毕业设计：汽车离合器设计说明书VIP

第一章线程理论1.1主题选择的目的此次设计中，正在努力系统化离合器设计，为离合器设计者提供一定的参考价值。抛弃现有的推式膜片弹簧离合器，设计新的全膜片弹簧离合器是此次设计的主要特点。1.2离合器开发历史近年来，各国政府在资金和技术方面大力发展汽车工业，以比其他工业更快的速度发展，因此汽车工业迅速成为一个国家工业发展水平的标志。对于内燃机车，离合器在机械传动系统中作为单独的组件存在，在汽车传动系统中是直接连接到发动机的响应组件。目前各种汽车上广泛使用的摩擦离合器主要是通过主、联动部分之间的摩擦来传送和分离动力的装置。早期开发的离合器中锥形离合器最成功。现在使用的圆盘离合器的先驱是1925年以后才出现的多圆盘离合器。20世纪20年代末，在进入20世纪30年代之前，只有工程车辆、赛车和大功率轿车使用多种离合器。由于多年的实践经验和技术上的改进，人们逐渐倾向于单片式干式离合器1。近年来，随着对离合器的要求的提高，传统的推式膜片弹簧离合器结构逐渐演变为全膜片弹簧离合器结构，传统操作形式的操作形式发展为自动驾驶形式。因此，提高离合器的可靠性，延长寿命，适应发动机的高速速度，提高离合器传递转矩的能力，简化操作成为离合器的发展趋势。汽车发动机速度、功率持续增加，汽车电子技术的迅速发展，对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度来看，现有的推式膜片弹簧离合器结构逐渐演变为全膜片弹簧离合器结构，现有的操纵形式发展为自动驾驶的形式。因此，提高离合器的可靠性，延长寿命，适应发动机的高速速度，提高离合器传递转矩的能力，简化操作成为离合器的发展趋势。随着计算机的发展，包括计算、性能演示、计算机图形、制作后故障统计等设计工作从手动转变为计算机。1.3离合器概述根据功率传动顺序，离合器必须是电动机中的第一个部件。顾名思义，离合器是“分离”和“结合”之间矛盾的统一体。离合器的工作是接受驾驶员的操纵，分离或结合完成自己的任务。离合器是安装在发动机和变速器之间的动力传动机构，必要时停止动力传动，确保汽车平稳启动。检查变速器齿轮是否平稳工作。限制电动机能承受的最大转矩，以防止电动机过载。为了起到多种作用，现在汽车上广泛使用弹簧拧紧的摩擦离合器，摩擦离合器能够传递的最大扭矩取决于摩擦面之间的工作压缩力和摩擦片的大小、摩擦面的表面条件等。取决于离合器的默认参数和主要尺寸。膜片弹簧离合器在技术上比较先进，经济，同时性能良好，使用可靠性高，使用寿命长，结构简单，小，操作轻，稳定传递发动机最大扭矩的前提下，具有以下优点2:(1)汽车在启动时平稳、平稳地结合，以免振动或冲击。(2)离合器分离彻底。(3)为了减少齿轮副的冲击，驱动部的惯性部分较小。(4)散热性能好。(5)高速旋转只有可靠的强度。(6)避免汽车变速器共振，具有吸收振动、冲击、降低噪音的能力；(7)操作轻。(8)工作性能(最大摩擦力矩和备份系数保持稳定)；(9)寿命长。1.3.1离合器的功能离合器由发动机和电动机逐步啮合，保证了汽车的平稳开动。如上所述，现代汽车活塞引擎不能在负载下启动，必须先在空负载下启动，然后逐渐加载。引擎启动后稳定运行的最低速度约为300 500r/min，汽车只有一个从静止状态出发启动的引擎，带静止的驱动装置不是突然的刚性连接。因为，如果是突然的刚性连接，汽车只能乱挤，引擎不能关闭。因此离合器使发动机和变速器逐渐平稳啮合，引擎添加到驱动机的扭矩越来越大，足以克服行驶阻力时，从静止状态慢慢出发。