東風EQ1181W型載貨汽車雙片離合器設計
34頁 15000字數(shù)+說明書+任務書+開題報告+11張CAD圖紙【詳情如下】
東風EQ1181W型載貨汽車雙片離合器設計開題報告.doc
東風EQ1181W型載貨汽車雙片離合器設計說明書.doc
中間壓盤.dwg
從動盤.dwg
從動盤轂.dwg
任務書.doc
減振彈簧.dwg
壓盤.dwg
壓緊彈簧.dwg
扭轉減振器.dwg
摘要.doc
摩擦片.dwg
目錄.doc
離合器蓋.dwg
離合器裝配圖.dwg
答辯相關材料.doc
說明書論文封皮.doc
軸.dwg
過程管理封皮.doc
目 錄
摘要I
AbstractII
第1章 緒論1
1.1離合器的發(fā)展概況1
1.2離合器的功用和分類4
1.2.1離合器的基本功用4
1.2.2離合器的分類4
1.3離合器的工作原理5
1.4設計主要內容6
第2章 方案論證7
2.1確定離合器的結構型式7
2.2壓緊彈簧的結構形式及布置7
2.3壓盤的驅動方式7
2.4分離杠桿的結構型式8
2.5分離軸承的類型8
2.6離合器的散熱通風9
2.7本章小結9
第3章 離合器基本參數(shù)的設計計算及選擇11
3.1離合器基本參數(shù)的選擇11
3.2壓緊彈簧的設計計算14
3.3扭轉減震器的參數(shù)選擇與設計計算16
3.3.1扭轉減振器主要參數(shù)的選擇16
3.3.2減震彈簧設計16
3.4本章小結18
第4章 其他主要零件的設計計算20
4.1壓盤20
4.2從動片與從動盤轂21
4.3離合器蓋26
4.4分離杠桿26
4.5本章小結26
結論28
參考文獻29
致謝30
摘 要
本次設計為東風EQ1181W型載貨汽車設計離合器。提出了雙片離合器相較于單片離合器的優(yōu)勢，并最終確定了離合器的形式為雙片離合器。方案確定后完成了離合器的相關計算。
離合器是汽車傳動系中的重要部件，主要功用是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機對傳動系的動力傳遞，保證汽車平穩(wěn)起步，保證傳動系統(tǒng)換擋時工作平順以及限制傳動系統(tǒng)所承受的最大轉矩，防止傳動系統(tǒng)過載，有效的降低傳動系統(tǒng)中的振動和噪聲。離合器是汽車傳動系中的重要部件，它的構造特性與發(fā)展和傳動系緊密相關。
雙片離合器設計的內容主要包括壓盤總成、從動盤總成、螺旋彈簧三個部分。首先，對離合器各零件的參數(shù)、尺寸、材料、及結構進行設計，最后轉為Auto CAD工程圖?！ ?/p>
關鍵詞：離合器；螺旋彈簧；壓盤；設計；計算
ABSTRACT
The designing for the type of truck Dongfeng EQ1181W is to design clutch. To proposed the two-plate clutch’s advantages compared to monolithic, and ultimately determine the form of the two-plate clutch. After the plan to be the program completed, I finish the correlation calculation
The clutch is an important component of the car transmission and main function is to cut and realize engine power transmission system,ensure the smooth start,car transmission system shift work smoothly and limit when the maximum transmission system to prevent transmission torque,overload,Reducing effectively the transmission of the vibration and noise.The clutch is an important part of the automobile’s power training, its characteristic and development have close relation with the power train.
There are three main parts of the clutch design: pressure plate design, helical spring design and the driving disc design. Firstly, this paper calculates the parameters, and chooses sizes and materials for the clutch’s parts. Finally transforms the three-dimension-blueprint into Auto CAD engineering plat.
