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1、河南科技大学车辆与交通工程学院河 南 科 技 大 学毕 业 设 计（论 文） 题目 轻型载货汽车车设计（离合器及传动轴设计） 姓 名 院 系 车辆与交通工程学院专 业 车辆工程 指导教师 2015年6 月3 日目录前 言- 1 -第一章离合器设计分析与方案选择- 3 -1.1概述- 4 -1.2离合器结构方案分析- 5 -1.2.1从动盘数的选择- 6 -1.2.2 压紧弹簧和布置形式- 7 -1.2.3膜片弹簧支承形式- 8 -1.2.4压盘驱动方式的选择- 8 -第二章 离合器基本参数和主要尺寸选择- 9 -2.1离合器基本参数计算- 10 -2.2膜片弹簧主要参数的选择- 13 -2.3
2、扭转减震器的设计- 14 -2.4离合器压盘的设计- 18 -2.5离合器毂花键的强度- 19 -2.6 离合器操纵机构的设计计算- 20 -第三章 传动轴的设计与计算- 23 -3.1 概述- 23 -3.2万向节结构方案分析- 24 -3.3万向节的设计计算- 25 -3.3.1 万向节设计- 25 -3.3.2 传动轴的设计- 28 -第四章 结 论- 31 -参考文献- 32 -致谢- 33 -前 言人类利用汽车的历史大概可以追溯到上世纪八十年代以后，汽车工业经历了100年的发展过程。由于社会需求的不断增长和科学技术的不断提高，汽车设计越来越精致、复杂，其运输效率和各种个样的性能都有很
3、大的题升。现在汽车已经非常常见，马路上各种各样的汽车多的数不清，汽车一成为我们生活的日常用品，以不是一起的奢侈品，而且汽车工业发展的水平也可以表示国家的科技水平。全套图纸，加15389370650年代以来，由于国家大力发展经济，各种基础设施的建设，比如公路的建设，使汽车的速度和运载能力都大大提高。目前，汽车越来越大一辆，有的打车子能装40吨的货物，能开到100km/h，15万km是一些车子一年能开的路程。有的国家很多货物都是用汽车来拉的。60年代以来，载货汽车由于工作需要越来越大型化，汽车在矿山、石油工业港口的运输量所占的比例逐年上升，各国还采用托挂的运输方式来扩大汽车的载货量和降低汽车运输成
4、本。在农村，汽车运输也占很大的比重。由上可知，汽车已经容人我们的生活之中。除载货汽车外，汽车制造公司每年也会制造供私人用的各种形式的轿车（在有些国家中轿车产量占整个汽车产量的80），车主用以上下班、代步、兜风、旅游等。汽车加快了人们的生活节奏，为我们节省了大量时间。因此在大部分国家地方中，汽车是人们生活的必须品，十分常见。由于汽车在各种情况下都有很好的适应性，所以近20年来汽车制造公司不断提高汽车制造数量。据80年代初统计，全世界汽车年产量已达4000万辆，保有量达4亿辆以上。汽车在人们的生活中到处可见，牢百姓也能买的起，所以汽车越来越多，但它也给我们带来很多苦恼。在大部分国家，交通堵塞和频繁
5、的交通事故；废气和汽车造成的声音已对人们的造成各种负面作用，这些已形成了社会公害。尤其是交通事故毁掉了很多人的生活。所以大部分国家制定各种规定来避免交通事故的发生，并对汽车策划提出了很严格的要求，到如今，汽车越来越常见，作用也越来越大，所以在造汽车时，我们要考虑很多因素，形成自己的特点，特别要考虑汽车的安全性。汽车在制造时必须要考虑各种突发条件和使用方式的，通一辆汽车在不同的地方开也会不一样，如开歪路、开上、下坡道、在哪开、维修能力和使用什么燃料等的变化。在中国，南北之间跨越纬度很大，南部毗邻热带，北部接近寒带，因此南北温度变化很大；在辽阔的国土上，地形十分复杂，云南有各种崎岖的山路，中原地带
