膜片弹簧离合器设计毕业设计说明书初稿正文部分
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共46页)
编号：549260
类型：共享资源
大小：1.97MB
格式：ZIP
上传时间：2015-12-03
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
6
积分
- 关 键 词：
-
毕业设计论文
- 资源描述：
-
膜片弹簧离合器设计毕业设计说明书初稿正文部分,毕业设计论文
- 内容简介：
-
兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 1 - 1. 绪论 1.1 汽车发展概况 1860年法国人利诺制造了第一台完全实用的内燃发动机，这台发动机使用城市煤气作为燃料，热效率为 3左右。 1867年奥拓和兰根在巴黎国际会展上展示了一台改进型内燃机，其热效率约为 9左右。 1876年奥拓制造了第一台利用四冲程工作循环的燃气发动机。同年，克拉克在英格兰制造了第一台二冲程燃气发动机。 1883年戴姆勒和迈巴赫研制了第一台利用热管点火系统的高速四冲程汽油发动机。 1884年戈特里普戴姆勒（ Gottlieb Daimler），为了送给爱妻一件礼物，在一辆四轮马 车上装上内燃机和转向器，并以每小时 18 公里 “ 令人窒息 ” 的速度行驶起来，从而标志着汽车发展史上第一辆双缸四轮汽车的诞生。（如 图 1.1）。 1885年德国人卡尔本茨（ Carl Benz）购买了奥拓内燃机的专利，并把一个内燃机和加速器安装在一辆三轮马车上作为动力在公路上去行驶。尽管这辆简单的 “ 公路机器 ”在首次试车时即被撞得七零八落，却被许多人视为汽车的 “ 始祖 ” ，并因此而繁衍出一个“ 车轮上的世界 ” 和一个 “ 车轮上的世纪 ” （如 图 1.2）。 图 1.1 史上第一辆双缸四轮汽车 图 1.2 汽车的 “ 始 祖 ” 1887年波许发明了磁电机点火系统。 1889年邓禄普在英国生产了第一批充气轮胎。 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 2 - 1893年迈巴赫发明了喷嘴式化油器。 1893年迪赛尔设计了燃烧柴油的发动机，并申请了专利。 1897年德国曼公司推出了第一台实用的柴油机。 1899年菲亚特汽车制造厂在意大利都灵诞生。 1913年福特将生产线引入汽车制造过程中，开始生产廉价福特 T型汽车（如 图 1.3）。到 1925年，每天有 9109 辆汽车从生产线上下线。 1961年巴伐利亚汽车制造厂（ BMW宝马）成立。 1923年本次 -曼公司 制造了第一台有柴油发动机驱动的载货汽车。 1936年戴姆勒 -本次开始成批生产由柴油机驱动的载客小汽车。 1938年大众汽车制造厂在德国沃尔斯堡成立。 1949年米其林公司生产了第一只扁平轮胎和第一只钢丝带束子午线轮胎。 1954年纳苏 -汪克尔发动机厂制造出了转子发动机。 1966年波许生产电子燃油喷射系统作为批量生产的汽车的标准配置。 1970年汽车开始配备驾驶员和前排乘客的座椅安全带。 1978年 ABS（防抱死系统）在乘用车上开始使用。 1984年安全气囊和座椅安全带张紧装置开始应用。 1997年电子悬挂 控制系统使用。 1.2 汽车工业的发展 汽车工业的发展代表了近代工业的发展历程，汽车最明显的进步在于技术的创新，制造的进步和造型的变化。 1.2.1 车身结构的发展 最早的汽车是由马车的结构作为车身，再加装蒸汽机改装而来，随着汽车行驶速度的提高。金属汽车替代了木质加帆布的结构， 20 世纪 30 年代，铝和钢材在车身方面的应用越来越多。随后，越来越多的汽车采用钢板压制的车身蒙皮，制造出各种曲线（面）车身造型，多曲率冲压蒙皮能够承受更大负荷，从而使车身更坚固。到 20世纪 50年代，车身结构不断完善，更加符合空气动力学，且美 观实用。 1.2.2 发动机的发展 汽车发动机的发展带来了汽车工业的整体快速发展。 汽油发动机技术几经发展不断完善，燃油喷射，电子燃烧控制，催化转化器等技术已经成熟并通用，柴油机没有点火系统能在更加恶劣的环境下工作，从而更加经济。随着发动机机械增压涡轮增压技术的发展，柴油发动机功率越来越大，广泛用于商用车上，同时在军车领域也占有很大比重。 电动车很早就已应用于汽车领域，但由于续驶里程短，质量大限制了在汽车领域的应图 1.3 福特 T型汽车 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 3 - 用。近年来人们更加注重汽车燃能效率问题，是混合动力技术得到发展。环境保护越来越受到各国的重视，氢燃 料发动机和太阳能动力更加环保相信在不久将会普及。 1.2.3 汽车材料的发展 现代汽车材料种类繁多，包括金属材料，纤维复合材料，金属陶瓷，工程塑料，合金材料等。最常用的是金属材料。如各类钢合金，铝合金，铜合金等。也有非金属材料，如各类玻璃，橡胶材料，木板材料，竹胶板， PVC 板材， 塑胶板，碳纤维等。合理的选用材料不但有利于车身的安全性，还会提高整车的美观性和舒适性，降低整车成本。 1.3 汽车的设计和开发和制造 1.3.1 汽车的设计 汽车由动力装置，地盘，车身，电器及仪表等组成，它是用来载客和运输货物的工具，它 的使用条件复杂，产量大，变形频繁，汽车的设计要考虑众多因素。如要考虑国家法规和国家标准，要考虑工作环境的多样，经济性和良好的人机工程特性，优美的外部造型和协调的色彩。 汽车的设计是一个多学科的复杂的工作，如果设计考虑不周，就会造成成本的增加和功能的缺陷，并可能带来巨大的经济损失和安全事故，因此汽车设计要求精益求精，不断完善。 