毕业设计(论文)-基于SolidWorks的离合器三维建模设计(全套图纸)(20页).doc
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1、-毕业设计(论文)-基于SolidWorks的离合器三维建模设计(全套图纸)-第 17 页摘 要 离合器是汽车传动系的重要的一部分,它的构造和传动系有着紧密的关系,本毕业设计论文根据设计所给汽车的各项原参数,设计合适的膜片弹簧离合器。 膜片弹簧离合器设计的内容主要包括压盘总成、从动盘、摩擦片和膜片弹簧四个部分。对离合器各零件的参数、尺寸、材料及结构进行计算选择和设计,然后使用Solidworks作图。 关键词:离合器;膜片弹簧;从动盘;压盘;摩擦片全套图纸加153893706AbstractThe clutch is an important part of the automobile tr
2、ansmission system, transmission system structure and it has a close relationship, this thesis according to the original design parameters for the automotive design, the diaphragm spring clutch diaphragm spring clutch. The appropriate design includes pressure plate assembly, clutch disc, friction pla
3、te and diaphragm the spring of four parts. The parameters of each part of the clutch size, calculate the selection and design of material and structure, and then use the Solidworks mapping. Keywords: Clutch; diaphragm spring; follower disk; pressure plate; friction plate 目 录1 绪 论11.1 膜片弹簧离合器论述11.2 膜
4、片弹簧离合器的功能11.3 压紧弹簧和布置形式的选择21.3.1 膜片弹簧离合器优点21.3.2膜片弹簧的支撑形式21.3.3 压盘传动方式的选择22 离合器的摩擦片设计32.1 离合器设计所需数据32.2 摩擦片主要参数设计32.2.1 后备系数设计32.2.2 摩擦片尺寸参数设计32.2.3 摩擦因数、摩擦面数、分离间隙的确定42.3 摩擦片基本参数的约束条件52.4 摩擦片Solidwords三维建模63 离合器的膜片弹簧设计103.1 膜片弹簧主要参数的设计103.2 膜片弹簧的优化设计113.3 特性曲线绘制113.4 膜片弹簧Solidwords三维建模134 扭转减振器的设计16
5、4.1扭转减振器的功能164.2扭转减振器的结构类型164.3扭转减振器主要参数的选择175 操纵机构215.1 离合器踏板设计215.2踏板力设计226 离合器其它主要零件设计246.1 从动盘毂设计246.2压盘设计25结论27参考文献28致 谢291 绪 论1.1 膜片弹簧离合器论述根据功率传动部件,离合器应是传动系统的装配。离合器的工作由驱动程序控制,或是分离的,或是被接合,以便完成任务本身。在发动机与变速器之间设置有离合器的传动机构,其功能是在必要时,中断动力传动,保证车辆平稳起动;保证变速器系统的稳定运行,保证传动系统能承受最大扭矩,防止过载的传递。为了使离合器发挥好几个作用,目前
6、汽车广泛使用的压缩弹簧离合器摩擦,摩擦离合器传递的最大扭矩取决于摩擦表面之间的夹紧力和摩擦板的大小和摩擦表面,如。主要由离合器的基本参数和主要尺寸确定。膜片弹簧离合器转矩容量大而且较稳定,操作轻便,平衡性好,也能大量生产。在保证发动机最大扭矩可靠稳定的前提下,有以下优点: 1)结合平稳、柔顺;2)离合器操作轻便;3)从动件的惯性较小,减小了齿轮的冲击;4)散热性能好;5)可以以可靠的强度高速运行;6)避免共振的汽车传动系统,具有吸振,减冲,降噪等功能;7)操纵性较好;8)良好的工作性能;9)长期使用寿命。1.2 膜片弹簧离合器的功能离合器可以使发动机和传动系统接合,保证汽车平稳起动。现代汽车与
