专业课程设计离合器.doc
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1、本科课程设计阐明书商用汽车离合器设计阐明书学 院 班 级 学生姓名 学 号 提交日期 车辆工程专业课程设计设计任务书机械与汽车工程学院 班级 姓名一设计任务:商用汽车离合器设计二基本参数:协助同组总体设计同窗完毕车辆性能计算后拟定三设计内容重要进行离合器总成设计。离合器总成设计内容涉及:1查阅资料、调查研究、制定设计原则2依照给定设计参数(发动机最大力矩,传动系传动比,驱动轮类型与规格,汽车总质量和使用工况),选取离合器总成构造型式及重要特性参数,设计出一套完整离合器装置,设计过程中要进行必要计算。3离合器构造设计和重要技术参数拟定(1)从动盘总成设计(2)压盘和离合器盖设计(3)压紧装置与离
2、合器分离装置设计(4)扭转减振器设计(5)操纵机构设计4完毕三维零件制作及实体装配5绘制装配图及重要零部件零件图四设计规定 1离合器总成装配图,1号图纸一张。装配图规定表达清晰各部件之间装配关系,标注出总体尺寸,配合关系及其他需要标注尺寸,在技术规定某些应写出总成调节办法和装配规定。2重要零部件零件图,3号图纸4张。规定零件形状表达清晰、尺寸标注完整,有必要尺寸公差和形位公差。在技术规定应标明对零件毛胚规定,材料热解决办法、标明解决办法及其他特殊规定。3编写设计阐明书。4三维装配模型五设计进度与时间安排本课程设计为2周 明确任务,分析关于原始资料,复习关于授课内容及熟悉参照资料0.5周。 设计
3、计算 0.5周 绘图 0.5周编写阐明书、答辩 0.5周六、重要参照文献1成大先 机械设计手册(第三版)2汽车工程手册 机械工业出版社3陈家瑞 汽车构造(下册) 人民交通出版社4王望予 汽车设计机械工业出版社5余志生 汽车理论 机械工业出版社七注意事项(1)为保证设计进度及质量,设计方案拟定、设计计算成果等必要获得指引教师承认,特别在绘制总装配图前,设计方案应由指引教师审视。图面要清晰干净;尺寸标注对的。(2)编写设计阐明书时,必要条理清晰,语言通达,图表、公式及其标注要清晰明确,对重点某些,应有分析论证,要能反映出学生独立工作和解决问题能力。(3)独立完毕图纸设计和设计阐明书编写,若发现抄袭
4、或雷同按不及格解决。八成绩评估出勤状况(20%)设计方案与性能计算(40%)图纸质量(20%)阐明书质量(20%)评 语总 成 绩指引教师注意:此任务书要妥善保管,最后要装订在设计阐明书第一页。 目录设计任务书1第一节 概述4第二节 基本设计参数 4第三节 离合器主要参数的选择5第四节 离合器的设计与计算6第五节 扭转减振器的设计11第六节 离合器主要零部件的结构设计14第七节 离合器的操纵机构16参考文献17第一节 概述对于以内燃机为动力汽车,离合器在机械传动系中是作为一种独立总成而存在,它是汽车传动系中直接与发动机相连接总成。当前,各种汽车广泛采用离合器是一种依托主、从动某些之间摩擦来传递
5、动力且能分离装置。它重要涉及积极某些、从动某些、压紧机构和操纵机构等四某些。主、从动某些和压紧机构是保证离合器处在接合状态并能传递动力基本构造,操纵机构是使离合器主、从动某些分离装置。离合器重要功用是切断和实现发动机对传动系动力传递,保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合,保证汽车平稳起步;在换挡时将发动机与传动系分离,减少变速器中换挡齿轮之间冲击;在工作中受到较大动载荷时,能限制传动系所承受最大转矩,以防止传动系各零部件因过载而损坏;有效地减少传动系中振动和噪声。为了保证离合器具备良好工作性能,设计离合器应满足如下基本规定:1) 在任何行驶条件下,既能可靠地传递发动机最大转矩,并有恰当转矩
