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KD1100中型载货汽车设计-离合器及传动轴设计(全套含CAD图纸)

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编号:1574087    类型:共享资源    大小:3.23MB    格式:ZIP    上传时间:2017-08-17 上传人:机****料 IP属地:河南
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kd1100 中型 载货 汽车 设计 离合器 传动轴 全套 cad 图纸
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内容简介:
外文翻译资料 1 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 能化 即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 控机床上增加人机对话功能,设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而 有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化 方向发展。 性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在外文翻译资料 2 色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(称 指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制 电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针, 1988 年美国加州大学 校研制出第一个微电机以来,国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展,开发出各种 件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程 中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 色化 技术的发展给人们的生活 带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数外文翻译资料 3 据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等,智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量 诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢 连铸 轧钢综合调度系统、冷连轧等。 布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。 有特 点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。 监视集中控制分散,故障面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家 产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 算机集成制造系统 (钢铁企业的 将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控外文翻译资料 4 制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应钢铁生产的要求。 未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现 。 场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直 流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化 现场就地控制站等的发展。 流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于 交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 外文资料翻译 1 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of 文资料翻译 2 as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . 外文资料翻译 3 a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to a of of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a 文资料翻译 4 in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of 外文资料翻译 5 is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C 外文资料翻译 6 it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 型载货汽车设计 离合器及传动轴设计 摘 要 本次设计了离合器和传动轴。在汽车传动系的这些部件中,离合器和传动轴是其中两个重要的部件。在传动系统中,离合器位于发动机与变速器之间,其作用是使驾驶员可以把发动机与变速器接合或分离。离合器是一种摩擦式分离装置,与驾驶室中离合器踏板相连接。驾驶员通过操纵离合器既可以使发动机与离合器暂时分离,也可以在汽车起步时使发动机与离合器平稳接合。本次设计为膜片弹簧离合器。 本设计通过对传动轴的传动类型分析,结合所设计中型载货汽车的特点以及市场趋势等因素,对传动 方式和传动轴进行了选型;通过对传动轴的类型与结构分析,选择传动轴的十字轴滚针轴承的密封形式为盖板式密封,并在其密封部位采用橡胶骨架油封和毡圈油封相结合的密封形式,以适应农村地区的恶略路况;通过对万向节的十字轴 、滚针轴承 、万向节差的设计计算,确定了所设计车辆使用的这些部件的具体尺寸;通过对传动轴的临界转速和计算载荷的确定,用待定系数法确定了传动轴的花键轴和轴管的尺寸,并校核了其扭转强度和临界转速,确定了合适的安全系数。鉴于矩形花键的一系列优点和国内的生产加工水平,传动轴花键采用了矩形花键。传动轴的实验室传 动轴的生产加工中的一项至关重要的程序,本文在该书中对传动轴的试验进行了简要介绍,并且在设计过程中对涉及到实验的部分有针对性查阅了同类型的产品的试验结果,对设计结果予以修正。综合各部分的设计及校核结果,所设计的传动轴能满足所设计的中型载货汽车的传动要求。 关键词:离合器 , 摩擦式 , 膜片弹簧 , 传动轴 , 十字轴 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 n is of is in is to to or is a It is to a in s to or he is or In we of on to of of in we So we to is of On we to we of so of be to To up of we 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 to of We 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 目 录 第一章 前 言 1 第二章 离合器概述 2 合器的主动部分 2 合器的工作原理 3 第三章 离合器设计计算 6 合器设计要求 6 合器参数的选择 6 动盘总成 10 盘和离合器盖计算 12 片弹簧的设计计算 15 转减震器计算 17 合器操纵系统设计 18 合器试验 18 外离合器发展 18 第四章 传动轴计算 21 向传动的计算载荷 21 字轴设计计算 22 字轴滚针轴承的计算 23 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 向节叉的设计计算 24 动轴临界转速计算 27 管强度计算 29 动轴花键轴的计算 29 第五章 结 论 31 参考文献 32 致 谢 33 外文翻译 34 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 常用符号表 第二章 离合器设计计算 物理量 代号 单位 物理量 代号 单位 摩擦片外径 D 动机最大功率时转速 n r/擦片最大圆周速度 V m/s 离合器后备系数 单位压力 0P 静摩擦力矩 擦面间的静摩擦因数 f 压盘施加在摩擦面上的工作压力 F N 摩擦面数 Z 摩擦片的平均摩擦半径 位摩擦面积滑磨功 w 2/汽车总质量 胎滚动半径 r m 主减速器传动比 0i 轴的扭转切应力 T 轴的抗扭截面系数 3发动机最大转矩 第三章 传动轴计算 物理量 代号 单位 物理 量 代号 单位 传动轴计算载荷 变速器一挡传动比 1i 计算驱动桥数 n 万向传动的计算转矩 向传动的最大夹角 十字轴轴颈根部弯曲应力 w 滚针工作长度 料的弹性模量 E 临界转速 r/全系数 K 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 动载系数 传动花键轴的扭转切应力 h 齿侧挤压应力 h 变速器一挡传动比 1 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 第一章 前 言 随着汽车工业的发展 ,离合器也在原有的基础上不断改进和提高 ,以适应新的使用条件。