09汽车离合器设计166.docx
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1、目 录摘要第1章 绪绪 论 1.1选题题的目的 1.2离合合器发展历历史 1.3离合合器概述 1.3.11 离合器器的功用 1.3.22 现代代汽车离合合器应满足足的要求 1.3.33 离合器器工作原理理 1.3.44 膜片弹簧离离合器的优优点 第2章 离离合器的结结构设计 2.1 离离合器结构构选择与论论证 2.1.11 摩擦擦片的选择择 2.1.22 压紧紧弹簧布置置形式的选选择 2.1.33 压盘盘的驱动方方式 2.1.44 分离杠杠杆、分离离轴承 2.1.55 离合器器的散热通通风 2.1.66 从动盘盘总成 2.2 离离合器结构构设计的要要点 2.3 离合器主主要零件的的设计 2.3
2、.11 从动盘盘 2.3.22 膜片弹弹簧 2.3.33压盘 2.4 本章小结结 第3章 离合器器的设计计计算及说明明 3.1 离合器设设计所需数数据 3.2 摩擦片主主要参数的的选择 3.3 摩擦片片基本参数数的优化 3.4 膜膜片弹簧主主要参数的的选择 3.5 膜片弹簧簧的优化设设计 3.6膜片片弹簧的载载荷与变形形关系 3.7膜片片弹簧的应应力计算 3.8 扭扭转减振器器设计 3.9 减减振弹簧的的设计 3.10 操纵机构构 3.10.1 离合合器踏板行行程计算 3.10.2踏板力力的计算 3.11从从动轴的计计算 3.12 从动盘毂毂 3.13 分离轴承承的寿命计计算 3.14 本章小
3、小结 结论摘要对于以内燃燃机为动力力的机械,离离合器在机机械传动系系中是作为为一个独立立的总成而而存在的,它它在机械传传动系统中中直接与发发动机相连连。目前,各各种机械广广泛采用的的摩擦离合合器是一种种依靠主从从动部分之之间的摩擦擦来传递动动力且能分分离的装置置。它主要要包括主动动部分、从从动部分、压压紧机构、和和操纵机构构四部分。 离离合器的功功用主要的的功用是切切断和实现现发动机对对传动系的的动力传递递,保证汽汽车起步时时将发动机机与传动系系平顺地接接合,确保保汽车平稳稳起步;在在换档时将将发动机与与传动系分分离,减少少变速器中中换档齿轮轮之间的冲冲击;在工工作中受到到较大的动动载荷时,能
4、能限制传动动系所承受受的最大转转矩,以防防止传动系系各零件因因过载而损损坏;有效效地降低传传动系中的的振动和噪噪声。 本本次设计包包括离合器器各零件的的结构,离离合器主要要参数的选选择与优化化,膜片弹弹簧的计算算与优化,扭转减振振器的设计计,离合器器操纵机构构的设计计计算和相关关设计图纸纸,最后撰撰写了说明明书。对离离合器设计计具有一定定的研究价价值。关键词:离离合器,推推式膜片弹弹簧,结构构设计第1章 绪绪 论 1.1选题题的目的离合器是汽汽车传动系系中的重要要部件,主主要功用是是切断和实实现发动机机对传动系系 的动力力传递,保保证汽车平平稳起步,保保证传动系系统换挡时时工作平顺顺以及限制制
5、传动系 统所承受受的最大转转矩, 防防止传动系系统过载, 有效的降降低传动系系统中的振振动和噪声声。 膜片片弹簧离合合器是近年年来在轿车车和轻型车车上广泛采采用的一种种离合器, 它的转矩矩容 量大大而且较稳稳定,操作作轻便,平平衡性好,也也能大量生生产,对于于它的研究究已经变得得 越来越越重要。 离合器在在机械传动动系统中是是作为一个个独立的总总成而存在在的,它是是汽车传动动系 统中中直接与发发动机相连连的总成。目目前,各种种汽车广泛泛采用的摩摩擦离合器器是一种依依 靠主从从动部分之之间的摩擦擦来传递动动力且能分分离的装置置,它主要要包括主动动部分、从从 动部分分、压紧机机构和操纵纵机构等四四
6、部分。1.2离合合器发展历历史 当戴姆姆勒发明第第一辆四轮轮车时,车车辆并没有有所谓的变变速箱,也也就没有离离合器.速速度的控制制由外部的的齿轮通过过皮带带动动车轴实现现,后来皮皮带改为了了链条. 1889年年戴姆勒在在他的汽车车上首次应应用了四速速变速箱和和摩擦离合合器. 离离合器的出出现是随着着变速箱的的出现而出出现的,但但扭矩仍然然由皮带传传到后轮. 再后来由简简单的机械械传动离合合改成现在在的不同形形式传动的的离合器,按按不同种类类分,分好好多种:安安全离合器器,超越离离合器,捏捏合离合器器和摩擦离离合器,还还有:1.电磁式22.磁粉式式3.气压压式4.液液压式,一一直延续至至今。1.