1.3.2 汽车的开发制造 汽车产品的开发制造是根据企业产品规划而确定的。产品规划是企业根据市场的需求，技术发展趋势以及自身的发展战略而制定的。汽车及其零部件的开发是一个多部门联合协作的 过程。汽车产品的开发概括来说可分为四个阶段：决策阶段，设计阶段，试制试验阶段，生产阶段。 1.4 机动车的分类 道路或公路上行驶的车辆是为在路上使用而设计的机动车和挂车，它不同于在跑道上或轨道上行驶的车辆。道路车辆又可分为很多种类主要分类（如 图 1.4）。 车辆主要分为两类：机动车和挂车，机动车总是装有一体式动力装置。国际 GB/T 3730.1 2001汽车和挂车类型的术语定义将汽车分为乘用车和商用车。 乘用车是指在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身携带行李和临时物品的汽车。包括驾驶员座位在内最多不 超过 9个座位。它可以牵引一辆挂车。乘用车又有如下多种，普通乘用车，活顶乘用车，高级乘用车，敞篷车，小型乘用车，仓背乘用车，旅行车，多用途乘用车，短头乘用车，越野乘用车，专用乘用车。其中专用乘用车又分为救护车，防弹车，旅居车，殡仪车等。 商用车包括客车，牵引汽车，载货汽车。客车又分为小型客车，城市客车，长途客车，旅游客车，铰接式客车等。货车分为普通货车，多用货车，拖拉货车，越野货车，专用货车（消防车，清扫车，水泥罐车，集装箱车）等。 本设计主要以乘用车为主。 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 4 - 图 1.4 机动车的分类 1.5 汽车的总体构造 汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四部分组成，典型轿车总体构造（如 图1.5）所示。 图 1.5 汽车总体构造 1-前桥； 2-前悬架； 3-前车轮； 4-变速器； 5-传动轴； 6-消声器； 7-后悬架钢板弹簧； 8-减震器； 9-后轮； 10-制动器； 11-后桥； 12-油箱； 13-座椅； 14-方向盘； 15-转向器； 16-发动机； 17-散热器； 18-车身 路用车辆 机动车 挂车 汽车 乘用车 商用车 客 车 货 车 牵引车 摩托车 半 挂 车 牵引杆挂车 中置轴挂车 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 5 - 发动机：动力装置，使供入其中的燃料燃烧而发出动力。现代汽车广泛应 用往复活塞式内燃机。 底盘：接收发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。 底盘主要有传动系统，行驶系统，转向系统，制动系统。 车身：是驾驶员工作和装载乘客、货物的场所。 电气设备：包括电源组 、 发动机启动系统和点火系统 、 汽车照明和信号装置 、 仪表，导航系统 、 电视 、 音响 、 电话等电子设备 、 微处理机 、 中央计算机以及各种人工智能操控装置等。 1.6 离合器概要 近年来各国政府都从资金、技术方面大力发展汽车工业，使其发展速度明显比其它工业要快的多，因此汽车工业迅速成为一个国家工业发展水平的标志。 对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系中作为一个独立的总成而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦式离合器主要依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。 在早期研发的离合器中，锥形离合器最为成功。现今所用的盘片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。 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采用多片离合器。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离合器。 随着汽车发动机转速、功率不断提高 和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。随着计算机的发展，设计工作已从手工转向电脑，包括计算、性能演示、计算机绘图、制成后的故障统计等等。 本设计主要针对单片干式膜片弹簧离合器展开的。 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 6 - 2. 汽车总成设计 2.1 汽车形式的选择 不同形式的汽车，主要体现在轴数，驱动形式以及布置形式上，汽车形式对整车的使用性能，外形尺寸，整车质量，轴荷分配和制造成本等方面的影很大。 2.1.1 轴数 汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的 因素 主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力 有要求 。 我国公路 标准 规定，对于四级公路及桥梁，单轴最 大允许轴载质量为 lOt，双连轴最大允许轴载质量为 18t(每轴 9t)。根据公路对汽车轴载质量的限制、所 设计 汽车的总质量、轮胎的负荷能力以及使用条件等，可以确定汽车的轴数。因为双轴汽车结构简单、制造 成本 低，故总质量小于 19t 的公路运输车辆广泛采用这种方案。总质量在 19 26t的公路运输车采用 三轴形式，总质量更大的汽车用四轴和四轴以上的形式。 本设计的乘用车 因为总质量较小，均采用两轴形式。 