汽车离合器结构分析和计算机辅助设计

南京航空航天大学 毕业论文 题目 汽车离合器结构分析和计算机辅助设计 学生： 学号： 参考文献 1臧杰 ,阎岩 M2005,8. 2王望予主编 M2004,8. 3徐石安，江发潮 M2005,2. 4刘惟信主编 M2001,7. 5林世裕主编 M2005. 6汽车标准汇编 (2000 2004) M2005. 7阎春利 ,张希栋 J. 林业机械与木工设备 ,2006,3. 8廖林清 ,曹建国 J2001,2. 9司传胜 J. 林业机械与木工设备 ,2004,12. 10李林 ,刘惟信 . 汽车离合器螺旋弹簧的优化设计 J2000,5. 11林明芳等 . 汽车离合器螺旋弹簧的优化设计 J2003,2. 12刘红欣 J2003， 3. 13张卫波 J2007,1. 14肖文颖 ,许海华 J2007,4. 15程汉应 J2001,7. 16浦定真 J2006,6. 17赵波 ,赵晓昱 J2007,2. 1819摘 要 以内燃机在作为动力的机械传动汽车中，离合器是作为一个独立的总成而存在的。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。为各类型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平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；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，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。 本车设计采用单片螺旋弹簧离合器。本车采用的摩擦式离合器是因为其结构简单，可靠性强，维修方便，目前大多数汽车都采用这种形式的离合器。而采用干式离合器是因为湿式离合器大多是多盘式离合器，用于需要传递较大转矩的离合器，而该车型不在此列。采用螺旋弹簧离合器是因为螺旋弹簧离合器具有很多优点：首先，由于螺旋弹簧具有非线性特性，因此可设计成当摩擦片磨损后，弹簧压力几乎可以保持不变，且可减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，螺旋弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对的，因此其压力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，螺旋弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外，由于螺旋弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀，也易于实现良好的散热通风等。由于螺旋弹簧离合器具有上述一系列的优点，并且制造螺旋弹簧的工艺水平也在不断地提高，因而这种离合器在轿车及微型、轻型客车上已得到广泛的采用，而且逐渐扩展到载货汽车上。从动盘选择单片式从动盘是一位其结构简单，调整方便。压盘驱动方式采用传动片式是因为其没有太明显的缺点且简化了结构，降低了装配要求又有利于压盘定中。选择拉式离合器是因为其较拉式离合器零件数目更少，结构更简化，轴向尺寸更小，质量更小；并且分离杠杆较大，使其踏板操纵力较轻。 关键字： 螺旋弹簧离合器 螺旋弹簧 离合器 摩擦片 减振盘 To as in is as an is in in of is in in is a of on in to of is to to a in be to of in by to of to of to of a of of of of is of is a is of it be to be of at of to on of of is so is in of or In of so of to to of In as a of so to As a of of to so in to of is a of is of to be in of of of a of so it is 离合器的发展 在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功。它的原型设计曾装在 1889年德国戴姆勒公司生产的钢制车轮的小汽车上。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。采用锥形离合器的方案一直延续到 20世纪 20年代中叶，对当时来说，锥形离合器的制造比较简单，摩擦面容易修复。它的摩擦材料曾用过骆毛带、皮革带等。那时曾出现过蹄 结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄 革带等，蹄 论锥形离合器或蹄 容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。 现今所用的盘式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到 1925年以后才出现的。多片离合器最主要的优点是，汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。早期的设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹的金属的摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更为满意的性能。 浸在油中的盘片式离合器，盘子直径不能太大，以避免在高速时把油甩掉。此外，油也容易把金属盘片粘住，不易分离。但毕竟还是优点大于缺点。因为在当时，许多其他离合器还在原创阶段，性能很不稳定。 石棉基摩擦材料的引入和改进，使得盘片式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积，因而可以减少摩擦片数，这是由多片离合器向单片离合器转变的关键。 20世纪 20年代末，直到进入 30年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才使用多片离合器。 图 建立过程 4 主要技术指标： 发动机转速： 3000 最大传递转矩： 型 式： 单盘式 ， 摩擦系数： 总压力， 7离合器的摩擦片进行了设计选择，确定了离合器摩擦片的外径尺寸，对以后其他多个部件总成的外形尺寸选择起了决定作用。通过对摩擦片这个零件的设计选择，还可以间接确定离合器的外形尺寸等。 主动部分设计 本章对离合器主动件进行了设计、计算、选择及校核。主动件包括离合器盖、压盘等。这些部件都是给离合器传递扭矩的部件，他们共同的特点是都要有良好的散热能力，有能有效把在主动部分的热传递出去的能力。这些部件总成都是符合标准的部件，经过严格的校核计算，可以符合使用的标准，满足使用的需要。 从动盘总成设计 本章对离合器从动盘各部件总成进行了设计计算及校核。从动盘包括摩擦片、扭转减振器、波形弹簧、从动盘毂及其他一些起紧固、传递力作用的零件。考虑了其各方面的要求及特征，改进了原零件的一些设计方案和材料，使整体效果更好一些。并能提高离合器本身的使用寿命及汽车的舒适性等。 螺旋弹簧设计 本章螺旋弹簧进行了设计优化。使其可以更好的在该设计的离合器中工作，提高离合器的使用寿命及工作效率。螺旋弹簧本身就兼起压紧弹簧和分离杠杆作用，是离合器上最重要的部件，将其设计做好可以是离合器的各项性能得到大幅度的提高。 结 论 本设计分析了本设计所要采用的的螺旋弹簧离合器，对螺旋弹簧离合器进行了分类，阐述了螺旋弹簧离合器的原理和组成，及其特性。通过详细的推导过程积累了大量的数据，并成功的绘制出了螺旋弹簧离合器的成品图。 主要叙述了离合器的发展现状，和它的工作原理，在此过程中，经过对比结合，初步确定了合适的离合器结构形式，选取了拉式螺旋弹簧离合器，并且带有扭转减振器，为后面的计算提供了理论基础。 在计算中，首先确定摩擦片外径尺寸，然后根据该尺寸对其他部件总成进行了计算和设计。通过计算校核摩擦片外径尺寸，计算选择出其他部件的外形尺寸，再对其进行校核，确定是否能达到设计要求。设计包括对从动盘总成的设计校核，对压盘的设计校核，对离合器盖的设计校核及离合器盖的设计校核和优化。具体设计计算了摩擦片、扭转减振器、螺旋弹簧、压盘、离合器盖、传动片等多个部件总成 在上述工作完成之后，通过计算机 软件的学习运用，对离合器总体装配图、从动盘总成、压盘、螺旋弹簧、摩擦片进行了绘制，在绘制的过程中对离合器的装配又有了进一步的理解，并且完善了计算部分的遗漏。 这次的设计，可以对原有离合器的设计提出优化和修改的建议，对其以后的设计过程起参考作用。通过这次设计达到了优化改进原有离合器，提高该型汽车使用性，舒适性，并提高了汽车的工作效率的目的。 致 谢 首先向全体老师表示衷心的感谢，在这几年的时间里，他们为我们的成长和进步做出了贡献。在这次毕业设计中，有许多老师给予了指导和帮助 ,尤其是老师，在这次毕业设计的整个过程中，给了我们很大帮助 ,做为我们的辅导老师，尽职尽责，一丝不