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大众速腾轿车离合器设计【8张CAD图纸+毕业论文】【推式膜片弹簧离合器】

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摘  要

离合器是汽车传动系中的重要部件,主要功用是是切断和实现发动机对传动系的动力传递,保证汽车平稳起步,保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩,防止传动系统过载。膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器,它的转矩容量大而且较稳定,操作轻便,平衡性好,也能大量生产,对于它的研究已经变得越来越重要。此设计说明书详细的说明了轻型汽车膜片弹簧离合器的结构形式,参数选择以及计算过程。
本文主要是对轿车的膜片式弹簧离合器进行设计。根据推式膜片弹簧离合器工作原理和使用要求,采用系统化设计方法,把离合器分为主动部分、从动部分、操纵机构。通过对各个部分设计方案的原理阐释和优缺点的比较,确定了相关部分的基本结构及其零部件的制造材料。根据车辆使用条件和车辆参数,按照离合器系统的设计步骤和要求,主要进行了以下工作:选择相关设计参数主要为:摩擦片外径D的确定,离合器后备系数β的确定,单位压力P的确定。并进行了总成设计主要为:分离装置的设计,以及从动盘设计和膜片弹簧设计等。


关键词:离合器;膜片弹簧;从动盘;压盘;摩擦片






ABSTRACT

Automobile clutch is an important part of the power train of the car ,it plays an important role. The main purpose of this design is using traditional methods to learn the basic steps, comprehending the design process, using the learned knowledge to the design process, thus a more solid grasp of the knowledge learned.
This paper is a car diaphragm spring clutch design. In accordance with the conditions of vehicles and vehicle parameters, in accordance with the clutch system design steps and requirements for the following main tasks: choosing the main design parameters are: the determination of friction plate diameter, back-up clutch coefficient determination unit to determine the pressure. And designed primarily for the assembly: the design of separation devices , as well as the follower plate follower piece design includes the design and the design of the driven wheel disc, part of the design of the initiative, including the pressure plate, Clutch cover design, flexible drive chip design, which covered the design of the clutch is a simple design, is designed to manipulate the whole body out of the trip pedal, pedal power, with the ergonomic requirements. To reverse the shock absorber of the coil spring design.



Key words:Clutch; Diaphragm spring; Driven plate; Pressure late; Friction disc



目  录
摘  要 I
Abstract II
第1章 绪  论 1
1.1研究现状 1
1.2离合器结构和工作原理 1
1.3设计内容 2
第2章 离合器结构的设计 3
2.1 设计参数和结构要求 3
2.2 摩擦片的选择 3
2.3 压盘的选择方式 3
2.4 压紧弹簧的选择与布置 3
2.5 分离轴承的选择形式 4
2.6离合器通风散热的解决措施 5
2.7 本章小结 6
第3章 离合器基本结构参数的计算和确定 7
3.1 摩擦片内径、外径的确定 7
3.2摩擦片上单位压力的确定 8
3.3离合器后备系数的确定 8
3.4  本章小结 9
第4章 离合器从动盘总成的设计 10
4.1从动盘的结构 10
4.2 从动盘设计 10
4.2.1 从动片的选择 11
4.2.2 摩擦片的材料的确定 11
4.2.3 从动盘毂的设计 12
4.3 减震弹簧的设计 13
4.4 本章小结 14
第5章 离合器膜片弹簧 15
5.1 膜片弹簧的结构 15
5.2 膜片弹簧的弹性变形特性 15
5.3 膜片弹簧的参数尺寸确定 17
5.3.1 R和R/r的选取 17
5.3.2 膜片弹簧起始圆锥底角 17
5.3.3分离指数目、切槽宽、窗孔槽宽、及半径 17
5.3.4 H/h的比值选取 17
5.3.5压盘加载点半径和支撑环加载点半径的确定 18
5.4 膜片弹簧的计算 18
5.5 本章小结 21
第6章 离合器盖总成的设计 22
6.1压盘尺寸的确定 22
6.2压盘的传力方式的确定 23
6.3 压盘和传力片的材料选择 23
6.4 离合器盖的设计 23
6.5 本章小结 23
第7章 分离装置和操纵机构的设计 25
7.1 分离套筒和分离轴承的设计 25
7.2 操纵机构的机构形式 25
7.3 操纵机构的设计计算 25
7.4 本章小结 26
结  论 27
参考文献 28
致  谢 29
附  录 30


