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重型載貨汽車雙片離合器設(shè)計與仿真
摘 要
離合器是汽車傳動系中的重要部件，主要功用是是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機對傳動系的動力傳遞，保證汽車平穩(wěn)起步，保證傳動系統(tǒng)換擋時工作平順以及限制傳動系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載。膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型汽車上廣泛采用的一種離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。此設(shè)計說明書詳細的說明了輕型汽車膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)選擇以及計算過程。
本文通過對各個部分設(shè)計方案的原理闡釋和優(yōu)缺點的比較，確定了相關(guān)部分的基本結(jié)構(gòu)及其零部件的制造材料。根據(jù)車輛使用條件和車輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設(shè)計步驟和要求，主要進行了以下工作：選擇相關(guān)設(shè)計參數(shù)主要為：摩擦片外徑D的確定，離合器后備系數(shù)β的確定，單位壓力的確定。并進行了總成設(shè)計主要為：分離裝置的設(shè)計，以及從動盤設(shè)計（從動盤轂的設(shè)計）和膜片彈簧設(shè)計等。
關(guān)鍵詞：離合器，雙片摩擦片，機械操縱，膜片彈簧
Abstract
Clutch is important automotive driveline components , the main function is to realize the engine is off and the power transmission to the drive train to ensure a smooth start the car , when the transmission shift work to ensure smooth torque transmission and limit the maximum exposure to prevent transmission overload . Diaphragm spring clutch is a clutch in recent years on cars and light-duty vehicles is widely used , it 's a large torque capacity and relatively stable , easy operation, good balance , but also to mass production , for which research has become more and more important . This design specification in the form of a detailed description of the structure of light vehicles diaphragm spring clutch , parameter selection and calculation process.
This paper compares the various parts of the design principles of interpretation and the advantages and disadvantages to determine the basic structure of the relevant parts of manufacturing materials and components. According to the vehicle conditions and vehicle parameters , in accordance with the requirements of the design steps and clutch systems , mainly for the following work: mainly select the relevant design parameters : Determine the outer diameter D of friction plates and clutch reserve coefficient β is determined , the unit pressure OK. And were designed primarily for assembly : Design separation device , and driven plate design ( driven disc hub design ) and diaphragm spring design.
Keywords : Clutch , Two-piece friction plate, Mechanically operated , Diaphragm spring
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1 離合器概述 1
1.2 汽車離合器的現(xiàn)狀及發(fā)展 1
1.2.1 汽車離合器的現(xiàn)狀 1
1.2.2 汽車離合器的發(fā)展 2
1.3 離合器設(shè)計要求 3
第二章 方案分析與選定 4
2.1 從動盤數(shù)的選擇 4
2.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇 5
2.3 膜片彈簧支承形式的選擇 8
2.4 壓盤的驅(qū)動方式 9
第三章 摩擦片參數(shù)設(shè)計 10
3.1 摩擦片參數(shù)設(shè)計基本原理 10
3.2 摩擦片參數(shù)設(shè)計計算 11
3.2.1摩擦因數(shù)f、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙△t 11
3.2.2摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b的確定 11
3.2.3離合器后備系數(shù)β的確定 12
3.2.4離合器傳遞的最大靜摩擦力矩TC 12
3.2.5 單位壓力 12
3.3 離合器摩擦片基本參數(shù)的校核 13
3.3.1 最大圓周速度 13
3.3.2 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 13
3.3.3 單位壓力 14
3.3.4 單位摩擦面積滑磨功 14
第四章 膜片彈簧設(shè)計 15
4.1 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 15
4.1.1 H/h比值的選擇 15
4.1.2 R及R/r的確定 16
4.1.3 膜片彈簧起始圓錐底角α 16
4.1.4 分離指的數(shù)目n和切槽寬δ1、δ2及半徑re 16
4.1.5 支承圈平均半徑l和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑L 16
4.2 繪制膜片彈簧的特性曲線 16
4.3 確定膜片彈簧的工作點位置 17
4.4 求離合器徹底分離時分離軸承作用的載荷F2 18
4.5 求分離軸承的行程λ2 18
4.6 膜片彈簧強度校核 19
4.7 膜片彈簧材料及制造工藝 19
第五章 其他主要部件的設(shè)計 20
5.1 從動盤總成設(shè)計計算 20
5.1.1 從動片 20
5.1.2 從動盤轂 20
5.2 壓盤和離合器蓋的設(shè)計 21
5.2.1 壓盤幾何尺寸的確定 21
5.2.2 離合器蓋的設(shè)計 22
5.2.3 支承環(huán) 22
5.3 操縱系統(tǒng)的設(shè)計 22
5.3.1 對操縱機構(gòu)的基本要求 23
5.3.2 踏板位置 23
5.3.3 踏板行程 23
結(jié) 論 24
參考文獻 25
致 謝 26
0
第一章 緒論
1.1 離合器概述
以內(nèi)燃機作為動力的機械傳動汽車中,無論是AMT或MT，離合器都作為一個獨立的部件而存在。雖然發(fā)展自動傳動系統(tǒng)是汽車傳動系的發(fā)展趨勢，但是有人指出：根據(jù)德國出版的2003年世界汽車年鑒，2002年世界各國114家汽車公司所生產(chǎn)的1864款乘用車中，手動機械變速器車款數(shù)為1337款；在我國,乘用車中自動擋車款式只占全國平均數(shù)的26.53%；若考慮到商用車中更是多數(shù)采用手動變速器，手動擋汽車目前仍然是世界車款的主流(當然并不排除一些國家或地區(qū)自動擋式車款是其主流產(chǎn)品)。談到未來，考慮到傳動系由MT向自動傳動系過渡，采用AMT技術(shù)其產(chǎn)品改造較為容易，因此AMT技術(shù)是自動傳動系統(tǒng)有力的競爭者?？梢哉f，從目前到將來離合器這一部分將會伴隨著內(nèi)燃機一起存在，不可能在汽車上消失。
離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機相連接的總成，其主要功用是切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證汽車起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系各零件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲。
1.2 汽車離合器的現(xiàn)狀及發(fā)展
1.2.1 汽車離合器的現(xiàn)狀
如今單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面相當完善。采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器結(jié)合的平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的過載、共振，并且減小了傳動系噪聲。
近年來，出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)減振特性和性能價格比較為理想的雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)，這種飛輪由初級飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器和次級飛輪組成，采用徑向布置減振彈簧，在有限的空間可以獲得相當好的減振效果。它突破了傳統(tǒng)的飛輪鑄造生產(chǎn)方法，以鋼板沖壓取而代之。
隨著汽車運輸業(yè)的發(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷提高和改進，以適應(yīng)新的使用條件。從國外的發(fā)展動向來看，近年來車輛在性能上向高速發(fā)展，發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載貨汽車趨于大型化，國內(nèi)也有類似情況。此外，離合器的使用條件也日酷一日。因此，提高離合器的傳扭能力、提高其使用壽命、簡化操作已成為離合器目前發(fā)展的趨勢。
對于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動機功率不斷加大，但離合器