2.1.2 驱动形式 汽车驱动形式有 42、 44、 62、 64、 66、 84、 88 等，其中前一位数字表示汽车车轮总数，后一位数字表示驱动轮数。采用 42 驱动形式的汽车结构简单、制造成本低，多用于轿车和总质量小些的公路用车辆上。总质量在 19 26t 的公路用汽车，采用 62 或64 的驱动形式。为了提高越野汽车的通过性，应采用全轮驱动形式。 本设计的乘用车 因为总质量较小，采用 42 驱动形式 。 2.1.3 布置形式 汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身 (或驾驶室 )的相互关系和布置特点而言。汽车的使用性能除取决于整车和各总成的有关参数以外，汽车的布置形式对使用性能也有重要影响。 乘用车 的布置形式主要有发动机前置前轮驱动、发动机前置后轮驱动、发动机后置后轮驱动三种，少数轿车采用发动机前置全轮驱动。 1.发动机前置前驱。 发动机前置前轮驱动时，可以纵置或者横置， 也可以布置在轴距外、轴距内或前桥上方。这种布置形式目前在中级及其以下级别轿车上得到广泛应用，主要是因为有 下述优点 ： （ 1） 与后轮驱动汽车比较，前轮驱动汽车的前桥轴荷大，有明显的不足转向性能； （ 2） 因为 前轮是驱动轮，所以越过障碍的能力高； （ 3） 主减速器与变速器装在一个壳体内，因而动力总成结构紧凑； （ 4） 因为没有传动轴，车内地板凸包高度可以降低 (此时地板凸包 仅用来容纳排气管 )，有利于提高乘坐舒适性；当发动机布置在轴距外时，汽车的轴距可以缩 短 因而有利于提高汽车的机动性； （ 5） 汽车散热器布置在汽车前部 ，散热条件好，发动机得到足够的冷却；行李箱布置在汽车后部，故有足够大的行李箱空间；容易改 装为客货两用车或救护车；供暖机构简单，且因管路短所以供暖效率高； （ 6） 因为发动机、离合器、变速器与驾驶员位置近，所以操纵机构简单；发动机可以采用纵置或横置方案，特别是采用横置发动机时，能缩短汽车的总长 。 加上取消了传动轴等因素的影响，汽车消耗的材料明显减少，使整备质量减轻； （ 7） 发动机横置时，原主减速器的锥齿轮用圆柱齿轮取代，降低了制造难度，同时在装配和使用时也不必进行齿轮调整工作，此时变速器和主减速器可以使用同一种 润滑油。 发动机前置前轮驱动轿车的主要缺点是： nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 7 - 前轮驱动转向需要采用等速万向节，其结构和制造工艺均复杂；前桥负荷较后轴重，并且前轮又是转向轮，故前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；上坡行驶时因驱动轮上附着力减少，汽车爬坡能力降低；一旦发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高。 2.发动机前置后轮驱动 。 发动机前置后轮驱动轿车有如下主要优点：轴荷分配合理，因而有利于提高轮胎的使用寿命；前轮不驱动，因而不需要采用等速万向节，并有利于减少 制造成本 ；操纵机构简单；采暖机构简单，且管路短供暖效率高；发动机冷却条件好；上坡行驶时，因驱动轮上的附着力增大，故爬坡能力强；改装为客货两用车或救护车比较容易；有足够大的行李箱空间；因变速器与主减速器分开，故拆装、维修容易。 发动机前置后轮驱动轿车的主要缺点是：因为车身地板下有传动轴，地板上有凸起的通道，并使后排座椅中部座垫的厚度减薄，影响了 乘坐舒适性；汽车正面与其它物体发生碰撞，易导致发动机进入客厢 ,会使前排乘员受到严重伤害；汽车的总长较长，整车整备质量增大，同时影响到汽车的燃油经济性和动力性。 发动机前置后轮驱动轿车因客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳，故在中高级和高级轿车上得到应用。 3.发动机后置后轮驱动 。 对于发动机后置后轮驱动 的乘用车与上述两种布置相比 ， 缺点太多， 发动机后置后轮驱动轿车几乎已不采用。 4.前置全轮驱动 。 过去只有 越野车 采用 4 轮驱动，一般的越野车，变速器后面装有手动分力器，前后车轴各装一个称为驱动桥的部件。变速器输出的扭矩通过分力器和传动轴，分别传递到前后车轴上的驱动桥，再通过驱动桥将扭矩传递到轮子上。现在有些 轿车 也用上 4 轮 驱动 装置 ，比如奥迪 A4quattro、欧蓝德 4 驱版。 由于具有较高的动力性 并且稳定性好 ,通过性强， 但油耗也大 。 本设计的乘用车采用发动机横置于前轴之前的前轮驱动形式。 2.2 汽车主要参数的确定 2.2.1 汽车主要尺寸的确定 1.外廓尺寸。 汽车的长 、 宽 、 高 称为汽车的外轮廓尺寸。在公路和市内行驶的汽车的最大外轮廓尺寸受到有关规定的限制，不可随意确定。 GBl589 2005 规定的汽车外轮廓尺寸（如：表2.1）。 乘用车 总长aL是轴距 L、前悬 FL 和后悬 RL 的和。 它与轴距 L有下述关系 1： aL=L C (2.1) 式中， C为比例系数，其值在 O.52 O.66之间。发动机前置前轮驱动汽车的 C值为 O.62O.66，发动机后置后轮驱动汽车的 C值约为 O.52 O.56。 乘用车 宽度尺寸一方面由乘员必需的室内宽度和车门厚度来决定，另一方面应保证 能布置 下发动机、车架、悬架、转向系和车轮等。乘用车总宽aB与车辆总长aL之间有下述近似关 系 1： aB=(aL 3)+(195+60)mm (2.2) 后座乘三人的轿车，aB不应小于 1410 mm。 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 8 - 影响轿车总高aH的因素有 轴间底部离地高度mh， 板及下部零件高ph，室内高 Bh 和车顶造型高度th等。