7、活塞式发动机无法启动负载时,必须先在空气中起动,然后逐渐加载。发动机启动后,以约300 500r/min的最低速度稳定运行,且汽车只有静态启动,正在运行的发动机,与一个固定的传输系统是不会突然刚性节点的。因为如果它是一个突然的刚性连接,出问题是不可避免的,这车不是出现事故,就是发动机关闭。离合器可使发动机与传动系统慢慢软联起来,使发动机和传动系统扭矩逐渐增长,用以克服行驶阻力,汽车会慢慢顺畅的起动。虽然采用中性传输,也能实现发动机与传动系统的分离。但变速器在中性位置,变速器传动齿轮和发动机或连接发动机的旋转,这是必要的和变速传动齿轮的阻力,和齿轮的传动齿轮在高粘度齿轮油,阻力阻力较大。特别是在
8、寒冷的季节,如果没有离合器分离发动机和传动系统,发动机启动困难。因此,离合器的两个功能是将发动机与驱动系统分开,使发动机能够启动。汽车传动往往会转移,即变速器内的齿轮分离和接合规律。如在脱离接触,由于原来的啮合齿面压力的存在可能会带来困难的脱离接触,但如果使用离合器临时分离传输系统,它可以方便脱离。同时在连接文件中,依靠飞行员,要将齿轮的圆周速度达到同步是比较困难的,要齿轮啮合圆周速度差会引起齿轮的冲击甚至挂不上档,这就需要离合器暂时单独传动系统,以使离合器的传动齿轮联轴器质量降低,从而降低齿轮的冲击在促进换档。离合器能传递最大扭矩是有限的,当汽车紧急制动和大惯性载荷传递时。此时由于自动离合器
9、打滑,避免损坏传动部件和过载,起到保护作用。1.3 压紧弹簧和布置形式的选择膜片弹簧是弹簧钢制成的圆盘弹簧,具有特殊结构。1.3.1 膜片弹簧离合器优点1) 具备理想的非线性弹性特性。2) 起压紧弹簧和分离杠杆的作用。3) 高速旋转时,弹簧压紧力下降缓慢,性能稳定。4) 压力分布均匀,摩擦片接触好、磨损平均。5) 通风散热良好。6) 平衡性好,适用于高速运转的发动机。1.3.2膜片弹簧的支撑形式离合器的支承方式是拉、推,本毕业设计选择了推式膜片弹簧离合器。1.3.3 压盘传动方式的选择由于传统的凸台式连接、键式连接以及销式连接存在传力有间隙的缺点,所以本毕业设计采用传动片传动方式。2 离合器的
10、摩擦片设计2.1 离合器设计所需数据表2-1离合器设计原始数据整备质量1058kg满载质量约1600kg发动机最大转矩155Nm发动机最大转矩转速4500rpm发动机最大功率94kw发动机最大功率转速6600rpm一档转动比3.6主减速比2.6使用工况城乡2.2 摩擦片主要参数设计2.2.1 后备系数设计(1)后备系数是本设计中的一个非常重要的参数,它反映离合器的可靠性,传递发动机的最大转矩。应从以下几个方面考虑:1.摩擦片在一定的磨损情况下,离合器可以保证发动机扭矩传递;2.防止离合器摩擦度过大;3.防止传输系统运行期间的过载。通常汽车和轻型货车的= 1.2 1.75。结合表2-2和实际情况
11、设计选择= 1.5表2-2离合器后备系数的取值范围车型后备系数乘用车和总质量小于6t商用车1.201.75总质量在614t范围的商用车1.502.25挂车1.804.002.2.2 摩擦片尺寸参数设计离合器摩擦片的外径由经验公式得: (2-1) 直径的系数,取值见表2-3 取 得D=181.77mm。表2-3直径系数的取值范围车型直径系数乘用车14.6总质量在1.814.0t范围商用车16.018.5(单片离合器)13.515.0(双片离合器)总质量大于14.0t商用车22.524.0摩擦片的尺寸已系列化和标准化,标准如下表:表2-4离合器摩擦片尺寸系列和参数外径Dmm160180200225
12、250280300325内径dmm110125140150155165175190厚度h/mm3.23.53.53.53.53.53.53.50.680.690.700.660.620.580.580.550.670.660.650.700.760.790.800.80单面面积cm2106132160221302402466546由表可取摩擦片D=200 mm、d=140mm、h=3.5mm。2.2.3 摩擦因数、摩擦面数、分离间隙的确定摩擦片在材料使用和工作温度、单位压力、滑动速度等方面的摩擦系数。表2-5取摩擦因数f为0.25。摩擦面数是离合器的2倍,确定离合器传递转矩所需的尺寸和结构尺寸