利用变速器的空白也可以拆卸发动机和驱动装置。但是，变速器在空挡时，变速器内的驱动齿轮和发动机连接在一起，要转动发动机，必须与变速器内的驱动齿轮一起牵引，变速器内的齿轮锁定在粘度大的齿轮油上，吸引它的阻力很大。特别是在寒冷的季节，没有离合器，如果把发动机和电动机分开，引擎就很难启动。所以离合器的第二个功能是暂时断开发动机和电动机之间的连接，方便发动机启动。在汽车运行过程中，变速器要经常换挡。也就是说，变速器内的齿轮副必须松开啮合，进入啮合。卸下齿轮时，由于原来啮合的齿面压力的存在，可能很难卸下齿轮，但是用离合器暂时卸下变速器可以方便拆卸齿轮。同时，在挂齿轮时，依靠驾驶员啮合，使要啮合的齿轮对的圆周速度同步更加困难，直到啮合为止，齿轮对的圆周速度差异引起齿轮冲击，或者使齿轮不能挂，离合器暂时分离驱动系统，减少与离合器驱动齿轮连接的质量，从而减少齿轮冲击，便于齿轮变速。离合器可以传递的最大扭矩有限制，当汽车紧急制动时，变速器系统的惯性负载很大，此时离合器会自动滑动，从而防止变速器部件过载损坏，具有保护作用。1.3.2现代汽车离合器必须符合要求。根据离合器的功能，必须满足以下主要要求：(1)在任何驾驶情况下都能可靠地传递发动机的最大扭矩。为此，离合器的摩擦扭矩()必须大于引擎最大扭矩()(2)接缝光滑，柔软。也就是说，传送到离合器的扭矩必须能够平稳增加，以避免汽车的启动碰撞或抖动。(3)分离迅速、彻底。变速时，如果离合器没有完全分离，飞轮的扭矩会部分地持续传递到变速器上，从而产生齿轮冲击噪音。(4)驱动盘的转动惯量小。离合器分离后，与变速器驱动齿轮连接的质量只有离合器的驱动轮。降低驱动盘的转动惯量会降低变速冲击。(5)吸收振动、噪音和冲击的能力；(6)由于过热，摩擦部件破裂或摩擦系数减少，使热量很好地分散，以免滑动。(7)为了减少司机的疲劳，轻轻操纵。尤其对城市行驶的汽车和公共汽车来说很重要。(8)摩擦离合器、摩擦衬必须具有高温、耐磨性，内衬在一定范围内磨损，可以调节离合器正常工作。1.3.3离合器工作原理如图1.1所示，摩擦离合器一般包括四个部分：主动零件、从动零件配置、压缩机构和操纵机构。离合器在耦合状态下，发动机扭矩离开曲轴，通过飞轮2和压力板的摩擦作用传递到从动轮3，通过联动轴传递到变速器。当司机踩踏踏板时，通过杠杆松开叉子，松开套筒，分离轴承8，释放拉杆的内端将被推到右侧。分离拉杆的中间有离合器盖5的支撑，外端连接到车轮，因此克服了挤压弹簧的力，将压力板向左拉，从而消除了移动盘3两侧的压力，从而消除了摩擦力，引擎的扭矩不再传递到变速器，离合器处于分离状态。松开踏板后，回流弹簧克服了每个杠杆接头和支撑的摩擦力，将踏板恢复到原位。此时，拧紧弹簧，拼盘向右滑动，继续按压车轮3上的飞轮2，使发动机的扭矩传递回变速器。1-轴承2-飞轮3-从动轮4-压力盘5-离合器盖螺栓6-离合器盖7-膜片弹簧8-分离轴承9-轴图1.1离合器组件1.3.4全膜片弹簧离合器的优点全膜片弹簧离合器比推杆有多种优点。也就是说，取消中间支撑，不使用支撑环，或仅使用一个支撑环，结构更加简单、紧凑、零件数量少、质量低。拉伸膜片弹簧根据相同的压力板大小使用直径大的膜片弹簧，以提高压缩力和传递转矩的能力，不增加踏板力，在传递相同扭矩时可以使用较小的结构。在接合或分离状态下，离合器盖变形少，刚度大，分离效率高。拉杆大于推杆比率，中间支撑可以减少摩擦损失，驱动效率高，踏板操作更轻，拉踏板力比推杆的一般力约降低。