7、3离合合器概述 对于以内燃燃机为动力力的汽车,离离合器在机机械传动系系中是作为为一个独立立的总成而而存在的,它它是汽车传传动系中直直接与发动动机相连的的总成。目目前,各种种汽车广泛泛采用的摩摩擦离合器器是一种依依靠主从动动部分之间间的摩擦来来传递动力力且能分离离的装置。它它主要包括括主动部分分、从动部部分、压紧紧机构、和和操纵机构构等四部分分。离合器的功功用主要的的功用是切切断和实现现发动机对对传动系的的动力传递递,保证汽汽车起步时时将发动机机与传动系系平顺地接接合,确保保汽车平稳稳起步;在在换档时将将发动机与与传动系分分离,减少少变速器中中换档齿轮轮之间的冲冲击;在工工作中受到到较大的动动载
8、荷时,能能限制传动动系所承受受的最大转转矩,以防防止传动系系各零件因因过载而损损坏;有效效地降低传传动系中的的振动和噪噪声。1.3.11 离合器器的功用 离合器,顾顾名思意,就就是起到分分离与合闭闭的作用嘛嘛。也就是是起到发动动机与车轮轮传动装置置的离合作作用。也就就是说当你你踩下离合合器,那么么发动机的的传动装置置与车轮断断开,发动动机的动力力就不会传传到车轮上上以驱动汽汽车了。 当你松开开离合器,那那么发动机机的传动装装置就会与与车轮连上上,动力就就传到车轮轮上,车子子自然就能能动了。 那么为为什么要把把动力与车车轮分离呢呢?因为不不同的车速速发动机要要进行变速速,这个问问题比较复复杂,我
9、就就不祥细说说了,总之之是不同的的车速发动动机的传动动装置要把把不同的速速度传给车车轮,耍此此时就需要要把慢速的的齿轮与车车轮分开,用用高速齿轮轮与车轮接接合,这一一分一合就就要用到离离合器了。 明白了离离合器的工工作原理,那那么来结合合实际。当当你的车在在起步时,车车轮是静止止的,要想想让车在静静止状态改改为运动状状态,这时时需要的推推力是很大大的,比车车在运动时时大的多,此此时踩下离离合器,挂挂一档,看看看发生了了什么?当当你踩下离离合器,即即做好了用用齿轮驱动动车轮的准准备,挂上上一档,就就是把慢速速齿轮送到到传动装置置上,当你你松离合器器时,慢速速齿轮就向向车轮的传传动齿轮上上靠,你抬
10、抬的快,它它靠的快,你你抬的慢,它它靠的慢,这这时车就起起步了。 如果你你离合器抬抬的很快,那那么两个齿齿轮就立即即接合了,由由于车是静静止的,需需要的推力力很大,发发动机输出出的动力不不足以一下下使车达到到一档时的的速度,那那么车就会会突然一动动,然后熄熄火。车一一动就明发发动机的动动力已经传传到了车轮轮上,但由由于要克服服的力大于于发动机所所输出的了了,也就是是发动机推推不动你的的车,于是是齿轮就被被卡住,发发动机就熄熄火了。所所以这就是是为什么起起步时要加加油门,抬抬离合器要要慢的原理理。 加油门可可以加大发发动机输出出的动力,抬抬离合器慢慢就会减小小阻力,从从而使发动动机克服静静态磨擦
11、力力,使车辆辆平稳起步步。当车动动起来后,离离合器就可可以慢慢的的完全抬起起,因为车车动后,动动态磨擦力力比车静止止时的静态态磨擦力要要小得多。这这也是为什什么在二、三三、四档时时离合器可可以抬的快快一点而不不会熄火的的原因。 同样,小小坡起步时时要加大油油门,离合合要拧牢也也是这个原原因,因为为上坡的阻阻力比平面面更大。 另外的说说法 1.什什么是离合合器,离合合器安转在在发动机末末端的飞轮轮上,是发发动机和传传动装置之之间接通和和切断动力力的一个总总成。他的的工作原理理就是利用用主动部分分(飞轮、压压盘等等)与与从动部分分(从动盘盘、扭转减减震器等等等)两个运运动副之间间的摩擦来来传递动力