6、设备,又能防止传动系过载。2) 接合时要完全、平顺、柔和,保证汽车起步时没有抖动冲击。3) 分离时要迅速、彻底。4) 从动某些转动惯量要小,以减轻换挡时变速器齿轮间冲击,便于换挡和减小同步器磨损。5) 应有足够吸热能力和良好通风散热效果,以保证工作温度不致过高,延长其使用寿命。6) 应能避免和衰减传动系扭转振动,并具备吸取振动、缓和冲击和减少噪声能力。7) 操纵轻便、精确,以减轻驾驶员疲劳。8) 作用在从动盘上总压力和摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽量小,以保证有稳定工作性能。9) 具备足够强度和良好动平衡,以保证其工作可靠、使用寿命长。10) 构造应简朴、紧凑,质量小,制造工艺性好,拆装、
7、维修、调节以便等。随着汽车发动机转速。功率不断提高和汽车电子技术高速发展,人们对离合器规定越来越高。从提高离合器工作性能角度出发,老式推式膜片弹簧离合器构造正逐渐地向拉式膜片弹簧离合器构造发展,老式操纵形式正向自动操纵形式发展。因而,提高离合器可靠性和延长其使用寿命,适应发动机高转速,增长离合器传递转矩能力和简化操纵,已成为离合器发展趋势。第二节 基本设计参数额定装载质量(Kg)最大总质量(kg)最大车速(Kmh-1)纵梁尺寸背角与臀角组号60001044095240*8=25=11015发动机最大转矩:Temax=366.5Nm发动机最高转速:nemax=3850rpm主传动比:i0=6.8
8、3一挡传动比:i1=6.86车轮滚动半径:486mm(前轮) 471mm(后轮)第二节 离合器构造方案分析一、 从动盘选取对乘用车和最大总质量不大于6t商用车而言,发动机最大转矩普通不大,在布置尺寸容许条件下,离合器普通只设有一片从动盘。单片离合器构造简朴,轴向尺寸紧凑,散热良好,维修调节以便,从动某些转动惯量小,在使用时能保证彻底分离,采用轴向有弹性从动盘课保证接合平顺。本设计采用单片离合器。二、 压紧弹簧和布置形式选取膜片弹簧离合器是当前汽车上应用最多一类离合器,它压紧弹性元件是膜片弹簧,同步膜片弹簧还起到分离杠杆作用,构造非常简朴。但它依然包括积极某些、从动某些、压紧装置、分离机构和操纵
9、机构五大构成某些。膜片弹簧离合器在整体构造上尚有一种特点,按其分离轴承运动方向可分为推式和拉式两种。本设计采用拉式膜片离合器。三、 膜片弹簧支承形式拉式膜片弹簧支承形式分为无支承环式和单支承环式。本设计采用单支承环形式。四、压盘驱动方式压盘驱动方式重要有凸块床孔式、传力销式和弹性传动片式等各种。前三种共同缺陷是在连接件之间均有间隙,在传动中将产生冲击和噪声,并且在零件相对滑动中有摩擦和磨损,减少了离合器传动效率。弹性传动片式是近年来广泛采用驱动形式。本设计采用弹性传动片式。第三节 离合器重要参数选取一、 后备系数后备系数是离合器很重要参数,它在保证离合器能可靠传递发动机转矩同步,尚有助于减少汽
10、车起步时滑磨,提高离合器使用寿命。在开始设计离合器时,普通是参照已有经验和记录资料,并依照汽车使用条件、离合器构造形式特点等,初步选定后备系数。离合器后备系数推荐如下,载货车:=1.72.25。本设计初选=2.0。二、 摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙t摩擦片摩擦因数f取决于摩擦片所用材料及其工作温度、单位压力和消磨速度等因素。摩擦片材料重要只有石棉基材料、粉末冶金材料和金属陶瓷材料等。石棉基材料摩擦因数f受工作温度、单位压力和滑磨速度影响较大,而粉末冶金材料和金属陶瓷材料摩擦因数f较大且稳定。摩擦副摩擦系数许用压强p(MPa)许用温度()摩擦材料对偶材料干式湿式干式湿式干式湿式石棉基摩擦材
11、料铸铁、钢0.250.400.080.120.20.30.40.62602R0+50mm本设计d=190mm2*66mm+50mm=182mm,满足条件。5. 为反映离合器传递转矩并保护过载能力,单位摩擦面积传递转矩应不大于其许用值,即式中,Tc0为单位面积传递转矩(Nm/mm2);Tc0为其容许值(Nm/mm2),按表选用离合器规格D/mm210210250250325325Tc0*10-20.280.300.350.40计算得 Tc0=0.3660.35,满足条件。6. 为减少离合器滑磨时热负荷,防止摩擦片损伤,对于不同车型,单位压力p0依照所用摩擦材料在一定范畴内选用,p0最大范畴为0.