Key words: Clutch；Helical spring ；Pressure plate；Design；Calculation
1.1 離合器的發(fā)展概況
離合器總成，也有人稱為壓盤總成。在汽車上，離合器總成被螺栓緊固在發(fā)動機飛輪上。離合器總成用來操控離合器片與飛輪之間分離或磨合。安裝時，離合器彈簧給離合器總成加載，彈簧力將離合器片壓緊在飛輪上。如果駕駛員踏動離合器踏板時，踏動力會傳動到離合器分離軸承，分離軸承將力道傳遞到離合器壓盤上，壓盤使離合器片脫離飛輪摩擦面，這樣離合器片就可以自由旋轉。達到分離目的。
根據(jù)德國出版的2003年汽車年鑒，2002年世界各國114家汽車公司所生產(chǎn)的1864款乘用車中，手動機械變速器車款數(shù)為1337款；在我國，乘用車中自動擋車款式只占全國平均數(shù)的26.53%；若考慮到商用車中更是多數(shù)采用手動變速器，手動擋汽車目前仍然是世界車款的主流（當然不排除一些國家或地區(qū)自動擋式車款是其主流產(chǎn)品）。至于未來，考慮到傳動系由MT向自動傳動系過渡，采用AMT技術其產(chǎn)品改造較為容易，因此AMT技術是自動傳動系統(tǒng)有力的競爭者。可以說，從目前到將來離合器這一部件將會伴隨著內燃機一起存在，不可能在汽車上消失。
在早期研發(fā)的離合器機構中，錐形離合器最成功。他的原型設計曾在1889年德國戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼質車輪的小汽車上，它是將發(fā)動機飛輪的內孔做成錐體作為離合器的主動件。采用錐體離合器的方案一直沿用到20世紀20年代中葉，對當時來說，錐形離合器的制造比較容易，摩擦面易修復。它的摩擦材料曾用過驢毛帶、皮革帶等。那是也曾出現(xiàn)過蹄-鼓式離合器代替錐形離合器，其結構形式有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄-鼓式離合器用的摩擦元件為木塊、皮革帶等，蹄-鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。無論錐形離合器或蹄-鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動見根本無法分離的自鎖現(xiàn)象。
現(xiàn)今所用的盤片式離合器的先驅是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點是，在汽車起步時離合器的接合比較平順，無沖擊。早起設計中，多片按成對布置設計，一個鋼盤片對著一青銅盤片。采用純粹的金屬對金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達到更滿意的性能。
浸在油中的盤片式離合器，盤子直徑不能太大，以避免在高速時把油甩掉。此外有野容易把金屬盤片粘住，不易分離。
石棉基摩擦材料的引入和改進，使得盤片式離合器可以傳遞更大的轉矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可以用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是有多片離合器向單片離合器轉變的關鍵。
早期單片干式離合器有與錐形離合器先類似的問題，即離合器接合時不夠平順。但是由于單片干式離合器結構緊湊散熱量好，轉動慣量小所以以內燃機為動力的汽車經(jīng)常采用它，尤其是成功開發(fā)了價格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此。
第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動盤金屬片上沒有摩擦面片，摩擦面片是貼附在主動件飛輪和壓盤上，彈簧布置在中央，通過杠桿放大后作用在壓盤上。后來改用多個直徑較小的彈簧（一般至少6個），沿著圓周布置直接壓在壓盤上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設計上帶來了實實在在的好處，是壓盤上彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小軸向尺寸。1.2 離合器的功用和分類