6、多为平地，各种地形互相交错，汽车在哪里开都要考虑各种因素，在策划时必须考虑，汽车的结构也要做相应的改变。例如：高原地区要求发动机增压；寒冷地区要求考虑冷启动；热带地区希望驾驶室有良好的通风和隔热装备，因此，在造汽车的时候要考虑汽车在哪里使用，精心策划，制定合理的方案，使汽车能在各种情况下都能正常运行，并能够满足人们的需求。这是对汽车设计的第一个要求。大多数汽车都能大量制造，这是它第二个特点。汽车可以在短时间内制造很多，而且有各种样子，所以策划中最好使用的零件满足“三化”，这样就可以快速制造还能节省经济。零件满足“三化”时，我们可以很容易找到替代品。国外专业的工厂只生产相应的零件，然后由汽车装配
7、厂装配成整车，在发放到市场中。各专业厂为了能够快速的制造出满足汽车所要用到的各种零件，常把产品分成各种形式，组成系列，并考虑各种情况。如内燃机可按缸数分为很多种标准，这样就可以少量的基本型满足各种汽车的需求。汽车工业由于科技的发展也是一天一个样，汽车策划也在进百年经过3次大的变化，最开始是经验设计阶段。二战之后的50年代，以科学实验为基础的设计阶段，从60年代开始，汽车策划进入高速发展阶段，科技的日益发展，使汽车产品越来越人性化，科技含量也越高，产品功能也越来越好。第一章离合器设计分析与方案选择1.1概述离合器是汽车传动系中间接与发动机发生关系的零件，离合器的主要功能是在汽车起步之前动力无法传
8、递到轮胎，可以使车子在刚开动的时候将提供动力的装置和拥有传动的零部件很好的接合在一起，使车子刚开动的时候很平稳。在汽车档位转换时，能将动力切断，使换挡齿轮和变速器之间的冲击减少。能使传动系的最大转矩有所提升，提高传动系各零件的使用使用时长；有效的降低汽车的制造成本，还能降低传动系的震动，减小噪音。离合器如果要正常工作，就必须满足下面各种要求：1.无论在什么时候，离合器都可以把动力传递，在零件不损坏的情况下可以传递内燃机的最大转矩，并且稍微大于最大转矩。2.离合器接合时能平静的把动力传递到轮胎，使汽车起动时没有大的颠簸。3.离合器分离时要非常快。4.减小离合器从动片的质量，可以使变速器的使用使用
9、时长提高，因为离合器齿轮因从动片质量减小而使齿轮间的冲击变小。 图1-1 离合器5.离合器在温度高时，性能会大打折扣，因此会装有散热装备，提高使用时长。6.零部件之间不能发生共振，还需要有减小声音的装置。7.离合器应该便于操作。8.摩擦片应有足够的摩擦力。9.离合器使用的原料应该够硬，以能够提高离合器的使用时长。 主、从部分和用于压紧的弹簧能使离合器在接合时将动力传递到轮胎，操纵部分能控制离合器是接合还是分离由于科学技术的飞速发展，内燃机每分钟可以把环的速度也一直在提高，各国对离合器越来越重视，为了能够使离合器的使用时长提高，能够在能开到很大速度的汽车上使用，已经成为离合器目前发展的需要。 1
