畢業(yè)設(shè)計(jì)拉式膜片彈簧離合器設(shè)計(jì).doc

1.畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的目的和意義。此次設(shè)計(jì)通過(guò)把離合器設(shè)計(jì)系統(tǒng)化，保證離合器在滿足1.保證汽車起步平穩(wěn)，2.保證傳動(dòng)系統(tǒng)換擋時(shí)工作平順，3.防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載等基本功用。同時(shí)，讓離合器在所有行駛條件下，都具備可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。其從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊減少同步器磨損。具備足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)能力，保證工作溫度不過(guò)高，增長(zhǎng)使用壽命。具備減震緩沖和降低噪音能力。保證操宗輕便準(zhǔn)確的性能，減輕駕駛員疲勞。具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡。使得離合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，小質(zhì)量。為汽車提供比現(xiàn)有離合器更安全可靠，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，操作更舒適的離合器。2.畢業(yè)設(shè)計(jì)方案選型目前，汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。離合器主要由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)等四部分組成。 2.1從動(dòng)盤數(shù)的選擇2.1.1單片離合（見表1 ） 表1 單片離合器 如右圖所示：?jiǎn)纹x合器只有一個(gè)從動(dòng)盤，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，使用時(shí)能保證分離徹底，采用軸向有彈性的從動(dòng)盤可保證接合平順。 2.1.2雙片離合器（見表2） 表2 雙片離合器 如右圖所示，雙片離合器的摩擦面是單片離合器的兩倍，其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大；接合更為平順和柔和；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較?。恢虚g壓盤通風(fēng)散熱性差，容易引起摩擦片過(guò)熱，加快其磨損甚至燒壞；分離行程較大，不易徹底分離，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施；軸向尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大。這種結(jié)構(gòu)一般用在傳遞轉(zhuǎn)矩且徑向尺寸受到限制的場(chǎng)合。 2.1.3多片離合器（見表3） 表3 多片離合器特點(diǎn)及圖形 如右圖所示，多片離合器多為濕式，具有接合更加平順、柔和，摩擦表面溫度較低，磨損小，使用壽命長(zhǎng)，但分離行程大，分離不徹底，軸向尺寸和從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，主要在總質(zhì)量大于14t的商用車的行星齒輪變速器換擋機(jī)構(gòu)中。 2.2壓緊彈簧和布置形式的選擇2.2.1周置彈簧離合器（見表4） 表4 周置彈簧離合器特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)圖 如圖4所示，周置彈簧離合器特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，此結(jié)構(gòu)的彈簧壓力直接作用于壓盤上。因壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱回火失效。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時(shí)，周置彈簧由于離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力顯著下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力也隨之降低。此外，彈簧靠在其定位座上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)斷裂現(xiàn)象。 2.2.2中央彈簧離合器（見表5） 表5 中央彈簧離合器的特點(diǎn)及機(jī)構(gòu)圖 如右圖所示，中央彈簧離合器的壓緊彈簧是一至兩個(gè)圓柱彈簧或一個(gè)圓錐彈簧，彈簧布置在離合器中心。這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸較大，由于可選較大的杠桿比，所以可以獲得足夠的壓緊力，而且對(duì)于減小踏板力有利，使得操縱輕便；壓緊彈簧不直接與壓盤接觸，不會(huì)使彈簧受熱回火失效；通過(guò)調(diào)整墊片或螺紋容易實(shí)現(xiàn)壓盤對(duì)壓緊力的調(diào)整。 2.2.3斜置彈簧離合器（見表6） 表6 斜置彈簧離合器特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)圖 如右圖所示，斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力盤上，并通過(guò)壓桿作用在壓盤上。其優(yōu)點(diǎn)是在摩擦片磨損或分離離合器時(shí)，壓盤受的壓緊力幾乎保持不變。與上面表4、表5這兩種離合器對(duì)比還具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小的突出優(yōu)點(diǎn)。 2.2.4膜片彈簧離合器（見表7） 表7 膜片彈簧離合器的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)圖 如右圖所示，膜片彈簧是一種由彈簧鋼制成的具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要由碟簧和分離部分組成。其優(yōu)點(diǎn)：（1）具有較理想的非性彈性特性，彈簧壓力在摩擦片允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變，因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變，離合器分離時(shí)，彈簧壓力下降，踏板力降低。（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量輕。（3）性能穩(wěn)定。（4）壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。（5）通風(fēng)散熱良好，使用壽命長(zhǎng)。（6）膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。其缺點(diǎn)：膜片彈簧的制造工藝復(fù)雜，制造成本高，對(duì)材質(zhì)和尺寸精度要求較高，其線性彈性特性在生產(chǎn)中不好控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。 （1）膜片彈簧的彈性特性（見表8） 表8 離合器壓緊彈簧的特性曲線圖 如右圖所示為膜片彈簧和螺旋彈簧的彈的性特性曲線，曲線1表示處于預(yù)壓緊狀態(tài)的螺旋彈簧的彈性特性曲線，曲線2表示膜片彈簧的彈性特性曲線。由圖可以看出，在兩種離合器的工作壓緊力相同時(shí)，即都為，軸向的變形量為。當(dāng)摩擦片磨損量達(dá)到容許的極限值時(shí)，兩種彈簧壓縮變形量減小到，此時(shí)螺旋彈簧壓緊力便降低到。顯然，< 兩者相差較大，將使離合器的壓緊力不足而產(chǎn)生滑磨。而膜片彈簧壓緊力變化到，與相差無(wú)幾，確保離合器還能正常工作。因此，膜片彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩的能力螺旋彈簧大。 （2）拉式和推式膜片彈簧離合器（見表9） 表9 拉式和推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)圖 拉式膜片彈簧離合器 推式膜片彈簧離合器 拉式彈簧離合器如表9左圖所示，推式離合器如表9右圖所示，拉式膜片彈簧離合器與推式膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)區(qū)別：膜片彈簧安裝時(shí)與推式相反，膜片彈簧的小端向里凹（推式為向外凸）。拉式膜片彈簧離合器的膜片彈簧實(shí)在最外端外側(cè)與離合器蓋接觸，接觸處只有1個(gè)支承環(huán)，拉式膜片彈簧與壓盤凸臺(tái)的接觸處相對(duì)靠里。另外，從表9也可以看到，拉式的分離軸承與膜片彈簧分離指總是要連在一起才能實(shí)施離合動(dòng)作。離合器作分離時(shí)，向外拉分離軸承，分離指繞支承環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，使膜片彈簧與壓盤凸塊不再接觸。 表10 拉式膜片彈簧與推式膜片彈簧的優(yōu)缺點(diǎn) 類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)拉式膜片彈簧離合器 結(jié)構(gòu)緊湊，零件數(shù)目少，質(zhì)量輕；同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧；傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)：接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；傳動(dòng)效率高，踏板操縱更輕便；不會(huì)產(chǎn)生沖擊和噪音；使用壽命更長(zhǎng)。支承有損壞，也能自動(dòng)補(bǔ)償。分離指需采用專門的分離軸承，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，安裝拆卸較困難。推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)比拉式的簡(jiǎn)單，而且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，裝拆容易。支承環(huán)較多，結(jié)構(gòu)較大，零件數(shù)目較多。 2.3拉式膜片彈簧的支承形式的選擇（見表11） 表11 拉式膜片彈簧離合器的支承形式 無(wú)支承環(huán)式 如右圖所示，MFZ型，直接在沖壓離合器蓋上沖出一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)支承膜片彈簧，不用支承環(huán)。它主要用于轎車和輕型貨車上。 單支承環(huán)式 如右圖所示，DT/DTP型，將膜片彈簧的大端支承在沖壓離合器蓋中的支承環(huán)上，主要用于貨車和轎車。 如右圖所示，GMFZ型，將膜片彈簧的大端支承在鑄造離合器蓋的凹槽中的支承環(huán)上，主要用于中、重型汽車上。 2.4壓盤的驅(qū)動(dòng)方式的選擇壓盤的驅(qū)動(dòng)方式主要有凸塊-窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動(dòng)片式等多種。前三種的共同缺點(diǎn)是在連接件之間都有間隙，在傳動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪音，而且零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動(dòng)效率。彈性傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓盤和飛輪對(duì)中性能好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長(zhǎng)。但反向承載能力差，汽車反拖時(shí)易折斷傳動(dòng)片，故對(duì)材料要求較高，一般采用高碳鋼。由于本次設(shè)計(jì)的是轎車離合器，結(jié)合表1、表2、表3，可知單片離合器已經(jīng)滿足要求，而且綜合優(yōu)點(diǎn)比較多，故選擇單片離合器；綜合比較表4、表5、表6、表7、表8，可以知道膜片彈簧離合器比周置彈簧離合器、中央彈簧離合器、斜置彈簧離合器更優(yōu)秀，優(yōu)點(diǎn)更多，所以選擇膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)，由表10對(duì)比拉式、推式膜片彈簧離合器的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇拉式膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)。綜上所述，本次設(shè)計(jì)選拉式膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)（單片離合器）。選用支承單支承環(huán)DT/DTP型，壓盤的驅(qū)動(dòng)方式采用彈性傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)。3.畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和重點(diǎn) 確定選定要設(shè)計(jì)的膜片彈簧離合器的主要參數(shù)，對(duì)離合器的基本參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，計(jì)算確定各零部件的尺寸，運(yùn)用所學(xué)的汽車設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程知識(shí)去分析離合器各零部件所受的力，確定零部件所用材料，運(yùn)用畫圖軟件畫出各個(gè)零部件的模型圖以及整個(gè)離合器的裝配圖。4.畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃4.1 2015.10.262015.11.6完成與課題有關(guān)的英文原文翻譯，調(diào)研，查找資料，完成方案論證4.2 2015.11.92015.11.27完成設(shè)計(jì)與計(jì)算4.3 2015.11.302015.12.18完成繪圖4.4 2015.12.212015.12.31完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書4.5 2016.1.12016.1. 5完善所有的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備答辯5.主要參考文獻(xiàn)目錄1 臧杰,閻巖.汽車構(gòu).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009. 2 王望予.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004. 3 徐石安，江發(fā)潮.汽車離合器.北京:清華大學(xué)出版社,2005. 4 劉惟信.汽車設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社,2001. 5 林世裕.膜片彈簧與碟形彈簧離合器的設(shè)計(jì)與制造.東北大學(xué),2005. 6 中國(guó)汽車技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn)研究所汽車標(biāo)準(zhǔn)匯編(20002004).2005. 7 閻春利,張希棟.汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì).林業(yè)機(jī)械與木工設(shè) 備,2006. 8 廖林清,曹建國(guó).汽車離合器膜片彈簧的三次設(shè)計(jì).四川兵工學(xué)報(bào),2001. 9 司傳勝.汽車膜片彈簧離合器的優(yōu)化設(shè)計(jì).林業(yè)機(jī)械與木工設(shè) 備,2004. 10 李林,劉惟信.汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)學(xué) 報(bào),2000. 11 林明芳等.汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì).汽車工程,2003. 12 劉紅欣.膜片彈簧應(yīng)力分布的試驗(yàn)和有限元分析.力學(xué)與實(shí)踐，2003. 13 張衛(wèi)波.汽車膜片彈簧離合器智能優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究.中國(guó)工程機(jī)械學(xué)