1.2.1 離合器的基本功用
(1) 保證汽車平穩(wěn)起步
這是離合器的首要功能。在汽車起步前，自然要先起動發(fā)動機。而汽車起步時，汽車是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。如果傳動系（它聯(lián)系著整個汽車）與發(fā)動機剛性地聯(lián)系，則變速器一掛上檔，汽車將突然向前沖一下，但并不能起步。這是因為汽車從靜止到前沖時，具有很大的慣性，對發(fā)動機造成很大地阻力矩。在這慣性阻力矩作用下，發(fā)動機在瞬時間轉速急劇下降到最低穩(wěn)定轉速（一般300-500RPM）以下，發(fā)動機即熄火而不能工作，當然汽車也不能起步。
因此，我們就需要離合器的幫助了。在發(fā)動機起動后，汽車起步之前，駕駛員先踩下離合器踏板，將離合器分離，使發(fā)動機和傳動系脫開，再將變速器掛上檔，然后逐漸松開離合器踏板，使離合器逐漸接合。在接合過程中，發(fā)動機所受阻力矩逐漸增大，故應同時逐漸踩下加速踏板，即逐步增加對發(fā)動機的燃料供給量，使發(fā)動機的轉速始終保持在最低穩(wěn)定轉速上，而不致熄火。同時，由于離合器的接合緊密程度逐漸增大，發(fā)動機經(jīng)傳動系傳給驅動車輪的轉矩便逐漸增加，到牽引力足以克服起步阻力時，汽車即從靜止開始運動并逐步加速。
(2) 實現(xiàn)平順的換檔
在汽車行駛過程中，為適應不斷變化的行駛條件，傳動系經(jīng)常要更換不同檔位工作。實現(xiàn)齒輪式變速器的換檔，一般是撥動齒輪或其他掛檔機構，使原用檔位的某一齒輪副推出傳動，再使另一檔位的齒輪副進入工作。在換檔前必須踩下離合器踏板，中斷動力傳動，便于使原檔位的嚙合副脫開，同時使新檔位嚙合副的嚙合部位的速度逐步趨向同步，這樣進入嚙合時的沖擊可以大大的減小，實現(xiàn)平順的換檔。
(3) 防止傳動系過載
當汽車進行緊急制動時，若沒有離合器，則發(fā)動機將因和傳動系剛性連接而急劇降低轉速，因而其中所有運動件將產(chǎn)生很大的慣性力矩（其數(shù)值可能大大超過發(fā)動機正常工作時所發(fā)出的最大扭距），對傳動系造成超過其承載能力的載荷，而使機件損壞。有了離合器，便可以依靠離合器主動部分和從動部分之間可能產(chǎn)生的相對運動以消除這一危險。因此，我們需要離合器來限制傳動系所承受的最大扭距，保證安全。
1.2.2 離合器的分類
在機械傳動系中，離合器按其傳遞轉矩的方式分類，除摩擦式外還有電磁（磁粉）式，后者靠本身的電磁力來傳遞轉矩；按操縱方式分類，又分為強制式和自動式。摩擦式又有單、雙、多片式及干濕式之分；根據(jù)壓緊彈簧布置形式不同，可以分為圓周布置、中央布置和斜向布置等形式；根據(jù)使用的壓緊彈簧不同，可以分為圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧離合器；根據(jù)分離時所受作用力的方向不同，又可以分為推式和拉式兩種形式。
1.3 離合器的工作原理
離合器主動部分包括飛輪4(如圖1.1 所示)、離合器蓋6 和壓盤5。飛輪用螺栓與曲軸1 固定在一起，離合器蓋通過螺釘固定在飛輪后端面上，壓盤與離合器蓋通過傳動片連接。這樣，只要曲軸旋轉，發(fā)動機發(fā)出的動力便經(jīng)飛輪、離合器蓋傳至壓盤，使它們一起旋轉。
離合器從動部分由裝在壓盤和飛輪之間的兩面帶摩擦襯片17的從動盤3和從動軸2組成。從動盤通過內花鍵孔與從動軸滑動配合。從動軸前端用軸承18 支承在曲軸后端中心孔中，后端支承在變速器殼體上并伸入變速器。離合器的從動軸通常又是變速器的輸入軸。
離合器壓緊機構由若干沿圓周均勻布置的螺旋彈簧16 組成，它們裝于壓盤和離合器蓋之間，用來對壓盤產(chǎn)生軸向壓緊力，將壓盤壓向飛輪，并將從動盤夾緊在壓盤和飛輪之間。