轴间底部离地高mh应大于最小离地间隙 minh 。由座位高、乘员上身长和头部及头上部 空间构成的室内高 Bh 一般在 1120 1380mm之间。车顶造型高度大约在 2040mm范围内 。 表 2.1 汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸的最大限值 (单位为 mm) 车辆类型 总长 总宽 总高 汽车 三轮汽车 4600 1600 2000 货车及半挂牵引车 最高设计车速小于 70km/h的四轮货车 6000 2000 2500 二轴 最大设计总质量 3500kg 6000 2500 4000 最大设计总质量 3500kg，且 8000kg 7000 最大设计总质量 8000kg,且 12000kg 8000 最大设计总质量 12000kg 9000 三轴 最大设计总质量 20000kg 11000 最大设计总质量 20000kg 12000 四轴 12000 2500 4000 乘用车及客车 乘用车及二轴客车 12000 2550 4000 三轴客车 13700 单铰接客车 18000 双铰接客车 25000 2.轴距 轴距 L对整备质量、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径有影响。当轴距短时，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配 有影响。轴距过短会使车厢 (箱 )长度不足或后悬过长；上坡或制动时轴荷转移过大，汽车制动性和操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。 原则上级别高 的乘用车 ，装载量或载客量多的货车或客车轴距取得长。对机动性要求高 的汽车轴距宜取短些。为满足市场需要，工厂在标准轴距货车基础上，生产出短轴距和长轴距的变型车。不同轴距变型车的轴距变化推荐在 O.4-0.6m的范围内来确定为宜。 乘用车的轴距和轮距可参考（如：表 2.2）所提供的数据选定 表 2.2 乘用车的轴距和轮距 发动机排量 V （ L） 轴距 L 轮距 b V4.0 2000 2200 2100 2540 2500 2860 2850 3400 2900 3900 1100 1380 1150 1500 1300 1500 1400 1580 1560 1620 3.前轮距 1B 和后轮距 2B 。 增大轮距，随之而来的是室内宽并有利于增加侧倾刚度。但是此时汽车总宽和总质量增 加，并影响最 小转弯直径变化。 受汽车总宽不得超过 2.5 m限制，轮距不宜过大。但在取定的前轮距 1B 范围内，应能nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 9 - 布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。在确定后轮距 2B 时应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。 乘用车的 轮距可参考 （如：表 2.2） 提供的数据确定。 4.前悬 FL 和后悬 RL 。 前、后悬长时，汽车接近角和离去角都小，影响汽车通过性能。对长头汽车，前悬不能 缩短的原因是在这段尺寸内要布置保险杠、散热器、风扇、发动机等部件。从撞车安全性考虑希望前悬长些，从视野角度考虑又要求前悬短些。前悬对平头汽车上下车的方便性有影响，前钢板弹簧长度也影响前悬尺寸。 乘用车 后 悬长度影响通过性 汽车追尾时的安全性 行李箱尺寸 汽车造型。 本设计乘用车基本尺寸如下：总长aL= 3953 总宽aB= 1512 总高aH= 1750 轴距 L= 2530 前轮距 1B = 1450 后轮距 2B = 1500前悬 FL = 660后悬 RL = 763 2.2.2 汽车轴荷分配 汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也 可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。 轴荷分配对轮胎寿命和 汽车的使用性能有影响。从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个 车轮的载荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的载荷，而从动轴载荷可以适当减少；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的载荷不应过小。 汽车的发动机位置与驱动形式不同，对轴荷分配有显著影响。各类汽车的轴荷分配（如：表 2.3） 表 2.3 乘用车的轴荷分配 乘用车车型 满载 空载 前轴 后轴 前轴 后轴 发动机前置前轮驱动 发动机前置后轮驱动 发动机后置后轮驱动 47 60 45 50 40 46 40 53 50 55 54 60 56 66 51 56 38 50 34 44 44 49 50 62 本设计乘用车轴荷分配如下：满载时前轴 =50 后轴 =47 空载时前轴 =59 后轴 = 38 2.2.3 百公里燃油消耗量 汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百 公里的燃油消耗量 (L 100km)来评价。该值越小燃油经济性越好。级别低的轿车，百公里 燃油消耗量要低于级别高的轿车 (如：表 2.4)。 未来的发展趋势是百公里油耗量继续减少， 如正在研 制的超经济型轿车的百公里燃油消耗量为 3L 100km。 