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1、.专业整理.机械工程学院车辆工程专业课程设计说明书题 目： 华西牌CDL6603轻型客车 姓 名： 班级学号：指导教师： .学习帮手.专业整理.目 录目 录1第1章 离合器的设计目的及原理概述31.1离合器的设计目的31.2离合器的工作原理31.3离合器的设计要求3第2章 离合器的结构方案分析52.1车型、技术参数52.2从动盘数的选择52.3压紧弹簧和布置形式的选择52.4膜片弹簧的支承形式62.5压盘的驱动方式6第3章 离合器主要参数的选择83.1后备系数83.2摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙t83.3单位压力p83.4摩擦片外径D内径d和厚度b93.5计算校核93.5.1离合器的摩擦
2、力矩Tc与结构参数(Rc)的确定93.5.2最大圆周速度103.5.3单位摩擦面积传递的转矩103.5.4单位摩擦面积滑磨功10第4章 膜片弹簧的设计124.1膜片弹簧的基本参数的选择124.1.1 截锥高度H与板厚h比值和板厚h的选择124.1.2自由状态下碟簧部分大端R、小端r的选择和比值124.1.3膜片弹簧起始圆锥底角的选择124.1.4 分离指数目n的选取124.1.5 膜片弹簧最小端内半径及分离轴承作用半径124.1.6 切槽宽度1、2及半径134.1.7 压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定134.1.8膜片弹簧材料134.2膜片弹簧的弹性特性曲线13第5章 扭转减振器
3、的设计155.1扭转减振器主要参数15图5-1三级非线性减震器扭转特性曲线155.1.1极限转矩155.1.2扭转角刚度165.1.3 阻尼摩擦转矩165.1.4 预紧转矩165.1.5 减振弹簧的位置半径165.1.6 减振弹簧个数175.1.7 减振弹簧总压力F175.1.8 极限转角175.2 减振弹簧的计算175.2.1 减振弹簧的分布半径175.2.2单个减振器的工作压力P185.2.3 减振弹簧尺寸18第6章 离合器主要零部件的结构设计206.1从动盘毂的设计206.2从动片的设计206.3离合器盖结构设计的要求206.4压板的设计216.5压板的结构设计与选择21第7章 离合器轴
4、的选取与校核237.1离合器轴的扭转强度校核237.2离合器花键轴剪切强度校核237.3离合器轴的花键挤压强度校核24参考文献25致谢：26 .学习帮手.专业整理.第1章 离合器的设计目的及原理概述1.1离合器的设计目的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，培养自己的动手设计项目、自学的能力，掌握单独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
5、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。1.2离合器的工作原理离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。1.3离合器的设计要求1. 在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机
6、的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。2. 接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。3. 分离时要迅速、彻底。4. 从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损。5. 应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。6. 应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力7. 操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。8. 作用在从动盘上的总压力和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中的变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。9. 具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。10.
7、结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装维修、调整方便等。 .学习帮手.第2章 离合器的结构方案分析2.1车型、技术参数车型: 华西牌CDL6603轻型客车 总质量（kg）： 4200最大扭矩/转速（Nm/rpm）：180/3200 主减速比：6.142一档速比：4.802滚动半径：360mm2.2从动盘数的选择对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，离合器通常只设一片从动盘。2.3压紧弹簧和布置形式的选择离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等。其中膜片弹簧的主要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆。膜片弹簧与其他几类相比又有以
8、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；6. 平衡性好；7. 有利于大批量生产，降低制造成本。但膜片弹簧的制造较复杂，其精度要求高，
9、其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能提高，制造工艺和设计方法逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，选用膜片弹簧式离合器。2.4膜片弹簧的支承形式我们选用了拉式膜片弹簧，图为拉式膜片弹簧的支承形式单支承环形式，将膜片弹簧大端支承在离合器盖中的支承环上。图2-1 膜片弹簧离合器的工作原理示意图2.5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
10、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。第3章 离合器主要参数的选择3.1后备系数后备系数是离合器设计中的一个重要参数
11、，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择时，应考虑摩擦片在使用中的磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩、防止离合器滑磨时间过长、防止传动系过载以及操纵轻便等因素。乘用车选择：1.201.75 ，本次设计取 = 1.2。3.2摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙t3.2.1摩擦因数f的选择：摩擦片的摩擦因数f取决于摩擦片所用的材料及其工作温度、单位压力和滑磨速度等因素。摩擦因数f的取值范围见下表3-1。表3-1 摩擦材料的摩擦因数f的取值范围摩 擦 材 料摩擦因数石棉基材料模压0.200.25编织0.250.35粉末冶金材料铜基0.250.35铁基0.350.50金属陶瓷材料0.7
12、01.50本次设计选用粉末金属材料铜基，取f = 0.30 。3.2.2摩擦面数Z的选择：摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸。由于本次设计取用单片离合器，所以 Z = 2 。3.2.3离合器间隙t的选择：离合器间隙t是指离合器处于正常结合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全结合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙。该间隙t一般为34mm 。本次设计取t =3 mm 。3.3单位压力p单位压力p 决定了摩擦表面的耐磨性，对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率的大
13、小、摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。p 取值范围见表3-2。表3-2 摩擦片单位压力p的取值范围摩擦片材料单位压力p/石棉基材料模压0.150.25编织0.250.35粉末冶金材料铜基0.350.50铁基金属陶瓷材料0.701.50由于选用铜基材料，所以p选择:，本次设计取。3.4摩擦片外径D内径d和厚度b 摩擦片外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩已知，适当选择后备系数和单位压力，可估算出摩擦片外径，即D= =163.7mm (3-1)取D =180mm当摩擦片外径D确定后，摩擦片内径d可根据
14、d/D在0.530.70之间来确定。取c = d/D = 0.6 ，d = 0.6D = 0.6180 = 108mm ，取d = 100 mm摩擦片厚度b主要有3.2 mm、3.5 mm、4.0 mm三种。取b = 3.5 mm 。3.5计算校核3.5.1离合器的摩擦力矩Tc与结构参数(Rc)的确定 (Nm) （3-2）f摩擦系数，铜基对钢铁f =0.3；F摩擦面受压紧力(N)；Rc摩擦合力作用半径(mm), Z摩擦面数，从动盘数的2倍。3.5.2最大圆周速度 （3-3）式中， 摩擦片最大圆周速度（m/s）；发动机最高转速取5500；摩擦片外径径取225；故符合条件。3.5.3单位摩擦面积传递的转矩=(N/)（3-4）式中，离合器传递的最大静摩擦力矩180；当摩擦片外径D210时，=0.28N/0.00002/，故符合要求。3.5.4单位摩擦面积滑磨功 （3-5）式中:发动机标定角速度；离合器储备系数；Je发动机运动部分转动惯量（一般飞轮转动惯量1.2倍）；每个圆环转动惯量材料密度，