从国外的发展动向来看 ,汽车的性能在向高速发展 ,发动机的功率和转速不断提高 ,载重汽车趋于大型化 ,国内情况也类似于此。另外 ,离合器的使用条件也日酷一日。因此 ,增加离合器的传扭能力 ,提高其使用寿命 ,简化操作已成为离合器目前发展的趋势。 离合器的结构形式虽然可以各不相同 ,但在使用中对它们的基本要求却是一致的。对汽车离合器的基本要求有以下几点 : 能可靠地传递发动机 的最大扭矩 ; 接合时要平顺、柔和 ,使汽车起步时没有抖动和冲击 ; 分离时要迅速彻底 ; 离合器从动部分的转动惯量要小 ,以减轻汽车起步和换档时变速器齿轮轮齿间的冲击 ,方便换档 ; 离合器的通风散热应良好 ; 高速回转时要具有可靠的强度 ,应注意平衡问题和离心力的影响 ; 应使汽车传动系避免共振 ,并具有吸收振动 ,缓和冲击和减少噪音的能力 ; 操纵轻便 ; 离合器的工作性能应保持稳定 ,这就要求作用在摩擦片上的总压力要不因摩擦表面的磨损而变化 ,或者变化较小 ; 要求使用寿命长。此外 ,离合器也要尽量做到结构简单 ,紧凑 ,制造工艺性好 ,维修方便 ,重量轻等等。 基于上述要求 ,离合器的压紧弹簧从普遍采用的圆柱螺旋弹簧改为膜片弹簧 ,其利甚多。首先 ,膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用 ,使零件数量减少 ,重量减轻 ,离合器结构大为简化 ,并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。其次 ,由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触 ,使压力分布均匀 ,摩擦片的接触良好 ,磨损均匀 ,再者 ,由于膜片弹簧具有非线性的特性 ,因此 ,可设计成当摩擦片磨损后 ,弹簧压力几乎可以保护不变 ,且可减轻分离离合器时的踏板力 ,使操纵轻便。另外 ,膜片弹簧的安装集团对离合器轴的中心线来说是对 称的 ,因此它的压紧力实际上不受离心力的影响。 膜片弹簧与螺旋弹簧的对比: 1、 制造工艺方面 膜片弹簧由弹簧钢板冲制而成 ,而螺旋弹簧由钢丝卷绕而成 ,相比之下前者制造工艺性好。 2、 零件数量方面 膜片弹簧本身带有分离爪 ,勿须另加分离杆 ,且一个离合器只用一张膜片弹簧作为压紧弹簧 ;而螺旋弹簧要另加分离杆 ,且一个离合器要用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧。相比之下前者零件数量少 ,结构紧凑 ;购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 后者零件数量多。零件数量少者 ,拆装、维修方便省时 ;零件数量多则费时。 3、其他方面 (1) 螺旋弹簧其弹性特性为线性的 ,因此离合的调 整比较容易。而膜片弹簧其弹性特性为非线性的 ,因而离合器的调整较困难。不过 ,适当选取 H/ h 的值 ,适合汽车离合器使用的膜片弹簧总可以制造出来 ,只要我们掌握了膜片弹簧的特性 ,离合器调整问题也可随之解决。 (2) 膜片弹簧的制造成本比圆柱螺旋弹簧的制造成本高一些 ,但寿命也比螺旋弹簧长一些。另外 ,膜片弹簧不受离心力的影响 ,而螺旋弹簧要受离心力影响 ,特别是高速旋转时 ,其影响不可忽视。 现代汽车向高速发展 ,离合器也向高速发展 ,压紧弹簧在高转速下工作 ,膜片弹簧的优越性会随之显示出来。膜片弹簧取代螺旋弹簧作为离合器压紧弹簧势所必然。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 第二章 离合器概述 合器的主要结构 一、 主动部分 主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。这部分与发动机曲轴连在一起。离合器盖与飞轮靠螺栓连接,压盘与离合器盖之间是靠压盘上的凸台和离合器盖上的窗口传递转矩的。 二、 从动部分 从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成,它将主动部分通过摩擦传来的动力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。为了避免转动方向的共振,缓和传动系受到的冲击载荷,大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有 扭转减震器。 