第1章 绪  论

1.1研究现状
现代各类汽车上应用的最广泛的离合器是干式盘形摩擦离合器,可按从动盘数目不同、压紧弹簧布置形式不痛、压紧弹簧结构形式不同和分离时作用力方向不同分为很多种。按作用力方向可分为推式和拉式。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。另外由于膜片弹簧具有非线性弹性特性,故能在从动盘摩擦片磨损后,弹簧仍能可靠的传递发动机的转矩,而不致产生滑离。离合器分离时,使离合器踏板操纵轻便,减轻驾驶员的劳动强度。此外,因膜片弹簧是一种对称零件,平衡性好,在高速下,其压紧力降低很少,而周布置弹离合器在高速时,因受离心力作用会产生横向挠曲,弹簧严重鼓出,从而降低了对压盘的压紧力,从而引起离合器传递转矩能力下降。所以膜片弹簧离合器在技术上比较先进,经济性合理,同时其性能良好,使用可靠性高、寿命长,结构简单紧凑,操作轻便,在保证可靠地传递发动机最大扭矩的前提下有很大的优点。
早期的离合器结构尺寸大,从动部分转动惯量大,引起变速器换档困难,而且这种离合器在结合时也不够柔和,容易卡住,散热性差,操纵也不方便,平衡性能也欠佳。本次设计的目的是克服上述困难,使离合器的尺寸减小,便于安装盒布置;减小从动部分的转动惯量,保证换挡容易,使用起来效果更好,而且具有稳定性好、操纵方便等优点。膜片弹簧离合器,它的转矩容量大且较稳定,操纵轻便,平衡性好,也能大量生产,对于它的研究已经变得越来越重要。
1.2离合器结构和工作原理
离合器是汽车传动系中直接与发动机相关联的部件,主动部分与从动部分可以暂时分离,又可逐渐接合,并且在传动过程中还要有可能相对转动,通过主动、从动两部分的相互作用把发动机的动力扭矩传递给驱动系统,来实现汽车的起步、换挡的功能。离合器的作用有三:一是保证汽车平稳起步,二是保证传动系换挡时工作平稳,三是防止汽车传动系过载。


