步;暂时切断发动机与变速器之间的联系,以便于换档和减少换档时的冲击;当汽车紧急制动时能起分离作用,防止变速器等传动系统过载,起到一定的保护作用。离合器类似开关,接合或断离动力传递作用,因此,任何形式的汽车都有离合装置,只是形式不同而已。现在,电子技术也进入了离合器系统。一种由控制单元(ECU)控制的离合器已经应用在多款的轿跑车上。关键词:从动盘总成 传动系 膜片弹簧 非线性弹性特性 Diaphragm ty
2、pe couplings designAbstract: The coupling installs between the engine and the transmission gearbox, the automobile from the start to the travel entire process, needs to use the coupling frequently. Its function is causes between the engine and the transmission gearbox can join gradually, thus guaran
3、teed that the automobile starts steadily; Shuts off between the engine and transmission gearboxs relation temporarily, is advantageous shifts gears and reduces shifts gears the time impact; When automobile emergency brake can play the separation role, prevents transmission systems and so on transmis
4、sion gearbox to overload, plays certain protective function. The coupling similar switch, the joint or breaks to the power transmission function, therefore, any forms automobile has the engaging and disengaging gear, is only the form is different. Now, the electronic technology also entered the coup
5、ling system. One kind the coupling which (ECU) controlled by the control unit already applied on many patterns sedan race car.Key words: Driven disc unit , Power transmission , Disk spring , Misalignment elastic property目 录一、离合器简介 31.1离合器的功用 31.2离合器设计要求 41.3离合器的分类 4二、离合器的工作原理及过程 52.1离合器的工作原理 52.2 离合
6、器的工作过程 6三、离合器的结构形式 123.1摩擦离合器的类型分类 123.2膜片弹簧离合器的构造和工作理 133.3周布弹簧离合器 133.4中央弹簧离合器 18四、离合器结构的选择 204.1从动盘盘的选择 204.2压紧弹簧和布置形式的选择 214.3从动盘总成 234.4离合器盖总成 24五、膜片弹簧离合器基本参数和主要尺寸的选择 255.1摩擦尺寸的选择 255.3碟形弹簧的计算 315.4膜片弹簧的具体计算 325.5花键的强度校核 345.6铆钉的强度校核 35六、结论 37七、致谢 38八、参考文献 39一 离合器简介1.1离合器的功用汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力
7、传给驱动轮。离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的部件。在汽车起步前,先要起动发动机,这时应使变速器处于空挡位置,将发动机与驱动轮之间联系断开,以卸除发动机负荷。待发动机已起动并开始正常的转速运转后,方可将变速器挂上一定档位,使汽车起步。汽车起步时,汽车是从完全静止的状态逐步加速的。如果传动系(它联系着整个汽车)与发动机刚性地联系,则变速器一挂上档,汽车将突然向前冲动一下,但并未能起步。这是因为汽车从静止到前冲时,产生很大惯性力。对发动机造成很大的阻力矩。在这惯性阻力矩作用下,发动机在瞬时间转速急剧下降到最低转速(一般为300-500r/min)以下,发动机即熄火而不能工作,当然汽车也不能起
8、步。离合器的首要功用是保证汽车平稳起步。在传动系中装设了离合器后,在发动机起动后,汽车起步之前,驾驶员先踩下离合器踏板,将离合器逐渐接合,在离合器逐渐接合过程中,发动机所受阻力矩也逐渐增加,故应同时逐渐踩下加速踏板,即逐步增加对发动机的燃料供给量,使发动机的转速始终保持在最低稳定转速以上,不致熄火。由于离合器的接合紧密程度增大,发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加。到牵引力足以克服起步阻力时,汽车即从静止开始运动并逐步加速。离合器的另一项功用是保证传动系换档时工作平稳。在汽车行使过程中,为了适应不断变化的行使条件,传动系经常要换用不同档位工作。实现齿轮式变速器的换档,一般是拨动齿轮或其它