三、 扭转减振器 离合器接合时,发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了从动盘两侧的摩擦片,带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。从动盘本体和减振器盘又通过四个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用,所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于从动盘本体和减振器盘来回转动,夹在它们之间的减震阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量,将扭转振动衰减下来。 为了使汽车能平稳起步,离合器应能柔和接合,这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。为此,往往在动盘本 体圆周部分,沿径向和周向切槽。再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形,两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接,这样从动盘被压缩时,压紧力沿翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大,从而达到接合柔和的效果。 四、弹簧布置形式的选择 周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧,其结构简单制造容易,因此用较为广泛。压紧弹簧直接与压盘接触,易受热退火,且当发动机最大转速很高时周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲,使弹簧压紧力下降,离合器传递转矩的能力随之降低。此外,弹簧靠到它的定位面上,造成接触部购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 位严重磨损,甚至出现 弹簧断裂的现象。 中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧,并且布置在离合器的中心,此结构轴向尺寸较大。 膜片弹簧的结构主要特点是采用一个膜片代替传统的螺旋弹簧和分离杠杆。起结构特点如下: 1、膜片弹簧的轴向尺寸较小而径向尺寸很大 ,这有利于在提高离合器传递转矩能力的情况下离合器的轴向尺寸。 2、膜片弹簧的分离指器分离杠杆的作用,故不需专门的分离杠杆,使离合器结构大大的简化,零件数目少,质量轻。 3、由于膜片弹簧轴向尺寸小,所以可以适当增加压盘的厚度,提高热容量;而且还可以在压盘上增设散 热筋及在离合器盖上开设较大的通风孔来改善散热条件。 4、膜片弹簧离合器的主要部件形状简单,可以采用冲压加工,大批量生产时可以降低生产成本。 故在本设计中选用了膜片弹簧离合器。 离合器按它的结构形式选择 根据膜片弹簧分离指在分离时所受的力是推力还是受拉力,可分为推式和拉式弹簧离合器。拉式与推式离合器最明显的特征就是膜片弹簧安装方向相反。 拉式膜片弹簧离合器与推式有其明显的优点: 1、减少中间支撑,零件数目相对要少。结构简单,紧凑、质量较轻。 2、由于取消了中间支撑,减少了摩擦损失,传动效率高,使分离时的踏板力更少, 3、拉式膜片弹簧无论在接合还是在分离时,膜片弹簧都与离合器盖接触,不会产生噪声和冲击。 4、由于拉式膜片弹簧是以其中部压紧压盘,在压盘大小相同的条件下可使用直径相对较大的膜片弹簧,从而实现在不增加分离时的操纵力的前提下,提高压盘的压紧力和传递转矩的能力;或在传递转矩相同的条件下,减小压盘的尺寸。 5、使用寿命相对要长。所以在本设计中选择拉式离合器。 五、 操纵机构 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 操纵机构是为驾驶员控制离合器分离与接合程度的一套专设机构,它是由位于离合器壳内的分离杠杆(在膜片弹簧离合器中,膜片弹簧兼起分离杠杆 的作用)、分离轴承、分离套筒、分离叉、回位弹簧等机件组成的分离机构和位于离合器壳外的离合器踏板及传动机构、助力机构等组成。 合器的工作原理 发动机飞轮是离合器的主动件,带有摩擦片的从动盘和从动毂借滑动花键与从动轴(即变速器的主动轴)相连。压紧弹簧则将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上,再由此经过从动轴和传动系中一系列部件传给驱动轮。压紧弹簧的压紧力越大,则离合器所能传递的转矩也越大。 由于汽车在行驶过程中,需经常保持动力传递,而中断传动只是 暂时的需要,因此汽车离合器的主动部分和从动部分是经常处于接合状态的。