内容简介:
SY-025-BY-2毕业设计(论文)任务书学生姓名郭峰系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07- 班指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称大众速腾轿车离合器设计一、设计(论文)目的、意义离合器看似结构简单,但是其结构的发展却经历了上百年的历史,融合了几代人的智慧和心血。其设计理论也从传统的机械、力学领域,深入到热、电、材料、控制等众多领域。目前,离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高的问题。我国的车辆工业相对于世界上其他先进国家相对落后,虽然从国外引进了许多新产品、新技术,但是对传统技术的消化掌握还有一段距离。课题立足于国内,以最常用的膜片弹簧离合器进行设计,希望能起到抛砖引玉的作用,使离合器的自主开发能力及产品设计水平进一步提高。通过对汽车离合器现有的各种类型进行研究,并对部分结构进行改进,使设计的离合器具有较高的性能质量和较低的成本。二、设计(论文)内容、技术要求(研究方法)设计内容:1.离合器设计的目的意义、国内外现状;2.离合器的功用、分类与工作原理;3.离合器的设计理论;4.大众速腾轿车离合器离合器设计;5.离合器性能结构分析。技术要求:发动机排量1.6L;最大功率(Kw(ps)/rpm)74/6000;最大扭矩(Nm/rpm)145/3800;最高车速(km/h) 185;要求:推式膜片弹簧离合器;生产纲领:成批生产。三、设计(论文)完成后应提交的成果CAD绘制离合器装配图、零件图折合0号图纸3张以上;设计说明书15000字以上。四、设计(论文)进度安排(1)知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第12周(2.283.11)(2)整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图 第35周(3.144.1)(3)理论联系实际、分析问题、解决问题,完成完成离合器的设计计算,主要性能参数验算,离合器性能结构分析,CAD绘制离合器图纸等部分设计内容,中期检查 第68周(4.44.22)(4)改进完成设计,改进完成设计说明书,指导教师审核,学生修改 第912周(4.255.20)(5)评阅教师评阅、学生修改 第13周(5.235.27) (6)毕业设计预答辩 第14周(5.306.3)(7)毕业设计修改 第1516周(6.66.17)(8)毕业设计答辩 第17周(6.206.24)五、主要参考资料1.徐石安,江发潮.汽车离合器(汽车设计丛书).北京:清华大学出版社,20052.阮中堂.联轴器、离合器设计与选用指南.北京:化学工业出版社,20053.陈立德主编.机械设计基础.高等教育出版社,2000.44.王宝玺主编.汽车制造工艺学(3).机械工业出版社,2007.55.陈秀宁,施高义编.机械设计课程设计.浙江大学出版社6.刘惟信主编.汽车设计.清华大学出版社,7.李硕根,杨兴骏编.互换性与技术测量.中国计量出版社8.汽车构造、汽车理论、汽车设计书籍9.大众速腾轿车离合器资料10.网络资源,超星数字图书馆11.近几年相关专业CNKI网络期刊等六、备注指导教师签字:年 月 日教研室主任签字: 年 月 日 本科学生毕业设计大众速腾轿车离合器设计院系名称: 汽车与交通工程学院 专业班级: 车辆工程 B07-7班 学生姓名: 郭峰 指导教师: 石美玉 职 称: 教授 黑 龙 江 工 程 学 院二一一年六月The Graduation Thesis for Bachelors DegreeDesign of Clutch of SAGITAR CarCandidate:Guo FengSpecialty:Vehicle EngineeringClass:B07-7 Supervisor:Professor. Shi MeiyuHeilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目: 大众速腾轿车离合器设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程07-7 学 生 姓 名: 郭峰 导 师 姓 名: 石美玉 开 题 时 间: 2011年3月11日 指导委员会审查意见: 签字: 年 月 日SY-025-BY-3毕业设计(论文)开题报告学生姓名郭峰系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-7指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称大众速腾轿车离合器设计一、 课题研究现状、选题目的和意义1.课题研究现状现代汽车工业具有世界性,是开发型的综合工业,竞争也越来越激烈。我国自1953年创建第一汽车制造厂至今,已有130多家汽车制造厂,700多家汽车改装厂。随着我国国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,对汽车的使用功能不断提出新的要求。目前大部分汽车采用离合器作为汽车的动力传递机构。 离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内,用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上,离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中,驾驶员可以根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机和变速箱暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输入的动力。 从1891年摩擦式汽车离合器的诞生,到1948年液力变矩器的出现,再到各种智能控制技术不断应用于汽车工业,汽车离合器技术始终伴随着汽车工业的发展而发展。