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1、河 北 工 业 大 学毕业设计说明书(论文) 作 者： 张洁 学 号： 070300 学 院： 机械学院 系(专业)： 车辆工程 题 目： 离合器结构设计与强度分析 指导者： 刘茜 副教授 评阅者： 2011年05月28日毕业设计中文摘要 离合器结构设计与强度分析摘要：本设计主要分析了膜片弹簧离合器，对膜片弹簧离合器进行了分类，阐述了膜片弹簧离合器的原理和组成及其特性。同时，经过对比结合，初步确定了合适的离合器结构形式，选取了带有扭转减振器推式膜片弹簧离合器。通过已知的数据，推导出各零件及结构的尺寸数据，绘制出了膜片弹簧离合器的各零件图及成品图，为后面的强度校核提供了数据基础。在各部件尺寸确定
2、之后，运用UG软件各零件绘制三维图，并将其装配成离合器总成图。之后进行有限元分析，校核各零件强度。若不合格则修改，直至强度完全符合要求为止。在上述工作完成之后，进行离合器总成、从动盘总成、压盘、膜片弹簧等零件的CAD图纸绘制，以便直观的表达各零件尺寸，用于生产。关键词： 离合器；从动盘总成；传动系；膜片弹簧毕业设计外文摘要Title: Structural Design andStrength Analysis ofthe clutchAbstract:The design mainly analysed the diaphragm spring clutch, classified the
3、diaphragm spring clutch classified, described the operational principle, composition and properties. Meanwhile, after a comparison,made a preliminary decision about the appropriate structure of the diaphragm spring clutch, selected with a push-type diaphragm spring clutch with the damper.Deduced the
4、 size data of parts through the known data, drawn out end-product drawing of the clutch diaphragm spring,and provides a data base for the strength check later.In determining the dimensions, drawn three-dimensional picture of each parts with the UG software,assembled them into a clutch assembly diagr
5、am.Checked the strength of the parts through the finite element analysis. Modify the data if the design is unqualified.After completion of the above, drawnd the clutch assembly, driven plate assembly, pressure plate, diaphragm spring and other parts with the CAD software in order to provide a intuit
6、ive expression for the production.Keywords： Clutch；Driven disc assembly；Transmission system；Diaphragm spring； 目 录1 绪论11.1 离合器发展历史及趋势11.2 离合器概述12 离合器的结构设计 52.1 从动盘总成52.2 压盘 72.3 膜片弹簧82.4 分离杠杆、分离轴承 82.5 离合器的散热通风 82.6 离合器盖92.7 本章小结93 离合器的设计计算及校核93.1 离合器设计已知的各项数据93.2 膜片弹簧的设计与校核103.3 摩擦片的设计 173.4 压盘的设计与校
7、核203.5 减震弹簧的计算与校核 213.6 从动盘毂的选取与校核 233.7 操纵机构 243.8 本章小结 26结论 27参考文献 28致谢291 绪论本次毕业设计选择课题为离合器结构设计及强度分析。离合器作为底盘传动系统中的重要部件，它在发动机到传动系之间起到桥梁作用，故它的重要性不可忽视。一个良好的离合器能够大幅提高汽车的驾驶舒适性、动力性及寿命，所以设计一个操纵简便、使用效率高的离合器是十分必要的。故而选择离合器设计的课题能够提高对汽车的重要部件的认知度。11 离合器发展历史及趋势对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系1中作为一个独立的总成而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接
8、的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦式离合器，是主要依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。在早期研发的离合器中，锥形离合器最为成功。现今所用的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的。20世纪20年代末，直到进入30年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才采用多片离合器。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式离合器2。近年来，随着人们对离合器的要求越来越高，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，增强离合器传
9、递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。1.2 离合器概述 离合器的分类3现代各类汽车上应用最广泛的离合器是干式盘形摩擦离合器，可按从动盘数目不同、压紧弹簧布置形式不同、压紧弹簧结构形式不同和分离时作用力方向不同分类如图1.1所示：摩擦离合器按从动盘数分类按弹簧布置形式分类按弹簧形式分类单片双片多片圆周布置中央布置斜向布置圆柱螺旋弹簧圆锥螺旋弹簧膜片弹簧按作用力方向分类推式拉式图1.1 离合器分类1.2.2 现代汽车离合器应满足的要求根据离合器的功用，它应满足下列主要要求4-10：（1）能在任何行驶情况下，可靠地传递发动机的最大转矩并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载。（2）接合要完
10、全、平顺、柔和，保证汽车起步起步时没有冲撞或抖动。（3）分离迅速、彻底。换档时若离合器分离不彻底，则飞轮上的力矩继续有一部份传入变速器，会使换档困难，引起齿轮的冲击响声。（4）从动盘的转动惯量小。离合器分离时，和变速器主动齿轮相连接的质量就只有离合器的从动盘。减小从动盘的转动惯量，换档时的冲击即降低。（5）应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命。（6）应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪音的能力。（7）操纵轻便、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
11、有稳定的工作性能。（9）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。（10）结构应简、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。 离合器的功用4-10：（1）在汽车起步时，通过离合器主动部分（和发动机曲轴相连）和从动部分（与变速器第一轴相接）之间的滑磨、转速的逐渐接近，使旋转着的发动机和原来静止的传动系平稳地联接起来，以保证汽车平稳起步。（2）当变速器换档时，通过离合器主从动部分的迅速分离来切断动力传递，以减轻换档时齿轮间的冲击，便于换档。（3）当传给离合器的扭矩超过其所能传递的最大力矩（即离合器的最大摩擦力矩）时，其主从动部分将产生相对滑磨。这样离合器起着保护传动系
12、防止其过载的作用。 膜片弹簧离合器的优缺点离合器压紧装置按弹簧形式分类可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等。而膜片弹簧与其他几类相比有以下几个优点：（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。因此，本次离合器选用膜片弹簧式离合器。1.2.5 推式膜片弹簧离合器的优缺点13-16与拉式相比，推式膜片弹簧离合器具有许多优点：（1）相对于拉式膜片弹簧离合器，推式的结构以及分离轴承的结构更简单，便于设计；（2）推式膜片弹簧离合器拆装更加方便；