12、力。 2.离合器与与油门的关关系,离合合器与油门门的配合主主要出现在在起步、行行驶途中加加、减档。 起步的时时候,挂上上低速档(一一般是一档档),离合合器踩下再再逐渐放开开,与此同同时油门逐逐渐加大,发发动机的动动力通过飞飞轮转递给给离合器主主动部分,随随着离合器器放开,离离合器主动动部分逐渐渐和从动部部分接合,动动力从主动动部分传递递到从动部部分并且相相应增大,动动力到达从从动部分后后再通过传传动装置(变变速器、传传动轴、减减速器、差差速器、半半轴等等)最最终到达车车轮。当动动力或者说说是扭矩达达到能使汽汽车克服阻阻力向前行行驶的时候候,恭喜你你,车子起起步了。 换档的的时候,离离合器处于于
13、接合的状状态,发动动机的动力力源源不断断的通过它它传递给传传动装置和和行驶装置置,但由于于传动装置置中变速器器和减速器器的作用,发发动机的动动力不是直直接到达车车轮,而是是经过了复复杂的力矩矩转换,所所以在换档档的时候就就需要暂时时切断来自自发动机的的动力,减减轻变速器器齿轮之间间的撞击,使使换档顺利利。既然这这时已经切切断了动力力的传递,所所以理所当当然的要松松开油门踏踏板,避免免发动机空空转做无用用功。当换换档结束了了,动力再再次恢复传传递的时候候,当然也也就要踩下下油门,继继续做功。 2.离离合器与刹刹车的关系系,前面说说过了发动动机的动力力通过离合合器传递到到传动装置置最终到达达车轮。
14、那那么同样的的来自于路路面的阻力力也是反过过来通过行行驶装置到到达传动装装置、离合合器最后作作用于发动动机。如果果刹车时不不踩下离合合器,切断断动力的传传递,那么么地面阻力力反作用于于发动机,当当这个力大大于发动机机输出的力力时,发动动机就熄火火了。所以以要想停车车时或者低低速行驶的的时候不熄熄火就要踩踩下离合器器,切断来来自地面的的阻力(不不建议在低低速行驶的的时候踩下下离合器,一一档已经足足以应付最最低速的行行驶,大可可放心松开开离合器)。1.3.22 现代代汽车离合合器应满足足的要求 必须保证能能够传递发发动机的最最大扭矩 可以增加加压盘压力力和摩擦面面积 但是是压盘压力力要考虑到到离合
15、踏板板的力矩 避免踏板板太沉和行行程过大1.3.33 离合器器工作原理理简单摩擦离离合器的结结构和工作作原理如图图 1-11 所示。发发动机飞轮轮是离合器器的主动部部件,带有有摩擦片的的从动盘和和从动盘毂毂借滑动花花键与变速速器第一轴轴(离合器器从动轴)相相连。压紧紧弹簧将从从动盘压紧紧在飞轮端端面上。发发动机转矩矩即靠飞轮轮与从动盘盘接触面之之间的摩擦擦作用而传传到从动盘盘上,再由由此经过变变速器的第第一轴和传传动系统中中一系列部部件传给驱驱动轮。压压紧弹簧的的压紧力越越大,则离离合器所能能传递的转转矩也越大大。由于汽车在在形式过程程中需要经经常保持动动力传递,而而中断传动动指示暂时时的需要
16、,所所以汽车离离合器的主主动部分和和从动部分分应经常处处于接合状状态。摩擦擦副之间采采用弹簧作作为压紧装装置即是为为了适应这这一要求。欲欲使离合器器分离时,只只要踩下操操纵机构中中的离合器器踏板,套套在从动盘盘毂环槽中中的拨叉便便拨动从动动盘,克服服压紧弹簧簧的压力移移动,与飞飞轮分离,摩摩擦副之间间的摩擦力力消失,从从而中断了了动力的传传递。图1-1 简单摩擦擦离合器当需要重新新恢复动力力传递时,为为使汽车速速度和发动动机转速的的变化比较较平稳,应应该适当控控制放松离离合器踏板板的速度,使使从动盘在在压紧弹簧簧的压力作作用下向左左移动,与与飞轮恢复复接触,二二者接触面面间的压力力逐渐增加加,
17、相应的的摩擦力矩矩也逐渐增增加。当飞飞轮和从动动盘接合还还不紧密,摩摩擦力矩比比较小时,二二者可以不不同步旋转转,即离合合器处于打打滑状态。随随着飞轮和和从动盘接接合紧密程程度的逐渐渐增大,二二者的转速速也渐趋相相等。直到到从动盘与与飞轮完全全接合而停停止打滑时时,汽车速速度才与发发动机转速速成正比。摩擦离合器器所能传递递的最大转转矩取决于于摩擦副间间的最大静静摩擦力矩矩,而后者者又取决于于摩擦面间间的压紧力力、摩擦因因数以及摩摩擦面的数数目和尺寸寸。因此,对对于结构一一定的离合合器来说,最最大静摩擦擦力矩是一一个定值。当当输入转矩矩达到此值值时,则离离合器出现现打滑现象象,因而限限制了传给给