随着新兴汽车传动技术的越来越普及应用,传统的汽车离合器将逐渐淡出历史舞台。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-鼓式离合器,其结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄-鼓式离合器用的摩擦元件是木块、皮革带等,蹄-鼓式离合器的重量较锥形离合器轻。无论锥形离合器或蹄-鼓式离合器,都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。早期的单片干式离合器由与锥形离合器相似的问题,即离合器接合时不够平顺。但是,由于单片干式离合器结构紧凑,散热良好,转动惯量小,所以以内燃机为动力的汽车经常采用它,尤其是成功地开发了价格便宜的冲压件离合器盖以后更是如此。实际上早在1920年就出现了单片干式离合器,这和前面提到的发明了石棉基的摩擦面片有关。但在那时相当一段时间内,由于技术设计上的缺陷,造成了单片离合器在接合时不够平顺的问题。第一次世界大战后初期,单片离合器的从动盘金属片上是没有摩擦面片的,摩擦面片是贴附在主动件飞轮和压盘上的,弹簧布置在中央,通过杠杆放大后作用在压盘上。后来改用多个直径较小的弹簧,沿着圆周布置直接压在压盘上,成为现今最为通用的螺旋弹簧布置方法。这种布置在设计上带来了实实在在的好处,使压盘上的弹簧的工作压力分布更均匀,并减小了轴向尺寸。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式摩擦离合器,因为它具有从动部分转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻底等优点,而且由于在结构上采取一定措施,已能做到接合盘式平顺,因此现在广泛采用于大、中、小各类车型中。如今单片干式离合器在结构设计方面相当完善。采用具有轴向弹性的从动盘,提高了离合器的接合平顺性。离合器从动盘总成中装有扭转减振器,防止了传动系统的扭转共振,减小了传动系统噪声和载荷。随着人们对汽车舒适性要求的提高,离合器已在原有基础上得到不断改进,乘用车上愈来愈多地采用具有双质量飞轮的扭转减振器,能更好地降低传动系的噪声。对于重型离合器,由于商用车趋于大型化,发动机功率不断加大,但离合器允许加大尺寸的空间有限,离合器的使用条件日酷一日,增加离合器传扭能力,提高使用寿命,简化操作,已成为重型离合器当前的发展趋势。为了提高离合器的传扭能力,在重型汽车上可采用双片干式离合器。从理论上讲,在相同的径向尺寸下,双片离合器的传扭能力和使用寿命是单片的2倍。但受到其他客观因素的影响,实际的效果要比理论值低一些。近年来湿式离合器在技术上不断改进,在国外某些重型车上又开始采用多片湿式离合器。与干式离合器相比,由于用油泵进行强制冷却的结果,摩擦表面温度较低(不超过93),因此,起步时长时间打滑也不致烧损摩擦片。查阅国内外资料获知,这种离合器的使用寿命可达干式离合器的5-6倍,但湿式离合器优点的发挥是一定要在某温度范围内才能实现的,超过这一温度范围将起负面效应。目前此技术尚不够完善。2.选题的目的意义了解轿车离合器的构造,掌握轿车离合器的工作原理。了解从动盘总成的结构,掌握从动盘总成的设计方法。了解压盘和膜片弹簧的结构。掌握压盘和膜片弹簧的设计方法。通过对以上几个方面的了解,从而熟悉轿车离合器的工作原理。学会如何查找文献资料、相关书籍,掌握设计课题和项目的方法,设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器,为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高的问题。我国的车辆工业相对世界上其他先进国家相对落后,虽然从国外引进了许多新产品、新技术,但是对传统技术的消化掌握还有一段距离。课题立足于国内,以最常用的膜片弹簧离合器进行设计,通过对汽车离合器现有的各种类型进行研究,并对部分结构进行改进,使设计的离合器具有较高的性能质量和较低的成本。二、设计(论文)的基本内容、拟解决的主要问题(一)设计的基本内容1.大众速腾轿车及离合器参数查阅2.离合器总体结构方案确定3.主要零件的参数设计与校核4.主要零件CAD图纸的绘制(二)拟解决的主要问题1.摩擦式离合器的基本结构尺寸和参数选择2.离合器各零件的结构选型及设计计算3.膜片弹簧强度校核、主要参数的选择4.完成离合器装配图三、技术路线(研究方法)研究摩擦式离合器的基本结构对离合器的各个零件进行数据计算对膜片弹簧的选择及强度校核对从动盘、压盘和离合器进行总成设计离合器操纵机构的设计完成离合器的装配图完成设计说明书完成设计利用CAD画出各个零件的零件图四、进度安排(1)知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第12周(2.283.11)(2)整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图 第35周(3.144.1)(3)理论联系实际、分析问题、解决问题,完成离合器的设计计算,主要性能参数验算,离合器性能结构分析,CAD绘制离合器图纸等部分设计内容,中期检查 第68周(4.44.22)(4)改进完成设计,改进完成设计说明书,指导教师审核,学生修改 第912周(4.255.20)(5)评阅教师评阅、学生修改 第13周(5.235.27)(6)毕业设计预答辩 第14周(5.306.3)(7)毕业设计修改 第1516周(6.66.17)(8)毕业设计答辩 第17周(6.206.24)五、参考文献1.阮中堂,联轴器、离合器设计选用指南M, 北京,化学工业出版社 2005-102.刘惟信,汽车最优化设计M, 清华大学出版社 2002-73.李硕根,杨兴骏,互换性与技术测量M, 中国计量出版社 2005-94.机械设计手册编委会,机械设计手册M, 机械设计出版社 2007-35. 高翔.膜片弹簧应力测试研究J.江苏理工大学学报, 1997,5:35 366.刘红欣.