摩擦副采用弹簧压紧装置即是为了适应这一要求。当希望离合器分离时,只要踩下离合器操纵机构中的踏板,套在分离套筒的环槽中的拨叉便推动分离叉克服压紧弹簧的压力向松开的方向移动,而与飞轮分离,摩擦力消失,从而中断了动力的传递。 当需要重新恢复动力传递时,为使汽车速度和发动机转速变化比较平稳,应该适当控制离合器踏板回升的速度,使从动盘在压紧弹簧压力作用下,向接合的方向移动与飞轮恢复接触。二者接触面间的压力逐渐增加,相应的摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮和从 动盘接合还不紧密,二者之间摩擦力矩比较小时,二者可以不同步旋转,即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘接合紧密程度的逐步增大,二者转速也渐趋相等。直到离合器完全接合而停止打滑时,汽车速度方能与发动机转速成正比。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 第三章 离合器设计计算 合器设计要求 一、 能可靠地传递发动机的最大转矩; 二、 接合过程要平顺柔和,使汽车起步时没有抖动和冲击; 三、 分离时要迅速彻底; 四、 离合器从动部分的转动惯量要小,以减轻换档时变速器轮齿间的冲击力并方便换档; 五、 高速旋转时具有可靠的强度 ,应注意平衡并免受离心力的影响; 六、 应使汽车传动系避免共振,具有吸收振动,冲击和减小噪声的能力; 七、操纵轻便,工作性能稳定,使用寿命长。 以上这些要求中最重要的是使用可靠,寿命长以及生产和使用中的良好技术经济指标和环保指标。 合器参数的选择 一、摩擦片外径的确定: 摩擦片外径是离合器的基本尺寸,它关系到离合器的结构和使用寿命,她和离合器所需传递的转矩大小有一定的关系。发动机转矩是重要参数,按发动机最大转矩 )(来选定 D 时,有下列公式可得: ( 3 1) 根据所设计的车型和采用单片摩擦片,则 A=36。由( 2 1)得:0736340100 查摩擦片尺寸的系列化和标准化,选取标准摩擦片外径 D=325径购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 d=190度 h=外径之比 c ,单位面积 2546 100060 ( 3 2) 式中: D 摩擦片外径, N 发动机最大功率时转速, r/V 摩擦片最大圆周速度, m/s; 65/ 即满足设计要求。 二、离合器后备系数 的确定: 后备系数 是离合器设计时应到的一个重要参数,它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择 时,应考虑以下几点: 摩擦片在使用中磨损后,离合器还能可靠地传递发动机最大转矩 ; 要能防止离合器滑磨过大; 要能防止传动系过载。 为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大, 不易选取太小,当使用条件恶劣,为提高起步能力,减小离合器滑磨, 应选取大些;采用柴油机时,由于工作比较粗暴,转矩较不平稳, 选取值应大些;发动机缸数越多,转矩波动越小, 可选取小些。 考虑以上影响因素和所设计车型为农用运输车,采用单缸柴 油机,根据 的取值范围 =时参考其它同类车型选取 。 三、单位压力0P: 单位压力0取时应考虑离合器的工作条件,发动机后备功率大小,摩擦片尺寸,材料及其质量和后备系数等因素。离合器使用频繁,发动机后备系数较小时,0 当摩擦片外径较大时,为降低摩擦片外源出的热负荷,0备系数较大时,可适当增大0P。 采用石棉基材料时, M 。 四、离合器压盘力的计算: 摩擦离合器是靠摩擦表面的摩擦力矩来传递发动机转矩的。离合器的静购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 摩擦力矩根据摩擦定律可表示为: cc (3 3) 式中:为静摩擦力矩,单位 F 摩擦面间的静摩擦因数,取 f=F 压盘施加在摩擦面上的工作压力,单位: N; Z 摩擦面数,为从动盘数两倍。 Z=2; 摩擦片的平均摩擦半径,单位: 假设摩擦片上工作压力均匀,则有: 4 )(2200 ( 3 4) 式中:0位: D 摩擦片外径,单位: d 摩擦片内径,单位: 摩擦片的平均摩擦半径 据压力均匀的假设,可表示 )(3 2233 ( 3 5)将式( 3 4)与( 3 5)代入( 3 3)得: )1(12 330 T c ( 3 6) 式中: c摩擦片内外径之比, c=0 之间。 为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩,设计时 T ( 3 7) 则根据以上相应计算公式及相关数据可得: 由( 3 7)得: 6 6 33 4 a x 由( 3 6) 验算单位压力0P,则: )30 P 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 18 在所要求范围内。 