12、101.50MPa,即0.10p01.50MPap00.175Mpa,满足条件。7. 为了减少汽车起步过程中离合器滑磨,防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤,离合器每一次接合单位摩擦面积滑磨功应不大于其许用值,即式中,w为单位摩擦面积滑磨功(J/mm2);w为其许用值(J/mm2),对于最大总质量不不大于6.0t商用车:w=0.25J/mm2;W为汽车起步时离合器接合一次所产生总滑磨功(J),可依照下式计算式中,ma为汽车总质量(kg);rr为轮胎滚动半径(m);ig为汽车起步时所用变速器挡位传动比;i0为主减速器传动比;ne为发动机转速(rpm),计算时商用车取1500rpm。计算得W=1387
13、.76J,w=0.127 J/mm20.25J/mm2,满足条件。二、 膜片弹簧弹性特性通过支撑环和压盘加在膜片弹簧上载荷 F1(N)集中在支撑点处,加载点间相对轴向变形为(mm)(下图b),则膜片弹簧弹性特性如下式表达式中,E为材料弹性膜量(MPa),对于钢:E=2.1105 MPa;为材料泊松比,对于钢:=0.3;H为膜片弹簧自由状态下碟簧某些内截锥高度(mm);h为膜片弹簧钢板厚度(mm);R、r分别为自由状态下碟簧某些大、小端半径(mm);R1、r1分别为压盘加载点和支承环加载点半径(mm)。三、 膜片弹簧基本参数选取1) 比值H/h和h选取 比值H/h对膜片弹簧弹性特性影响极大。为保
14、证离合器压紧力变化不大和操纵轻便,汽车离合器用膜片弹簧H/h普通为1.52.0;板厚h为24mm。本设计选用h=3.2mm,H/h=1.75,因此H=5.6mm。2) R/r比值和R、r选取 研究表白,R/r越大,弹簧材料运用率越低,弹簧越硬,弹性特性曲线受直径误差影响越大,且应力越高。为使摩擦片上压力分布较均匀,拉式膜片弹簧r值宜取为不不大于或等于摩擦片平均半径Rc本设计Rc=0.5*(0.5*325+0.5*190)=128.75mm,则取R/r=1.2,r=130mm,R=156mm。3) 选取 膜片弹簧自由状态下圆锥底角与内截锥高度H关系密切,= arctanH/(R-r)H/(R-r
15、),普通在915范畴内。本设计经计算,=12.15,满足规定。4) 膜片弹簧工作点位置选取 弹性特性曲线上四个特性点: 凸点M、凹点N、拐点H、工作点B1(mm)0.30.60.91.21.51.82.12.42.7F1(mm)2043378652516458742881808736911793411(mm)33.33.63.94.24.54.85.15.4F1(mm)9432940792909099885685808294801677681(mm)5.766.36.66.97.27.57.88.1F1(mm)7571744474087485769480558591932199251M3.1m
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