13、。一个离合器的设计标题,因此摩擦面数为 2。离合器间隙是离合器在正常状态下的啮合和分离套,这是弹簧张力的极限位置,以保证摩擦片的正常磨损和撕裂的过程。离合器该装置还可以充分地投入,分离轴承和分离杆的内端之间存在间隙仍有正常工作的空间。t的差距为3 4mm。以t = 3.5mm。表2-5摩擦材料摩擦因数的范围摩擦材料摩擦因数石棉基模压0.200.25编织0.250.35粉末冶金铜基0.250.35铁基0.300.50金属陶瓷0.4 (2-2)由式3-2 得:单位压力MPa。表2-6摩擦片单位压力的取值范围摩擦片材料单位压力/MPa石棉基材料模压0.150.25编织0.250.35粉末冶金材料模压
14、0.350.50编织金属陶瓷材料0.701.502.3 摩擦片基本参数的约束条件 (1)摩擦片外径D(mm)最大的圆周速度不应超过6570m/s,即 m/sm/s (2-3)式中,v0是最大圆周速度(m/s);nemax发动机的最高转速(r/min)。 (2)摩擦片内外径比应在0.530.70范围内,即(3) 为保证离合器能可靠地传递发动机最大扭矩,防止传动系统过载,不同类型的测试值控制在一定范围内,最大范围为1.24。设计选型1.5,按照设计要求。 (4)为了扭转振动阻尼器的安装,摩擦片的内直径大于弹簧的冲击吸收的弹簧的内径。mm (5)为了反映离合器传动的扭矩和防止过载能力,本单位摩擦面积
15、的扭矩应小于允许值,即单位摩擦面积扭矩在公式 (2-4)式中,单位摩擦面积力矩(N.m/mm2),可按表2-7选取经检查,合格。表2-7单位摩擦面积允许转矩允许值离合器规格028030035040 (6)为了减少离合器滑磨热载荷、摩擦片防止烧伤,和不同型号的单位压力范围是0.11到1.50mpa。MPaMPaMPa(7)为了减小摩擦片表面温度过高而使摩擦表面温度过高,离合器的摩擦面积小于允许值。 (2-5)式中,滑动磨损单位摩擦面积(J/mm2);许用值滑磨功(J/mm2),对商用车、乘用车:J/mm2,对最大质量为总质量未达6.0t的商用车:J/mm2,对最大质量为总质量超过6.0t商用车:
16、J/mm2:W车辆起步时总的离合器滑动磨损(J),可根据下式计算 (2-6)式中,车辆装载重量(Kg);为汽车轮胎滚动半径(m);启动传动齿轮传动比;为主减速比;为发动机转速r/min,在计算时乘用车宜为r/min,商用车宜为r/min。其中: m Kg代换(2-6)得J,代换(2-5)得,合格。2.4 摩擦片Solidwords三维建模1.首先在拉伸命令里面绘制摩擦片的草图,如图2-1所示: 图2-1 摩擦片拉伸草图2. 完成草图绘制后进行拉伸后的模型如图2-2所示图2-2 摩擦片拉伸后的模型3. 为摩擦片开设散热槽,通过使用拉伸切除可以获得想要的模型效果。绘制散热槽的草图如图3-3所示。图
17、2-3 摩擦片开设散热槽草图4. 散热槽开设后,并通过圆形阵型获得整个摩擦片的散热槽,如图2-4所示。 图2-4 开设散热槽后的模型图5. 最后给摩擦片开联接传力片的铆钉孔,开设后最终成型的三维效果图如图2-5所示。图2-5 摩擦片最终成型三维图3 离合器的膜片弹簧设计3.1 膜片弹簧主要参数的设计1. 比较H/h的选择为了保证离合器的压紧力尽快和操作方便,汽车离合器膜片弹簧、离合器通常在1.52范围内选择。膜片弹簧常用的钢板厚度为24mm,这次设计 ,h=2mm ,所以H=4mm 。2.比较 R/r的选择通过获取信息,越小的比例,越高的应力,越大的弹性,越大的弹性曲线的直径的误差的影响。离合
18、器膜片弹簧,根据结构的布置和所需的压紧力,R/r通常保证在1.21.3 。在本设计中取,摩擦片平均半径为mm, 取mm所以mm。3.锥角的选择 膜片弹簧自由状态时,锥角控制在的一定范围内,这次设计中 得在之间,合格。分离指数一般取18,个别有大尺寸膜片弹簧取24,而膜片弹簧的小尺寸,也会取12,所以本设计的分离指数取18。4.槽宽的选择mm,mm,取mm,mm,应满足的要求,=58mm。5. 压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定取值略大于或尽量靠近r,取值小于R或尽可能接近R。本设计中mm,mm。膜片弹簧可制成优质、高精度钢板,且尺寸盘、弹簧、零件精度高。常用的碟形弹簧材料为60Si2MnA
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