西华大学离合器设计毕业论文

毕业设计说明书题 目: LB7160 轿车离合器设计 学院(直属系 ): 汽车与交通学院 年级、 专业: 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 时 间: 2015 年 5 月 20 日 目 录摘要1Abstrac 21 绪论31.1 离合器的概述31.2 solidworks 软件的优点42 离合器结构方案分析与选择42.1 离合器的主要结构42.2 离合器的工作原理52.3 离合器结构方案的选择52.3.1 从动盘数和干湿式的选择52.3.2 压紧弹簧的形式选取52.3.3 压盘的驱动方式选择62.3.4 离合器的通风散热 63 离合器基本参数的确定 63.1 离合器的转矩容量 63.2 离合器的转矩容量与发动机最大转矩的基本性能73.3 离合器基本结构尺寸和参数的选择 73.3.1 后备系数 的确定 83.3.2 摩擦片外径 D 的确定 83.3.3 摩擦系数 u 的确定 93.3.4 单位压力 p 的确定 104 主动部分的设计 114.1 压盘的设计 114.1.1 压盘几何尺寸的确定114.1.2 压盘厚度的确定 114.2 离合器盖的设计 135 从动部分的设计 13西华大学毕业设计说明书 5.1 从动盘的结构组成 135.2 从动盘钢片的选择 135.3 从动盘榖的选取 155.4 从动盘摩擦片摩擦材料的选取 176 离合器主要零部件的设计与计算 186.1 膜片弹簧的设计与计算 186.1.1 膜片弹簧的变形特性 186.1.2 膜片弹簧基本参数的选择 196.1.3 绘制膜片弹簧特性曲线 20 6.1.4分离轴承载荷计算 216.1.5 膜片弹簧强度校核 226.2 扭转减振器的设计与计算 236.2.1 扭转减振器的选用 236.2.2 扭转减振器主要参数的选择 246.2.3 减振弹簧的设计计算 267 结论 29总结与体会 30致谢 31参考文献 32 1LB7160 轿车离合器设计摘 要本文是基于家用小轿车的离合器设计，确定了以拉式膜片弹簧离合器为设计目标，根据所参照的汽车发动机的最大转矩，最高转速、最大功率等数据确定了离合器的基本参数。再对离合器进行结构分析，对其主动部分、从动部分、膜片弹簧、减振弹簧等零部件进行了尺寸分析、计算和设计，同时对花键毂、膜片弹簧和压盘进行了校核，再利用 solidworks 三维绘图软件绘制了摩擦片、压盘、膜片弹簧、扭转减振器、从动盘、离合器盖等零件的三维图，最后绘制了离合器的三维装配图。关键词：离合器、膜片弹簧、solidworks西华大学毕业设计说明书 2LB7160 car clutch designAbstractThis article is based on the household car clutch design, determine the pull type diaphragm spring clutch as design objectives, based on the reference of automobile engine maximum torque, maximum speed, maximum power and other data to determine the basic parameters of the clutch. Structure analysis was carried out on the clutch, the active part and the driven part, diaphragm spring and damping spring parts size analysis, calculation and design, as well as the splined hub, diaphragm spring and checks the pressure plate, using the solidworks 3 d drawing software rendering the friction disc, pressure plate and diaphragm spring, reverse shock absorber and clutch plate and clutch cover parts of three dimensional figure, finally draw the 3 d assembly drawing of the clutch.Keywords: clutch diaphragm spring, solidworks西华大学毕业设计说明书 31 绪论1.1 离合器的概述在 1889 年，戴姆勒的钢轮汽车已使用这种设计原理的基本形式：配备了一个锥形/斜面摩擦离合器。这个可以自由移动的锥形盘位于变速器轴上，与曲轴上带锥形凹槽的飞轮可以牢牢地接合。螺旋弹簧将锥形盘压入到飞轮锥形凹槽里，离合器接合；可踩下脚踏板，通过分离套筒、弹簧将此锥形盘拉回，从而分离离合器，中断动力传输。最初使用驼毛做为锥形盘摩擦面的材料，但很快被皮革取代。后者在蓖麻油中浸泡过，可以防潮湿，防油/脂。其优点是：可以自动调节，变速器输入轴上不受应力，但也有缺点，就是太重。一方面，摩擦片磨损太快，更换太复杂，后在皮革摩擦片中设计了压紧弹簧销或传动片以做改进。另一方面，飞轮和离合器锥盘体积太大，因而其惯性力矩较大导致换档时离合器比其要求的分离过程要慢很多(与变速器已不同步了)。在板簧离合器中，有一个坚固耐磨的螺旋状板簧，其与变速器输入轴的鼓形末端相连，安装在飞轮的凹陷处。螺旋板簧的一端与飞轮相连，另一端紧固在弹簧罩壳上。离合器踏板压紧板簧，板簧在鼓形周围绕其自身越来越紧(自动增强)，驱动变速器输入轴 接合离合器。只需很小的力即可压缩弹簧，并使离合器接合柔和。