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1、交通与汽车工程学院 课程设计说明书课 程 名 称: 汽车设计课程设计 课 程 代 码: 8203381 题 目: 越野车膜片弹簧离合器设计 （后备功率中） 年级/专业/班: 2008 级/车辆工程 /3 班 学 生 姓 名: 许 中 山 学 号: 332008030606005 开 始 时 间: 2011 年 12 月 19 日完 成 时 间: 2012 年 1 月 6 日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量（45）总 分（100）指导教师签名： 年 月 日汽车设计课程设计说明书第 页- 1 -汽车设计课程设计任务
2、书学院名称： 交通与汽车工程学院 课程代码：_8203381_专业： 车辆工程 年级： 2008 一、设计题目：越野车膜片弹簧离合器设计（后备功率中）二、主要内容：1离合器基本参数及尺寸确定；2离合器主要部件设计计算；3离合器操纵机构设计计算；4绘 制膜片弹簧零件图；5绘制膜片弹簧离合器装配图。三、具体要求及应提交的材料1每一位同学按照指定的参数进行设计；2膜片弹簧设计计算编制程序完成，并打印出膜片弹簧特 性曲线图（图必须标明六个点及主要参数） ；3说明书不得抄袭，必须独立完成；4必须按时完成； 5设计说明书按规定格式书写；6完成应提交的材料：设计说明书一份、离合器装配总图一张 （1：1） 、
3、膜片弹簧零件图一张（1：1） 。四、主要技术路线提示1根据已知数据初算摩擦片尺寸，然后根据相关约束条件进行验算；2根据摩擦片外径初步 确定膜片弹簧外径；3初步确定膜片弹簧有关参数及用程序进行对参数调整直到满足要求为止； 4压盘传动及定中方式确定；5操纵机构设计计算。五、进度安排1准备及任务布置 1 天；2离合器基本参数及尺寸确定 1 天；3离合器主要部件设计计算 4 天； 4离合器操纵机构设计计算 1 天；5绘制膜片弹簧零件图 15 天；6绘制膜片弹簧离合器装配图 4 天；7编写设计说明书 2 天；8机动时间 05 天。六、推荐参考资料(不少于 3 篇)1. 王望予主编 汽车设计 北京：机械工
4、业出版社 2006.1；2徐石安等主编 汽车离合器 北京：清 华大学出版社 2005；3陈家瑞主编 汽车构造 北京：人民交通出版社 2002.6；4吴宗泽主编 机械 零件设计手册 北京：机械工业出版社 2004；5刘怀信 汽车设计 北京：清华大学出版社 2001.7指导教师 签名日期 年 月 日系 主 任 审核日期 年 月 日汽车设计课程设计说明书第 页- 2 -目录目录摘要3引言41 离合器基本参数及尺寸的确定51.1 摩擦片的外径 D 及其他尺寸的确定51.2 离合器后备系数 的确定51.3 单位压力 P0的确定62 离合器基本参数的约束条件83 离合器主要零部件的设计计算93.1 膜片弹
5、簧设计 93.2 压盘设计143.3 离合器盖设计143.4 从动盘设计154 操纵机构设计计算194.1 选择操纵机构的型式194.2 操纵机构的传动方案图194.3 确定操纵机构尺寸参数194.4 校核踏板行程204.5 校核踏板力205 结论226 致谢237 参考文献24汽车设计课程设计说明书第 页- 3 -摘要摘要本次设计的是越野车膜片弹簧离合器，根据所给汽车发动机的最大转矩、最高转速、后备功率等基本参数确定离合器基本参数。在本次设计中主要对膜片弹簧、压盘、离合器盖、从动盘及操纵机构进行设计，同时也对膜片弹簧及操纵机构等的结构和性能进行了校核。在设计过程中着重对膜片弹簧及操纵机构进行
6、设计，应用计算机语言编程对相关参数进行优化设计校核及调整。关键词：关键词：膜片弹簧、离合器、操纵机构、优化设计汽车设计课程设计说明书第 页- 4 -引言引言对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，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离合器是一种依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构等四部分。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们
7、对离合器要求越来越高。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。汽车设计课程设计说明书第 页- 5 -1 1 离合器基本参数及尺寸的确定离合器基本参数及尺寸的确定1.11.1 摩擦片的外径摩擦片的外径 D D 及其他尺寸的确定及其他尺寸的确定1.1.1 摩擦片的外径 D 是离合器的基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和使用寿命。设计上通常首先确定摩擦片的外径 D。在确定外径 D 时，
