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南京航空航天大學金城學院畢業(yè)論文題目汽車離合器結構分析和計算機輔助設計學生 俞皓鏹學號 2005012238 參考文獻 1 臧杰 閻巖 汽車構造 M 機械工業(yè)出版社 2005 8 2 王望予主編 汽車設計 M 機械工業(yè)出版社 2004 8 3 徐石安 江發(fā)潮 汽車離合器 M 清華大學出版社 2005 2 4 劉惟信主編 汽車設計 M 清華大學出版社 2001 7 5 林世裕主編 螺旋彈簧與碟形彈簧離合器的設計與制造 M 東北大學 2005 6 汽車標準匯編 2000 2004 M 中國汽車技術研究中心標準研究所 2005 7 閻春利 張希棟 汽車離合器螺旋彈簧的優(yōu)化設計 J 林業(yè)機械與木工設備 2006 3 8 廖林清 曹建國 汽車離合器螺旋彈簧的三次設計 J 四川兵工學報 2001 2 9 司傳勝 汽車螺旋彈簧離合器的優(yōu)化設計 J 林業(yè)機械與木工設備 2004 12 10 李林 劉惟信 汽車離合器螺旋彈簧的優(yōu)化設計 J 清華大學學報 2000 5 11 林明芳等 汽車離合器螺旋彈簧的優(yōu)化設計 J 汽車工程 2003 2 12 劉紅欣 螺旋彈簧應力分布的試驗和有限元分析 J 力學與實踐 2003 3 13 張衛(wèi)波 汽車螺旋彈簧離合器智能優(yōu)化設計技術研究 J 中國工程機械學報 2007 1 14 肖文穎 許海華 離合器螺旋彈簧的優(yōu)化設計 J 公路與汽運 2007 4 15 程漢應 汽車離合器摩擦片數(shù)量選擇及其參數(shù)優(yōu)化設計 J 汽車工程 2001 7 16 浦定真 螺旋彈簧離合器的設計與研究 J 汽車技術 2006 6 17 趙波 趙曉昱 汽車離合器的相關參數(shù)優(yōu)化與分析 J 拖拉機與農業(yè)運輸車 2007 2 18 LiuWeixin GePing LiWei OptimalDesignTorsionalDampersinAutomobileClutch ProceeDingsoftheInternationalConferenceonCADofMachinery 2001 19 Ahern Kathy Manathung Catherine Clutch StaringStalleDResearchStuDets InnovativeHigherEDucation 2004 摘要以內燃機在作為動力的機械傳動汽車中 離合器是作為一個獨立的總成而存在的 離合器通常裝在發(fā)動機與變速器之間 其主動部分與發(fā)動機飛輪相連 從動部分與變速器相連 為各類型汽車所廣泛采用的摩擦離合器 實際上是一種依靠其主 從動部分間的摩擦來傳遞動力且能分離的機構 離合器的主要功用是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機與傳動系平順的接合 確保汽車平穩(wěn)起步 在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離 減少變速器中換檔齒輪間的沖擊 在工作中受到較大的動載荷時 能限制傳動系所承受的最大轉矩 以防止傳動系個零部件因過載而損壞 有效地降低傳動系中的振動和噪音 本車設計采用單片螺旋彈簧離合器 本車采用的摩擦式離合器是因為其結構簡單 可靠性強 維修方便 目前大多數(shù)汽車都采用這種形式的離合器 而采用干式離合器是因為濕式離合器大多是多盤式離合器 用于需要傳遞較大轉矩的離合器 而該車型不在此列 采用螺旋彈簧離合器是因為螺旋彈簧離合器具有很多優(yōu)點 首先 由于螺旋彈簧具有非線性特性 因此可設計成當摩擦片磨損后 彈簧壓力幾乎可以保持不變 且可減輕分離離合器時的踏板力 使操縱輕便 其次 螺旋彈簧的安裝位置對離合器軸的中心線是對的 因此其壓力實際上不受離心力的影響 性能穩(wěn)定 平衡性也好 再者 螺旋彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用 使離合器的結構大為簡化 零件數(shù)目減少 質量減小并顯著地縮短了其軸向尺寸 另外 由于螺旋彈簧與壓盤是以整個圓周接觸 使壓力分布均勻 摩擦片的接觸良好 磨損均勻 也易于實現(xiàn)良好的散熱通風等 由于螺旋彈簧離合器具有上述一系列的優(yōu)點 并且制造螺旋彈簧的工藝水平也在不斷地提高 因而這種離合器在轎車及微型 輕型客車上已得到廣泛的采用 而且逐漸擴展到載貨汽車上 從動盤選擇單片式從動盤是一位其結構簡單 調整方便 壓盤驅動方式采用傳動片式是因為其沒有太明顯的缺點且簡化了結構 降低了裝配要求又有利于壓盤定中 選擇拉式離合器是因為其較拉式離合器零件數(shù)目更少 結構更簡化 軸向尺寸更小 質量更小 并且分離杠桿較大 使其踏板操縱力較輕 關鍵字 螺旋彈簧離合器螺旋彈簧離合器摩擦片減振盤 Abstract Totheinternalcombustionengineasthedrivingforceinthemechanicaltransmissioncar theclutchistheassemblyasanindependentexistence Clutchisusuallypackedinbetweentheengineandtransmission theactivepartconnectedwiththeengineflywheel driveninpartconnectedwiththetransmission Forvarioustypesofmotorvehiclesiswidelyusedinfrictionclutch