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离合器
设计
Catia
cad图纸
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离合器设计,离合器,设计,Catia,cad图纸
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学校 论文题目：轿车膜片弹簧离合器的设计 学 院： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成日期： 目录 1 绪论 .合器概述 .计任务及基参数 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择 .擦片外径 .备系数 .位压力0p.合器基本参数的校核 . 膜片弹簧的设计 . . .锥底角 . .片弹簧工作位置的选择 .离指数目 n 的选取 .槽宽度1. .片弹簧小端内半径0r.6 盘加载点半径 1R 和支承环加载点半径 1r 的确定 .验所得尺寸是否符合设计的约束条件 . 扭转减震器的设计 .转减震器的主要参数 .震弹簧的计算 . 离合器其他主要部件的结构设计 . 13 动盘毂的设计 .擦片材料 .动片的设计 .合器盖的设计 .盘的设计 .力片的设计 .撑 环的设计 .论 .考文献 附录 1 轿车膜片弹簧离合器的设计 1 绪论 合器概述 离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系的 平顺结合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮间的冲击：在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。 膜片弹簧离合器总成主要由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。 计任务及基本参数 汽车离合器是发动机与变速箱之间的连接装置，起连接和断开动力的作用。离合器类型有多种，课程设计的要求为设计膜片弹簧离合器。根据所学习掌握汽车膜片弹簧离合器的工作原理，结构和设计知识， 用所给的基本设计参数进行膜片弹簧离合器的设计，最终完成离合器总成说明书一张、典型的零件图两张，三维模型一个，并完成计算说明书一份。 2 2 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择 已知条件： 1）车型 :长安铃木雨燕 2）整车质量（ 1050 3） 发动机最大扭矩 /转速（ Nm/: 138/4000 4）主减速比 : 5） 1挡 速比 : 擦片外径 d 的选择 摩擦片外径离合器的基本尺寸，关系到离合器的结构重量和寿命。当按发动机最大转矩 N m）来确定 们有如下的关系： （ 2 轿车： 、中型货车：单片 片 型货车： 次设计所设计的是轿车的膜片弹簧离合器，所设计的离合器摩擦片为单片，选择 以 D=1 4 3 8 1 7 0 按选 需注意摩擦片尺寸的系列化和标准化，表 2 表 2合器摩擦片尺寸系列和参数 外径 /D 内径 /d 厚度 /h 内外径之比/位面积2/F 160 110 0600 180 125 3200 3 根据计算结果及表 22合器摩擦片外径为 250查表2下： 摩擦片外径 D=250擦片内径 d=155擦片厚度 h=擦片内外径比 d/D=1面面积 F=302备系数 后备系数保证了离合器能可靠地传递发动机转矩，同时有助于减少汽车起步时的滑磨，提高离合器的使用寿命。后备系数 定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比， 一般取 了离合器的尺寸不知过大，减少传动系的过载，是操纵轻便，后备系数不宜过大。 本次设计是轿车离合器设计，取 =大静摩擦力矩 138=位压力0p 摩擦面上的单位压力 擦片的200 140 6000 225 150 2100 250 155 0200 280 165 0200 300 175 6600 表 2 2 从动盘毂花键的尺寸 摩擦片的外径D/动机的最大转矩 m 花键尺寸 挤压应力 /数 n 外径 D/径 d/厚 t/效齿长 l/80 69 10 26 21 3 20 00 108 10 29 23 4 25 25 150 10 32 26 4 30 50 200 10 35 28 4 35 4 直径大小，后备系数，摩擦片的材料及质量等因素有关。 单位压力与摩擦片的材料有关， 石棉基材料 末冶金材料 属陶瓷材料 于 石棉基摩擦材料的密度小，制造容易、价格低廉等优点，故选择摩擦片材料是 石棉基。 12T 33 D (1 (2式中， 算时一般取 取 f=从动盘的两倍， Z=2 初选 据 式 2 2 计算得： 以所取的材料符合要求。 离合器基本参数的校核 （ 1）摩擦片外径 D（ 选取应使最大圆周速度 5 70m/s，即 1060 65 70m/s 式中， r/本次设计中 000 r/以 4000 225 1060=D 65 70m/ （ 2）摩擦片 的内外径比 c=d/D=155/250=合约束条件 (3) 为保证离合器可靠传递转矩，并防止传动系过载，应使 前面参数选取中，我们选取 =合此约束条件。 （ 4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径 d 必须大于减振器弹簧位置直径2 50 d 20 。 d=1550合要求。 （ 5）单位摩擦面传递转矩的许用值 为反映离合器传递转矩且有过载保护的能力，单位摩擦面传递的转矩应小于 5 其许用值。 即： )(4220 要求 00 T 即可。计算结果0j 4 6 6 8 8 10 10 根据表 4 1， 由于 D=255以 6。 （ 7）减震弹簧总压力 F 当减震弹簧传递的转矩达到最大值 ，减震弹簧受到的压力 / 计算得 震弹簧的计算 在初步选定减振器的主要尺寸后，即可根据布置上的可能来确定和减振弹簧设计的相关尺寸。 （ 1）减震弹簧的分布半径 般取 d/2 （ 2）单个减震器的工作压力 P（ N） P= /Z=920 3） 弹簧 中 径般由结构布置决定，通常选取 1 15左右。 