8、有下列经验公式可供初选时使用：D= （1-1）KDTemax轿车：KD=14.5轻、中型货车：单片 KD=16.018.5双片 KD=13.515.0重型货车：KD=22.524.0本次设计所设计的是越野车（Temax/nT为 260.5Nm/2400rpm、Nmax为 4750rpm）的膜片弹簧离合器,后备功率中。所以设计的离合器摩擦片为双片，初选择 KD =17。所以D=17274.38（mm）260.5取 D=280mm。1.1.2 摩擦片的内径 d 及摩擦片厚度 b由表 1 所示的摩擦片储存系列可确定摩擦片的内径 D 及摩擦片厚度 b表 1：摩擦片的尺寸系列D(mm)160180200
9、225250280300325350380405430d(mm)110125140150155165175190195205220230B(mm)3.23.53.53.53.53.53.53.54.04.04.04.0因此，由表 1 选取：D=280mm d=165mm b=3.5mm1.21.2 离合器后备系数离合器后备系数 的确定的确定后备系数 保证了离合器能可靠地传递发动机转矩，同时，它有助于减少汽车起步时的滑磨，提高离合器的使用寿命。为可靠地传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大， 不宜选取太小；但是为了使离合器尺寸不致过大，减少传动系的过载，使操纵更轻便等，后备系数不宜过大。当发动机
10、后备功率较大、使用条件较好时， 取小些；当使用条件恶劣，需要拖带挂车时，为了提高起步能力，减少离合器滑磨， 取大些；货车总质量较大， 也应该选取大些；汽车设计课程设计说明书第 页- 6 -采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取 应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小， 也应选取小些。在开始设计离合器时，一般是参照统计资料，并根据汽车的使用条件，离合器结构形式的特点，初步选定后备系数 。汽车离合器后备系数推荐如下：轿车和微型、轻型货车 ： =1.201.75中型和重型货车 ： =1.502.25越野车、带拖挂的重型汽车和牵引汽车： =1.804.00由于所设计的是越野车（后备功
11、率中）的离合器，所以选择 =2.01.31.3 单位压力单位压力 P P0 0的确定的确定摩擦面上的单位压力 P0值和离合器本身的工作条件，摩擦片的直径大小，后备系数，摩擦片的材料及质量等因素有关。离合器使用频繁，发动机后备功率较小时，P0应取小些；当摩擦片外径较大时，为降低摩擦片外缘热载荷，P0应取小些；后备系数较大时，可适当增大。当摩擦片采用不同材料时，P0按下列范围选取：石棉基材料 P0 =0.100.35MPa粉末冶金材料 P0 =0.350.60MPa金属陶瓷材料 P0 =0.701.50MPa本次设计中我们选取摩擦片的材料为石棉基材料,p0=0.23MPa。离合器摩擦力矩根据摩擦定
12、律可表示为：Tc=fFZRc (1-2)式中，Tc-静摩擦力矩；f-摩擦面间的静摩擦因素，计算时一般取 0.250.30；选取 f=0.25F-压盘施加在摩擦面上的工作压力；Rc -摩擦片的平均半径；Z-摩擦面数，是从动盘的两倍； 所以，Z=2假设摩擦片上工作压力均匀，则有：F= P0 A= P0(D2-d2)/4（1-3）式中，P0-摩擦片单位压力；A-一个摩擦面面积；汽车设计课程设计说明书第 页- 7 -D-摩擦片外径；d-摩擦片内径.摩擦片的平均半径 Rc根据压力均匀的假设，可表示为：Rc =(D3-d3)/3/(D2-d2) (1-4)当 d/D0.6 时，Rc可相当准确的有下式计算：
13、Rc =（D+d）/4 因为 d=165mm、D=280mm，所以 0.6d/D=0.59，则 Rc用（1-4）式计算将（1-3） 、 （1-4）式代入（1-2）得：Tc=fZ P0(D3-d3)（1- c3）/12 （1-5）为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的，设计时 Tc应大于发动机的最大转矩，即Tc =Temax （1-6）式中，Temax=260.5Nm 为发动机最大转矩； 为离合器的后备系数。把（1-6）式代入（1-5）式得：=fZ P0(D3-d3)（1- c3）/12 /Temax代入各参数可得 2.01687， 初选为 2.0，所以符合设计要求。汽车设计课程设计说明书第 页- 8 -2 2 离合器基本参数的约束条件离合器基本参数的约束条件2.1 摩擦片外径 D（mm）的选取应使最大圆周速度 VD不超过 6570m/s，即VD= nemaxD10-3/6065