由式( 3 5): mR c 131 2 33 由公式( 2 3): 63 五、单位面积滑磨功: 为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨,防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤,每一次接合的单位摩擦面计划磨功应小于其需用值,即: )( 4 22 w ( 3 8) 式中 : w 单位摩擦面积滑磨功( )/ 2w 许用单位摩擦面积划磨功 )/( 2中型货车:w=; Z 摩擦面数, Z=2; D 摩擦片外径, D=325d 摩擦片内径, d=190W 汽车起步时离合器接合一次产生总滑磨功( J) 汽车起步时离合器接合一次产生总滑磨功( J)为: 2202221800 ( 3 9) 式中:位: . 300; r 位( m) ; ; 0i; 500 。 由公式( 2 9) 可得: 2 2 2223 . 1 4 1 5 0 0 5 3 0 0 0 . 3 8 2 3 2 7 2 . 2 6 ( )1 8 0 0 5 . 7 6 4 . 4 4 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 由公式( 2 8)可得: )/(90325( 7 24 222 即 2/ 满足要求。 六、单位面积传递的转矩0 为了反映离合器传递转矩并保护过载的能力,单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值,即 )( 4 0220 T ( 3 10) 式中各参数以及数值与前计算相同,则: 22220 / 9 03 2 5( 6 34 c 即 2200 / 。满足要求。 动盘总成 从动盘有两种结构型式,带扭转减震器的和不带扭转减震器的 。本次设计从动盘为带扭转减震器的型式。 从动盘总成设计时应满足以下几个方面的要求: 为了减少变速器换挡时轮齿间的冲击,从动盘的转动惯量应尽可能小; 为了保证汽车平稳起步,摩擦面片上的压力分布更均匀等,从动盘应具有轴向弹性; 为了避免传动系的扭转共振以及缓和冲击载荷,从动盘中应装有扭转减震器; 具有足够的抗爆裂强度。 一、从动片: 设计从动片时,应尽量减轻其重量,并应 使其质量的分布尽可能地靠近旋转中心,以获得最小的转动惯量。从动片一般都做得比较薄,的钢板冲制而成。本次设计的农用运输行使速度较低,最高车速不超过 50Km/000 。故取从动片厚度为购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 20 为了使离合器接合平顺,保证汽车平稳起步,单片离合器的从动片一般都做成具有轴向弹性的结构。这样,在离合器的接合过程中,助动盘和从动盘之间的压力是逐渐增加的。 具有轴向弹性的从动片有整体式、分开式和组合式三种型式。比较三种形式的优缺点 ,本次所设计从动片采用整体式弹性从动片。整体式弹性从动片能达到轴向弹性的要求,且生产效率高,生产成本低。 二、变速器第一轴轴径的计算: 轴的扭转强度条件为: T ( 3 11) 式中: T T 轴所传递的转矩, 3 对于实心轴,将 16/3 代入( 2 11)可得: 33 31095 50( 5 ( 3 12) 由109550 可得: 00 066 460 3 6 9 3 三、从动盘毂: 发动机转矩是经从动盘毂的花键空输出,变速器输入轴就插在该花键孔内。从动盘毂和变速器输入州的花键接合方式采用齿侧定心的矩形花键。 设计花键的结构尺寸时参照国标 花键标准,从动盘毂花键尺寸如下:花键齿数: n=10;花键外径: D=40键内径 :d=32齿厚: b=5有效尺长: l=45为了保证从动盘毂在变速器输入轴上滑动时不产生歪斜,影响离合器的彻的分离,从动盘毂的轴向长度不宜过小,一般取其尺寸与花键外径大小相购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 21 同,对在复杂情况下工作的离合器,其盘毂长度更大。考虑所设计中型载货汽车,工作条件较复杂,所以取从动盘毂长为 L=40=50 由于花键损坏的主要形式是由于表面受挤压 过大而全破坏,所以花键要进行挤压应力计算。由公式: ( 3 13) 式中 :P花键的齿侧面压力,由下式确定: e)(4 ( 3 14) 式中: d,D花键的内外径, n 花键齿数; h 花键工作高度 ,D+d)/2; l 花键有效长度, m. 由已知条件: 5 61)0 2 3 4 04 56 从动盘毂由中碳钢锻造而成,并经调质处理,其挤压应力不应超过20所选花键尺寸满足要求。 