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 10 - 表 2.4 乘用车 百公里燃油消耗量 发动机排量 V （ L） V 1.0 1.04.0 百公里燃油消耗量 L 100km 4.4 7.5 7.0 12.0 10.0 16.0 14.0 20.0 18.0 23.5 本设计乘用车百公里燃油消耗量取 8.0 L 100km。 2.2.4 最小转弯直径 转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径称为最 小转弯直径 minD 。 minD 用来描述汽车转向机动性，是汽车转向能力和转向安全性能的一项 重要指标。 转向轮最大转角、汽车轴距、轮距等对汽车最小转弯直径均有影响。对机动性要求高的 汽车， minD 应取小些。 GB7258 1 997机动车运行安全技术条件中规定：机动车的最小 转弯直径不得大于 24m。 当转弯直径为 24m 时，前转向轴和末轴的内轮差 (以两内轮轨迹 中心计 )不得大于 3.5m。 乘用车的最小转弯直径 minD （如：表 2.5）。 表 2.5 乘用车的最小转弯直径 minD 车型 发动机排量 V （ L） minD （ m） 乘用车 V 1.0 1.04.0 7.0 9.5 8.5 11.0 9.0 12.0 10.0 14.0 11.0 15.0 本设计乘用车最小转弯直径取 9.0 2.2.5 通过性的几何参数 总体设计要确定的通过性几何参数有：最小离地间隙 minh ，接近角 1，离去角 2 ，纵 向通过半径 1 等。 乘用车的通过性参数范围（如：表 2.6）。 表 2.6 乘用车通过性的几何参数 车型 minh （ mm） 1（） 2 （） 1 （ m） 42 乘用车 150 220 20 30 15 22 3.0 8.3 44 乘用车 210 45 50 35 40 1.7 3.6 本设计乘用车通过性几何参数取值如下： minh = 170 mm 1= 25 2 = 18 1 =5.5 m 2.2.6 制动性参数 汽车制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定，下 长坡nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 11 - 时 能维持较低的安全车速并有在一定坡道上长期驻车的能力。目前常用制动距离ts和平均制 动减速度 j来评价制动效能。 GB 7258 2004 中规定的路试检验行车制动和应急制动性能要求，（如：表 2.7）所示。 表 2.7 路试检验行车制动和应急制动性能要求 乘坐数量 行车制动 应急制动 制动初车速 （ km/h） 制动距离 （ m） 充分发出的平均制动减速度（ m/ 2s ） 试车道宽度（ m） 踏板力（ N） 制动初车速（ km/h） 制动距离（ m） 充分发出的平均制动减速度（ m/ 2s ） 操纵力（ N） ( ) 满载 50 20 5.9 2.5 500 50 38 2.9 手 400 脚 500 空载 19 6.2 400 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 12 - 3. 离合器设计 3.1 离合器概述 按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。顾名思义，离合器是 “ 离 ”与 “ 合 ” 矛盾的统一体。离合器的工作，就是受驾驶员操纵，或者分离，或者接合，以完成其本身的任务。离合器是设置在发动机与变速器之间 的动力传递机构，其功用是能够在必要时中断动力的传递，保证汽车平稳地起步；保证传 动系换档时工作平稳；限制传动系所能承受的最大扭矩，防止传动系过载 ，（如 图 3.1）为北京切诺基膜片弹簧离合器。 图 3.1北京切诺基膜片弹簧离合器 3.1.1 离合器的发展历史 在早期研发的离合器中，锥形离合器最为成功。现今所用的盘片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。 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采用多片离合器。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向 于首选单片干式离合器 。 近来，人们对离合器的要求越来越高，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式的操纵形式正向自动操纵的 形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势 。 3.1.2 离合器的基本功用 离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。主要作用： 1.汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步； 2.在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击 ； 3.限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏； 4.有效地降低传动系中的振动和噪声。 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 13 - 3.1.3 离合器的工作原理 摩擦离合器一般是有主动部分、从动部分组成、压紧机构和操纵机构四部分组成。 