離合器分離機構由分離撥叉11、分離套筒和分離軸承9、分離杠桿7、回位彈簧10等組成。它們同離合器主從動部分及壓緊裝置一起裝于離合器殼(飛輪殼)內。分離杠桿中部支承在裝于離合器蓋的支架上，外端與壓盤鉸接，內端處于自由狀態(tài)。分離軸承壓裝在分離套筒上，分離套筒松套在從動軸的軸套上。分離撥叉是中部帶支點的杠桿，內端與分離套筒接觸，外端與拉桿鉸接?！ ‰x合器操縱機構由離合器踏板12、拉桿13、拉桿調節(jié)叉14及復位彈簧15等組成。離合器踏板中部鉸接在車架(或車身)上，一端與拉桿鉸接。它們裝在離合器殼外部。
(1)接合狀態(tài) 離合器處于接合狀態(tài)時，踏板12(見圖1.1)未被踩下，處于最高位置，分離套筒被回位彈簧10拉到后極限位置，分離杠桿7內端與分離軸承9之間存在間隙?(離合器自由間隙)，壓盤5 在壓緊彈簧16作用下將從動盤壓緊在飛輪上，發(fā)動機的轉矩即經(jīng)飛輪及壓盤通過兩個摩擦面?zhèn)鹘o從動盤，再經(jīng)從動軸2傳給變速器。
(2) 分離過程 需要分離離合器時，只要踏下離合器踏板，拉桿拉動分離叉，分離叉內端推動分離套筒、分離軸承首先消除離合器自由間隙，然后推動分離杠桿內端向前移動，分離杠桿外端便拉動壓盤向后移動，解除對從動盤的壓緊力，摩擦作用消失，中斷動力傳遞。
(3) 接合過程 當需要恢復動力傳遞時，緩慢抬起離合器踏板，分離軸承減小對分離杠桿內端的壓力；壓盤在壓緊彈簧的作用下向前移動，并逐漸壓緊從動盤，接觸面間的壓力逐漸增大，相應的摩擦力矩也逐漸增大。 當飛輪、壓盤和從動盤接合還不緊密時，主、從動部分可以不同步旋轉，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪、壓盤和從動盤壓緊程度的逐步加大，離合器主、從動部分轉速也漸趨相等，直至離合器完全接合而停止打滑，結合過程結束。
1.4 設計主要內容
1、離合器結構形式及布置方案的確定。
2、離合器零部件尺寸參數(shù)確定：
?。?）完成摩擦片的基本參數(shù)選擇與設計計算；
?。?）完成壓緊彈簧的設計與計算；
?。?）完成扭轉減震器的設計與計算；
?。?）完成其他主要零件的設計計算。
3、AUTOCAD完成離合器裝配圖和主要部分零件圖。2.1 確定離合器的結構型式
汽車離合器大多是盤形摩擦離合器，并結合東風EQ1181W型自卸車的實際情況，本次設計最終選取摩擦式離合器。
單片離合器因為結構簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調整方便，從動部分轉動慣量小，在使用時能保證分離徹底接合平順，所以被廣泛使用于轎車和中、小型貨車。
與單片離合器相比，雙片離合器由于摩擦面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉矩的能力較大；結合更為平順、柔和；在傳遞相同轉矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較?。贿@種結構一般在傳遞轉矩較大的汽車上。
多片離合器多半為濕式，具有結合更加平順、柔和，摩擦表面溫度較低，摩擦較小，使用壽命長等優(yōu)點。但分離行程大，分離不徹底，軸向尺寸和從動部分轉動慣量大，多用于最大總質量大于14T的商用車的行星齒輪變速器換擋機構中。
綜上所述可知雙片離合器最為適合本車，本次設計的東風EQ1181W型汽車超過18T，且在軸向尺寸上更適合雙片離合器的尺寸，故而最終選取雙片干式離合器作為本車的離合器。
2.2 壓緊彈簧的結構形式及布置
本次設計選的結構形式為圓柱螺旋彈簧沿圓周布置的布置形式。