随着发动机转速的不断增加，合器外罩很容易发生磨损，尤其是在发动机高转速时换档，会很快地磨损。离合器变得越来越重。除此以外，用来作用于分离杠杆的分离轴承一直处在受压状态下，使其和离为了解决上述这些系统性的不足，人们便开发出了膜片弹簧离合器，膜片弹簧离合器诞生于 1936 年通用汽车的研究实验室里，并在 1930 年代后期在美国大批量生产。在欧洲，是在第二次世界大战之后，人们通过美国通用公司的军用卡车才开始熟悉膜片弹簧离合器，并在 1950 年代中期应用在一些单一的欧洲车型上。保时捷 356，Goggomobil，宝马 700 和 DKW Munga 是第一批配备了膜片弹簧离合器的德国制造的汽车。膜片弹簧离合器大批量生产始于 1965 年的欧宝 Rekord 车型。由于膜片弹簧离合器能够均衡、对称地转动，因而不受发动机转速的影响。膜片弹簧离合器在 1960 年代获得了成功，那时凸轮轴顶置式高转速发动机西华大学毕业设计说明书 4(Glas，宝马，阿尔法罗密欧)大范围地取代了凸轮轴下置式发动机。到 1960 年代末，几乎所有的汽车制造商都采用膜片弹簧离合器。1.2 SolidWorks 软件的优点SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 软件，由于技术创新与 CAD 技术的发展潮流和方向相符合,且 SolidWorks 软件功能强大，组件繁多。 SolidWorks 有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得越来越多的人使用 SolidWorks ，它还能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。本设计使用的 SolidWorks 2013，它构建于 SolidWorks 2012 的成熟技术之上，新增了许多功能，使其技术水准又上了一个新的台阶，比起过去的solidworks 2012，在操作界面和操作过程有了很大的改变，明显更直观、更人性化、智能化，从而能有效提高设计效率。2 离合器的结构方案分析与选择2.1 离合器的主要结构离合器一般由主动部分、从动部分、分离机构、压紧机构和操纵机构五部分组成。（1） 主动部分主动部分包括压盘、离合器盖、飞轮等部分组成，离合器盖用螺钉固定于飞轮上，压盘沿圆周的凸起伸入离合器盖的窗口中，曲轴旋转时，通过飞轮、离合器盖带动压盘一起转动。（2）从动部分从动部分是将发动机传给飞轮、离合器盖和压盘的动力通过摩擦传给变速器的输入轴。从动盘由从动盘本体、摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。从动盘钢片通常使用薄弹簧制成，与从动毂铆在一起。（3）压紧机构压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成，与主动部分一起旋转，它以离合器盖为依靠，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压紧。螺旋弹簧分沿周向布置和中央布置两种。将一个圆柱形或圆锥形弹簧布置西华大学毕业设计说明书 5在中央的离合器称为中央弹簧离合器 3。（4）分离机构主要包括分离杠杆、分离轴承、分离套筒、分离叉；（5）操纵机构主要包括踏板、拉杆、拉杆调节叉。2.2 离合器的工作原理离合器是靠摩擦传递动力，其所能传递的最大转矩取决于摩擦面间的最大静摩擦力矩，而后者又由摩擦面间的最大压紧力和摩擦面尺寸及性质决定的 4。摩擦离合器的工作过程：（1）接合状态：弹簧将压盘、飞轮及从动盘相互压紧，发动机的转矩经飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传至从动盘，再经过从动轴向传动系统输出 5。（2）分离过程：驾驶员踏离合器踏板，套在从动盘毂环槽中的分离叉推动从动盘向右移动，先消除自由间隙，再进一步克服弹簧压力直至分离间隙出现，中断动力。（3）接合过程：缓慢地抬起离合器踏板，拉动分离叉下端向做前移，带动分离轴承向后移动，压盘便在压紧弹簧作用下逐步压紧从动盘，并使所传递的转矩不断增大，直至转速相等滑磨现象消失，离合器完全接合为止 3。2.3 离合器结构方案的选择2.3.1 从动盘数和干湿式的选择单片离合器只有一个从动盘，乘用车上一般都采用单片离合器。近年来，由于摩擦材质的提高，在某些重型汽车上的应用也渐多了起来。单片离合器具有结构简单、散热良好、轴向尺寸小、维修调整也比较方便，从动部分转动惯量小等优点。干式离合器的主要优点是结构简单，价格便宜,总的来说，使用比较可靠，而湿式离合器的工作更加可靠，寿命更长，温度较低，但是压盘结构形状复杂，摩擦副磨损物进入油中没有滤清，主要用于需要传递较大扭矩的离合器。本设计是用于家庭小轿车，所以选择单片干式离合器。西华大学毕业设计说明书 62.3.2 压紧弹簧的形式选取离合器的压紧弹簧有圆柱弹簧和膜片弹簧等形式。膜片弹簧离合器有许多优点：（1）膜片弹簧具有理想的非线性特性，弹簧压力在摩擦片磨损范围内几乎可以保持不变，并且在分离离合器时，分离作用力小于结合时的压力，操纵轻便；（2）高速旋转时，压紧力降低很少，性能稳定。而周布弹簧离合器，因弹簧在高速时受到离心力的影响，摩擦力矩明显下降；（3）因为膜片弹簧起到了压紧弹簧和分离杠杆的两个功用，使结构大为简化，零件数减少，质量减少，离合器的轴向尺寸缩短；（4）容易实现良好的通风散热；（5）压力分布均匀，平衡性好。拉式膜片弹簧离合器是离合器的一种新结构，其膜片反装，使支承结构大为简化，膜片弹簧的安装和更换更为方便，质量小，通风散热好，不像推式那样，在支承环磨损后因与膜片弹簧之间存在间隙而增加踏板的空行程 6。所以本设计选取拉式膜片弹簧。2.2.3 压盘的驱动方式选择压盘的驱动方式主要有凸块窗孔式、销钉式、键块式和传力片多种。