膜片弹簧应力分布的实验和有限元分析J力学与实践, 1997,(03):26287.苏军,吴建国.碟形弹簧特性曲线非线性有限元计算J力学与实践, 1997,(04) :18228.张卫波.汽车膜片弹簧离合器智能优化设计技术研究.中国工程机械学报2007(01):67709.阎春利,张希栋.汽车离合器膜片弹簧的优化设计J.林业机械与木工设备, 2006,3:333510.廖林清,曹建国. 汽车离合器膜片弹簧的三次设计J.四川兵工学报, 1997,2:242611.司传胜.汽车膜片弹簧离合器的优化设计J.林业机械与木工设备, 2004,12:333412.Liu Weixin,Ge Ping,Li Wei. Optimal Design Torsional Dampers in Automobile Clutch. Proceedings of the International Conference on CAD of Machinery.1991,Sept:1620,13.Li WeiLiu,Weixin. New Methods to Raise Accuracy for Road Unevenness Measurement. in:Ahmadian M ,edAdvanced Automotive Technologies.1993,12:657014.Ahern,Kathy,Manathunga,Catherine. clutch-Starting Stalled Research Students. Innovative Higher Education.2004,22 :237254六、备注指导教师意见:签字: 年 月 日毕业设计(论文)过程管理材料题 目大众速腾轿车离合器设计学生姓名郭峰院系名称汽车与交通工程学院专业班级车辆工程B07-7指导教师石美玉职 称教授教研室车辆工程教研室起止时间2011.2.282011.6.24教 务 处 制毕业设计指导教师评分表学生姓名郭峰院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-7指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称大众速腾轿车离合器设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况;题目难易度102题目工作量;题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力(设计涉及学科范围,内容深广度及问题难易度);应用文献资料能力154设计(实验)能力;计算能力(数据运算与处理能力);外文应用能力205计算机应用能力;对实验结果的分析能力(或综合分析能力、技术经济分析能力)106插图(图纸)质量;设计说明书撰写水平;设计的实用性与科学性;创新性207设计规范化程度(设计栏目齐全合理、SI制的使用等)58科学素养、学习态度、纪律表现;毕业论文进度10得 分 X= 评 语:(参照上述评价项目给出评语,注意反映该论文的特点)工作态度: 好 较好 一般 较差 很差研究能力或设计能力:强 较强 一般 较弱 很弱工作量: 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性: 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性: 好 较好 一般 较差 很差成果质量(设计方案、设计方法、正确性)好 较好 一般 较差 很差其他: 指导教师签字: 年 月 日毕业设计评阅人评分表学生姓名郭峰专业班级车辆工程07-7指导教师姓名石美玉职称教授题目大众速腾轿车离合器设计评阅组或预答辩组成员姓名纪峻岭,臧杰,鲍宇,孙远涛,朱荣福出席人数5序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况;题目难易度102题目工作量;题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力(设计涉及学科范围,内容深广度及问题难易度);应用文献资料能力154设计(实验)能力;计算能力(数据运算与处理能力);外文应用能力255计算机应用能力;对实验结果的分析能力(或综合分析能力、技术经济分析能力)156插图(图纸)质量;设计说明书撰写水平;设计的实用性与科学性;创新性207设计规范化程度(设计栏目齐全合理、SI制的使用等)5得 分 Y= 评 语:(参照上述评价项目给出评语,注意反映该论文的特点)回答问题: 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力:强 较强 一般 较弱 很弱工作量: 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性: 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性: 好 较好 一般 较差 很差成果质量(设计方案、设计方法、正确性)好 较好 一般 较差 很差其他: 评阅人或预答辩组长签字: 年 月 日注:毕业设计(论文)评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。毕业设计答辩评分表学生姓名郭峰专业班级车辆工程07-7指导教师石美玉职 称教授题目大众速腾轿车离合器设计 答辩时间月 日 时答辩组成员姓名纪峻岭,臧杰,鲍宇,孙远涛,朱荣福出席人数5序号评 审 指 标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况,题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计(实验)能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应
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