本设计4 4）弹簧钢丝直径 d（ d=3 8 扭转许用应力 =550 600 =580代入数值，得 d=整后取 d=4 （ 5） 减振弹簧刚度 k（ N/ 根据已选定的减震器扭转刚度值及布置尺寸来确定 k=21k ( / )1000R N m =221N/ ） =5520 12 (6) 减振弹簧的有效圈数 ： i = 43 钢 G =79000N/入数值，得 i = (7) 减振弹簧的总圈数 =6。 减振弹簧在最大工作压力 l n d 振弹簧的总变形量 ： k 减振弹簧的自由高度 ： 0 l l = 减振弹簧的预变形量 ： 10 减振弹簧安装工作高度 ： 0l l l = （ 8）从动片相对从动盘毂的最大转角 最大转角 和减震弹簧的工作变形量 ()l l l l 有关，其值为 1= 2 a r c s in l （ /2R ） 代入计算，得 = 9）限位销与从动盘毂缺口侧边的间隙 12=R 式中， 1值一般为 在本设计中， 1=4 1 （ 10）限位销直径 d d 按结构布置选定，一般取 d =2设计取 d =10 13 5 离合器其他主要部件的结构设计 动盘毂的设计 从动盘毂一般用中碳钢锻造而成，并经调质处理，从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受由发动机传来的全部转矩。发动机转矩经从动盘毂的花键孔输出，花键之间为动配合，在离合器分离和结合的过程中，从动盘毂就能在花键轴上 自由滑动 。目前大都采用尺侧定心的矩形花键，花键副之间为间隙配合。花键结构尺寸的选择依据从动盘外径 D 和发动机的最大转矩 表2取花键尺 寸，最后确定为 n=10， D=35d=28t=4l=35mm，c =。 花键毂轴向工作长度应满足以下两项要求： （ 1） 导向要求。为了保证从动盘毂在变速器第一轴上滑动时不产生自锁，花键毂的轴向长度不宜过小，一般应与花键外紧大小相同，对于工作条件恶劣的离合器，其盘毂的长度更大，可达花键外径的 。 在本设计中，花键毂轴向长度取 35 （ 2） 强度要求。花键尺寸选定后应进行挤压应力强度校核。 m ) d Z ( ) / 2h D d 式中 D 、 d m） m） m） 挤压应力不超 过 2014 擦片的材料选取与从动片的连接方式 摩擦片的工作条件比较恶劣，车用离合器广泛采用的是石棉塑料摩擦片，是由耐热和化学稳定性能较好的石棉和粘结剂及其他辅助材料混合热压而成，其价格相对其他材料而言，便宜许多，所以，本设计应用石棉材料。 摩擦片与从动片的连接方式采用的是铆接。因为铆接连接可靠，更换摩擦片容易，适宜在从动片上安装波形片。 动片的设计 设计从动片，要尽量减轻其重量，并使其质量的分布可能地靠近旋转中心，以获得最小的转动惯量。为了减小转动惯量，从动片做的比较薄 ，据设计的需要采用从动片的厚度为 1.5 料为中碳钢板（ 50 号），表面硬度为 35 40构采用分开式弹性从动片结构。 波形片材料采用 65度为 度为 40 46经过表面发蓝处理。 合器盖的设计 (1)离合器盖结构设计要求。 1）应具有足够的刚度，否则将影响离合器的工作特性，增大操纵时的分离行程，减小压盘升程，严重时使摩擦面不能彻底分离。为此可采用如下的措施：适当的增大盖的板厚，使钢板厚度达到 4盖内的圆周处翻边。 2）和飞轮保 持良好的对中，以免影响总成的平衡和正常的工作。对中方式有两种，一种是止口对中，另一种是定位销或定位螺栓对中。 3）盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。 (2)离合器盖的材料。由于设计的离合器是乘用车用的，所以离合器盖的加工工艺为冲压制造，所以采用的是 308号钢板冲压而成。 盘的设计 压盘是离合器的主动部分，在传递发动机转矩时，它和飞轮一起带动从动盘转动，所以它必须和飞轮有一定的联系，但这种连接有应允许压盘在离合器分离过程中自由的做轴向移动，使压盘和从动盘脱离接触。在设计中常采用传力片式，传动片一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上，为了改善传动片的受 15 力情况，一般沿圆周布置。 在离合器的基本参数选定后，压盘的基本尺寸应和摩擦片的外径和内径相同，确定压盘的厚度应符合下列要求： （ 1） 压盘应具较大的刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减少受热后翘曲变形，以免影响摩擦片的均匀压紧及与离合器的彻底分离厚度约为1525 初选厚度 h=15 （ 2） 与飞轮保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度不低于15 20g 3） 压盘应 具有较大质量 ，以增大热容量，减少 温升，应用下式校核压盘的一次接合的温升： (5 1) 式中， t 压盘温升 ( c 压盘的比热容，铸铁： c= m 压盘质量 (经计算约为 W 汽车起步时离合器接合一次产生的总滑磨功 (J)，经上面计算得 W=12100J； 传到压盘的热量所占的比例，对于单片离合器压盘： = 根据式 (5 1)得： t=8 所以，选取压盘的厚 度为 15 由于压盘的形状较复杂，要求传热性好，具有较高的摩擦因数，所以采用灰铸铁，采用 度为 170 227外添加少量的金属元素（镍铁合金）以增加其机械强度。 力片的设计 传力片的作用是在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转，分离时，又可以利用它的弹性来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。传动片常用34组，每组 23片，每片厚度 本设计采用：传力片 3 组，每组 2 片，每片厚度为 1 65弹簧钢带制成。 16 撑环 支撑环和支撑铆钉的安装 尺寸精度要求高，耐磨性好。 本设计采用的是 4撑环直径为 17 6 结论 本文针对汽车设计了一款推式膜片弹簧离合器。 设计膜片弹簧离合器，能够满足长城赛弗汽车在正常行驶中，对离合器保证汽车平稳起步、顺利换挡、防止传动系过载等基本要求。在选择离合器后备系数时，适当增大离合器后备系数，以
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