周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧，其優(yōu)點是結構簡單、制造容易，因此應用較為廣泛,相關技術成熟。相較于膜片彈簧離合器成本更低，更適于本次設計車型。此結構中彈簧壓力直接作用于壓盤上。為了保證摩擦片上壓力均勻，壓緊彈簧的數(shù)目不應該太少，要隨摩擦片直徑的增大而增多，而且應當是分離杠桿的倍數(shù)。缺點是壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，且當發(fā)動機最高轉速很高時，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉矩的能力隨之降低。在本次設計中會加強彈簧與壓盤間的隔熱，例如加裝隔熱墊、加強散熱通風等以減少彈簧受熱。中、重型貨車上都采用這種離合器。
2.3 壓盤的驅動方式
壓盤的驅動方式主要有凸塊—窗孔式、銷釘式、鍵塊式和傳動片式多種。前兩種的共同缺點是在聯(lián)接件之間都有間隙，在驅動中將產(chǎn)生沖擊和噪音，而且在零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動效率。傳動片式是近年來廣泛采用的結構，沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接，傳動片的彈性允許其作軸向移動。當發(fā)動機驅動時，鋼帶受拉；當拖動發(fā)動機時，鋼帶受壓。此結構中壓盤與飛輪對中性好，使用平衡性好，使用可靠，壽命長。但反向承載能力差，汽車反拖時易折斷傳動片，故對材料要求較高，一般采用高碳鋼。綜合比較，因為傳力銷式其綜合性能相對好些，所以在設計中首先選擇該種驅動方式。
2.4 分離杠桿的結構型式
周置圓柱螺旋彈簧離合器經(jīng)常采用的分離杠桿的結構形式有
如圖2.1所示的幾種。
圖2.1 分離杠桿的結構
1-滾銷；2-支撐銷；3-滾針軸承；4-調整螺栓；5-擺動塊；6-浮動銷；7-調整螺栓
與（a）的結構相比，（b）的中間支撐改用了滾針軸承使摩擦損失小、傳動效率高。為了避免分離杠桿的運動干涉，支撐叉采用了如該圖所示的活動機構，即支撐叉軸和其相配孔之間留有足夠間隙，且采用了帶球面的支撐叉調整螺母。這樣，分離離合器時，支撐叉可在離合器蓋的孔中擺動以適應壓盤運動的要求。另外，調整螺母在離合器蓋上，調整也比較方便。（c）加大了壓盤尺寸。這里利用離合器蓋的開口作為分離杠桿的中間支撐，由于支撐面積小，容易磨損，且摩擦后分離杠桿的位置將變動，工作室會產(chǎn)生噪聲。（d）是擺動塊式分離杠桿，和（c）一樣由鋼板壓制成。但主要用于中、小型汽車。故本次設計分離杠桿的結構型式選擇為（c）式。第3章 離合器基本參數(shù)的設計計算及選擇
3.1離合器基本參數(shù)的選擇
東風EQ1181W型載貨汽車原始數(shù)據(jù)。
3.1 離合器原始數(shù)據(jù)
發(fā)動機最大扭矩 700N.m
離合器形式 雙片
摩擦片最大外徑 395mm
發(fā)動機最高轉速 2900r/min
本次設計的雙片離合器是根據(jù)傳統(tǒng)離合器設計方法，并基于東風EQ1181W型載貨汽車進行設計，設計的主要內容和結論如下：
?。?）考察了相近載重量的貨車的離合器結構形式和發(fā)展過程及以往形式的優(yōu)缺點，確定了驅動橋的總體設計方案；
（2）完成摩擦片的設計，采用雙摩擦片可提高傳遞的扭矩，確定了摩擦片的相關參數(shù)；
?。?）完成壓緊彈簧的設計，采用圓柱螺旋彈簧，確定了壓緊彈簧的尺寸參數(shù)；
?。?）完成扭轉減震器的設計，采確定了減震器的參數(shù)；
?。?）完成離合器殼的結構設計，采用鋼板沖壓焊接整體式橋殼；
?。?）運用AutoCAD軟件繪制出離合器裝配圖和主要零部件的零件圖。
本次設計的離合器結構符合設計要求及實際應用，設計時離合器總成及零部件的選擇能盡量滿足零件的標準化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化的要求，修理、保養(yǎng)方便，工藝性好，制造容易?？梢员粡V泛用在載貨汽車。同時在設計過程中遇到限位螺栓的位置等問題需要進一步研究?！ ?/p>
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