离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮 2和压盘借摩擦作用传给从动盘3，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分离叉、分离套筒和分离轴承 8，将分离杠杆的内端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖 5 上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量 拉动压盘向左，这样 ，从动盘 3两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头 和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此时压紧弹簧就推动压盘向右，仍将从动盘 3 压紧在飞轮上 2，这样发动机的扭矩又传入变速器。 （如 图 3.2） 图 3.2离合器 1-轴承 ； 2-飞轮 ； 3-从动盘 ； 4-压盘 ； 5-离合器盖螺栓 ； 6-离合器盖 ； 7-膜片弹簧 ； 8-分离轴承 ； 9-轴 3.1.4 现代汽车离合器应满足的要求 根据离合器的功用，它应满足下列主要 要求： 1. 能在任何行驶情况下，可靠地传递发动机的最大扭矩。为此，离合器的摩擦力矩（CT）应大于发动机最大扭矩（examT）； 2. 接合平顺、柔和。即要求离合器所传递的扭矩能缓和地增加，以免汽车起步冲撞或抖动； 3. 分离迅速、彻底。换档时若离合器分离不彻底，则飞轮上的力矩继续有一部份传入变速器，会使换档困难，引起齿轮的冲击响声； 4. 从动盘的转动惯量小。离合器分离时，和变速器主动齿轮相连接的质量就只有离合器 的从动盘。减小从动盘的转动惯量，换档时的冲击即降低； 5. 具有吸收振动、噪声和冲击的能力； 6. 散热良好，以免摩擦零件因温度过高而烧裂或因摩擦系数下降而打滑； 7. 操纵轻便，以减少驾驶员的疲劳。尤其是对城市行驶的轿车和公共汽车，非常重要； nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 14 - 8. 摩擦式离合器，摩擦衬面要耐高温、耐磨损，衬面磨损在一定范围内，要能通过调整，使离合器正常工作。 3.2 离合器结构方案的选择 离合器按传递转矩的方式不同，可分为摩擦式，液力式，电磁式和综合式四种，其中摩擦式的离合器应用最为广泛。 摩擦式离合器根据摩擦原理设计，其 摩擦片的形状有盘式，片式和推式。现代汽车广泛采用的离合器是干湿盘形摩擦离合器，按从动盘数目不同可分为单片离合器，双片离合器，多片离合器，按弹簧布置形式不同可分为周置弹簧离合器，中央弹簧离合器和斜置弹簧离合器，按弹簧形式的不同可分为圆柱螺旋弹簧离合器，圆锥螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器。按作用力方向不同可分为推式离合器和拉式离合器。 3.2.1 从动盘数的选择 1.单片离合器（如 图 3.3）结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底、接合平顺。 2.双片离合器（如 图 3.4）传递转矩的能力较大，径向尺寸较小，踏板力较小，接合较为平顺。但中间压盘通风散热不良，分离也不够彻底。 3.多片离合器主要用于行星齿轮变速器换挡机构中。它具有接合平顺柔和、摩擦表面温度较低、磨损较小，使用寿命长等优点，主要应用于重型牵引车和自卸车上。 图 3.3东风 EQ1090E型汽车半盘离合器 1-飞轮壳地盖； 2-飞轮； 3-摩擦片铆钉； 4-从动盘本体； 5-摩擦片； 6-减震器盘； 7-减震器弹簧； 8-减震器阻尼片； 9-阻尼片铆钉； 10-从动盘毂； 11-变速器第一轴； 12-阻尼弹簧铆钉； 13-减震器阻尼 弹簧； 14-从动盘铆钉； 15-从动盘铆钉隔套； 16-压盘； 17-离合器盖定位销； 18-飞轮壳； 19-离合器盖；20-分离杠杆支撑柱； 21-摆动支架； 22-浮动销； 23-分离杠杆调整螺母； 24-分离杠杆弹簧； 25-分离杠nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 15 - 杆； 26-分离轴承； 27-分离套筒复位弹簧； 28-分离套筒； 29-变速器第一轴轴承盖； 30-分离叉； 31-压紧弹簧； 32-传动片铆钉； 33-传动片 图 3.4双盘周布弹簧离合器 3.2.2 压紧弹簧和布置形式的选择 1. 周置弹簧离合器的压紧弹簧采用圆柱螺旋弹簧，其特点是结构简单、制造容易，因此应用较为广泛。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，使离合器传递转矩能力随之降低。 2. 中央弹簧离合器的压紧弹簧，布置在离合器的中心。可选较大的杠杆比，有利于减小踏板力。通过调整垫片或螺纹容易实现对压紧力的调整，多用于重型汽车上。 3. 斜置弹簧离合器的显著优点是摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变。具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。此结构在重型汽车上已有采用。 4 膜片弹簧 离合器 与其他几类相比又有以下几个优点 （ 1） 由于膜片弹簧有理想的非线性特征 ,弹 簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。