盘和离合器盖计算 一、压盘传力方式的选择: 压盘时离合器的主动部分,在传递发动机转矩时,它和飞轮以期带动从动盘转动,所以它和飞轮有一定的联系,但这种联系又允许压盘在离合器分离过程中能自由做轴向移动,使压盘和从动盘脱离接触。压盘和飞轮间常用的连接方式有凸台式连接、 键式连接和销式连接。本次设购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 22 计采用凸台式连接方式。 离合器盖用螺栓固定在摩擦飞轮上,在盖上开有长方形的窗口,崖畔上则铸有相应的凸台,凸台伸进盖上的窗口,由离合器盖带动压盘。考虑到摩擦片磨损后压盘向前移,硬是压盘凸台适当高处盖上窗口以外,以保证摩擦片磨损后至极限时仍能可靠传动。 二、压盘几何尺寸的确定: 在摩擦片的尺寸确定后,与它摩擦相接触的压盘内外径尺寸也就基本确定下来了。这样,压盘几何尺寸最后归结为如何去确定它的厚度。 压盘厚度的确定主要依据以下两点: 1)压盘应具有足够的质量,使每次接合时的温声不致过高: 2)压盘营具有较大的刚度,以保证在受热的情况下不致因产生翘曲变形而影响离合器的彻底分离和磨擦片的均匀压紧。 鉴于以上两原因,本次设计压盘厚度取 25初步确定压盘厚度以后,应校核离合器接合一次时的温升,它不应超过 08 。 校核计算公式: ( 3 15) 式中: L 滑磨功, ; c 压盘的热容量,对铸铁压盘: )./( ; m 压盘质量, 3 压盘由铸铁铸成 )200(由此 部分可选择摩擦飞轮的厚度为 18此厚度必然也满足所需要求。 三、凸台强度校核: 当采用压盘的凸台传力时,由于它与离合器盖的接触面积很小,所以必须进行挤压应力校核计算,至于凸台的弯曲应力校核比较起来就显得不那麽重要。这是因为凸台弯曲时,力的作用臂很小,再加上凸台根部抗弯断面系购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 23 数有比较大,所以弯曲应力一般不会很大。 挤压应力的计算公式如下: ( 3 16) 式中: F 作用在每一个凸台上的力,; A离合器盖与凸台的接触面积, 2 计算面积 A 时,应考虑到由于摩擦片的磨损,压盘前移而使接触面积减少的情况。 计算 F 时,分配给该压盘上的发动机转矩按该压盘摩擦面的数目和离合器的全部摩擦面的数目片离合器的压盘 2,1 由公式: a ( 3 17) 式中:发动机最大转矩, ; 分配到该压盘上的转矩占发动机总转矩的百分比; 3R凸台分布的平均半径, 凸台数目。 由式( 2 16)和( 2 17)可得: m a 凸台挤压需用应力为。 四、离合器盖设计: 离合器盖与飞轮用螺栓固定在 一起,通过它传递发动机的一部分转矩给压盘。此外它还是离合器压紧弹簧和分离杆的支承壳体。离合器分离杆支承在离合器盖上,如果盖的刚度不够,则当离合器分离时,可能会使盖产生较大的变形,这样就会降低离合器操纵部分的传动效率,严重时可能导致分离不彻底,引起摩擦片的早期磨损,还会造成变速器换挡困难。 离合器盖常采用厚度越为 的碳钢板冲压而成。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 24 片弹簧的设计与计算 一、主要参数的选择 厚 h 为 24,所以 参数选为: h= H=( h=34,取为 H/h= 2、 比值 R/r 及 R, r 的选择: 因为摩擦片的平均半径: 2 5 1 9 0 1 2 8 . 7 544 拉式膜片弹簧的 r 值取 ,故 取 130r 研究表明: R/r 越大,弹簧材料利用率于低,弹簧越硬弹性曲线受直径误差的影响越大,且应力越高。根据结构布置和压紧力的要求, R/r 以: R= R/r= 3、 a 的选择 a 值一般在 009 15 范围内 a r c t a n 1 0 . 1 7() r R r 故符合要求。 4、 n 的选择 n 取为 18。 膜片弹簧的优化设计 一、约束条件 应保证所设计的弹簧工作压紧力与要求压紧力相等,即 1 3402 N 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 25 为了保证各工作点有较合适的工作位置,应正确选择 1B 相对与 1H 的位置,一般: 110 1 111 1 12 . 8 1 6 2 . 5 1 3 0( ) ( ) 0 . 9 9 83 . 7 5 1 6 0 1 1 1 r 故符合要求。 为了摩擦片磨损后仍能可靠的传递发动机的转矩,并考虑到摩擦因数的下降,应使: 11 因 14126 13589 4216 3589 故符合要求。 为了满足离合器使用性能的要求应使: 1 9 0015()r 因 010 故符合要求。 弹簧各部分有关尺寸应符合一定的范围内,即: 1 1 03 1 6 2 130 01 6 2 2 8 故符合要求。 为了使摩擦片上的压紧力分布比较均匀,应使: 1()42D d 因 11 2 8 . 