9、挂档机构,使原用档位的某一齿轮副退出传动,再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前也必须踩下离合器踏板,中断动力传递,便于使原用档位的齿轮副脱开,同时有可能使新档位齿轮副的啮合部位的速度逐渐相等(同步),这样,进入啮合时的冲击可以大为减轻。 离合器的第三功用是防止传动系过载。当汽车进行紧急制动时,若没有离合器,则发动机将因和传动系刚性相连而急剧降低转速,因此其中传动件会产生很大的惯性力矩(数值可能大大超过发动机正常工作时所发出大最大转矩),对传动系造成超过其承载能力的载荷,而是其机件损坏。有了离合器,便可依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动以消除这一危险。欲使离合器起到以上几个作用
10、,离合器应该是这样一个传动机构,其主动部分和从动部分可以暂时分离,又可以逐渐接合,并且在传动过程中还要有可能相对转动。所以,离合器的主动件与从动件之间不可采用刚性联系,而是借二者接触面之间的摩擦作用来传递转矩(摩擦离合器),或是利用液体作为传动的介质(液力耦合器),或是利用磁力传动(电磁离合器)。在摩擦离合器中,为产生摩擦所需的压紧力,可以是弹簧力、液压作用或电磁吸力。1.2离合器设计要求 离合器的具体结构,首先,应在保证发动机最大转矩的前提下,满足两个基本性能要求:1.分离彻底;2.接合柔和。1)离、合迅速,平稳无冲击,分离彻底,动作准确可靠。 2)结构简单,重量轻,惯性小,外形尺寸小,工作
11、安全,效率高。 3)接合元件耐磨性高,使用寿命长,散热条件好。 4)操纵方便省力,制造容易,调整维修方便其次,离合器从动部分的转动惯量要尽可能小。离合器的功用之一是当变速器换档时,中断动力传递,以减轻齿轮冲击。如果与变速器主动轴相连的离合器从动部分的转动惯量大,当换档时,虽然由于分离了离合器,使发动机与变速器之间联系脱开,但离合器从动部分较大的惯性力矩仍然输入给变速器,其效果相当于分离不彻底,就不能很好的起到减轻齿轮间冲击的作用。此外,还要求离合器散热良好。因为在汽车行驶过程中,驾驶员操纵离合器的次数是很多的,这就使离合器中由于摩擦面间频繁地相对滑磨而产生大量的热。离合器接合愈柔和,产生热量愈
12、大。这些热量如不及时地散发,对离合器的工作将产生严重影响。摩擦离合器所能传递的最大转矩的数值取决于摩擦面间的压紧力和摩擦系数,以及摩擦面的数目和尺寸。若欲增大离合器所能传递的最大转矩,可选用摩擦系数较大的摩擦材料,或适当加强压紧弹簧的压紧力,或加大摩擦面的尺寸。1.3离合器的分类 摩擦离合器根据从动盘的数目可分为单盘离合器、双盘离合器和多盘离合器。采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧,并沿摩擦盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器。仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧,并安置在中央的离合器则称为中央弹簧离合器。还有一种采用膜片弹簧作为压紧弹簧的,称为膜片弹簧离合器。二 离合器的工作原理及过程2.1 离合器的
13、工作原理离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用,或是用液体作为传动介质(液力偶合器),或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩,使两者之间可以暂时分离,又可逐渐接合,在传动过程中又允许两部分相互转动。目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。 式中温升,t为C压盘的比热容,铸铁比热容为481.4/(C);-压盘的质量,m 为;- 传到压盘的热量所占的比例.对于单盘离合器,=0.5;对于双盘离合器压盘,=0.25;中间压盘,=0.5;-滑磨功,为 Nm.2.1.2离合器的工作过程 图2-4摩擦;离合器的工作原理1.飞轮, 2.从动盘, 3 踏板,4 压紧弹簧,5
14、从动轴,6 从动盘毂在飞轮2和压盘16之间装有一片带有扭转减振器的从动盘。从动盘由从动盘毂10和从动盘本体4组成。从动盘本体的两面各铆有摩擦片5。从动盘毂10的花键孔套在从动轴(即变速器主动轴)11前端的花键上,并可在花键上作轴向移动。16个沿圆周分布的螺旋弹簧31将压盘压向飞轮,并将从动盘夹紧在中间,使离合器处于接合状态。这样,在发动机工作时,发动机的转矩一部分将由飞轮经与之接触的摩擦片直接传给从动盘本体;另一部分则由飞轮通过8个固定螺钉传封离合器盖19,并由此经四组传动片传到压盘,最后也通过摩擦片传给从动盘本体。从动盘本体再将转矩通过从动盘毅的花键传给从动轴I1,由此输人变速器。乎保持不变
15、。与上述两种离合器相比,具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。膜片弹簧离合器中的膜片弹簧是一种具有特殊结构的蝶形弹簧部分分离组成,它与其它形式的离合器相比具有以下一系列优点:1)膜片弹簧具有较理想的非线性特性,弹簧压力在摩擦片允许磨损范围内基本不变,因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变;对于圆柱螺旋弹簧,其压力大大下降。离合器分离时,弹簧压力有所下降,从而降低了踏板力;对于圆柱螺旋弹簧,压力则大大增加。2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用,使结构简单紧凑,轴向尺寸小,零件数目少,质量小。3)高速旋转时,弹簧压紧力降低很少,性能较稳定;而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。4)由于膜片弹簧大