当离合器分 离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是降低，从而降低踏板力； （ 2） 膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小； （ 3） 高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱弹簧压紧力明显下降； （ 4） 由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命； （ 5） 易于实现良好的通风散热，使用寿命长； 但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材料质量和尺寸 精度要求高，其非线性特性在生产nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 16 - 中不易控制，开口处容易产生裂纹 ， 端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。 膜片弹簧离合器不仅在轿车上被大量采用，而且在轻、中、重型货车以及客车上也被广泛采用。 拉式膜片弹簧离合器 (如 图 3.5)中，其膜片弹簧的安装方向与推式相反。在接合时，膜片弹簧的大端支承在离合器盖上，而以中部压紧在压盘上。将分离轴承向外拉离飞轮，即可实现分离。与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有如下优点： （ 1） 由于取消了中间支承各零件，并只用一个或 不用支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小。 （ 2）由于拉式膜片弹簧是以中部与压盘相压，因此在同样压盘尺寸条件下可采用直径较大的膜片弹簧，从而提高了压紧力与传递转矩的能力，而并不增大踏板力；或在传递相同转矩时，可采用尺寸较小的结构。 （ 3） 在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，故分离效率更高。 （ 4） 拉式的杠杆比大于推式杠杆比，且中间支承少，减少了摩擦损失，传动效率较高，使踏板操纵更轻便。拉式踏板力比推式一般约可减少 25 30。 （ 5） 拉式无论在接合状态或分离状态，膜片弹簧大 端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会产生冲击和噪声。 （ 6） 使用寿命更长。 图 3.5 推式膜片弹簧和拉式膜片弹簧 因此 本设计 选用 单盘拉式 膜片弹簧离合器 。 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 17 - 3.2.3 膜片弹簧的支承形式的选择 推式膜片弹簧支承结构按支承环数目不同分为三种。（如 图 3.6）为双支承环形式，其中（如 图 3.6a）用台肩式铆钉将膜片弹簧、两个支承（如 图 3.6）拉式膜片弹簧离合器环与离合器盖定位铆合在一起，结构简单，是早已采用的传统形式；（如 图 3.6b） 在铆钉上装硬化衬套和刚性挡环，可提高耐磨性和使用寿命，但结构 较复杂；（如 图 3.6c）取消了铆钉，在离合器盖内边缘上伸出许多舌片，将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖弯合在一起，使结构紧凑、简化、耐久性良好，因此其应用日益广泛。 （如 图 3.7）为单支承环形式。在冲压离合器盖上冲出一个环形凸台来代替后支承环(如 图 3.7a)使结构简化，或在铆钉前侧以弹性挡环代替前支承环 (图 3.7b)，以消除膜片弹簧与支承环之间的轴向间隙。 （如 图 3.6）推式膜片弹簧双支承环形式（如图 3.7）推式膜片弹簧单支承环形式 （如 图 3.8）为无支承环形式，利用斜头铆钉的头部与冲压离合器 盖上冲出的环形凸台将膜片弹簧铆合在一起而取消前、后支承环（如 图 3.8a）；或在铆钉前侧以弹性挡环代替前支承环，离合器盖上环形凸台代替后支承环 (如 图 3.8b)，使结构更简化；或取消铆钉，离合器盖内边缘处伸出的许多舌片将膜片弹簧与弹性挡环和离合器盖上的环形凸台弯合在一起 (如 图 3.8c)，结构最为简单。 （如 图 3.9）为拉式膜片弹簧支承结构形式，其中（如 图 3.9a）为无支承环形式，将膜片弹簧的大端直接支承在离合器盖冲出的环形凸台上；（如 图 3.9b)为单支承环形式，将膜片弹簧大端支承在离合器盖中的支承 环上。这两种支承形式常用于轿车和货车。 图 3.6 推式膜片弹簧双支承环形式 图 3.7 推式膜片弹簧单支承环形式 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 18 - 图 3.8 推式膜片弹簧无支承环形式 图 3.9 拉式膜片弹簧支承形式 本设计选用 (如 图 3.9b)的支承形式 。 3.2.4 压盘的驱动方式 在膜片弹簧离合器中，扭矩从离合器盖传递到压盘的方法有三种 （ 1） 凸台窗孔式：它是将压盘的背面凸起部分嵌入在离合器盖上的窗孔内，通过二者的配合，将扭矩从离合器盖传到压盘上，此方式结构简单，应用较多；缺 点：压盘上凸台在传动过程中存在滑动摩擦，因而接触部分容易产生分离不彻底。 （ 2） 径向传动驱动式：这种方式使用弹簧刚制的径向片将离合器盖和压盘连接在一起，此传动的方式较上一种在结构上稍显复杂一些，但它没有相对滑动部 分，因而不存在磨损，同时踏板力也需要的小一些，操纵方便；另外，工作时压盘和离合器盖径向相对位置不发生变化，因此离合器盖等旋转物件不会失去平衡而产生异常振动和噪声。 （ 3） 径向传动片驱动方式 ： 它用弹簧钢制的传动片将压盘与离合器盖连接在一起 ，除传动片的布置方向是沿压盘的弦向布置外 ， 其他的结构特征都与径 向传动驱动方式相同。 