《轻型乘用车离合器的设计研究说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轻型乘用车离合器的设计研究说明书（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、轻型乘用车离合器的设计研究目 录1概述12离合器的结构方案分析12.1从动盘数的选择 12.2压紧弹簧和布置形式的选择 22.3膜片弹簧的支承形式 32.4压盘的驱动形式 43离合器主要参数的选择43.1后备系数43.2单位压力53.3摩擦片外径D、径d和厚度b 53.4摩擦因数f,摩擦面数Z和离合器间隙t64离合器的设计与计算64.1离合器基本参数的优化 64.2膜片弹簧基本参数的选择 84.3膜片弹簧 94.4膜片弹簧的优化设计115扭转减振器的设计 125.1扭转减振器基本参数选择125.2减振弹簧的详细设计135.3限位销与从动盘毂缺口侧边间隙146从动盘总成设计 146.1从动盘总成
2、概述与设计要求146.2从动盘毂146.3摩擦片166.4从动片177离合器盖总成 177.1离合器盖概述与设计要求177.2离合器盖187.3压盘188离合器操纵机构设计 18参考文献 191.概述离合器是汽车传动系中的重要部件,主要功用是是切断和实现发动机对传动系的动力传递,保证汽车平稳起步,保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩,防止传动系统过载。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构四部分。膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器,它的转矩容量大而且较稳定,操作轻便,高速是平衡性好、结构简单且较紧凑、散热通风性能好、使用寿命长,也能大量
3、生产,对于它的研究已经变得越来越重要。此设计说明书详细的说明了汽车膜片弹簧离合器的结构形式,参数选择以及计算过程。通过整个设计计算过程,力争把离合器设计系统化,让离合器在任何行驶条件下,既能可靠的传递发动机的最大转矩,并有适当的转矩储备,又能防止过载。结合时要完全、平顺、柔和,保证起初起步时没有抖动和冲击。分离时要迅速、彻底。从动部分转动惯量要小,以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击,便于换档和减小同步器的磨损。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。操纵方便、准确,以减少驾驶员的疲劳。具有足够的强度和良好的动平衡,以保证其工作可靠、使用寿命长。2.离合器的结构方案分析
4、2.1从动盘数的选择 根据从动盘数目离合器可以分为单片离合器、双片离合器和多片离合器。对于乘用车和最大总质量小于6t的商用车而言,发动机的最大转矩一般不大,在布置尺寸容许条件下,离合器通常只设有一片从动盘。根据本设计任务书的要求,选择单片离合器。单片离合器结构简单,轴向尺寸紧凑,散热良好,维修调整方便,从动部分转动惯量小,在使用时能保证分离彻底,采用轴向有弹性的从动盘可保证接合平顺。2.2压紧弹簧和布置形式的选择根据弹簧形式离合器可以分为圆柱螺旋弹簧离合器、圆锥螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器,弹簧的布置形式也有圆周布置、中央布置和斜向布置。综合以上,选择设计为膜片弹簧离合器。膜片弹簧式一种由弹
5、簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧,主要有碟簧部分和分离指部分组成。膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比具有以下几个优点：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围能保证大致不变,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；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；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；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；易于实现良好的通风散热,使用寿命长；平衡性好；有利于大
6、批量生产,降低制造成本。但膜片弹簧的制造工艺较复杂,对材料质量和尺寸精度要求高,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,由于材料性能的提高,制造工艺和设计方法的逐步完善,膜片弹簧的制造已日趋成熟。膜片弹簧离合器有分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器,拉式膜片弹簧离合器中的膜片弹簧安装方向,与传统的推式结构相反,并将支承点移到了膜片弹簧的大端附近。接合时,膜片弹簧的大端支承点在离合器盖上,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。与推式相比,拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件,并不用支承环或只用一个支承环,使其结构更简单、