infact isakindofrelyontheirowners driveninparttofrictionbetweenthetransmissionpowercanseparateagencies Themainfunctionoftheclutchiscutoffandtheengineandtransmissionsystemtoachievesmoothjoint toensurethatasmoothstart intheshiftwillbeseparatedfromtheengineandpowertraintoreducethetransmissionofshocksbetweenthegearshift initsworkbythelargerdynamicloadwhenthetransmissionsystemtolimittheburdenofthemaximumtorquetopreventthepowertraincomponentsofthedamageduetooverload effectivelyreducethetransmissionlinesofthevibrationandnoise Thedesignusesasinglecarcoilspringclutch Thecarusedclutchfrictionbecauseofitssimplestructure reliability maintenanceconvenience themajorityofvehiclescurrentlyusingthisformofclutch Theuseofdry typeclutchisbecausemostofthewetclutchisamulti discclutch fortheneedforgreatertorquetransmissionclutch andthemodelisnotincluded Theuseofcoilspringcoilspringclutchbecausetheclutchhasmanyadvantages First thecoilspringhasnonlinearcharacteristics itcanbedesignedtowearwhenthefrictionplate thespringpressurecanbemaintainedalmostunchanged andreducetheseparationoftheclutchpedalatthetimeofabilitytomanipulatelight Secondly thecoilspringontheinstallationlocationofthecenterlineoftheclutchshaftisright sothepressureisnotinfacttheeffectsofcentrifugalforce stableperformance orbalance Inaddition thecoilspringitself andfromcompressthespringandsplittheroleofleverage sothatgreatlysimplifiedthestructureoftheclutch sparepartstoreducethenumber qualityandsignificantlyreducedtoreducethesizeofitsaxial Inaddition asaresultofcoilspringandthepressureplatecontactstheentirecircumference sothatthepressuredistribution goodcontactswithfrictionplate wearuniform butalsoeasytoachievegoodheatventilation Asthespiralspringclutchwithaseriesofadvantagesoftheabove andcoilspringmanufacturingprocesshasbeentoraisethelevel sothattheclutchinthecarandmicro lightbushasbeenwidelyused andgraduallyextendedtothecargovehicle Followerplatechoiceofsingle chipsetisafollowerofitssimplestructure convenientadjustment Platendrivetransmissionchipusedisnottoomuchbecauseofitsobviousshortcomingsandtosimplifythestructure assemblyrequirementsandreducesthepressureplatewillbeinfavorof Pull typeclutchchoicebecauseofitspartsthanthenumberofpull typeclutchless morestreamlinedstructure theaxialsizesmaller thequalityofevensmaller andagreaterseparationoftheleversothatitisrelativelysmallpedalmanipulation Keywords spiralspringclutchcoilspringclutchfrictionplatevibrationplate 