经比较 ,我选择径向传动驱动方式。 3.2.5 分离杠杆和分离轴承 分离杠杆的作用由膜片弹簧承担 ， 其作用是通过分离轴承克服离合器弹簧的推力并推动压盘移动 ， 从而使压盘与从动盘和从动盘与飞轮相互分离 ， 截断动力的传递 ， 分离杠杆要具有足够的强度和刚度 ， 以承受反复作用在其上面的弯曲应力 ， 分离轴承的作用是通过分离叉的作用使分离轴承沿变速器前端盖导向套作轴向移动 ， 推动旋转中的膜片弹簧中部分离前端 ， 使离合器起到分离作用 。 本次设计选用的是油封轴承 ， 它可以将润滑脂密封在轴承壳内，使用中不需要增加润滑 ， 相比供油 式轴承则需增加。 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 19 - 3.2.6 离合器的通风散热 试验表明，摩擦片的磨损是随压盘温度的升高而增大的，当压盘工作表面超过 180200C 时摩擦片磨损剧烈增加，正常使用条件的离合器盘，工作表面的瞬时温度一般在180C 以下。在特别频繁的使用下，压盘表面的瞬时温度有可能达到 1000 高的温度能使压盘受压变形产生裂纹和碎裂。为使摩擦表面温度不致过高，除要求压盘有足够大的质量以保 证足够的热容量外，还要求散热通风好。改善离合器散热通风结构的措施有：在压盘上设散热筋，或鼓风筋；在离合器中间压盘内铸通风槽 （如 图 3.10） ；将离合器盖和压杆制成 特殊的叶轮形状，用以鼓风；在离合器外壳内装导流罩。膜片弹簧式离合器本身构造能良好实现通风散热效果，故不需作另外设置。 如 图 3.10离合器的通风散热 3.2.7 离合器从动盘 从动盘总成由摩擦片，从动片，减震器和从动盘穀等组成 （如 图 3.11）为桑塔纳分开式弹性从动盘 。它虽然对离合器工作性能影响很大的构件，但是其工作寿命薄弱，因此在结构和材料上的选择是设 计的重点。从动盘总成应满足如下设计要求： （ 1） 转动惯量要小，以减小变速器换档时轮齿简单冲击； （ 2） 应具有轴向弹性，使离合器接 合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，减小磨损。 （ 3） 应装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。 摩擦片要求 ： 摩擦系数稳定、工作温度、单位压力的变化对其影响要小，有足够的机械强度和耐磨性；热稳定性好，磨合性好，密度小；有利于结合平顺，长期停放离合器 摩擦片不会粘着现象的。 综上所述，选择石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉织物、粘结剂（树脂或硅胶）和特种添加剂热压制成，其摩擦系数为 0.25 0.3，密度小，价格便宜，多年来在汽车离合器上使用效果良好。同时，摩擦片从动钢片用铆钉连接，连接可靠，更 换摩擦片方便，而且适宜在从动钢 片上装波形弹簧片以获得轴向弹性。 离合器的结构类型很多，主要一本设计的干式摩擦离合器为主，详细介绍其主要零件的结构选型和计算，具体如下。 nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 20 - 如图 3.11 桑塔纳分开式弹性从动盘 3.3 离合器的设计计算和说明 3.3.1 离合器设计所需数据 发动机型号 发动机最大转矩（ N/m ， r/min） 传动系传动比 驱动轮类型 与规格 汽车总质量 (Kg) 1挡 主减速比 LB4 315/2800 4.03 3.08 P205/75R15 2205 3.3.2 摩擦片主要参数的 选择 1215 采用单片摩擦离合器是利用摩擦来传递发动机扭矩的，为保证可靠度，离合器静摩擦力矩 Tc应大于发动机最大扭矩maxeT1 摩擦片的静压力： Tc = .maxeT（ 3.1） 式中： 离合器后备系数（ 1） 发动机的最大扭矩可由式 1: maxeT= 9549penaPmax （ 3.2） 求得 式中： maxep = 75 Kw, pn = r/min。 在 1.1 1.3之间 ，取 =1.16 ，则 maxeT = 196 N.m nts兰州工业高等专科学校毕业设计说明书 - 21 - 1. 离合器后背系数 的确定。 后备系数 是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度，选择 时，应从以下几个方面考虑： a. 摩擦片在使用中有一定 磨损后，离合器还能确保传递发动机最大扭矩； b. 防止离合器本身滑磨程度过大； c. 要求能够防止传动系过载。通常轿车和轻型货车 =1.2 1.75。结合设计实际情况，故选择 =1.5 。 2. 摩擦片的外径 的确定 1。 摩擦片的外径可有式 : D = DK maxeT （ 3.3） 求得 式中 DK 为直径系数，取值见表 3-1 取 DK = 16 得 D = 221.11mm。 表 3.1 直径系数的取值范围 车型 直径系数 DK 乘用车 14.6 最大总质量为 1.8 14.0t的商用车 16.0 18.5(单片离合器 ) 13.5 15.0(双片离合器 ) 最大总质量大于 14.0t 的商用车 22.5 24.0 3. 摩擦片 其它 尺寸 确定 摩擦片的尺寸已系列化和标准化 ,标准如下 （如： 表 3.2）所示 : 表 3.2 离合器摩擦片尺寸系列和参数 外径 D(mm) 160 180 200 225 250 280 300 325 内径 d(mm) 110 125 140 150 1
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号