7、紧凑,零件数目更少,质量更少；拉式膜片弹簧是中部与压盘相压在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧,提高了压紧力与传递转矩的能力,且并不增大踏板力,在传递相同的转矩时,可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下,离合器盖的变形量小,刚度大,分离效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比,且中间支承减少了摩擦损失,传动效率较高,踏板操纵更轻便,拉式的踏板力比推式的一般可减少约；无论在接合状态或分离状态,拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触,在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程,不会产生冲击和哭声；使用寿命更长。因此,本设计选用拉式膜片弹簧离合器。2.3膜片弹簧的支承形式 本设
8、计选用无支承环形式,将膜片弹簧的大端直接支承在离合器盖冲出的环形凸台上。2.4压盘的驱动形式 压盘的驱动方式主要有凸块窗孔式、传力销式、键块式和弹性传动片式。前三种的共同缺点是在连接件之间都有间隙,在传动中将产生冲击和噪声,而且在零件相对滑动中有摩擦和磨损,降低了离合器的传动效率。弹性传动片式是近年来广泛采用的驱动方式,沿圆周切向布置的三组或四组薄弹簧钢带传动片两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接,传动片的弹性允许其作轴向移动。当发动机驱动时,传动片受拉,当拖动发动机时,传动片受压。弹性传动片驱动方式的结构简单,压盘与飞轮对中性能好,使用平衡性好,工作可靠,寿命长。因此,本设计选用弹性传动
9、片式,薄弹簧钢带的组数为三组。3离合器主要参数的选择3.1后备系数后备系数是离合器的重要参数,反映离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度,选择时,应从以下几个方面考虑：a. 摩擦片在使用中有一定磨损后,离合器还能确保传递发动机最大扭矩；b. 防止离合器本身滑磨程度过大；c. 要求能够防止传动系过载。通常轿车和轻型货车=1.21.75。故选择=1.5。则有可有表3.1查得 1.5。表3.1后备系数的取值围车型后备系数乘用车及最大总质量小于6t的商用车1.201.75最大总质量为614t的商用车1.502.25挂车1.804.003.2单位压力当D230mm时,则Mpa；当D 230mm时,则0.25
10、Mpa；所以由于D200mm,取0.25Mpa；也可以根据石棉基材料编织摩擦片单位压力的取值围0.25-0.35MPa,也可确定为0.25MPa。3.3摩擦片外径D、径d和厚度b摩擦片外径Dmm可以根据发动机最大转矩N.m按如下经验公式选用：式中,为直径系数,取值围见表3.2根据= 160Nm,=14.6,则将各参数值代入经验公式后计算得 D=184.68mm表3.2 直径系数的取值围车型直径系数乘用车14.6最大总质量为1.814.0t的商用车16.018.513.515.0最大总质量大于14.0t的商用车22.524.0表3.3 离合器摩擦片尺寸系列和参数即GB145774外径D/mm16
11、0180200225250280300325350径d/mm110125140150155165175190195厚度h/3.23.53.53.53.53.53.53.54=d/D0.6870.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.54010.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827单位面积F/106132160221302402466546678根据摩擦片的标准化、系列化原则,根据上表选择如下：外径D=200mm,径d=140mm,厚度b=3.5mm径与外径比值C=0.700 1=0.653.4摩擦因数f,摩擦面数
12、Z和离合器间隙t石棉基材料编织的f取值围为0.250.35,因而取f=0.30。摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍,因此Z=2。t=3mm。4.离合器的设计与计算4.1离合器基本参数的优化4.1.1 设计变量后备系数取决于离合器工作压力F和离合器的主要尺寸参数D和d。单位压力P也取决于离合器工作压力F和离合器的主要尺寸参数D和d。因此,离合器基本参数的优化设计变量选为：4.1.2目标函数离合器基本参数优化设计追求的目标,是在保证离合器性能要求的条件下使其结构尺寸尽可能小,即目标函数为4.1.3约束条件1最大圆周速度式中,为摩擦片最大圆周速度m/s；为发动机最高转速r/min,所以故符合条件。2摩
13、擦片、外径之比cc=0.7,满足0.53的条件围。3后备系数后备系数1.25。4减振器位置弹簧直径R。暂取R。=0.6d/2=0.6140/2=42mmd-2R。=140-242=5650mm5为降低离合器滑磨时的热负荷,防止摩擦片损伤,对于不同车型,单位压力p。根据所选用的摩擦材料在一定围选取,p。的最大围为0.101.50MPa,p。=0.25MPa,符合0.10MPaP。1.5MPa。6计算总滑磨功W=8568Jw=0.27 J/w=0.33J/4.2膜片弹簧基本参数的选择4.2.1比值和h的选择为了保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便,汽车离合器用膜片弹簧的一般为1.52.0,板厚h为24mm。故初选h=3mm,=1.8则H=1.8h=5.4mm。4.2.2比值和R、r的选择根据