離合器的發(fā)展在早期研發(fā)的離合器結構中 錐形離合器最為成功 它的原型設計曾裝在1889年德國戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上 它是將發(fā)動機飛輪的內孔做成錐體作為離合器的主動件 采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀20年代中葉 對當時來說 錐形離合器的制造比較簡單 摩擦面容易修復 它的摩擦材料曾用過駱毛帶 皮革帶等 那時曾出現(xiàn)過蹄 鼓式離合器 其結構有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面 蹄 鼓式離合器用的摩擦元件是木塊 皮革帶等 蹄 鼓式離合器的重量較錐形離合器輕 無論錐形離合器或蹄 鼓式離合器 都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主 從動件根本無法分離的自鎖現(xiàn)象 現(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅是多片盤式離合器 它是直到1925年以后才出現(xiàn)的 多片離合器最主要的優(yōu)點是 汽車起步時離合器的接合比較平順 無沖擊 早期的設計中 多片按成對布置設計 一個鋼盤片對著一青銅盤片 采用純粹的金屬的摩擦副 把它們浸在油中工作 能達到更為滿意的性能 浸在油中的盤片式離合器 盤子直徑不能太大 以避免在高速時把油甩掉 此外 油也容易把金屬盤片粘住 不易分離 但畢竟還是優(yōu)點大于缺點 因為在當時 許多其他離合器還在原創(chuàng)階段 性能很不穩(wěn)定 石棉基摩擦材料的引入和改進 使得盤片式離合器可以傳遞更大的轉矩 能耐受更高的溫度 此外 由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積 因而可以減少摩擦片數(shù) 這是由多片離合器向單片離合器轉變的關鍵 20世紀20年代末 直到進入30年代時 只有工程車輛 賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器 圖2 4摩擦片Pro E建立過程4主要技術指標 發(fā)動機轉速 3000rpm 最大傳遞轉矩 200N m 型式 單盤式 摩擦系數(shù) 0 3 總壓力 FN 7KN對離合器的摩擦片進行了設計選擇 確定了離合器摩擦片的外徑尺寸 對以后其他多個部件總成的外形尺寸選擇起了決定作用 通過對摩擦片這個零件的設計選擇 還可以間接確定離合器的外形尺寸等 主動部分設計本章對離合器主動件進行了設計 計算 選擇及校核 主動件包括離合器蓋 壓盤等 這些部件都是給離合器傳遞扭矩的部件 他們共同的特點是都要有良好的散熱能力 有能有效把在主動部分的熱傳遞出去的能力 這些部件總成都是符合標準的部件 經(jīng)過嚴格的校核計算 可以符合使用的標準 滿足使用的需要 從動盤總成設計本章對離合器從動盤各部件總成進行了設計計算及校核 從動盤包括摩擦片 扭轉減振器 波形彈簧 從動盤轂及其他一些起緊固 傳遞力作用的零件 考慮了其各方面的要求及特征 改進了原零件的一些設計方案和材料 使整體效果更好一些 并能提高離合器本身的使用壽命及汽車的舒適性等 螺旋彈簧設計本章螺旋彈簧進行了設計優(yōu)化 使其可以更好的在該設計的離合器中工作 提高離合器的使用壽命及工作效率 螺旋彈簧本身就兼起壓緊彈簧和分離杠桿作用 是離合器上最重要的部件 將其設計做好可以是離合器的各項性能得到大幅度的提高 結論本設計分析了本設計所要采用的的螺旋彈簧離合器 對螺旋彈簧離合器進行了分類 闡述了螺旋彈簧離合器的原理和組成 及其特性 通過詳細的推導過程積累了大量的數(shù)據(jù) 并成功的繪制出了螺旋彈簧離合器的成品圖 主要敘述了離合器的發(fā)展現(xiàn)狀 和它的工作原理 在此過程中 經(jīng)過對比結合 初步確定了合適的離合器結構形式 選取了拉式螺旋彈簧離合器 并且?guī)в信まD減振器 為后面的計算提供了理論基礎 在計算中 首先確定摩擦片外徑尺寸 然后根據(jù)該尺寸對其他部件總成進行了計算和設計 通過計算校核摩擦片外徑尺寸 計算選擇出其他部件的外形尺寸 再對其進行校核 確定是否能達到設計要求 設計包括對從動盤總成的設計校核 對壓盤的設計校核 對離合器蓋的設計校核及離合器蓋的設計校核和優(yōu)化 具體設計計算了摩擦片 扭轉減振器 螺旋彈簧 壓盤 離合器蓋 傳動片等多個部件總成在上述工作完成之后 通過計算機Pro E軟件的學習運用 對離合器總體裝配圖 從動盤總成 壓盤 螺旋彈簧 摩擦片進行了繪制 在繪制的過程中對離合器的裝配又有了進一步的理解 并且完善了計算部分的遺漏 這次的設計 可以對原有離合器的設計提出優(yōu)化和修改的建議 對其以后的設計過程起參考作用 通過這次設計達到了優(yōu)化改進原有離合器 提高該型汽車使用性 舒適性 并提高了汽車的工作效率的目的 致謝首先向全體老師表示衷心的感謝 在這幾年的時間里 他們?yōu)槲覀兊某砷L和進步做出了貢獻 在這次畢業(yè)設計中 有許多老師給予了指導和幫助 尤其是老師 在這次畢業(yè)設計的整個過程中 給了我們很大幫助 做為我們的輔導老師 盡職盡責 一絲不茍 至此 這次畢業(yè)設計也將告以段落 但老師的教誨卻讓人終生難忘 通過這次畢業(yè)設計 不但使我學到了知識 也讓我學到了許多的道理 總之是受益匪淺 盡管我在畢業(yè)設計過程中做出了很多的努力 但由于我的水平有限 設計中的錯誤和不當之處仍在所難免 望老師提出寶貴的意見 最后 向文中引用到其學術論著及研究成果的學術前輩與同行們致謝 再次向敬愛的老師表示衷心的感謝