无论连接状态或分离状态，张力结构的膜片弹簧末端和离合器盖支撑总是接触，并且支撑环磨损后，踏板自由行程不会增加，没有冲击和哭声。寿命更长。1.4设计的预期结果1、设计手册：(1)离合器部件结构；(2)离合器主要参数的选择和优化；(3)膜片弹簧的计算和优化；(4)扭转减振器的设计；(5)离合器控制机构的设计计算。2、图纸：扭转减振器、摩擦片、膜片弹簧、推杆、轴、压力板、离合器组件。第二章离合器的结构设计为了满足计划中规定的数据要求，设计时必须根据车型的类别、使用要求、制造条件和“系列化、普遍化、标准化”要求合理选择离合器结构。2.1离合器结构的选择与演示2.1.1摩擦板选择单片离合器结构简单，尺寸小，散热好，维护方便，移动部分转动惯量小，使用时保证分离和完全耦合，因此广泛用于汽车和中小型卡车，是选择单片离合器的设计。摩擦片的数目是2。2.1.2选择压缩弹簧布局离合器压缩装置可以分为白天弹簧、中央弹簧、倾斜弹簧、膜片弹簧等。其中膜片弹簧的主要特征是使用膜片弹簧代替螺旋弹簧，分离杠杆。膜片弹簧与其他类别相比有以下几个优点9:(1)膜片弹簧的非线性特性理想，因此在摩擦片磨损范围内弹簧压力几乎保持不变，从而使离合器在使用过程中保持传送转矩的能力。离合器分离后，弹簧压力不会像圆柱形弹簧一样上升，而是下降，从而减少踏板力。(2)膜片弹簧既起压缩弹簧的作用，又起分离杠杆的作用，因此结构简单，轴向大小小，零件数量少，质量小。(3)高速旋转时压缩力几乎减少，性能比较稳定。圆柱形弹簧压缩力明显减小；(4)膜片弹簧的大截面环，压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可以提高寿命。(5)通风和散热好，寿命长；(6)均衡良好。(七)有利于批量生产，降低制造成本。但是膜片弹簧的制造过程相对复杂，对材料质量和尺寸精度要求高，非线性特性在生产中难以控制，开口处出现裂纹，末端容易磨损。近年来，材料性能提高，制造工艺和设计方法逐步改进，膜片弹簧制造更加成熟。所以我选择了膜片弹簧离合器。2.1.3压力磁盘驱动器膜片弹簧离合器将扭矩从离合器盖传递到压力板的方法有三种9:(1)凸台-开窗孔：将压力板的后突起嵌入离合器盖的开窗孔内，将扭矩从离合器盖传递到压力板，该方法结构简单，应用较多。缺点：压力盘的凸台在传动过程中有滑动摩擦，接触部分容易分离不完整。(2)径向驱动器：该方法使用弹簧制作的径向片连接离合器盖和压力板。这个驱动器在结构上稍微复杂一些，但是没有相对滑动的部分，没有磨损，踏板力也更小，操作也更方便。此外，操作时，盘片和离合器盖的半径相对位置不会改变，因此离合器盖等旋转对象的平衡不会破裂，不会产生异常振动和噪音。(3)径向驱动器：使用弹簧钢驱动器板将压力板与离合器盖连接。但是，驱动器放置的方向遵循压力板的弦方向放置，其他结构特征与径向驱动器行为相同。比较后，我选择径向驱动器。2.1.4释放拉杆，释放轴承释放拉杆的作用由膜片弹簧完成。也就是说，分离轴承，克服离合器弹簧的推力，驱动压板移动，使压板和从动轮相互分离，切断动力传递，分离拉杆必须足够的强度和刚度，以承受其上重复的弯曲应力，分离轴承通过分离叉的作用沿变速器前盖指南轴向移动分离轴承，在旋转中推动膜片弹簧中间，使离合器分离。分离该设计使用将润滑脂密封在轴承外壳上的油封轴承，与供油轴承相比，无需增加润滑。2.1.5离合器的热通风实验表明，摩擦片的磨损随着压力板温度的增加而增加，当压力板工作表面超过c时，摩擦片磨损大幅度增加，正常使用条件下的