16、断面环形与压盘接触,故其压力分布均匀,摩擦片磨损均匀,可提高使用寿命。5)易于实现良好的通风散热,使用寿命长。6)平衡性好。7)有利于大批量生产,降低制造成本。但膜片弹簧的制造工艺较复杂,对材质和尺寸精度要求高,其非线性特性在生产、中不易控制,开口处容易产生裂纹,端部容易磨损。近年来,由于材料性能的提高,制造工艺和设计方法的逐步完善,膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此,膜片弹簧离合器不仅在轿车上被大量采用,而且在轻、中、重型货车以及客车上被广泛采用。膜片弹簧离合器,按分离时离合器盖总成的分离指处是承受压力或拉力,可分为推式和拉式两种。压式膜片弹簧离合器是常见的一种结构。膜片弹簧常用的几种支撑型式如
17、图所示。图a是早期出现的一直在采用的结构。当分离轴承与曲轴中心线不同心时,可引起铆钉的过度磨损。提高铆钉硬度可减少磨损。图b,在铆钉上装硬度高的套筒和支撑圈,是提高耐磨性的结构措施,但使零件增多。图c所示的结构中、取消了铆钉,原铆钉的作用由离合器盖内边缘上伸出的多个小弯板代替,小弯板从膜片弹 5-12在实际设计中,通常用此当量应力校核膜片弹簧的强度,即让不超过许用应力。5.2.3 主要参数的选取(1)比值H/h的选取此值对膜片弹簧的弹性影响极大。为了保证离合器压紧力变化不大,选取H/h=2;h=3;则H=6。(2)R/r分析表明,R/r愈小应力愈大,弹簧越硬,弹性曲线受直径误差影响愈大,故选取
18、R=1000;R/r=1.26,则r=750。(3)膜片弹簧在自由状态时,圆锥底角一般在左右,故选取=,分离指数目取12(4)选取60作为膜片弹簧的制造材料,当量应力的许用应力可取为。.碟形弹簧的计算离合器中的碟形弹簧的设计计算,主要根据其刚度条件载荷变形公式10,强度条件应力变形公式3310 33已知:通常为下列参数:() 载荷;() 碟形弹簧的外径和内径d;() 所需要的载荷变形特性曲线型式(即表示比值的范围)求:() 内截锥高度;() 弹簧板厚度h;() 载荷变形特性(载荷与变形量的关系)和各特性点的位置设计应满足的要求:() 所设计碟形弹簧的载荷变形特性要符合使用的需要(刚度条件);(
19、) 所设计碟形弹簧的最大工作应力仍不超过许用应力(强度条件)设计计算步骤:先选择碟形弹簧的材料,并确定其许用应力由于在式10和式33的两个公式中,尚有三项未知数,不能联立求解,而且即使已知一项,两式仍不便联立求解,因在式10中项为三次方因此只有通过先假设两项参数的试算方法() 可先假设H(根据锥角或地位的限制等等),再假设h(根据比值)或(根据地位等),然后由式10用试算法求得或h () 根据已得的代入式33,试算是否满足强度条件(但应注意,有时计算所用的并不等于计算所用的)如不能满足式33的要求,就要另行假设,再进行计算,如此反复多次,直到所假设同时满足式10和式33两个条件() 绘出所计算
20、碟形弹簧的载荷变形特性曲线,必要时绘出应力变形曲线5.4膜片弹簧的具体计算有效挤压面积;发动机的最大转矩;铆钉直径;同一直径铆钉的个数。5.6.1摩擦片铆钉的校核95,=6,=16则查资料得的疲劳强度所以摩擦片铆钉的强度也满足要求。5.6.2离合器盖铆钉的强度校核 =80,=8,=9则 查资料得的疲劳强度所以离合器盖铆钉的强度也满足要求。5.6.3传动片铆钉的校核 =122.5,=6,=6则 查资料得的疲劳强度所以传动片铆钉的强度也满足要求。5.6.4从动盘本体铆钉的强度校核 =63,=6,=16则 查资料得的疲劳强度 所以从动盘本体铆钉的强度也满足要求。6 结 论我在准备阶段,对汽车的专业知
21、识进行了进一步的了解,尤其在机械制造和汽车设计等方面的知识进行了深入理解,为后期的设计了准备。本文先简单的介绍了离合器的功用、设计要求和分类。然后从离合器的工作过程和原理、结构形式等方面进行了深入介绍,并对离合器的各种类型进行了介绍。膜片式离合器使用维护有别于传统离合器: 传统的离合器有三个分离杠杆,工作一段时间后,三个杠杆的分离间隙常发生差异变化,造成离合器接合不好而损坏离合器。进行间隙调整时必须拆下离合器,分别调整三个分离杠杆。对操作者技术要求高、工作强度大。 膜片式离合器的膜片是铆接结构,也就是说膜片式离合器是一个整体不可拆卸,数个分离瓜的分离隙相同、无需分别调整。从外部就可调整离合器间
22、隙,调整非常方便容易。在离合器的结构设计方面,从从动盘数的选择、压紧弹簧和布置形式的选择、从动盘总成以及离合器盖总成进行了详细的思考并根据具体要求进行了设计。在计算出各种零件的尺寸后,因为这些尺寸是根据经验公式得到的,所以进行了严格的验证和校核,通过多次的设计和校核从而得到了比较满意的各种零件的尺寸。老师在开始时对我说,“根据给出的数据计算出来的理论值和实际值有很大的区别。” 当时我对这句话并不是很明白,老师说以后你就明白了。经过这次毕业设计,我终于明白了老师这句话的意思。感谢刘老师对我的指导,由于水平有限,设计中难免有不足之处,恳请老师指出批评。致 谢本论文是在老师悉心指导下完成的。在2个多
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 全套图纸 毕业设计 雨辰 膜片 离合器 设计 全套 图纸
链接地址:https://www.31doc.com/p-2172390.html