10、.2离合器结构方案分析 咋们团队本次的策划一辆轻型载货汽车，可乘坐人，而我个人的设计任务是离合器和传动轴的策划。 以下分析离合器的功能和程序。通过考虑汽车车型、使用准则、加工原则。三化以及各种要求，挑选好用的离合器结构。离合器大部分都是盘行的，一个从动盘的为单片，俩个从动盘的为双片，三个从动盘的为三片；在分离时，由于受力的偏向差异，又可分为拉式和推式两种形式。1.2.1从动盘数的选择汽车一般情况下分为轿车和货车，轿车和小货车，用的都是转矩不是很大的发动机。在这种情况下，一般离合器只要有一个从动盘满足就能。单片离合器(图1-1)有很多优点，比如使用简单，便于操作，有良好的散热性，使用时分离快、接
11、合时又很平顺。双片离合器(图1-2）也有自己的优点，由于摩擦面数是单片离合器的一倍，所以能够传递较大的转矩；在各种情况下，相对单片离合器而言，可以减小离合器的大小，踏板力也能降低，接合也很平顺但散热性比单片离合器差，两 图1-双片离合器片离合器在刚刚启动的时候，由于载荷分布不一样，致使摩擦片很容易烧毁，分离也不够快。所以一般时候不会使用。但是在很大转矩且径向尺寸被约束的情况下，就要使用双片离合器了。湿式大部分是指多片离合器，它有分离不够快、轴向长度太长和太重等弊端，所以一般用于行星齿轮变速器换挡机构中。但它很容易接合、摩擦产生的热量也小、磨擦损耗亦不大、使用时长长等优点，一般用于很大的运货车子
12、和带有自卸装置的车上。由与是轻型货车，所以我选用了单片离合器。1.2.2 压紧弹簧和布置形式 的选择由与杠杆比也能选用较大的，因此压紧力也能有所提高，而且可以减小踏板力，使驾驶员能够更好的操作。而膜片弹簧离合器(图1-3)中的膜片弹簧结构也要自己的组成部分，它有碟簧和分离指，它与其它的离合器多具有一系列优点： 1)膜片弹簧非线性特性很明显 如图2-1所示，弹簧所受到的压力在摩擦片一定磨擦损耗内可以保持不变，所以离合器在工作中传递的动力也不会有太大的 变化； 图1-3膜片弹簧离合器2)膜片弹簧结构简单明了，离合器尺寸也不会太大，而且弹簧即能够起到压紧的作用还能起到分离的作用。3)在汽车高速运行时
13、，弹簧压紧力稳定，不会有大的变化；4)膜片弹簧大断面环形与压盘接触，压力均匀的散布的接触的各个地方，摩擦片磨擦损耗减小的很明显，可提高使用时长。5）膜片弹簧散热性和通风性都很好，所以使用时长长。6)膜片弹簧比较稳点。7)能够大规模制造，价格比较便宜。但膜片弹簧很难制造，对材料、精度都有较高要求，由于膜片弹簧的非线性特性，在制造的过程中很难控制，裂纹经常出现在开口初，磨擦损耗也会出现在端部。20世纪以来，由于科技发展，各种新技术的产生，膜片弹簧已经能够普遍制造。因此，膜片弹簧离合器的使用也日益增加，已经被普遍的应用在汽车上。1.2.3膜片弹簧支承形式 拉式膜片弹簧的膜片安装方向与推式结构相反，并
14、将支撑点移到了摩擦片的大端附件，接合时膜片弹簧的大端支撑在离合器盖上，以中部压紧在压盘上，将分离轴承向外拉离飞轮实现离合器的分离。下面为推式膜片弹簧的几种支撑方式，为了使结构简单，所以我选用的是拉式膜片弹簧。 图-推式膜片弹1.2.4压盘驱动方式的选择 压盘有很多种驱动的方法，各有各的优点，但是也有缺点，一般情况下，普通驱动方法都会产生声音，零件与零件可能会发生共振，零件之间因为摩擦发热而产生摩擦损耗，轿车和拖拉机的传动片不同，所以摩擦损耗也会不同，内燃机工作时，铁板守拉，拖动内燃机时，铁板受压，为了使离合器的使用时长提高，传动片式是很好的选择。因此我采用了传动片式驱动方式。第二章 离合器基本参数和主要尺寸选择离合器的最主要作用是传递转矩。因此一般通过对离合器能传递的转矩容量来判断离合器的好坏。在普通情况下，转矩容量能够用来计算离合器的基本参数和尺寸，用还是不用得计算是否满足要