18、传动系统统的转矩,以以防超载。由上述工作作原理可以以看出,摩摩擦离合器器主要由主主动部分、从从动部分、压压紧机构和和操纵机构构四部分组组成。主、从从动部分和和压紧机构构是保证离离合器处于于接合状态态并能传递递动力的基基本结构,而而离合器的的操纵机构构主要是使使离合器分分离的装置置。在保证传递递发动机最最大转矩可可靠的前提提下,离合合器的结构构应能满足足主、从动动部分分离离彻底,接接合柔和,从从动部分的的转动惯量量要尽可能能小,散热热效果好,操操纵轻便,良良好的动平平衡等基本本性能要求求。离合器的基基本功用之之一是当变变速器换挡挡中断动力力传递时,以以减小齿轮轮轮齿间的的冲击。如如果与变速速器第
19、一轴轴相连的联联系脱开,离离合器从动动部分较大大的惯性力力矩仍然输输入给变速速器,其效效果相当于于分离不彻彻底,就不不能很好的的起到减轻轻齿轮轮齿齿间冲击的的作用。在汽车的使使用过程中中,驾驶员员操纵离合合器的次数数是很多的的,这就导导致离合器器中由于摩摩擦面间频频繁地相对对滑磨而产产生大量的的热量。离离合器接合合越柔和,产产生的热量量越大。这这些热量如如不及时地地散发出去去,对离合合器的工作作将产生严严重影响。1.3.44膜片弹簧离离合器的优优点 膜片弹簧离离合器是近近年来在轿轿车和轻型型载货汽车车上广泛采采用的一种种离合器。因因其作为压压簧,可以以同时兼起起分离杠杆杆的作用,使使离合器的的
20、结构大为为简化,质质量减少,并并显著地缩缩短了离合合器的轴向向尺寸。其其次,由于于膜片弹簧簧与压盘以以整个圆周周接触,使使压力分布布均匀。另另外由于膜膜片弹簧具具有非线性性弹性特性性,故能在在从动盘摩摩擦片磨损损后,弹簧簧仍能可靠靠的传递发发动机的转转矩,而不不致产生滑滑离。离合合器分离时时,使离合合器踏板操操纵轻便,减减轻驾驶员员的劳动强强度。此外外,因膜片片是一种对对称零件,平平衡性好,在在高速下,其其压紧力降降低很少,而而周布置弹弹离合器在在高速时,因因受离心力力作用会产产生横向挠挠曲,弹簧簧严重鼓出出,从而降降低了对压压盘的压紧紧力,从而而引起离合合器传递转转矩能力下下降。那么么可以看
21、出出,对于轻轻型车膜片片弹簧离合合器的设计计研究对于于改善汽车车离合器各各方面的性性能具有十十分重要的的意义。作为压紧弹弹簧的所谓谓膜片弹簧簧,是由弹弹簧钢冲压压成的,具具有“无底碟子子”形状的截截锥形薄壁壁膜片,且且自其小端端在锥面上上开有许多多径向切槽槽,以形成成弹性杠杆杆,而其余余未切槽的的大端截锥锥部分则起起弹簧作用用。膜片弹弹簧的两侧侧有支承圈圈,而后者者借助于固固定在离合合器盖上的的一些(为为径向切槽槽数目的一一半)铆钉钉来安装定定位。当离离合器盖用用螺栓固定定到飞轮上上时,由于于离合器盖盖靠向飞轮轮,后支承承圈则压膜膜片弹簧使使其产生弹弹性变形,锥锥顶角变大大,甚至膜膜片弹簧几几
22、乎变平。同同时在膜片片弹簧的大大端对压盘盘产生压紧紧力使离合合器处于结结合状态。当当离合器分分离时,分分离轴承前前移膜片弹弹簧压前支支承圈并以以其作为支支点发生反反锥形的转转变,使膜膜片弹簧大大端后移,并并通过分离离钩拉动压压盘后移使使离合器分分离。膜片片弹簧离合合器具有很很多优点:首先,由由于膜片弹弹簧具有非非线性特性性,因此设设计摩擦片片磨损后,弹弹簧压力几几乎不变,且且可以减轻轻分离离合合器时的踏踏板力,使使操纵轻便便;其次,膜膜片弹簧的的安装位置置对离合器器轴的中心心线是对称称的,因此此其压紧力力实际上不不受离心力力的影响,性性能稳定,平平衡性也好好;再者,膜膜片弹簧本本身兼起压压紧弹
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