7 5 1 3 2 1 6 2 . 5r 故符合要求。 7. 根据弹簧结构布 置的要求 ,应使 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 26 110170604 而 21 21321341 127280 rr 7, 0 2 6 , 0 1 4。 故符合要求。 因此其杠杆比应在一定范围内选取 ,即: 转减震器计算 一、极限转矩 极限转矩为减震器在消除限位销与从动盘毂缺口间的间隙时所能传递的最大转矩 。 m a 5 1 . 5 3 4 0 5 1 0 N m 二、减震弹簧的位置半径 0R : 0 5100 . 6 4 2 2 52R m m 三、减震弹簧个数 Z:摩擦片外径 D=325据推荐选取减震弹簧个数 Z=6 。 四、减震弹簧总压力 P :当限位销与从动盘毂之间的间隙被消除,减震弹簧传递转矩达最大值 ,减震弹簧受到的压力 P 为: 0 5 5 0 / 0 . 0 5 1 1 0 7 8 4 . 3 R N 单个减震弹簧压力: 4 1 0 7 8 4 . 3 / 6 1 7 9 7 . 3 8P P N 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 27 合器操纵系统设计 一、踏板位置 : 离合器踏板位置以人体左右对称中心外准向左移80为离合器踏板中心线的位置 。 二、踏板行程:离合器踏板最大行程是指从踏板最高点所划过 的距离。踏板最大行程应小于 175 三、踏板力:对于一定的离合器总成,离合器踏板力取决于离合器分离轴承的输出力及操纵系统的传动比,加大传动比会使踏板力减小但行程增加。踏板力大小直接影响到对离合器操纵的轻便性。一般来说,对于轿车和轻型卡车,其踏板力为:轻的踏板力小于 100N ,较重的踏板力大于 130N 。 四、离合器操纵传动: 常用的离合器操纵传动由机械式和液压式。本次设计采用液压式。 合器试验 在离合器开发过程中,要确保产品质量,仅靠理论分析和经验的指导是不够的,最终还要进行试验。故 离合器产品的试验室开发过程中不可缺少的重要环节。 试验是评价离合器整个系统 、分系统或其中任何一种零件好坏的重要方法和最终手段。只有通过试验才能最终确认产品的设计或选用是否恰当、合理 。 离合器试验分室内试验 、零部件试验、 操纵系统试验及离合器在车上的试验 。通过离合器试验来最终确定其性能 零部件质量以及检测离合器师傅还存在哪些性能问题,以便对所设计产品进行修改和优化设计。 外离合器发展 国外离合器的结构特点,是以干式单片摩擦离合器为主,默片弹簧式离购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 28 合器在轿车,轻 中型载货汽车和重型卡车上 也日益广泛使用。从动盘都装有扭转减震器,以提高减震能力降低振动噪声。 国外汽车发动机在降低油耗的同时,增加输出功率和提高发动机转速,并对汽车的平顺性能提出了更高的要求,这要求离合器具有足够的转矩容量,保证高速时安全可靠,接合平顺,具有结构紧凑和操纵轻便等性能,现已广泛使用拉式离合器以及自动操纵离合器,双质量飞轮也日益推广。 一、压盘及离合器盖总成 由于国外汽车发动机向大功率 高转速 低油耗方向发展,国外离合器生产企业除规定离合器具有足够大的转矩容量外,还提高了离合器的安全转速,转速的高低取决于汽车厂家。随着 发动机输出功率的不断增加,离合器转矩容量在逐渐提高,为了增加离合器的转矩容量,又不致使得尺寸过大和压紧负荷过高,在载荷汽车中采用两种方案,一个采用双片离合器,另外采用拉式离合器。 为了适应汽车技术不断发展的要求,国外汽车离合器及离合器的基本结构保持了传统的形式,压紧原件为膜片弹簧,为单片干式摩擦离合器,在一些细节上做了改进。如采用 结构,使得离合器的轴向尺寸,重量减轻,并通过离合器盖的翻铆接,取代支承铆钉,另外再盖上冲制支承环,替代焊接式支承环,使得零件数量大为减少,而且是离合器的轴向尺寸减少 。目前主要用于轿车及轻型 、 中型货车上。 离合器中,通过将膜片弹簧的支撑点和作用点位置改变,使其与传统的膜片式离合器相反,将传统的压式操纵改为拉式操纵。由于支点变更,使得分离杠杆比有所扩大,提高了分离效率,降低了分离载荷,所得离合器操纵更为轻便。另外拉式离合器由于最大程度利用压盘该内部的空间,使得同样尺寸的离合器能具有更大的载荷,提高了传扭能力,另外由于支撑点的改变,使得分离杠杆比提高,减低了分离负荷。由于分离的受力方向改变,使得拉式离合器膜片弹簧始终紧贴着压盘盖,有利于解决离合器摩擦后的噪声。 近年来国外在 压盘及盖总成又有了新的结构,再盖总成中采用一些自动调整装置,使得盖总成中压盘的摩擦量得以自动补偿,使得膜片弹簧的工作压力保证一致。 二、从动盘总成 国外汽
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